液态金属温度的测量
仪器网 · 2012-07-14 15:19 · 43525 次点击
液态金属温度的测量是冶金和机械铸造中常见的测温问题.为了提高产品的质里和工艺的经济效益,往往需要准确地测量液体金属的温度。
液态金属的温度都比较高,熔融状态下钢和铁的温度都在1000℃以上.测温时,使用最多的温度计是带有保护套管的热电偶,因为热电偶可以测量较高的温度,使用方便,测量的结果也较准确可靠.用辐射式温度计也能很好地测量液态金属的温度,但要对发射率进行修正.本段主要讨论接触法测温的一些间题。
1.非固定式测量装置
这一类测温方法不是把热电偶装置固定安装在液态金属中,而是在需要的时侯才把热电偶装置浸到熔融的金属中进行测量,测量完毕就从被测的熔融金属中拔出来,这样就可大大减小熔融金属液体对热电偶套管的腐蚀.
根据被测温度的不间,可选择不同的热电偶.测量高温的热电偶有标准化分度的铂锗10-铂、铂佬30-铂铐6热电偶;有非标准化分度的铂锗40-铂锗20、钨徕5-钨株20等钨株系列、钨-铝手列等热电偶.保护套管的材料可以采用石英、氧化铝或其他类型的陶瓷.保护套管的抗热震性要好,要能承受突然被加热到高温的热冲击.使用抗热震性较差的保护套管时,在测量前应将保护套管缓慢加热到一定温度后再插人熔融的液体金属中.炉温下液态铁及其合金对保护套管有很强的腐蚀破坏作用.在现有的一些套管中,只有石墨保护套管可满意地咙用在熔融的生铁中,因为它能抵抗液态生铁上面浮渣的强烈腐蚀.
随着被测对象的不同,这种热电偶装置的结构也不同,但其基本构造都是将热电偶装在一根长的保护套管内,热电偶的热接点在保护套管内的端部,装置的上端有接线盒把热电偶的连线引出.整套装置有滑轮、轴等机械机构,可以很方便操纵热电偶装置的升降,在测量时把热电偶放人熔融的液体中,测量完毕再把热电偶装置拔出.为了减小导热引起的误差,热电偶应该插到熔液内有足够深度的地方.保护套管的管壁愈厚、热电偶丝的直径愈粗则浸人的时间应该愈长。不同型式和构造的热电偶装置有不同的插人深度和擂入时间,其值应该通过实验予以确定.
热电极的材料应该均匀、稳定,应用时要防止在高温下被污染而变质.使用铂锗系列热电偶时,在测量10-20次后应剪去热接点端部10-20mm的热电极,然后重新焊起来.在高温下使用的热电偶,由于污染腐蚀的影响,容易产生误差,使用过程中应该定期检查其分度关系有否变化.
近些年来,为了快速测量钢水、铁水和其他液态金属的温度,使用了一种快速微型热电偶.这种热电偶的工作端用长为25-40mm,直径为0.1mm的热电极焊接而成,热电极的材料可以是铂锗系列、钨徕系列或其他系列,每次测量完毕要换一个热电偶工作端.由于这种热电偶工作端的热接点很小,所以能够快速地测最出液态金属的温度.和这种快速热电偶相配用的显示仪表是全行程时间不大于is的自动电位差计,这样可以迅速记录下被测温度的数值.
2.固定式测温装置
常用的热电偶装置很难以长期承受钢水、铁水的高温侵蚀.因此,迄今为止,还没有一个理想的测温装置可以固定在炼钢炉内进行连续的温度测量.现在穿过炉墙埋人钢水容腔内的一些固定式热电偶装置只能使用短暂的时间,如果要连续使用,必须不断地更新热电偶的保护套管.
固定式测温热电偶的保护套管应该能耐高温、具有好的抗氧化性和抵抗炉渣的高温侵蚀,能经得住钢水的冲刷.目前,氧化铝、氧化错套管的使用寿命仅有2-3小时.硼化钻套管在1600-1700℃的氧气顶吹转炉上应用时可使用10小时左右.由耐火氧化物和难熔金属组成的金属陶瓷管可以连续使用20多个小时.高温热电偶如铂锗系列、钨锌系列等热电偶在液体金属中测温时也易受污染而变质.因此,这种固定式装置只能使用几小时到几十小时.当它快要损坏时就要换上新的保护套管和热电偶,这就要求炉墙上安装热电偶的部位有易于更换套管的结构.
近来,非金属半导体热电偶逐渐得到发展,例如硅-碳化硅热电偶可用于1600-1850℃的高温.当使用一般的高温热电偶有困难时,可使用这种类型的热电偶测量液体金属的温度。
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