Датчик для вимірювання відносної кількості кисня в рідкій сталі

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для определения содержания кислорода в жидких металлах. Цель изобретения - повышение надежности работы 47-88 датчика. Датчик для измерения содержания кислорода в жидкой стали содержит расположенные коаксиально твердый электролит, защитную трубку из термостойкого материала и корпустокосъемник из графитошамота. При этом пространство между твердым электролитом и защитной трубкой заполнено порошком стабилизированной двуокиси циркония Фракции 0,2-0,5 мм (80-90%) и 0,003 мм (10-20%) при зазоре между стенкой твердого электролита и защитной трубкой, равном 1,01,2 размера наиболее крупных частиц порошка. Такой фракционный состав обеспечивает минимальную усадку его во время измерения при температуре металла 155О-165О°С. 1 ил. (Л 1 1447082 Изобретение относится к черной металлургии, а именно к измерению содержания кислорода в жидкой стали методом ЭДС, концентрационного по кислороду элемента, и может быть использовано для определения содержания кислорода в жидких металлах. Цель изобретения - повышение надежности работы датчика. 10 На чертеже изображен датчик для измерения содержания кислорода в жидкой стали, общий вид. Датчик состоит из твердого электролита из стабилизированной двуоки- 15 си циркония в виде колпачка 1, на который надета защитная трубка 2 из окиси алюминия, внутренний диаметр которой больше диаметра колпачка твердого электролита на 0,4-1,2 мм. 20 Зазор 3 между твердым электролитом и защитной трубкой заполнен порошком стабилизированной двуокиси циркония фракции 0,2-0,5 мм (80-90%) и 0,003 мм (10-20%). Причем диаметр защитной 25 трубки выбирают таким, чтобы зазор между твердым электролитом и защитной трубкой был равен 1,0-1,2 размера наиболее крупных частиц уплотнительиого порошка. На защитную трубку 30 тшотно надет корпус-токосъемник 4 из графитошамота. Внутри колпачка из твердого электролита помещена двух^~ канальная алундовая трубка 5, в которой находится термопара 6. От термопары и токосъемника сделаны выводы 35 7 на контактные кольца разъема 8. На последнем для подачи воздуха установлен штуцер 9. Между контактными кольцами расположены изолирующие проклад40 ки 10. Снизу на датчик надет растворимый в стали графитовый стакан 11. Датчик работает следующим образом. С помощью водоохлаждаемого зонда датчик погружают в сталь на необходи45 мую глубину. Через 2-3 мин после погружения графитовый стакан растворяется в стали и металл начинает контактировать с твердым электролитом 1 и токосъемником 4. За счет разницы окислительных потенциалов сред по обе стороны твердого электролита 1 на его стенках возникает скачок потенциала. С внутренней стороны твердого электролита потенциал снимается с помощью одного из электродов термо- 55 пары 6, а с наружной - через жидкий металл с помошью токосъемника 4. По разности потенциалов рассчитывают активность кислорода, растворенного в жидкой стали. Уплотнитепьный порошок должен предотвращать попадание металла в зазор между твердым электролитом и защитной трубкой из окиси алюминия. Поэтому фракционный состав порошка должен обеспечивать минимальную усадку его во время измерения при температуре металла 1550-1650 С, что предотвращает образование в нем трещин и раковин и обеспечивает надежное уплотнение зазора между твердым электролитом и трубкой из окиси алюминия. Экспериментально было установлено, что этим условиям удовлетворяет порошок из стабилизированной двуокиси циркония, содержащий 80-90% фракции (0,2-0,5 м м ) , в который для уменьшения пористости и повышения спекаемости добавлено 10-20% порошка Фракции 0,003 мм и меньше проходящей через сито с ячейкой 0,003 мм. При применении порошка с размером частиц меньше 0,2 мм или увеличения количества порошка фракции 0,003 мм больше 20% увеличивается его усадка при спекании во время измерения, что приводит к образованию в уплотнении из этого порошка зазоров и трещин, в которые проникает металл. При применении порошка с размером частиц больше 0,5 мм или в количестве порошка фракции 0,003 мм (меньше 10%) увеличивается пористость уплотнения, что приводит к пропитыванию его металлом и ошибкам в измерении. При наличии частиц, размер которых больше оптимального, и зазоре между защитной трубкой и твердым электролитом больше 1,2 размера наиболее крупных частиц порошка необоснованно увеличивается расход порошка и толщина уплотнительного слоя. Увеличение толщины уплотнительного слоя приводит к увеличению изменения его объема при спекании, вследствие чего в нем появляются трещины и раковины, • > в которые проникает металл. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Датчик для измерения содержания кислорода в жидкой стали, содержащий расположенные коаксиально твердый электролит, защитную трубку из термостойкого материала и корпус-токо 1447082 съемник из графнтошамота, о т л и окиси циркония фракции 0,20-0,50 мм ч а ю щ и й с я тем, что, с целью 80-90% и фракции 0,003 мм 10-20%, повышения надежности работы датчика, причем зазор между стенкой твердого пространство между твердым электроэлектролита и защитной трубкой ралитом и защитной трубкой заполнено вен 1,0-1,2 размера наиболее крупных порошком из стабилизированной двучастиц порошка. Редактор Т.Шагова Составитель Г.Боровик Техред Л.Сердюкова Корректор Г.Решетник Заказ 1485/ДСП Тираж 754 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4