SU1049753A1

SU1049753A1 - Device for measuring temperature when crystallizing metal

Info

Publication number: SU1049753A1
Application number: SU823375752A
Authority: SU
Inventors: Владимир Зосимович Литвинов
Original assignee: Научно-Исследовательский Институт Тяжелого Машиностроения
Priority date: 1982-01-05
Filing date: 1982-01-05
Publication date: 1983-10-23

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В ПЮЦЕССЕ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ МЕТАЛЛА, содержащее термопару, установленную внутри жаростойкой ар|у|атуры, выполнешюй в виде размещенных одна в другой коаксиально оболочек, между которыми расположен теплозащитный слой, о т л н, ч а ю щ ё е с тем, что, с целью новышений надежности устройства, каждый из терМоэлектродов вьшолнен в виде предварительно сжатой пружины, при этом зшцитные оболочки выполнены гофрированными, а теплозащитный слой изготовлен из Жаропрочного бетона, содержащего алундовую пудру.A DEVICE FOR MEASURING THE TEMPERATURE IN THE METAL CRYSTALLIZATION PUCESS, containing a thermocouple installed inside the heat-resistant armature, made in the form of shells placed one inside the other coaxially, between which the heat-shielding layer is located that, in order to improve the reliability of the device, each of the thermoelectrodes is made in the form of a pre-compressed spring, while the shells are made of corrugated, and the heat-shielding layer is made of heat-resistant concrete containing alundum powder.

Description

1one

Изобретение относитс к измерению высоких температур в металлургии, в чаЬтности дл измерени температуры в процессе кристаллизации металла.The invention relates to the measurement of high temperatures in metallurgy, in particular for measuring the temperature during the crystallization of a metal.

Известно устройство дл измерени температуры изделий при их деформации, содержащее термопару в стальной оболочке, установ ленную в защитную арматуру, вьшолненную в йиде телескопически соединенных стальных трубок 1.A device for measuring the temperature of products when they are deformed is known, which contains a thermocouple in a steel shell, installed in protective armature, made in iide of telescopically connected steel tubes 1.

Недостатком зтого устройства вл етс недостаточна защищенность термопары, возможность разрушени стальных трубок вследствие расг жени под действием деформации материала возможность использовани при деформаци х направленных в одну сторону.The disadvantage of this device is the lack of protection of the thermocouple, the possibility of the destruction of the steel tubes due to the opening under the action of the deformation of the material, the possibility of using the deformations directed to one side.

Наиболее близким к изобретению по технической сувдюсти вл етс устройство дл изме рени температуры в процессе кристаллизации металла, содерзкащее термопару, установленную внутри жаростойкой арматуры, вьшолненной В виде размещенных одна в другой коаксиально оболочек, между которыми расположен теплозащитный слой 2.The closest to the invention in terms of technical stability is a device for measuring the temperature in the process of metal crystallization, containing a thermocouple installed inside a heat-resistant fittings, perfect In the form of shells placed one inside the other coaxially, between which the heat-shielding layer 2 is located.

К Недостаткам, указанного устройства отноонтс следующее:The disadvantages of this device are as follows:

Возможность разрушени оболочек и термопары . Это происходит вследствие того, что оболочки деформируютс и разрушаютс под действием раст гивающих сил, возникающих в оболочках при кристаллизации и усадке стали, что не обеспечивает работоспособность термопары , особенно при налнчии участков незакристаллизовавШегос (жидкого) металла, который по участкам разрушени оболочек может достагнзть собственно термопары и разрушить ее, либо замкнуть между собой ее термоэлектроды . Подобное вление возможно при измерени х температуры кристаллизующихс массивных и предельно масси1зных слитков и бт ливок, когда процессы кристаллизации раст нуты во времени, а линейные размеры част устройства, погруженной в металл, велики, в в то врем как величина усадки, особенно в центральных зонах слитка и его прибыли, знатательна; в устройстве предусмотрена возможность перемещени наружной оболочки относительно внутренней (одной или нескольких) под действием раст твающих оил, возникающих в оболочке при кристаллизаци и усадке металла. Следовательно , в этом случае между наружной оболочкой и внутренней, где расположена термопара , образуетс зазор. Этот зазор представл ет собой дополнительное тепловоесопротивление , которое увеличивает инерционность термопары , а следовательно сн жает точность измерений достоверность результатов.The possibility of the destruction of the shells and thermocouples. This is due to the fact that the shells are deformed and destroyed by the tensile forces that occur in the shells during the crystallization and shrinkage of steel, which does not ensure the operation of the thermocouple, especially in the presence of sections of non-crystallized Sheet (liquid) metal, which can actually heat the thermocouple and destroy it, or close its thermoelectrodes between them. Such a phenomenon is possible when measuring the temperature of crystallizing massive and extremely massive ingots and batches, when crystallization processes are extended in time, and the linear dimensions of the device submerged in metal are large, while shrinkage, especially in the central zones of the ingot and his profits are remarkable; The device provides for the possibility of moving the outer shell relative to the inner (one or several) under the action of stretching oils that occur in the shell during crystallization and shrinkage of the metal. Therefore, in this case, a gap is formed between the outer shell and the inner shell where the thermocouple is located. This gap represents an additional thermal resistance, which increases the inertia of the thermocouple, and therefore reduces the accuracy of measurements, the reliability of the results.

Целью изобретени вл етс повьпиение падежностк устройства.The aim of the invention is to apply a device case.

497532497532

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве, содержащем термопару, установленную внутри жаростойкой арматуры, вьшолненной в виде размещенных одна в другой коак5 сиально оболочек, между которыми расположен теплозащитный слой, каждый из термозлектродов термопары выполнен в виде предварительно сжатой пружины, при зтом защитные оболочки выполнены гофрированными, а теплозащитный слой изготовлен из жаропрочного бетона , содержащего алундовую пудру.The goal is achieved by the fact that in a device containing a thermocouple installed inside a heat-resistant reinforcement made in the form of shells placed one into another in coacia, between which the heat-shielding layer is located, each of the thermocouple thermocouples is made in the form of a pre-compressed spring, and the protective shells are made corrugated, and the heat-shielding layer is made of heat-resistant concrete containing alundum powder.

Гофры защитной оболочки могут быть выполнены в биде гладкой волны, направленной вдоль продольной оси устройства. При этом крива , образующа поверхность гофров, имеет вид синусоиды. Конфигураци гофров может быть зубчатой, ступенчатой или ииой. Но при этом форму, размеры и количество гофров устанавливают в зависимости от действзоощих в оболочке раст гивающих сил, возникающих при кристаллизации и усадке слитка.The corrugations of the containment shell can be made in a smooth wave bidet directed along the longitudinal axis of the device. In this case, the curve forming the surface of the corrugations has the form of a sinusoid. The configuration of the corrugations can be toothed, stepped, or AI. But at the same time, the shape, size and number of corrugations are determined depending on the tensile forces acting in the shell, which appear during the crystallization and shrinkage of the ingot.

На чертеже изображено предлагаемое устройство , общий вид.The drawing shows the proposed device, a General view.

Устройство содержит термопару 1, например платинородайплатиновую, каждый из термоэлектрбдов которой в пределах рабочей зоны снабжен термоизол цией 2, например, из жаросг йкого стекловолокна, и вьшолнен в виде предварительно сжатой пружины, например, зигзагообразной формы. Рабочий спай термопары жестко зафиксирован в толстостенном стальном дни1це 3.The device contains a thermocouple 1, for example platinum-boron platinum, each of thermoelectric power plants of which is provided with thermal insulation 2, for example, from heat-resistant fiberglass, within the working area, and is made in the form of a pre-compressed spring, for example, of a zigzag shape. The thermocouple work junction is rigidly fixed in a thick-walled steel day 3.

Дермопарт в термоизол ции размещаетс внутри системы нескольких (например, двух) стальных защитных оболочек: наружной 4 внутренней 5, вьшолненных гофрированными, закрытых .с одного конца днищем 3. Размеры , форАга количество гофров устанавливаютр в зависимости от действу1рщих в оболочке раст гивающих сил, возникающих при кристаллизации и усадке, стал . Объем между термопарой 1 и внутренней оболочкой 5 заполн е1с тугоплавким порошком, например, квар: цевой пудрой.б, а пространство между внутренней и наружной оболочками заполнено жа ропрочным бетоном 7, содержащим алундовую пудруС конца, противоположного днищу 3, оболочки 4 и 5 закрыты жестко закрепленной переходной колодкой 8, котора обеспечивает нахождение термопа{н 1 в сжатом состо нии. Посредством переходника оболочки креп тс к удл нительж трубе 9, в которой размещены нерабочие концы термопары в нзол ци , например в алундовой двухканальной соломке,Dermopart in thermal insulation is placed inside a system of several (for example, two) steel protective shells: outer 4 inner 5, made corrugated, closed with one end of the bottom 3. Dimensions, forAga, the number of corrugations are set depending on the tensile forces that occur in the shell during crystallization and shrinkage, it became. The volume between thermocouple 1 and inner shell 5 is filled with refractory e1c powder, for example, quar: powdered powder. B, and the space between inner and outer shells is filled with rigid concrete 7 containing alundum powder. From the end opposite to bottom 3, shells 4 and 5 are tightly closed fixed adapter block 8, which ensures that the thermopa {n 1 is in a compressed state. The sheath adapter is attached to the extension tube 9, in which the non-working ends of the thermocouple are placed in the core, for example, in an alundum two-channel straw,

креп щейс свободно в переходных колодках 8 н 10. На удлин ющей трубе 9 креп тс упорные ФЛ)ЕШЦЫ 11 12, с помощью которых устройство уст навгасвают в требуемом положеюш , например, на несущей раме 13, которую располагают на прибыльной надставке сразу после заливки слитка. loosely mounted in adapter blocks 8 and 10. On the extension pipe 9, thrust PL) ESHTSY 11 12 are fastened, with which the device is installed in the required position, for example, on the base frame 13, which is placed on the profitable extension immediately after the ingot is cast .

Например, в устройстве, которое было использовано дл измерени температуры металла на оси и вблизи поверхности слитков высокоуглеродистой легированной стали массой 28,5 т при их кристаллизации и последующем охлаждении в изложнице, гофры на защитной оболочке были выполнены в виде гладкой волны, направленной вдоль продольной оси устройства.For example, in a device that was used to measure the temperature of a metal on an axis and near the surface of ingots of high carbon alloyed steel weighing 28.5 tons during their crystallization and subsequent cooling in a mold, the corrugations on the protective sheath were made in the form of a smooth wave directed along the longitudinal axis devices.

Крива , образующа поверхность гофров, цмела Вид синусоиды без начальной фазы с амплитудой, величина которой не превышала 0,25 периода синусоиды (длины волны). Такой вид образующей представл етс предпочтительным , так как обеспечивает м гкую схему на-. пр женного состо ни металла оболочки при раст жении и вл етс относите}1ьио несложным при изготовлеюш последней. При толщине стенки оболочки 10 мм амплитуда синусоиды, образующей поверхность гофров, составл ла 8 мм при периоде синусоиды (длине волны) 60 мм. Прот женность синусоиды в пределах одного периода состайп ла величину .пор дка 78 мм. Применение гофров указаиной конфигурации и параметров позвол ет компенсировать изменение длины устройства под действием раст гивающих сил, возникающих в оболоч ке при кристаллизации и усг(дке металла, на величину пор дка (18 : 60) 100-100% 30% при полном деформировании гофров. Это свиде-; тельствует о том, что конструкци устройства гарантирует работоспособность последнего во всем диапазоне измер емь с температур. конфигураци и параметры гофров могут отли чатьс от предложенных в зависимости от технОг логических возможностей изготовител .Curve forming the surface of the corrugations, cmel The type of a sinusoid without an initial phase with an amplitude whose value did not exceed 0.25 of the sinusoid period (wavelength). This type of generatrix is preferred because it provides a soft circuit on. The strained state of the metal of the sheath upon stretching is also simple in the manufacture of the latter. With a shell wall thickness of 10 mm, the amplitude of the sinusoid forming the surface of the corrugations was 8 mm with a sinusoid period (wavelength) of 60 mm. The length of a sinusoid within one period is compounded. The value is about 78 mm. The use of corrugations with the indicated configuration and parameters makes it possible to compensate for the change in the length of the device under the action of tensile forces arising in the shell during crystallization and reduction (metal, by the order of (18: 60) 100-100% 30% with complete deformation of the corrugations. This indicates that the design of the device ensures the performance of the latter in the whole range of measurements from temperature. The configuration and parameters of the corrugations may differ from those proposed depending on the technological capabilities of the manufacturer. .

V. V.

Выполнение оболочек гофрированными, а тер моэлектродов термопары в виде предварительноThe execution of the shells is corrugated, and thermocouple thermocouples in the form of

сжатой пружины позвол ет компенсировать их удлинение за счет действи раст гивающих сил, имеющих место при кристаллизации и усадке стали , без уменьщени толщины стенки оболочки. Кроме того, вьшолнение термоэлектродов термопары в виде предварительно сжатой пружины при жесткой фиксации рабочего спа термопары в толстостенном днище, закрьгоающем защитные оболочки с одного конца, позвол ет обеспечить -отсутствие зазора между спаем термопары и д1О1щем, непосредственно контактирующим с металлом, температуру которогсг необходимо измерить, позвол ет обеспечить посто нный и надежный контакт спа термопарь и дйшца.the compressed spring makes it possible to compensate for their elongation due to the effect of tensile forces that occur during the crystallization and shrinkage of steel, without reducing the shell wall thickness. In addition, the execution of thermocouple thermocouples in the form of a pre-compressed spring while rigidly fixing the working thermocouple spa in a thick-walled bottom closing protective sheaths at one end, allows to ensure that there is no gap between the thermocouple junction and the temperature of which is in direct contact with the metal, which temperature must be measured allows for a constant and reliable contact between the thermocouple and the thermos.

Устройство работает следзтощим образом.The device works as follows.

Одно или несколько устройств предварительно укрепл ют на несущей раме 13, обеспечивающей возможность перемещени и фиксации устройств в заданном положении, например , с помощью сферических опор 14 с фиксаторами . По окончании, заливки слитка, несущую раму 13 с устройствами жестко креп т на прибыльной надставке. Затем ориентируют устройства в предварительно выбранной позиции , в которой затем они фиксируютс . Масса несущей рамы в сборе с устройствами выбира етс таким образом, чтобы предохра1Шть последние от действи вьпалкивающих сил жидко стали. Затем термопара присоедин етс к регистрируюЩему устройству, например к электронному самопищуЩему потенциометру, который фиксирует изменение температуры в заданных точках на всей продолжительности измерений . .One or more devices are pre-fastened on the carrier frame 13, which makes it possible to move and fix the devices in a predetermined position, for example, using spherical supports 14 with clamps. At the end, the ingot pouring, the carrying frame 13 with the devices is rigidly attached on a profitable extension. The devices are then oriented at a preselected position in which they are then fixed. The mass of the carrier frame assembled with the devices is chosen in such a way that the safety of the last from the action of the repulsive forces of liquid steel. The thermocouple is then connected to a recording device, for example, to an electronic self-feeding potentiometer, which records the temperature change at specified points throughout the duration of the measurement. .

Использование предлагаемого устройства дл измерени температуры в процессе кристаллизации металла позволит устранить возможность разрушени оболочки и электродов под действием раст гивающих сил, а также обеспечить удовлетворительную тепловую инерционность, что в конечном итоге позволит повысить точность измерекий и надежность результатов.The use of the proposed device for measuring the temperature in the process of metal crystallization will eliminate the possibility of destruction of the shell and electrodes under the action of tensile forces, as well as ensure satisfactory thermal inertia, which ultimately will improve the accuracy of measurements and reliability of results.

Claims

DEVICE FOR MEASURING TEMPERATURE DURING METAL CRYSTALLIZATION, containing a thermocouple 'installed inside heat-resistant fittings made in the form of coaxially placed shells on top of each other, between which there is a heat-insulating layer, characterized in that, in order to increase the reliability of the device, each of the thermoelectrodes is made in the form of a pre-compressed spring, while the protective shells are * corrugated, and the heat-protective layer is made of Heat-resistant concrete containing alundum powder.

SO m SL oo>