铝电解液温度测量用浸入式热电偶

摘要

一种铝电解液温度测量用浸入式热电偶,属于传感器技术领域,针对现有测量铝电解液温度用热电偶寿命短,不能连续测温的问题,本发明采用整体嵌合式复合管型结构,由接线盒铠装热电偶、连接管和复合型保护管组成,其复合型保护管内管为陶瓷管,外管采用耐冰晶石腐蚀的特种铁基铸造合金保护管,其成分为Fe基,含Si:2～8%,Cu:1～5%,混合稀土:0.1～0.8%,保护管表面要经过涂覆改性处理材料,具有灵敏度高、寿命长、响应速度快、强度高、韧性好、不沾电解液等特点,寿命可达1200小时以上,既可用于铝电解液连续测温,又可以在特种装置上进行间歇式在线测温。

说明书

(一)技术领域：

本发明属于传感器技术领域。

(二)背景技术：

铝冶金工业生产过程中要消耗大量电能，而铝电解液温度是其主要的工艺参数之一。合理地降低电解液的温度能提高电流效率，因此，世界各国的科技工作者均在努力开发适宜的温度传感器，但是，以冰晶石为主要成分的电解液具有高温、腐蚀性强、激烈的熔体流动冲刷等特点，致使采用普通的金属或陶瓷保护管的热电偶使用寿命很短，无奈只好将热电偶埋在耐火材料或阴极炭块内，间接测量电解液的温度，但因误差大而未能实用化。总之，目前在世界上尚未见有关铝电解液连续测温实用化的报导。对于铝电解生产过程控制，只能采用专家系统或模糊控制系统，因此，有关铝电解液连续测温，一直是世界上尚未攻克的难题。目前，世界各地多采用人工方式，将铠装热电偶或测温枪插入电解液内间断测温。最近，法国及本发明人又开发出铝电解液间歇式在线式自动测温装置，替代人工作业，在线监控铝电解液温度，然而，仍不能获取铝电解液连续的温度参数。

(三)发明内容：

本发明的目的在于提供一种能够连续测量铝电解液温度的热电偶，本发明由接线盒、铠装热电偶、连接管、复合型保护管组成。保护管外管采用耐冰晶石腐蚀的特种铸造合金保护管(ZFe-Si-Cu-R)，此保护管为Fe基合金，其中具有关键作用的合金成分Si：2～8％，Cu：1～5％，混合稀土：0.1～0.8％。此保护管要经过涂复或喷涂表面改性处理材料。本发明的结构是整体嵌合式复合管型热电偶结构，是一次浇铸成型的。内层为陶瓷管，外层为铁基铸造合金管，表面涂复有改性材料。本发明具有灵敏度高、寿命长、响应速度快、强度高、韧性好，不沾电解液等特点。寿命达到1200小时以上，既可以用于铝电解液连续测温，又可以在特种装置上进行间歇式在线测温。采用浸入式铝电解液连续测温用热电偶，实现铝电解过程的自动控制，可使电解液的温度降低10℃，为此每吨电解铝节电150度。2000年全国铝产量280万吨，合计节电4.2亿度，电解铝的电价平均按0.3元计算，每年全国铝厂节约电费合计约1.26亿元。

(四)附图说明：附图为本发明的结构示意图。

图中：1接线盒，2铠装热电偶，3连接管，4陶瓷管，5外保护管，6涂层。

(五)具体实施方式：

如附图所示：接线盒1通过螺纹固定在连接管3的顶端，铠装热电偶2上部装于其中，下部伸入陶瓷管4内，在陶瓷管4的外侧装有材质为铁基铸造合金保护管5，在外保护管5的外表面涂复有尖晶石改性材料6。