SU1022035A1 - Датчик измерени активности кислорода к стали - Google Patents

Abstract

ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АКТИВНОСТИ КИСЛОРОДА В МЕТАЛЛЕ, содержащий корпус, выполненный 8 виде цилиндра и  вл ющийс  одновременно токосъемником, в котором расположен твердый эпектролит , отличающийс  тем, что,с целью повьшени  точности изн ренйй и увеличени  срока служ&ы, токосъемник выполнен из графита, шамота и св зующего состава, вес.%: ГрафитбО-ВО Шамот15-30 Св зующее Остальное а величина зерен составл ет: шамота . 1,0-3,0 мм; графита 0,05-0,20 ми.

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии, а именно к измерению ак тивности кислорода в жидкой стали ме тодом ЭДС концентрационного элемента ; ,и может быть использовано дл  контрол  технологии выплавки стали в про мышленных агрегатах. « Известен датчик дл  измерени  активности кислорода в металлах, содер жащий корпус в виде огнеупорной труб ки из твердого электролита, в которо расположен электрод сравнени  и токо съемник из серебра с погруженным в него токоотводом из нерастворимого в серебре материала СО Недостатком данного датчика  вл етс  высока  стоимость и недостаточна  точность измерений. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  датчик дл  измерени  активности кислорода в металле, содержащий корпус, выполненный в виде цилиндра и  вл ющийс  одновременно токосъемником, в котором расположен твердый электролит 2 3 .. Недостатком графитового токосъемника  вл етс  его быстрое растворени в стали. Исследовани  показывают, 4j :при толщине стенок графитового ста- кана 5 мм, продолжительность его рас ворени  в жидкой стали составл ет 2 мин. Скорость растворени  графита при этом составл ет 2,5 мм/мин. По этой причине графиковый токосъемник не может быть использован дл  измерени  активности кислорода в жидкой стали, так как быстро раствор ющийс  графит раскисл ет сталь. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений и увеличени срока службы. Поставленна  цель достигаетс  тем что в датчике дл  измерени  активное ти кислорода в металле, содержащем корпус, выполненный в виде цилиндра и  вл ющийс  одновременно токосъемни ком,, в котором расположен твердый электролит, токосъемник выполнен из графита, шамота и св. зующего состава , вес.%: Графит60-85 Шамот15-30 Св зующее Остальное а величина зерен составл ет: шамота 1,0-2,0 мм; графита 0,05-0,20 мм. На чертеже изображено устройство дл  измерени  активности кислорода в жидком металле, общий вид. 1 5 . , 2 Датчик состоит из твердого электролита из стабилизированной двуокиси циркони  в виде колпачка 1, который защищен адундовой трубкой 2 и токо-съёмника 3 в виде трубки из графитошамота , содержащего 60-85% шамота с величиной зерен 1,0-3,0 мм и 1530 графита с величиной зерен 0,050 ,2 мм. Внутрь коллачка из твердого электролита помещена двухканальна  алундова  трубка , в которой находитс  термопара 5. От термопары и токосъемника сделаны выводы 6 на контактные кольца 7 разъема 8, в последнем дл  подачи воздуха сделано отверстие 9. Между контактными кольцами расположены изолирующие фторопластовые -прокладки 10. Дл  выхода воздуха из по .лости твердого электролита в разъеме сделано отверстие 11. Снизу на датчик надет растворимый в стали графитовый стакан 12. Датчик работает следующим образом. Через 2-3 мин после погружени  датчика в металл графитовый стакан, раствор етс  в стали и металл начинает контактировать с твердым электролитом 1 и токосъемником 3- В качестве эталонного газа используетс  воздух, который подаетс  через отверстие 9 и выводитс  через отверстие 11 За счет разницы окислительного потенциала сред по обе стороны твердого электролита 1 на его стенках возникает скачок потенциала. С внутренней стороны твердого электролита потенциал снимаетс  с. помощью одного из проводов платинородиевой термопары 5, ас наружной стороны - через жидкий металл с помощью токосъемника 3. По разности потенциалов рассчитывают активность кислорода. Продолжительность дл  измерени  активности кислорода в применении датчика стали в мартеновских печах составит дл  первого случа  (15 графита ) минимум мин и дл  второго случа  (301 графита) - минимум 50 мин. Нижний предел содержани  графита в графитошамоте выбран из соображений обеспечени  надёжной электронной проводимости. При меньшем содержании графита образуетс  пленка шамота со смешанной проводимостью. Верхний предел содержани  графита в графитошамоте выбран из соображений приемлемой продолжительности непрерывного измерени  активности, кислорода. При более высоком содержании графита скорость растворени  графитошамота резко увеличиваетс  и составл ет при tO графита 0,-0,5 мм/мин. Содержание в графитошамоте определ етс  содержанием графита. Кроме этих двух ингредиентов, в графитошамоте имеетс  только св зующего материала например каменноугольного пека или огнеупорной глины. Гранулометрический состав графито шамота соответствует поставленной цели. При применении зерен шамота крупностью менее 1 мм при выдержке в жидкой стали образуетс  слой шамота со смешанной проводимостью. Экспе рименты показывают, что при этом воз никает дополнительна .ЭДС, котора  искажает .результаты Vlзмepeний. При величине зерен шамо.та более 3 мм воз растает скорость растворени  графито шамота, при этом растворение носит не упор доченный(не послойный) харак тер. Тоже происходит при применении графита с размером зерен более 0,2 мм При разработке датчика руководствуютс  необходимо.стью предотвратить рас1в1сление стали углеродом графитошамота в зоне измерени  активности 10 5 кислорода. При содержании графита в графитошамоте 15 /скорость поступлени  графита в сталь составл ет (диаметр токосъемника 33 мм, его высота tO мм) примерно 0,07 г/мин, а при содержании графита 30 - примерно 0,2 г/мин. По сравнению со скоростью окислени  углерода, например, в 250тмартеновской печи, котора  находитс  в пределах 0,5-10 - 1,0-10 г/мин т это ничтожно мала  величина. Работоспособность датчика и отсутствие раскислени  стали углеродом в зоне измерени  доказано экспериментально . Активность кислорода в стали измер ли в мартеновской печи в течение 1,0-t,5 ч (5 опытов) ч в промежуточном ковше УНРС в течение 2,0-3,0 ч (5 опытов) одновременно двум  датчиками , которые отличались токосъемниками . В одном из них во всех опытах использовали серебр нный токосъемник эталонный актинометр, второй ддтчик (опытный) был оборудован такосъемниками из графитошамота Результаты испытаний датчиков с токосъемниками различного состава приведены в таблице,.

Остальное - каменноугольный пек.

5 1022035

Датчики находились на рассто нии 1 ини  графита в жидкой стали зерна шадруг от друга. В течение всего пе-мота, тер   св зь между собой,-смывариода измерений разница в показани хютс  жидким металлом, обнажа  новый

датчиков не превышала 9 что счита-слой графитошамота, и таким o6pa30h

етс  удовлетворительным дл  измерений5 сохран етс  электронна  проводимость

подобного рода.материала.

Таким образом, в графитошамоте,Применение датчика при производстсодержащем 60-85 шамота с величинойве стали в мартеновских печах позвозерен 1,0-3,0 мм и 15-30% графита сл ет сократить продолжительность плав

величиной зерен 0,05-0,20 мм обнару- ки на 2%, снизить расход ферромарганжено новое свойство, которое заклк -ца на 6%, уменьшить головную обрезь

:чаетс  в том, что по. мере растворе-на 0,5.

Claims (1)

1. ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АКТИВНОСТИ КИСЛОРОДА В МЕТАЛЛЕ, содержащий корпус, выполненный в виде цилиндра и являющийся одновременно токосъемником, в котором расположен твердый электролит, отличающийся тем, ’ что, с целью повышения точности измерений и увеличения срока служ&ы, токосъемник выполнен из графита, шамота и связующего состава, весД: Г рафит Шамот

   Связующее ;

   60-80

   15-30 Остальное величина зерен составляет: шамота .

   а

   1,0-3,0 мм; графита 0,05-0,20 мм.

   1022035 ²