一种钢水快速测温的热电偶的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及钢水的测温元件技术领域，具体涉及一种钢水快速测温的热电偶。
【背景技术】
[0002]钢水温度是当前钢铁行业冶炼过程中的重要冶炼参数。对保证连铸生产过程顺行、降低原材料消耗和能耗、提高铸坯质量有很大的影响。温度控制水平是炼钢厂系统运行平稳性的“晴雨表”。钢水温度的测量也是至关重要的一个环节。
[0003]在钢铁冶炼过程中，用热电偶测温的测温端的各个部位之间必须要充填绝缘性和隔热性良好的填充料，否则会因热电极短路及传热快而形成测温偏差。该热电偶填充料俗称快干水泥，它起着固定工作丝材支架、隔热绝缘的作用，是热电偶测温稳定的一个重要部分。
[0004]自国内使用热电偶以来，热电偶的填充料一直使用的是酸性料。酸性料由磷酸、轻质氧化镁、氧化铝、镁砂组成，其含量或浓度分别是:磷酸波美式度42，85%的磷酸；含量96%轻质氧化镁；含量98.75%的氧化铝；含镁量50%镁砂。但是，用传统酸性料制作出来的热电偶不稳定，测温波动大。宄其原因，酸性料受空气湿度影响大，很容易受潮，导致热电偶的绝缘度下降，影响了热电偶在测温时的准确度。热电偶填充料的上述弊端，一时成为各热电偶生产厂家亟待解决的首要问题。
[0005]近些年，有厂商研宄出多种水性填充料，也称碱性料。例如发明专利201110073077.8，公开的一种绝缘性好的早强、快干耐火泥浆填充料，能够解决热电偶的吸湿快、绝缘度下降的问题。但是此类碱性料在实际使用中很快也暴露出了问题:(I)由于碱性料是水性填充料，在干燥的时候随着的水分蒸发，填充料干燥时候容易产生收缩，使得填充在碱性料中的贵金属丝容易被拉断裂，并且干燥完成后容易出现裂纹，在测温时由于浸入钢水发生的温度急剧增加会导致热电偶最后温度锁不住。为了解决上述问题，实际操作中填充料在干燥环节需要将其外部环境加湿，达到减速干燥的效果。这一问题的出现以及相应的补救方法，使得制备热电偶工艺繁杂，增加了时间成本。如果在干燥环节控制不好，生产出来的热电偶还是会存在金属丝断裂、填充料干裂的次品。(2)冶钢时候钢水温度达到1500°C以上，使用碱性料生产出来的热电偶在测量钢水温度的时候出现了炸裂的情况。碱性料对于极热状态是不稳定的，使用酸性料填充时未出现炸裂状况。(3)碱性料成份复杂，原料较贵，填充相同体积碱性料的成本是酸性料成本的2.5倍以上。钢水温度测量中使用诸多一次性的热电偶，年消耗量是很可观的数值，在追求更低廉冶钢生产成本中，碱性填充料带来了较大的负担。
[0006]现有技术中存在的传统酸性料受空气湿度影响大，很容易受潮，导致热电偶的绝缘度下降，影响了热电偶在测温时的准确度的问题。碱性料存在干燥时候容易产生收缩，使得填充在碱性料中的金属丝容易断裂且填充料干燥后易出现裂纹；测量钢水温度时易炸裂；成份复杂，原料较贵等问题。可以说碱性料是使用复杂工艺以及高成本解决热电偶测温时不准确、不耐用的问题。
[0007]针对以上问题，申请人曾提出了申请号为201510152696.4的专利:一种不易反潮的快速测温元件酸性填充料。由于当初对于如何应用至热电偶中，存在一些具体操作步骤的问题，但现在已经对解决了该填充料的应用，特在本案提出申请。
【实用新型内容】
[0008]1.要解决的技术问题
[0009]针对现有技术中存在制作的钢水快速测温的热电偶中填充料存在成本高、易返潮导致绝缘性差、隔热性差、测量不准确的问题，本实用新型提供了一种钢水快速测温的热电偶。它制得的钢水快速测温的热电偶实现了取样迅速、测量准确的目的，而且制造成本低，使用方便。
[0010]2.技术方案
[0011]本实用新型在热电偶填充料各料的成份和配比上做了大量实验，分别出现了下列问题:1)填充料粘度不够，填充料与热电偶的小铝帽连接时容易脱落；2)烘烤出炉后的填充料疏松，达不到预想的绝缘效果；3)酸性填充料仍不能解决回潮的问题。最后在其他料的配比及成分与传统酸性填充料类似的情况下，使用含镁量高的镁砂，出现了意想不到的效果。
[0012]本实用新型配比浇注出来的热电偶克服了以上所有的缺陷。本实用新型酸性填充料与碱性料在同一湿度的环境中放置1-12月，观察发现本实用新型酸性填充料吸湿速度较碱性料的吸湿速度还要慢。本实用新型填充料的绝缘度与碱性料的热电偶的绝缘度相当，稳定性、可控性非常好。环境的温度及湿度对本实用新型酸性填充料的绝缘度影响不大，而且较碱性料比大大降低了成本。
[0013]本实用新型的目的通过以下技术方案实现:
[0014]一种钢水快速测温的热电偶，包括U形石英管、热电偶金属丝、外护套管、内护套管、垫片和补偿导线，还包括热电偶填充料和金属帽；其中:热电偶金属丝和两端分别和2条补偿导线固定连接后插入U形石英管，在U形石英管的“U”形出口穿出2条补偿导线的自由端；外护套管呈“T”字形，外护套管底部内径和内护套管的外径相同，内护套管从外护套管的底端无缝插入外护套管内，内护套管的上端设置同外径的垫片；2条补偿导线的自由端穿过垫片和传感器连接；热电偶填充料注入外护套管的“T”字形内部空腔形成填充料层对U形石英管和补偿导线加以固定；金属帽插入填充料层顶部并罩在U形石英管的正上方。
[0015]优选的方案，金属帽中心正对热电偶填充料的浇注面的中心插入填充料层内；在外护套管的“T”字头的台阶面上设置U形石英管的定位环。
[0016]进一步的方案，U形石英管以下为泥头；泥头以上为热电偶填充料。
[0017]进一步的方案，金属帽的顶端中心处设置预热孔，材质为铁或铝。
[0018]进一步的方案，热电偶填充料为不易返潮的快速测温元件酸性填充料，外护套管和内护套管为纸质材料制作。
[0019]进一步的方案，不易返潮的快速测温元件酸性填充料由质量份数固料比液料1:3，经过搅拌、浇注、静置、烘烤工序制备而成；液料由轻质氧化镁0.9-1.1份、水4.5-5份、磷酸5.3-5.6份三种物料混合；固料由含镁量94-98%的镁砂0.96-1.2份与氧化铝3.8-4.5份混合。
[0020]进一步的方案，液料由95-97%的轻质氧化镁0.9-1.1份、水4.5-5份、82-86%磷酸5.3-5.6份三种物料混合；固料由含镁量94-98%的镁砂0.96-1.2份与97-98%的氧化铝3.8-4.5份混合。
[0021]进一步的方案，液料由96%的轻质氧化镁I份、水5份、85%磷酸5.3份三种物料混合；固料由含镁量95%的镁砂I份与98.75%的氧化铝4份混合。
[0022]进一步的方案，不易返潮的快速测温元件酸性填充料的制作包括如下步骤:
[0023]A、配制液料:轻质氧化镁、水、磷酸三种物料充分搅拌，浓度达到波美氏度40-44，然后放置7-30天；
[0024]B、配制固料:镁砂与氧化铝混合；
[0025]C、固料与液料重量比1:2充分搅拌成糊状，浇注后放置24h，最后烘烤。
[0026]一种钢水快速测温的热电偶的制作方法，包括如下步骤:
[0027]A、连线:将热电偶金属丝的两端分别和2条补偿导线固定连接插入U形石英管，在U形石英管的“U”形出口穿出2条补偿导线的自由端；
[0028]B、穿线:2条补偿导线的自由端穿过垫片和传感器连接；
[0029]C、套管连接:内护套管从外护套管的底端无缝插入外护套管内，再将定位环置入外护套管的“T”字头的台阶面上；
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