高温测量技术

　　温度是铜冶炼的重要工艺参数,在铜的连铸连轧和上引法工艺中,铜液温度的连续测量直接关系到高导电无氧铜杆的线坯质量。因此,连续监测铜液温度的变化,是确保合格铜杆的线坯质量的重要控制环节。随着材料技术的发展,连续测温传感器有了很大改进,技术上有所突破。

　　1　传感器的测量原理

　　铜液连续测温传感器是由经过特殊处理的抗氧化热电偶和耐腐蚀保护套管组成。铂铑热电偶因其性能稳定、准确可靠及测温范围广等优点,成为该铜液连续测温传感器的核心传感部件的首选。铂铑热电偶结构简单、制作及使用方便同时信号可远传,但长期在1200℃左右的高温下工作,必须要进行特别的处理和保护,这是高温检测技术的关键。铂铑热电偶在工业生产和科学研究等领域中已成为应用最广泛的感温元件。而铜液连续测温传感器的长期稳定性、使用寿命等各项性能指标,都与铂铑热电偶和保护管密切相关。据有关冶金高温环境使用温度传感器数据统计,热电偶在正常的测量范围内,其损坏率的高低直接取决于保护管材料性能的优异。因此,在实际使用中正确地选择保护管,是延长热电偶使用寿命的前提。

　　铂铑热电偶的测温原理是基于热电现象,根据赛贝克热电效应,两种不同的金属导体组成闭合回路,将两个接点置于不同的温度下,回路中将产生电流,伴随的热电势大小,与其所处的温度存在着可逆的关系。可用下式表示:

　　国产热电偶测温不超过1000℃时,其误差为±0·25%t;在1000℃~1600℃其误差为±[1℃+(t-1100℃)0·003]PtRh10-Pt(二等热电偶丝)测量温度0~600℃时,其误差为±1·5℃; 600℃~1600℃,其误差±2·5℃。

　　根据以上技术要求,选择PtRh10-Pt热电偶,完全能够满足在铜的连铸连轧和上引法工艺中,铜液温度的连续测量的测试精度。由于被测目标铜液温度的特殊要求,因此实现准确测量铜液温度,就必须考虑铜液连续测温传感器的长期稳定性、使用寿命等各项性能指标。

　　2　传感器的结构与应用

　　传感器的结构如图1所示。

　　铜液连续测温传感器由双孔氧化铝瓷珠和经过涂层处理过的PtRh10-Pt热电偶制作成传感器核心部件,并镶嵌在金属陶瓷之中,组成铜液连续测温传感器。所选用的金属陶瓷套管具有耐铜液的化学腐蚀和热冲击及急冷急热的物理损伤,大大地提高了铜液连续测温传感器的寿命。

　　3　讨论

　　3·1　温度的滞后

　　由测试曲线得知:从100℃升到1050℃正常工作温度范围,温度滞后时间不到3min。应用表明,对于铜液的连续测温来说,这点时间不影响工艺温度的测试精度,因此完全能够满足铜液的连续测温的要求。