Влияние условий использования в металлургии и режимов выращивания лейкосапфировых световодов на коэффициент пропускания
Определены составляющие световодного выходного излучения и влияние режимов работы, установленных в футеровке металлургических и нагревательных печей, иммерсионных световодов на коэффициент пропускания. Доказано, что для снижения методических и инструментальных погрешностей световодной термометрии не...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Металл и литье Украины |
|---|---|
| Дата: | 2010 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2010
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/49892 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Влияние условий использования в металлургии и режимов выращивания лейкосапфировых световодов на коэффициент пропускания / Л.Ф. Жуков, Л.А. Литвинов // Металл и литье Украины. — 2010. — № 5. — С. 26-30. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859841710233747456 |
|---|---|
| author | Жуков, Л.Ф. Литвинов, Н.А. |
| author_facet | Жуков, Л.Ф. Литвинов, Н.А. |
| citation_txt | Влияние условий использования в металлургии и режимов выращивания лейкосапфировых световодов на коэффициент пропускания / Л.Ф. Жуков, Л.А. Литвинов // Металл и литье Украины. — 2010. — № 5. — С. 26-30. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Металл и литье Украины |
| description | Определены составляющие световодного выходного излучения и влияние режимов работы, установленных в футеровке металлургических и нагревательных печей, иммерсионных световодов на коэффициент пропускания. Доказано, что для снижения методических и инструментальных погрешностей световодной термометрии необходимо повышать исходное направленное пропускание световодов. Установлено, что максимальное пропускание электромагнитного излучения в оптимальных для световодной термометрии видимой и ближней инфракрасной областях спектра наиболее приемлемыми (выращенными по методу А. В. Степанова) лейкосапфировыми световодами достигается в кристаллографическом направлении <1120> при скоростях роста, не превышающих 20 мм/ч.
Визначено складові світловодного вихідного випромінювання та вплив режимів роботи встановлених у футерівці металургійних та нагрівальних печей імерсійних світловодів на їх ефективне пропускання. Доведено, що для зменшення методичних та інструментальних похибок світловодної термометрії необхідно підвищувати вихідне спрямоване пропускання світловодів. Встановлено, що максимальне пропускання електромагнітного випромінювання в оптимальних для світловодної термометрії видимої та ближньої інфрачервоної частинах спектру найбільш прийнятними зрощеними за методом А. В. Степанова лейкосапфіровими світловодами досягається в кристалографічному напрямку<1120> при швидкостях росту, що не перевищують 20 мм/год.
The constituents of light-guide output radiation and influence of work regimes in the metallurgical and heating furnaces lining on the effective transmission of the immersion light-guides. It is proved, that it is necessary to increase the light-guides starting directional transmission to decrease method and instrumental errors of the light-guide thermometry were determined. It is established, that maximum transmission of the electromagnetic radiation in the visible and infrared spectral ranges for grown with А. Stepanov method leucosapphire light-guides is achieved in the crystallography direction <1120> under single-crystal growth speed not more than 20 millimeters per hour.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:37:17Z |
| format | Article |
| fulltext |
26 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 5 ’2010
УДК 621.745.5.06./.07:536.5
Л. Ф. Жуков, Л. А. Литвинов*
Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины, Киев
*НТК «Институт монокристаллов» НАН Украины, Харьков
Влияние условий использования в металлургии
лейкосапфировых световодов и режимов выращивания
на коэффициент пропускания
Определены составляющие световодного выходного излучения и влияние режимов работы, установленных в
футеровке металлургических и нагревательных печей, иммерсионных световодов на коэффициент пропуска-
ния. Доказано, что для снижения методических и инструментальных погрешностей световодной термометрии
необходимо повышать исходное направленное пропускание световодов. Установлено, что максимальное
пропускание электромагнитного излучения в оптимальных для световодной термометрии видимой и ближней
инфракрасной областях спектра наиболее приемлемыми (выращенными по методу А. В. Степанова)
лейкосапфировыми световодами достигается в кристаллографическом направлении <1120> при скоростях
роста, не превышающих 20 мм/ч.
Ключевые слова: световод, термометрия, направленное пропускание, инструментальная погрешность,
методическая погрешность, лейкосапфир, кристаллографическое направление
Б
урное развитие и миниатюризация оптоэлектрон-
ной, волоконно-оптической и микропроцессорной
техники значительно снизило инструментальные
погрешности оптической термометрии и вывело
их на уровень инструментальных погрешностей кон-
тактных, например, термоэлектрических измерений
температуры металлических расплавов. Погрешно-
сти современной оптической термометрии опреде-
ляются, в основном, методическими систематически-
ми и случайными составляющими, которые, в свою
очередь, обусловливаются отклонениями излуча-
тельной способности расплавов (ε) и пропусканием
сопутствующих и специальных промежуточных сред
(τ) от единицы и случайными их изменениями.
Металлургические процессы плавки, миксерова-
ния и разливки металла отрабатываются по шкале
действительных температур, для перехода к кото-
рым необходимо знать значения излучательной спо-
собности расплавов и коэффициент пропускания
промежуточных сред, и вводить соответствующие
температурные поправки в показания пирометриче-
ских систем. Такой переход имеет практическую цен-
ность только в случае стабильных поправок. Метро-
логическое обеспечение промышленной пирометрии
излучения невозможно без изучения оптических тер-
мометрических характеристик сплавов и промежу-
точных сред в конкретных условиях, в том числе их
количественных оценок и стабильности. Поэтому с
появлением в металлургии первых пирометров на-
чались исследования в этой области [1-5]. Для пиро-
метрии излучения эти исследования имеют принци-
пиальное значение и эпизодически выполнялись по
мере усовершенствования экспериментального обо-
рудования и внедрения нового металлургического
оборудования, техпроцессов и сплавов.
Использование иммерсионных световодов зна-
чительно снижает, а в идеальных случаях – практи-
чески исключает методические погрешности оптиче-
ской термометрии. Однако в реальных условиях све-
товодной термометрии рассматриваемая проблема
остается. Особое место имеет влияние пропуска-
ния специальных промежуточных сред на результа-
ты измерений. На основе термодинамических зако-
нов теплового излучения можно показать, что не-
стабильность и абсолютные значения пропускания
промежуточной среды и излучательной способности
одинаково влияют на погрешности термометрии из-
лучения. Поэтому изучение направленного пропуска-
ния специальных промежуточных сред имеет прин-
ципиальное значение для световодной термомет-
рии. В работах [6-8] и других исследовано влияние
температуры на пропускание лейкосапфира и квар-
ца. Получены полезные, но явно недостаточные для
термометрии данные. Для обеспечения световод-
ной пирометрии излучения необходима более пол-
ная информация о влиянии режимов выращивания
и эксплуатации на термометрические характеристи-
ки лейкосапфировых прямых цилиндрических свето-
водов с прямыми торцами.
На рис. 1 представлена оптическая схема све-
товодной иммерсионной термометрии расплава 1
в металлургических печах с помощью стационарно
установленного в футеровке 2 световода 3 с про-
странственной селективностью его излучения. Для
нагревательных печей схема будет идентичной.
Иммерсионный световод работает в условиях зна-
чительных изменяющихся температурных гради-
ентов по толщине футеровки. На рисунке показа-
ны полученные расчетно-экспериментальным мето-
дом распределения температур по толщине кварци-
товой футеровки боковой стенки индукционной пе-
чи ИЧТ-10 при наплавлении тигля металлом (РН) и
в установившемся после окончания плавки режиме
(УР) с температурой расплава 1500 °С. Характер
распределений определяется различными тепло-
физическими характеристиками внутренней (ВЗ),
–
27МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 5 ’2010
переходной (ПЗ) и буферной (БЗ) зон футеровки, в
том числе их тепло- и температуропроводностью.
Световод работает в условиях изменяющихся темпе-
ратурных и механических воздействий. Поэтому вы-
ходной сигнал детектора, даже при пространственной
селективности регистрируемого в пределах телесно-
го угла визирования 4 первичного пирометрического
преобразователя 5 излучения, определяется интен-
сивностью собственного, отраженного, поглощенного
и рассеянного излучений иммерсионного 6 и наруж-
ного 7 торцов и боковой поверхности 8 световода, а
также коллоидных и молекулярных оптических неод-
нородностей 9 и 10.
Следовательно, при световодной термометрии
результаты измерений зависят не только от поглоще-
ния излучения световодом, но и от других характе-
ристик, в частности, от отражения излучения на бо-
ковой поверхности и выходном торце, преломления
и рассеяния. Воздействующие в рабочих режимах на
световод знакопеременные механические нагрузки и
температуры вызывают быстрые изменения указан-
ных характеристик. Влияние этих характеристик на
интенсивность, поляризацию, спектральное и про-
странственное распределение излучения взаимосвя-
зано. Коэффициент отражения зависит от показателя
преломления среды, окружающей наружный торец,
по отношению к материалу световода. Показатель
преломления по объему световода при неравномер-
ном изменяющемся распределении напряжений и
температур соответственно изменяется. Безусловно,
это влияет на интенсивность и пространственное рас-
пределение передаваемого световодом излучения.
Даже в оптически идеальных световодах наблюдает-
ся молекулярное рассеяние излучения. Известно, что
это молекулярное рассеяние имеет линейную зави-
симость от температуры. Доказано также, что свет,
рассеянный дефектами кристаллической решетки,
в частности, дислокациями, пропорционален абсо-
лютной температуре [9]. Процессы рассеяния света
в неравномерно нагретом теле, которым является
работающий в футеровке световод, значительно
сложнее процессов рассеяния в изотермических
средах. Например, в неравномерно нагретом све-
товоде интенсивность молекулярного рассеяния в
определенном объеме зависит как от его температу-
ры, так и распределения температуры во всем крис-
талле. В реальных световодах молекулярное рассея-
ние дополняется более значительным рассеянием на
коллоидных оптических неоднородностях.
На рис.1 показаны 9 основных составляющих из-
лучения, выводимого прямым цилиндрическим свето-
водом с прямыми торцами в телесном угле визирова-
ния. Происхождение этих составляющих легко иден-
тифицируется по рисунку. Интенсивность собственно-
го излучения иммерсионного торца, боковой поверх-
ности и оптических неоднородностей определяется
их температурой и излучательной способностью:
ИИит = f (Тит, εит); ИИбп = f (Тбп, εбп); ИИон = f (Тон, εон).
Интенсивность отраженного, поглощенного и
рассеянного излучений определяется соответствен-
но коэффициентами отражения, поглощения и рас-
сеяния.
Исходя из сказанного и с учетом условий, в кото-
рых работает световод в футеровке, сложно оценить
влияние каждой составляющей на пропускание. Да-
же если и можно получить какие-то оценки, то они
могут быть использованы только для конкретных
условий эксперимента и будут искажены в реаль-
4 5
T, oC
1500
800
400
δ, м ּ 10-30,4 0,8 1,2
УР
РН
ВЗ ПЗ БЗ
ПЗ
0
Оптическая схема световодной и иммерсионной термометрии расплавов в металлеРис. 1.
3
1
6
9 10
2
7
28 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 5 ’2010
ных условиях. Поэтому лучше пропускание светово-
да оценивать эффективным значением этого пара-
метра Пэф, включающим все составляющие. Инфор-
мативным для световодной термометрии является
излучение иммерсионного торца, имеющего темпе-
ратуру расплава в пределах поля зрения первично-
го параметрического преобразователя ПЗ. Пэф свето-
вода также определяется потерями при рассеянии
света на оптических неоднородностях, поглощении
света материалом световода, внутренних отражени-
ях, френелевском отражении от наружного торца и
собственным излучением этих неоднородностей.
Анализ условий работы световода в футеровке
металлургических и нагревательных печей показыва-
ет, что метрологические характеристики световодной
термометрии определяются, в значительной мере,
исходными оптическими характеристиками лейкосап-
фира и, прежде всего, его пропусканием в рабочем
спектральном диапазоне. Исходное направленное
пропускание является интегральным показателем
количества и характера оптических неоднороднос-
тей по длине и диаметру световода, определяющих
уровень помех в световодном излучении и методи-
ческих погрешностей. Кроме того, исходное пропус-
кание световода определяет интенсивность пада-
ющего на детектор излучения и, соответственно, его
выходной сигнал и инструментальную погрешность
пирометрической системы.
Для световодных измерений средних температур,
в том числе температур железоуглеродистых и мед-
ных расплавов, наиболее приемлемыми являются
кремниевые фотонные детекторы излучения, кото-
рые могут работать в фотодиодном и генераторном
режимах.
Недостаток фотодиодного режима – значитель-
ный уровень внутренних шумов, возрастающий с
увеличением напряжения смещения и интенсивнос-
ти излучения. В этом режиме через детектор прохо-
дит темновой ток, который существенно зависит от
температуры «p-n» перехода (10 % / К) и отличается
нестабильностью.
При регистрации слабого излучения, когда отно-
шение уровней сигнала и шума близко к единице,
а изменения темнового и рабочего тока сравнимы,
целесообразно использовать генераторный режим,
для которого характерны более низкий уровень соб-
ственных шумов и отсутствие темнового тока. В этом
случае детектор может работать в режимах холос-
того хода и короткого замыкания. В первом случае
(сопротивление нагрузки несколько МОм) измере-
ния обладают высокой чувствительностью, однако
уровень выходного сигнала детектора существенно
зависит от его температуры (0,3 % / К). Кроме того,
затруднения вызывает согласование со вторичным
измерительным преобразователем. Во втором слу-
чае (сопротивление нагрузки – единицы Ом) темпе-
ратурная зависимость выходного сигнала выражена
значительно слабее (0,05 % / К), более линейна све-
товая характеристика и выше быстродействие. Не-
достаток режима – низкий уровень сигнала.
Самым метрологически обоснованным является
режим короткого замыкания, для реализации кото-
рого необходимо повысить выходной сигнал детек-
тора за счет увеличения исходного пропускания све-
товода. При повышении сигнала в 2 раза в реальном
диапазоне основная приведенная погрешность вто-
ричного преобразователя, практически, уменьшает-
ся также в 2 раза.
При заданных сырье, материале тигля и фор-
мообразователя, а также составе атмосферы про-
пускание лейкосапфира определяется режимами
выращивания, скоростью процесса и кристалло-
графическим направлением. На рис. 2 представ-
лены зависимости коэффициента пропускания от
длины волны излучения для наиболее приемле-
мых образцов лейкосапфира, выращенного из сы-
рья RSA (Франция). Образцы с диаметром 5,5 мм и
длиной 100 мм выращивались по методу А. В. Сте-
панова в условиях НТК «Институт монокристал-
лов» НАН Украины со скоростями от 20 до 60 мм/ч
в двух основных кристаллографических направле-
ниях <0001> и <1120>. Исследования пропускания
проводились в перекрывающем рабочий диапазон
кремниевых детекторов (0,4-1,1 мкм) спектральном
диапазоне от 0,3 до 1,1 мкм по стандартным, реали-
зуемым на базе спектрофотометров, методикам.
Исследованы также образцы, выращенные в
более широких интервалах варьирования скорос-
тей и кристаллографических направлений. В прин-
ципе, метод А. В. Степанова позволяет выращи-
вать лейкосапфировые стержни со скоростью от 5
до 150 мм/ч. Однако при увеличении скорости бо-
лее 60 мм/ч пропускание снижается по экспоненте
до неприемлемых значений. В случае уменьшения
скорости менее 20 мм/ч происходит незначитель-
ное экспоненциальное повышение коэффициента
пропускания. Наиболее сильное влияние скорости
наблюдается в интервале от 20 до 60 мм/ч. Крис-
таллографические направления <0001> и <1120>
являются взаимно перпендикулярными и граничными
<1120> –
<1120>
–
Зависимости коэффициента пропускания
лейкосапфира от длины волны излучения,
мм/ч: 1 – 20; 2 – 40; 3 – 60 (ориентация <0001>); 4 – 20;
5 – 40; 6 – 60 (ориентация
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0,2 0,4 0,6 0,8 1,1 1,2
1
2
3
4
6
5
Рис. 2.
τ
λ, мкм
<1120>) –
29МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 5 ’2010
количество оптических неоднородностей резко воз-
растает и пропускание снижается. В таких условиях
скоростной фактор становится доминирующим и да-
же нивелирует влияние кристаллографического на-
правления. Поэтому пропускание для ориентации
<0001> (кривая 3) превышает пропускание светово-
да с ориентацией <1120> (кривая 6). При смещении в
коротковолновую часть исследуемого спектрального
диапазона пропускание для всех кристаллографиче-
ских направлений уменьшается за счет повышения
собственного поглощения лейкосапфиром тестиру-
ющего электромагнитного излучения. В наиболее
приемлемой для световодной термометрии ближней
инфракрасной части спектра собственное поглоще-
ние лейкосапфира снижается и пропускание повы-
шается до приемлемого уровня.
Выводы
Таким образом, определены составляющие из-
лучения, выводимого иммерсионными прямыми ци-
линдрическими световодами с прямыми торцами,
установленными в футеровке металлургических и
нагревательных печей. Показано влияние режимов
эксплуатации световодов на их эффективное пропу-
скание, определяющее метрологические характери-
стики световодной термометрии. Доказано, что для
снижения как методических, так и инструментальных
погрешностей световодных измерений температуры
необходимо повышать исходное направленное про-
пускание световодов. Исследовано влияние режи-
мов выращивания лейкосапфировых световодов на
коэффициент пропускания. Установлено сильное вли-
яние скорости и кристаллографического направления
выращивания световодов по методу А. В. Степанова на
их пропускание. Максимальное пропускание элек-
тромагнитного излучения в оптимальных для све-
товодной термометрии видимой и ближней инфра-
красной области спектра достигается при скоростях
выращивания, не превышающих 20 мм/ч в кристал-
лографическом направлении <1120>.
1. Gutmann K. Vergleichende Temperaturmessungen an Roheisen – Gusseisen – Stahlmelzen // Stahl und Eisen. – 1937.
– № 44. – P. 45-57.
2. Жуков Л. Ф., Добрук Е. А. Исследование спектрального распределения теплового излучения железоуглеродистых
расплавов // Процессы литья. – 1998. – № 3-4. – С. 154-157.
3. Жуков Л. Ф. Исследование влияния химического состава на излучательные характеристики железоуглеродистых рас-
плавов // Там же. – 2000. – № 4. – С. 62-66.
4. Бельский О. И. Влияние высоких температур и агрессивной газовой среды на передачу лучистой энергии через
стержневой световод из лейкосапфира // Объективные методы пирометрии излучения металлов. – М.: Наука, 1976.
– С. 73-79.
5. Жуков Л. Ф. Влияние температуры и перемешивания жидкого чугуна на состав сопутствующей газовой среды // Ме-
талл и литье Украины. – 2009. – № 4-5. – С. 66-69.
6. Беляев В. Д., Ванюшин А. В., Петров В. А. Исследование спектрального коэффициента поглощения рубина и лейко-
сапфира при высоких температурах // Теплофизика высоких температур. – 1977. – Т. 15, № 1. – С. 214-216.
7. К вопросу использования кварцевых и лейкосапфировых световодов для измерения температуры расплавов
/ Л. Ф. Жуков, И. П. Бабийчук, Е. Г. Чугунный, Б. Н. Олейник // Литые жаропрочные коррозионностойкие сплавы.
– Киев: ИПЛ АН УССР, 1978. – С. 126-131.
8. Жуков Л. Ф. Исследование влияния времени выдержки и технологии плавки на интенсивность и спектральное рас-
пределение теплового излучения железоуглеродистых расплавов // Процессы литья. – 1996. – № 3. – С. 87-93.
9. Фабелинский И. Л. Молекулярное рассеяние света. – М.: Наука, – 1965. – 552 с.
ЛИТЕРАТУРА
для остальных близких по пропусканию промежу-
точных ориентаций. Причем направление <0001>
более предпочтительно для световодной термомет-
рии. В этом случае геометрическая ось световода
совпадает с главной оптической осью кристалла, по
которой отсутствует двойное лучепреломление. Это
упрощает оптическое сочленение световода с пер-
вичным пирометрическим преобразователем или
фокусирующим устройством пирометрической систе-
мы. Кроме того, при выращивании кристалла по на-
правлению <1120> плоскость базиса параллельна
направлению роста, она лучше всех остальных огра-
няется, выходит на боковую поверхность световода
и образует на ней продольную фаску, которая нару-
шает цилиндричность световода и затрудняет изго-
товление световодных устройств.
Полученные результаты объясняются тем, что
при увеличении скорости роста повышается плот-
ность дислокаций, вакансионных центров и их агре-
гатов. Коагуляция вакансий приводит к образованию
рассеивающих центров и, следовательно, снижению
пропускания лейкосапфира. Причем снижение про-
пускания с увеличением скорости наблюдается при
выращивании кристаллов в любых кристаллографи-
ческих направлениях. Пропускание световодов, вы-
ращенных в направлении главной оптической оси со
скоростями 20-40 мм/ч (кривые 1, 2), несколько ни-
же, чем у кристаллов с ориентацией <1120> (кривые
4, 5). Связано это с тем, что в первом случае фронт
кристаллизации совпадает с наиболее плотно упако-
ванной плоскостью <0001> и кристалл стремится за-
растать смежными кристаллическими плоскостями.
Это сопровождается повышением плотности рассе-
ивающих центров и снижением пропускания свето-
вода. Из-за плотной упаковки и зарастания выращи-
вание кристаллов с ориентацией <0001> является
самым сложным и требует меньших скоростей. Со
снижением скорости зарастание уменьшается и про-
пускание световодов с ориентацией <0001> при-
ближается к пропусканию для ориентации <1120>
(кривые 2, 5 и 1, 4). При скоростях 60 мм/ч и более
–
–
–
–
–
30 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 5 ’2010
Жуков Л. Ф., Літвінов Л. А.
Вплив умов використання в металургії та режимів вирощування
лейкосапфірових світловодів на коефіцієнт пропускання
Визначено складові світловодного вихідного випромінювання та вплив режимів роботи встановлених у футерівці
металургійних та нагрівальних печей імерсійних світловодів на їх ефективне пропускання. Доведено, що для зменшення
методичних та інструментальних похибок світловодної термометрії необхідно підвищувати вихідне спрямоване
пропускання світловодів. Встановлено, що максимальне пропускання електромагнітного випромінювання в оптимальних
для світловодної термометрії видимої та ближньої інфрачервоної частинах спектру найбільш прийнятними зрощеними
за методом А. В. Степанова лейкосапфіровими світловодами досягається в кристалографічному напрямку <1120>
при швидкостях росту, що не перевищують 20 мм/год.
Анотація
light-guide, thermometry, directional transmission, instrumental errors, method errors, leucosap-
phire, crystallography direction Keywords
світловод, термометрія, ефективне спрямоване пропускання, інструментальні похибки,
методичні похибки, лейкосапфір, кристалографічний напрямок Ключові слова
Summary
The constituents of light-guide output radiation and influence of work regimes in the metallurgical and heating furnaces lin-
ing on the effective transmission of the immersion light-guides. It is proved, that it is necessary to increase the light-guides
starting directional transmission to decrease method and instrumental errors of the light-guide thermometry were deter-
mined. It is established, that maximum transmission of the electromagnetic radiation in the visible and infrared spectral
ranges for grown with А. Stepanov method leucosapphire light-guides is achieved in the crystallography direction <1120>
under single-crystal growth speed not more than 20 millimeters per hour.
Zhukov L., Litvinov L.
Influence of metallurgical application conditions and leucosapphire
light-guides growth regimes on сoefficient of transmission
Поступила 17.02.10
–
<1120>
– <1120>
УДК 669.184:001.891.573
В. Ю. Сухенко
Национальный технический университет Украины «КПИ», Киев
Контроль настылеобразования на кислородной фурме
Рассмотрены известные способы контроля настылеобразования на кислородной фурме. Исследованы
недостатки данных способов контроля. Установлено, что наиболее рациональным способом является
определение заметалливания фурмы по тепловому потоку на водоохлаждаемые элементы.
Ключевые слова: конвертер, фурма, настылеобразование, контроль, дутьевой режим
Вступление
О
тсутствие в период интенсивного обезуглерожи-
вания ванны достаточного по высоте слоя вспе-
ненного шлака, который способен перекрыть то-
рец наконечника кислородной фурмы, особенно
в условиях «малошлаковой» технологии продувки,
сопровождается интенсивным выносом за пределы
реакционной зоны мелких капель металла и шлака
с формированием настылей на поверхности фурмы,
конусной части футеровки и горловине конвертера,
экранных поверхностях котла утилизатора. Удале-
ние настылей – очень сложная и трудоемкая работа,
которая сопровождается снижением стойкости обо-
рудования и потерей производительности агрегатов.
Дутьевой режим − основной фактор, который
определяет заметалливание фурмы конвертера.
Контроль настылеобразования является субъек-
тивным и зависит от квалификации сталеплавильщи-
ка. В настоящее время его проводят визуально по-
сле завершения плавки. Известен способ автомати-
ческого контроля, который основан на взвешивании
кислородной фурмы, которое можно провести в ста-
ционарном режиме до и после плавки. При этом не-
удачный дутьевой режим можно поменять только по
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-49892 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2077-1304 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:37:17Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Жуков, Л.Ф. Литвинов, Н.А. 2013-09-29T17:22:48Z 2013-09-29T17:22:48Z 2010 Влияние условий использования в металлургии и режимов выращивания лейкосапфировых световодов на коэффициент пропускания / Л.Ф. Жуков, Л.А. Литвинов // Металл и литье Украины. — 2010. — № 5. — С. 26-30. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 2077-1304 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/49892 621.745.5.06./.07:536.5 Определены составляющие световодного выходного излучения и влияние режимов работы, установленных в футеровке металлургических и нагревательных печей, иммерсионных световодов на коэффициент пропускания. Доказано, что для снижения методических и инструментальных погрешностей световодной термометрии необходимо повышать исходное направленное пропускание световодов. Установлено, что максимальное пропускание электромагнитного излучения в оптимальных для световодной термометрии видимой и ближней инфракрасной областях спектра наиболее приемлемыми (выращенными по методу А. В. Степанова) лейкосапфировыми световодами достигается в кристаллографическом направлении <1120> при скоростях роста, не превышающих 20 мм/ч. Визначено складові світловодного вихідного випромінювання та вплив режимів роботи встановлених у футерівці металургійних та нагрівальних печей імерсійних світловодів на їх ефективне пропускання. Доведено, що для зменшення методичних та інструментальних похибок світловодної термометрії необхідно підвищувати вихідне спрямоване пропускання світловодів. Встановлено, що максимальне пропускання електромагнітного випромінювання в оптимальних для світловодної термометрії видимої та ближньої інфрачервоної частинах спектру найбільш прийнятними зрощеними за методом А. В. Степанова лейкосапфіровими світловодами досягається в кристалографічному напрямку<1120> при швидкостях росту, що не перевищують 20 мм/год. The constituents of light-guide output radiation and influence of work regimes in the metallurgical and heating furnaces lining on the effective transmission of the immersion light-guides. It is proved, that it is necessary to increase the light-guides starting directional transmission to decrease method and instrumental errors of the light-guide thermometry were determined. It is established, that maximum transmission of the electromagnetic radiation in the visible and infrared spectral ranges for grown with А. Stepanov method leucosapphire light-guides is achieved in the crystallography direction <1120> under single-crystal growth speed not more than 20 millimeters per hour. ru Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України Металл и литье Украины Влияние условий использования в металлургии и режимов выращивания лейкосапфировых световодов на коэффициент пропускания Вплив умов використання в металургії та режимів вирощування лейкосапфірових світловодів на коефіцієнт пропускання Influence of metallurgical application conditions and leucosapphire light-guides growth regimes on сoefficient of transmission Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние условий использования в металлургии и режимов выращивания лейкосапфировых световодов на коэффициент пропускания Жуков, Л.Ф. Литвинов, Н.А. |
| title | Влияние условий использования в металлургии и режимов выращивания лейкосапфировых световодов на коэффициент пропускания |
| title_alt | Вплив умов використання в металургії та режимів вирощування лейкосапфірових світловодів на коефіцієнт пропускання Influence of metallurgical application conditions and leucosapphire light-guides growth regimes on сoefficient of transmission |
| title_full | Влияние условий использования в металлургии и режимов выращивания лейкосапфировых световодов на коэффициент пропускания |
| title_fullStr | Влияние условий использования в металлургии и режимов выращивания лейкосапфировых световодов на коэффициент пропускания |
| title_full_unstemmed | Влияние условий использования в металлургии и режимов выращивания лейкосапфировых световодов на коэффициент пропускания |
| title_short | Влияние условий использования в металлургии и режимов выращивания лейкосапфировых световодов на коэффициент пропускания |
| title_sort | влияние условий использования в металлургии и режимов выращивания лейкосапфировых световодов на коэффициент пропускания |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/49892 |
| work_keys_str_mv | AT žukovlf vliânieusloviiispolʹzovaniâvmetallurgiiirežimovvyraŝivaniâleikosapfirovyhsvetovodovnakoéfficientpropuskaniâ AT litvinovna vliânieusloviiispolʹzovaniâvmetallurgiiirežimovvyraŝivaniâleikosapfirovyhsvetovodovnakoéfficientpropuskaniâ AT žukovlf vplivumovvikoristannâvmetalurgíítarežimívviroŝuvannâleikosapfírovihsvítlovodívnakoefícíêntpropuskannâ AT litvinovna vplivumovvikoristannâvmetalurgíítarežimívviroŝuvannâleikosapfírovihsvítlovodívnakoefícíêntpropuskannâ AT žukovlf influenceofmetallurgicalapplicationconditionsandleucosapphirelightguidesgrowthregimesonsoefficientoftransmission AT litvinovna influenceofmetallurgicalapplicationconditionsandleucosapphirelightguidesgrowthregimesonsoefficientoftransmission |