Устройство для определения физикохимических свойств жидких металлов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик нн 699398 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.0227 (21) 2449941/18-25 с присоединением заявки Мо

G N 11/16

Государственный комнтет

СССР оо делам изобретений н открытий (23) Приоритет— (53) УДК 532.137 (088. 8) Опубликовано 2511.79. Бюллетень 11о 43

Дата опубликования описания 25.11.79 (72) Авторы

ИЗОбрЕтЕНИя В.М.Королев, И.В.Дорожко и С.В.Дорожко (71) Заявитель

Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЖИДКИХ МЕТАЛЛОВ 10

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно, к измерению вязкости и электросопротивления методом крутильных колебаний тигля с расплавом при обработке раскисляющими и микролегирующими присадками в герметиэированном объеме и может быть использовано в физике, химии, металлургии при исследовании влияния специально вводимых присадок на физикохимические свойства и строение жидких фаз. известны установки для определения 1з физико-химических свойств жидких металлов и сплавов при высоких температурах.

Обычно такая герметиэированная устайовка представляет собой высокотемпературную печь сопротивления с графитовым, молибденовым или вольфрамовым нагревателем и установленную на ней трубу, в которой находится подвесная система с тиглем для измерения указанных свойств, Нагрев печи и измерения можно производить лишь в защитной или нейтральной атмосфере (чаше всего в атмосфере гелия при избыточном давлении 40-50 мм вод. ст. ) после предварительной откач» ки воздуха форвакуумным насосом до. давления порядка 5 †; 8 10 мм рт.ст °

-z

Эти установки позволяют одновременно исследовать на них вязкость и злектросопротивление расплавов до температуры 2000-2200 С (1).

Однако отсутствие свободного доступа к поверхности металла резко ограничивает круг решаемых проблем, которые возникают при исследовании физико-химических свойств металлических расплавов и их строения при вводе микролегирующих и раскисляющих присадок и имеющих черезвычайно важное значение с научной и практической точек зрения.

Ближайшим по технической сущности к предложенному является устройство содержащее печь с установленным на ней корпусом, в котором расположена подвесная система с тиглем.

Устройство имеет принудительный ввод присадок в расплав с помощью трубки под углом к оси тигля иэ дозирующего поворотного барабана путем поворота его за рукоятку, расположенную снаружи корпуса приспо699398 собления, уплотненную кольцевыми пружинящими манжетами (2) . !

Однако это устройство »е позволяет ввести присадку в тигель, расположенный внутри нагревательного элемента, имеющего, как правило„ большую длину и малый диаметр. По- этому.для ввода присадки необходим специальный механизм для опускания печи. Но в этом случае неизбежно очень быстрое охлаждение расплава, что не позволяет получать достоверные и воспроизводимые результаты при определении влияния вводимых присадок вследствие нестабильности из усвоения из-за резкого колебания температуры жидкого металла при обработке. Кроме того, при вводе присадки возникают длительные периодические колебания, т.е. раскачивания тигля, подвешенного на тонкой упругой нити„-что не позволяет осуществлять помешивание расплава трубкой после ввода присадки. Цлительное раскачивание подвесной системы с тиглем делает невозможным осуществление регистрации крутильных колебаний непосредственной после ввода присадки.

Цель изобретения — сокращение времени, определений.

Это достигается тем, что в изьестном устройстве в корпус, соосно ему, дополнительно введено подвижное кольцо, соединенной -осредством тро сика и блочной сис †. емы с приводом в виде штурвала, при этом в кольце на расстоянии ?-3 мм от его оси вертикально закреплена огнеупорная труба с присадкой.

На чертеже представлена схема устройства для определения физикохимических свойств жидких металлов. устройство сос †. оит .из высокотемпературной печи 1 с графитовым нагревателем ? и статоро.;. 3. На кор. пусе печи установлена труба 4, в которой находится подвесная .система с тиглем 5,включающая в себя нить 6, заслонку 7 и шток 8. Сверху труба ,закрыта крышкой 9, в центре которой находится регулятОр настройки поворота 10 подвесной системы. Устройст.во для ввода присадки включает в себя огнеупорную трубку 11 с закрепленной на ее конце присадкой 12, штурвал 13, два блока 14 и 15, тросик 16, подвижное 17 и неподвижное 18 кольца, установленные в верхней части трубы, подвижную втулку

19, к которой крепится подвесная система. Огнеупорная труба с при-. садкой устанавливается в подвижном кольце и зажимается болтом 20. На торце чехла термопары 21 установлена на расстоянии 1,5-2,5 мм от тигля подставка 22 для него.

5

10 (5

"0

3 .

Работа устройства осуществляется следующим образом.

На подвижное кольцо 17 устанавливается подвижная втулка 19 с закрепленной в ней подвесной системой с тиглем 5. В отверстие подвижного кольца вставляется огнеупорная трубка 11 расчетной длины с присадкой 12 и зажимается болтом 20. Трубка герметично закрывается крышкой

9. Из этого герметизированного объема с помощью форвакуумного насоса откачивается воздух до давления

-Е

5 10 мм рт.ст., и наполняется гелием до избыточного давления 40 мм вод.ст. После этих операций производится нагрев печи, расплавление и перегрев жидкого металла до требуемой температуры и принудительный ввод присадки на дно тигля. Для это«, го штурвалом 13 с помощью блоков

14 и 15 и тросика 16 опускается подвижное кольцо вместе с закрепленной в нем огнеупорной трубкой и присадкой. Трубка с присадкой входит в нагреватель и попадает в тигель с расплавом. Одновременно с подвижным кольцом опускается также и подвижная втулка 19 с закрепленнои в ней подвесной системой .и тиглем, который устанавливается на подставку 22, после чего натяжение-нити ослабляется дальнейшим опусканием этой втулки до упора ее в неподвижное кольцо 18. (Ход тигля — 1,5-2,5 мм, ход втулки — 5 мм).

После определенного времени выдержки (10-20 сек)„ необходимого для расплавления присадки, штурвалом производится 3-5 кратный подъем и спуска»ие трубки на расстояние 15-20 мм с .„елью перемешивания расплава и лучшего усвоения присадки, Затем подвижное кольцо возвращается вверх, поднимая подвесной системой тигель с подставки. В верхнем положении подвижное кольцо фиксируется. Крутильные колебания тиглю с жидким металлом придаются с помощью статора 3.

Использование предлагаемой установки для изучения физико-химических свойств расплавов позволяет значительно расширить круг решаемых вопросов, повышает эффективность действия вводимых присадок, сокращает их расход и время обработки, расплава, повышает надежность работы установки и позволяет получать вы,сокую степень достоверности резуль,татов исследования.

Формула изобретения

1 устройство для определения физико:химических свойств жидких металлов, содержащее печь с установленным на ней корпусом, в котором расположе699398

ro r9 9 15

Составитель Н.Плотникова

Техред И.Петко Корректор . р

T. Скворцова

Редактор А.Виноградов

Заказ 7214/47 Тираж 1073, Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета СССР п о делам изобретений и открытий

4 5

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 на подвесная система с тиглем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокра цения времени определений, в корпус, соосно ему, дополнительно введено подвижное кольцо, соединенное посредством тросика и блочной системы с приводом в виде штурвала, при этом в кольце на расстоянии

2-3 мм от его оси вертикально закреплена огнеупорная трубка с присадкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Вертман A.À. установки для физико-химического анализа жидких металлических систем при высоких

5 температурах, ВИНИТИ, 1959, П-59-67/9, с.1-12.

2. Авторское свидетельство СССР

982624, кл. G 01 N ll/16, 1949 (прототип) .