Твердые электролиты с кислородной проводимостью и их практическое использование в металлургии

А.Н. Волков, А.С. Липилин, С.Ю. Плинер, М. Р. Бураков

ЦНИИЦветМет, 1990 г.

Измерения в расплавленных средах

Метод эдс с использованием твердых электролитов, имеющих униполярный характер проводимости, позволяет создать датчикисостава вещества, способные анализировать металлический расплав прямо в потоке, без отбора пробы для анализа. Для металлургии этот метод является уникальным, потому что получая экспресс-информацию об изменении концентрации основных компонентоврасплава можно не только контролировать технологический процесс, но и оперативно управлять им. Имеется информация о создании и практическом использовании на предприятиях цветной и черной металлургии твердоэлектролитных датчиков для определения содержания серы, углерода в расплавах железа, меди, серебра и других металлов. Наибольшее распространение в настоящее время получили ТЭА кислорода в расплавах меди и железа.

Разработано значительное количество твердоэлектролитных датчиковкислорода в металлургических расплавах . Они различаются по составу и форме ТЭ, виду эталонного электрода, конструкционным материалам. С точки зрения эксплуатации датчиков и их конструктивного исполнения целесообразно подразделить их на два типа:      датчики с твердым эталоннымэлектродом и      датчики с газовым эталонным электродом. Практически твердоэлектролитным датчиком намеряется активность кислорода, но при необходимости, оценив концентрацию важнейших взаимодействующих с ним примесей, можно вычислить коэффициентактивности и истинную концентрацию кислорода.

Выбор конструкции датчика зависит от объекта измерений, ю честности, от температуры расплава, длительности намерения. датчики с твердыми эталонными электродами предпочтительней при проведении кратковременных замеров - от нескольких секунд до получаса. Такая продолжительность замеров достаточна при анализе жидкой стали на кислород и, косвенно, на углерод. датчики с твердыми эталонными электродами характеризуются простотой конструкции и изготовления, удобством эксплуатации. Недостатком эталонныхэлектродовсостава является малая стабильность, что обусловлено неконтролируемыми процессами окисления - восстановления, и способность к спеканию при повторных циклах нагрев - охлаждение. Спеканиеэлектроднойсмесиприводит к значительному росту внутреннего сопротивления и, как следствие, к росту погрешности анализа.