Электропроводный тигель для плавления образцов стали

 

ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫЙ- ТИГЕЛЬ ДЛЯ ПЛАВЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВ СТАЛИ при определении газообразугощих примесей,выполненный в виде емкости из графита,имеющей цилиндрическую форму с дном, снаружи которого соосно продольной оси тигля расположен кольцеобразный выступ цилиндрической формы с соотношением наружных диаметров емкости и кольцеобразного выступа, равным 1;

(ХМОЭ СОВЕТСКИХ

ОЗИ ЛФ °

РЕСПУБЛИК

0% (И) ЗОО F 27 В 14 10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОВЮ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г

Фиа1 (21) 3489368/22-02 (22) 14.09.82 . (46) 23.12 ° 83. Бюл. 9 47 (2) A.Ñ. Беневольский и В.В.Павлюков (71) Всесоюзный научно»исследовательский институт автоматизации черной металлургии и Научно-производственное объединение "Черметавтоматика" (53) 669.187.2(088.8) (56) 1. Журнал аналитической химии.

T. ХУц, 9 3 1972, с. 552.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2987084, кл. F 27 D 14/10, 1980 (прототип) ° (54)(57) ЭЛЕЕТРОПРОВОДЦЫИ THFEJIb ДЛЯ

ПЛАВЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВ СТАЛИ при определении газообраэующих примесей,выполненный в виде емкости из графита, имеющей цилиндрическую форму с дном, снаружи которого соосно продольной оси тигля расположен кольцеобразный выступ цилиндрической формы с соотношением наружных диаметров емкости и кольцеобразного выступа, равным

1:(0,85-0,6), и соотношением высоты тигля к глубине емкости, равным

1>(0,5-0,7), отличающийся тем, что с целью повышения точности анализов, дно внутренней полости тигля выполнено в виде конуса с вершиной, направленной в сторону выступа, и углом при вершине, равным 1200, причем внутренняя поверхность конуса покрыта молибденом. е

1062488

Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкции тиглей для плавления образцов сталей при определении гаэообразующих примесей.

Известен электропроводный тигель 5 для плавления образцов, включающий емкость цилиндрической формы с плоским дном (1).

Недостатком такого тчгля является неравномерное распределение температуры по высоте тигля при его нагреве импульсом тока. Причем дно тигля находится при более низкой температуре, чем стенки. Наличие резко неравномерной температуры по высоте ти . я и хорошей смачиваемости стенок расплавом вызывает подъем жидкого металла по стенкам тигля к его верхнему торцу. Это приводит к резкой температурной неоднородности отдельных частей расплава, то вызывает20 разную скорость их науглероживания и соответственно разную скорость изменения их вязкости. Последнее дает неоднородную скорость газовыделения иэ расплава, т.е. из частей с пониженной температурой и меньшей вязко тью (меньшей степенью науглероживания) выделение газообразующих примесей происходит более полное и на оборот. 30

Известен также электропроводный тигель, выполненный в виде емкости цилиндрической формы с плоским дном, снаружи которого соосно продольной оси тигля выполнен кольцеобраэный 35 выступ цилиндрической формы с соотношением наружных диаметром емкости и кольцеобразного выступа в пределах

1 .(0,85-0,6) и соотношением высоты тигля к глубине емкости в пределах 40

1: (0,5-0,7) f2).

Недостаток этого тигля заключается в том, что за счет хорошей смачиваемости расплавом графита, расплав подымается по стенкам тигля к его верхней кромке. Это приводит к неравномерности нагрева его отдельных частей и появлению спели на зеркале расплава. Кроме того, наличие плоского дна не позволяет однозначно фиксировать положение навески металла от анализа к анализу. Совокупность этих факторов и приводит к снижению точности анализа.

Целью изобретения является повышение точности анализа.

Эта цель достигается тем, что в электропроводном тигле для плавления образцов стали при определении газообразующкх примесей, выполненном в виде емкости из графита, имеющей ци- 60 линдрическую форму с дном, снаружи которого соосно продольной оси тигля расположен кольцеобразный выступ цилиндрической формы с соотношением наружных диаметРов емкости и кольцеобразного выступа, равным 1:(0,850,6), и соотношением высоты тигля к глубине емкости, равным 1:(0,50,7), дно внутренней полости тигля выполнено в виде конуса с вершиной, направленной в сторону выступа, и углом при вершине, равным 120,причем внутренняя поверхность конуса покрыта молибденом.

На фиг. 1 дач предлагаемый тигель, поперечный разрез; на фиг. 2 кривая распределения температуры по высоте тигля.

Графитовый электропроводный тигель для плавления образца анализируемой стали содержит стенки 1 цилиндрической формы, дно 2 конусообразной формы, покрытое слоем молибдена 3. Стенки 1 и дно 2 вместе образуют емкость 4 для плавления образца анализируемого металла. Снизу емкости в рабочем положении расположен кольцеообраэный торец 5, внешний диаметр которого меньше внутреннего диаметра цилиндра.

Тигель работает следующим образом.

Его зажимают. между двумя водоохлаждаемыми токоподводами высокотемпературной импульсной электропечи прямого нагрева, камера которой вакуумируется или продувается инертным газом. Затем тигель дегазируется путем пропускания через него импульса электрического тока при 28002900 С, длительностью 60 с. При темо пературе дегазации молибден плавится и насыщается углеродом. По окончании дегаэации и охлаждения тигля на поверхности конуса емкости 4 образуется слой карбида молибдена. После дегазации в тигель через загрузочное устройство опускают образец анализируемой стали массой около 1 г в виде цилиндра диаметром 5 мм и высотой 3,5 мм. Наличие конуса обеспечивает воспроизводимость начального положения образца от анализа к анализу.

При проведении определения содержания кислорода в стали методом восстановителвного плавления тигель после загрузки в него образца нагревают и образец плавится. При этом в связи с тем, что расплав находится в конусе из карбида молибдена, который плохо смешивается жидким железом, и не касается непосредственно графитовых стенок тигля; он принимает формы деформированной сферы с сильным конвективным перемешиванием расплава.

Наличие слоя из карбида молибдена затормаживает науглероживание расплава, что позволяет долго сохранять низкую вязкость расплава, т.е. хорошее гаэовыделение из него. Кроме того, так как зеркало расплава находится несколько ниже зоны максимальной температуры (фиг. 2), то температура

1062488

МЯЛ

Фиг.2

Составитель М. Вилкова

Редактор С. Патрушева Техред И.Метелева Корректор Г. Решетник

Заказ 10198/39 Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 зеркала не ниже температуры объема расплава, следовательно, нет условий появления спели, ужудшающей условия дегазации . Обычно через

30 с после начала анализа слой карбида молибдена перестает сдерживать поток углерода, поступающий в расп:лав но к этому времени, во-первых, дегазация заканчивается, во-вторых, за счет быстрого науглероживания, следовательно, быстрого роста вязкости расплав не может подняться по стенкам тигля и практически остает ся на его дне, что обусловливает воспроизводимость положения расплава во время всего анализа и от анализа к анализу.

Таким образом, наличие конусообразного дна, Покрытого карбидом. молибдена после дегазации тигля, и расположение зеркала расплава несколько ниже зоны максимальной тем5 пературы позволяет повысить не только сходимость анализов, но и правильность, т.е. повысить точность анализа.

Ожидаемый экономический эффект

)p от использования предлагаемого изобретения на единицу продукции (7% от экспресс-анализатора общего содержания кислорода в сталях и сплавах)составляет 7,15 тыс.руб. в год и от максимального объема использования изобретения 143 тыс.руб.