Защитное приспособление для погружаемого измерительного устройства — SU 321026 (original) (raw)
Сома Советских Социалистических РеопубавКомитет ое делам оеРетеиии и еткдытий ри Совете Миииотрое СССРАвторыизобретения ИностранцыМаттиас Шернтане (Австрия)Иностранная фирм райхише Айзен - (Авсцр и я) нтер Поферл уппе инх аявитель Штальверке фе игте О НОЕ ПРИСПОСОБЛЕ ИЗМЕРИТЕЛ ЬНО 3 Изобретение относится к защитным приспособлениям для предохранения погружающихся в жидкорасплавленные среды зондов, например для измерения температуры, имеющих 1 внутреннее охлаждение. бВ сталелитейной промышленности применяются измерительные устройства, имеющие полностью или частично охлаждаемую измерительную часть и погружаемые в ванны с расплавленным металлом для контроля за 10 протеканием металлургических процессов. Устройствами такого, рода являются, например, зонды для измерения температуры, в измерительную часть которых включен термоэлемент в защитной оболочке. Защит б ная оболочка с термоэлементом должна предохраняться отнеупорной рубашкой от воздействия шлака и металлапричем при употреблении таиих зондов для измрения температуры в конвертерах нужно стремиться 20 к повышению стойкости устройства во время значительного количества попружений. От огнеупорной защитной рубашки измерительного зонда требуется, чтобы она была устойчивой против особых термических нагрузок, возни кающих вследствие высокого перепада температуры от горячей наружной стенки к совершенно или частично охлажденной внутренней, чтобы она выдерживала химическое воздействие жидких шлака и металла, имела:вьгсокую З 0 Е ДЛЯ ПОГРУЖАЕМОГОУСТРОЙСТВА степень огнеупорности и обладала постоянством при перемене температуры. Перепад температуры при такой рубашке, вследствие разности температуры между наружной и внутренней стенками и небольшой толщины стенок, которую может иметь такая рубашка, значительно больше, нежели,при опнеупорных кирпичах, применяемых для футеровки мартеновской печи или конвертера, вследствие короткого срока пребывания измеригельного зонда в ванне. (например, за 20 - 25 мин пребывания,в ванне, после чего измерительный зонд снова вынимается, не может установиться стационарное распределение температуры). Поэтому требования, предъявляемые к огнеупорной рубашке измерительной части зонда, несравненно выше, чем требования к максимально напруженным арочным кирпичам.До сих пор не удалось достигнуть удовлетворителыной стойкости и сопротивляемости защитных рубашек для измерительных зондсв. Обожженные основные кирпичи, обладают хорошей химической стабильностью, однако их качество не соответствует резким переменам температуры при погружении в сильно нагретые ванны с металлом, и они не выдерживают большого перепада температуры. Графитизированные кирпичи, отличающиеся высшей степенью устойчивости относительно перемены температуры, неудовлетворительны3вследствие химического воздействия жидкойстали,на графитовый материал. Стойкость защитной рубашки в течение значительного количества погружений была до сих пор недостижима,Цель изобретения - устранение указанныхнедостатков путем создания огнеупорного защитного приспособления, в частности для предохранения погружающихся в жидкорасплавленные среды зондов, например, для измерения температуры, имеющих внутреннее охлаждение, отличающегося тем, что защитное приспособление выполнено полым и состоит извнутреннего неагломерированного слоя и плот,ного наружного агломерированного слоя изтого же материала.Указанная цель достигается также за счеттого, что огнеупорная масса содержит 25 -35% мелких фракций с величиной зерна до0,1 мм и 30 - 40 о/о грубых фракций с величинойзерна 2,5 - 5 мм за счет того, что толщинаагломерированного слоя составляет 1/4 частьтолщины всего блока и предпочтительно 1/6 -1/10 часть его толщины, а также за счет того,что общая пористость составляет 15 - 20%.Плотный наружный слой предлагаемого защитного приспособления устойчив относительно химического и механического воздействиясо стороны жидкого шлака и жидкой стали дотемператур приблизительно 1700 С и выше.Внутренний неагломерированный слой способен изменять форму и может следовать за тепловыми напряжениямивозникающими вследствие нагрузки от перемен температуры. В результате возможности деформирования устраняется появление трещин, С помощью предлагаемого защитного приспособления можно достигнуть стойкости зонда в процессе ряда погружений (например, более 10),Толщина наружного агломерированногослоя должна находиться в определенном соотношении с толщиной стенок внутреннего слоя.Последний должен быть значительно толщенаружного слоя. Максимальная толщина наружного слоя составляет 1/4 толщины слоя всего блока и предпочтительно 1/6 - 1/10 часть еготолщины.В связи с этим важно, чтобы внутреннийслой обладал пористостью, так как только тогда он способен деформироваться и применимв качестве эластичного носителя плотного наружного слоя. Самые лучшие, результаты достигаются,;когда общая пористость блока составляет 15 - 20%.Важное значение имеет зернистость массы,из который состоит блок: огнеупорная массадолжна, обладать 25 - 35% 1 ной долей мелкихфракций с величиной зерен до 0,10 мм и болеегрубой 30 - 405-ной долей с величиной зерен2,5 - 5 мм.На чертеже изображено предлагасмое огнеупорное защи иое приспособление.Огнеупорный керамический блок 1 имеет осевое высверленное отверстие, верхняя третьячасть которого имеет больший диаметр, чтобы принять головку зонда 2 и сам зонд 3. Зондсостоит из зарх концентрических трубок 4 - б,причем во внутренней трубке 4 расположенкомпенсационный провод. а состоящий из за 5 ключенных во втулке 7 проводников, служащих для соединения находящихся в измерительной части устройства термоэлектродов ивторичным прибором, Труока б оканчиваетсяперед головкой зонда. Последний представляет10 собой трубопровод для создания циркуляциихладагента. Измерительная часть зонда состоит из защитной трубки 8, в которой заключен термоэлемент 9 с горячим спаем 10, и облегающего защитную трубку огнеупорного ке 15 рамичвского блока 1, который находитсяв области плавающего на расплаве в ванне 11слоя шлака 12, когда измерительный зондвставляется в ванну, В этой области слояшлака возникают самые оильные нагрузки, Из20 огнеупорного керамического блока 1 выступает вниз верхушка 13 измерительной части, в,которой находится горячий спай,Огнеупорный керамический блок 1 состоитиз внут 1 ренного слоя 14, состоящего из неагломерированной огнеупорной зернистой формымассы и из ллотноно иаружиого агломерированного слоя 1 б,из того же материала. Дляогнеупорной массы взять предпочтительнокомпоненты в следующем соотношении:30 4 0 6 0/о, РеОз83 88 /о МдО2 3/о СаО0,4 0,6/о 5 10 р,3)5 3 ь 7 %А 120335 с величиной зерен порядка:ниже 0,05 20,88%0,05 - 0,10 мм 7,90/,0,10 - 0,20 мм 3 92 о/о0,20 - 0,50 мм 6,40%40 0,50 - 1,00 мм 10,78%1,00 - 2,50 мм 13,34%2,50 - 5,00 мм 36,26%свыше 5,00 мм 0,52/оНасыпной вес такой массы составляет, напри 45 мер, 1,85 г/см.Блок изготовляется так, что масса после добавления 5 - 7/о воды по весу при легкомвстряхивании наполняет форму и уплотняетсяв ней последующим более сильным встряхи 50 ванием. В форуму можно ввести, изготовленноеиз стальной проволоки армирующее тело, Полученное изделие суш 1 ится ври комнатной температуре 24 час в форме и непосредственновслед за этим 48 час вне формы.55 Потом в течение примерно 48 час при температуре приблизительно 450 С производитсядальнейшая сушка в печи. После обоих процессов сушки изделие обладает следующимисвойствами:60 Объемный вес в среднем 2,848 г/слРУдельный вес 3 320 г/смзОбщая пористость 2 о/Открытая пористость 11,02%Получение плотного наружного агломери 65 рованного слоя происходит путем обжига бло 321026ка при температуре около 1600 С приблизительно в течение 2 час,Предлагаемые защитные приспособления очень хорошо показали себя при испытании на практике. Конвертор может быть использован более чем для десяти погружений, причем измерительный зануд,использовался в течение всего периода дутья и во время перерывов последнего подвергался охлаждению воздухом, Это соответствует самым строгим условным, предъявляемым на сталелитейном предприятии. Если вместо охлаждения измерительного зонда воздухом вводить его в перерывах между дутьем в термастат для расплавленного металла, удерживаемый при температуре около 1000 С, то с помощью такого защитного приспособления можно увеличить срок службы, например, более чем на двадцать погружений.Предмет изобретения1, Защитное приспособление для погружае.мого измерительного устройства, содержащее выполненный из огнеупорной керамики блок со сквозным отверстием вдоль оси для закрепления его на зонде, отличающееся тем, что, с целью повышения стойкости зонда при погруже нии его в агрессивную среду, защитное приспособление выполнено полым и состоит из плотного наружного агломерироваяного слоя и внутреннего неагло мер ированного пористого слоя из того же материала.10 2. Защитное приспособление по п. 1, отличающееся тем, что огнеупорная масса содер.жит 25 - 35% мелких фракций с величиной зер.на до 0,1 мм и 30 - 40% грубых фракций с величиной зерна 2,5 - 5 мл.15 3, Защитное приспособление по пп. 1, 2, отличающееся тем, что толщина наружного агломерированного слоя составляет 1/4 толШины всего блока, предпочтительно 1/6 - 1/10 часть его толщины20 4. Защитное приспособление по пп, 1 - 3, отличающееся тем, что общая пористость составляет 15 - 20%.
Защитное приспособление для погружаемого измерительного устройства