钨铼3-钨铼25快速热电偶测量钢液温度

摘要：介绍了热电偶的测温原理及钨铼3-钨铼25快速热电偶的特点，并对钨铼3-钨铼25快速热电偶测量钢液温度进行了高温比对，对数据和推广使用的经济效益进行了分析和计算。
一、概述
　　钢液温度是炼钢工艺中的一个重要参数,快速正确地测量钢液温度，对缩短冶炼时间、降低能耗、提高钢的产量和质量都起着积极作用。历年来，都是采用铂铑30-铂铑6(以下称双铂铑)快速热电偶测量钢液温度，虽然热电偶的测温精度能完全满足工艺的要求,但由于所用的电极材料是稀有的铂铑贵金属，价格高，经济性能差,因此，采用价廉的快速热电偶取代双铂铑快速热电偶在经济上尤显必要，为此，对钨铼3-钨铼25(以下称钨铼)快速热电偶进行了实际钢液温度测量试验，并取得了良好的试验结果。
二、热电偶测温的基本原理
　　热电偶测温的原理，是基于热电现象当两种不同成分的导体接合成闭合回路时,由于接合点的温度不同，会在闭合回路内产生热电流物理现象。
　　热电偶由两根不同热电极A和B组成，它的一端是焊接的为工作端，另一端的两根线与二次仪表相接，为参考端，如果工作端与参考端存在温度差时,二次仪表将会指示出热电偶产生的热电动势。
　　热电偶的热电动势,随工作端温度的升高而增长，它的大小与热电极直径、长度无关，只与热电偶的电极材料和热电偶工作端及参考端温度有关。
三、钨铼快速热电偶的特点
　　廉价的钨铼快速热电偶具有如下特点:
1.耐高温,灵敏度高，反应速度快,使用材料全部国产化,价格低廉;
2.钨铼热电偶产生的热电动势比双铂铑热电偶产生的热电动势大,反应速度快,测试容易，测成率高。
　　钨铼热电偶和双铂铑热电偶在1000~18000℃的分度表对照见表1。
 
3.使用钨铼热电偶需要补正参考端温度
　　钨铼热电偶的刻度是在参考端温度为0℃时进行的,所以，在测量使用时要设法保证其参考端温度为0℃，但实际使用时很难做到,恒定在某一数值上也是很困难的，因而就会给测量带来很大的误差。消除这种误差的方法很多,实际使用时，可以采用补偿导线法，即利用在0~100℃的温度范围内,热电性质与钨铼热电偶相同的补偿导线，将原参考端温度迁移到温度较低较恒定的仪表室内，利用仪表本身的自动补偿线路进行补偿,从而保证使用时的测量精度。
4.高温抗氧化能力差
　　由于钢液测温用热电偶是一种消耗式热电偶，属于一次性使用,接触钢液的时间很短,只有几秒种，不需很长的寿命,所以,钨铼快速热电偶高温抗氧化能力差的缺点丝毫不会影响它在钢液快速测温领域的使用,也不会影响钢液快速测温的测量精度。
四、试验数据及分析
1.试验方法
　　为了保证钨铼快速热电偶在实际中的应用，采用在现场实际测量钢液温度的高温比对试验，在钢液温场比较均匀的一炼分厂16tV0D炉,用双表双枪，分别用双铂铑快速热电偶和钨铼快速热电偶同时插入钢液中测温，实行双枪比对,以达到检验钨铼快速热电偶的实际应用效果。
2.试验用仪表
　　该仪表设计先进,测温精度高,可配接四种分度的热电偶，而更改输入热电偶分度的操作.简单方便，只需改变仪表内的短路插针，即可完成相应分度的设计,试验前，将其中一台设定为配接钨铼快速热电偶，另一台设定为配接双铂铑快速热电偶,携带式直流电位差计分别进行检定校准,消除仪表本身的测量误差。
3.试验用快速热电偶
　　试验用钨铼快速热电偶采用高温比对用双铂铑快速热电偶采用大连工业实业公司，年使用该热电偶,能满足测温精度和工艺要求,钨铼快速热电偶与测温仪表用补偿导线连接，双铂铑快速热电偶与测温仪表用普通铜线连接。
4.试验数据
　　共进行了30次高温比对试验,试验数据见表2。
 
注:1)表中第21次测量比对值相差过大,在加合金料后的第22次测量中，双铂铑快速热电偶所测量的温度值与第21次所测量的温度值相比下降不足20℃,而根据以往的冶炼工艺参数钢液温度应下降50℃左右,因此炉前工及工艺人员认为第21次测试值中,钨铼快速热电偶所测量的温度值正确。
2)第23次，第26次测量中,双铂铑快速热电偶没有测出来。
5.试验数据分析
　　由表2可以看出，钨铼快速热电偶的测成率为100%,不考虑第21次,第23次,第26次测量结果,相对双铂铑快速热电偶的测量值平均误差为3.44℃,因此,表2中钨铼快速热电偶的试验测量精度符合YB/T163-1999的有关标准，可以满足实际工艺要求,炉前操作工及工艺人员也对试验结果及钨铼快速热电偶的测试精度表示认可。
六、结论
　　试验表明,钨铼快速热电偶完全能够满足实际的工艺要求,其价格低廉,有着明显的经济效果，具有很好的推广使用价值。