[发明专利]耐锌液腐蚀的热电偶保护套管

说明书

一、技术领域：

本发明涉及一种热电偶保护套管，特别是涉及一种耐锌液腐蚀的热电偶保护套管。

二、背景技术：

在钢丝、钢制件热镀锌生产线上，锌锅用于熔融锌液的加热与保温。采用热电偶连续测温和控温方式，是保证热镀锌产品质量、降低能源和材料消耗的关键因素之一。用来测量高温的熔融金属锌液，主要是采用热电偶，常用的热电偶保护套管采用不锈钢钢管材料，一端经过封堵焊接及机加工制成。热电偶长时间浸泡在460～480℃的高温锌液中，锌液与不锈钢接触后，由于锌液的强烈腐蚀作用，通过晶体间的渗透、扩散和溶解等反应，形成新的金属化合物，一般经7～10天不锈钢保护套管就会被金属锌液腐蚀掉，造成热电偶的使用寿命大大缩短。这样不仅造成热电偶的消耗量大，而且在热电偶损坏过程中易于引起温度较大波动，给钢丝、钢制件热镀锌造成测量误差，直接影响到生产工艺的稳定。

常用的非金属热电偶保护套管，如Al₂O₃材质，其抗热震性能较差，易发生破裂损坏，而石墨材料套管等则由于其机械强度较低，在人工捞取锌渣作业过程中容易造成碰撞破损，需经常更换，不能满足在锌液中长时间使用的要求。

专利号为200510029204.9的文件公开了一种热电偶复合保护套管，包括基管筒体和涂层，基管筒体的端部被加工成弧形曲面，基管筒体由金属制成，涂层由金属结合底层、中间过渡层和表面工作层组成，金属结合底层为与基管筒体金属性能相近的金属陶瓷材料或合金材料，表面工作层为氧化物陶瓷材料，中间过渡层为金属陶瓷材料和氧化物陶瓷材料混合物。该热电偶复合保护套管虽然有一定的耐腐蚀性能，但制作方法复杂，使用效果也不太理想。

三、发明内容：

本发明要解决的技术问题：克服背景技术中的问题，提供一种使用寿命长、制法简单耐锌液腐蚀的热电偶保护套管。

本发明的技术方案：

一种耐锌液腐蚀的热电偶保护套管，材料成分以重量百分比计，含有铁粉50～60％、钼粉20～30％、钨粉10～20％、铬粉5～10％、硼粉3～6％和粘结剂1～3％；将金属粉末和粘结剂混合均匀后，装入模具加压成型，然后在1430～1450℃高温下烧结6～8h，制成所述热电偶保护套管。

所述保护套管材料成分为铁粉50～52％、钼粉22～25％、钨粉15～17％、铬粉5～6.5％、硼粉3～4.5％，粘结剂1～1.5％。

所述保护套管材料成分为铁粉54～57％、钼粉20～24％、钨粉10～15％、铬粉6～9％、硼粉3～5％，粘结剂1～2％。

所述粘结剂为硅酸钠水溶液和十二水磷酸三钠的混合物，其中硅酸钠占混合物重量的88～94％；所述硅酸钠水溶液的密度为1.3～1.5g/cm³；所述铁粉、钼粉、钨粉、铬粉和硼粉的粒度均为200～300目；所述热电偶保护套管的厚度为2～3mm；所述加压成型时的压力为250～300MPa。

本发明的积极有益效果：

(1)本发明的耐锌液腐蚀的热电偶保护套管，采用粉末冶金技术经加压、烧结制成，制法简单，不需要后续处理加工。使用时锌液不与本发明的保护套管发生渗透和浸润扩散作用，且该保护套管耐高温，可耐1300℃以上的高温，在正常锌液温度460～650℃的条件下使用，其使用寿命可达4～5年，和现有不锈钢钢管热电偶保护套管相比，本发明产品大大延长了热电偶的使用寿命。

(2)本发明产品在生产过程中采用粉末冶金技术，原料损耗比采用一般熔铸方法损耗少，并且生产过程中对环境污染小，投资较小，生产成本低，易于投产。因此，本发明具有较好的推广价值和经济效益。

四、具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步地说明。

实施例一：耐锌液腐蚀的热电偶保护套管，该保护套管材料的成分以重量百分比计，见表一中的相应数据，其中金属粉末的粒度为200～300目，粘结剂为硅酸钠水溶液和十二水磷酸三钠的混合物，其中硅酸钠水溶液占混合物重量的90％，硅酸钠水溶液的密度为1.3～1.5g/cm³。

制备时，将上述粉末和粘结剂混合均匀后，装入模具，在压力为260MPa的条件下压制成圆柱形套管，再通过1430℃的高温烧结8h，制成本发明的热电偶保护套管。该热电偶保护套管一端封闭，套管大小和热电偶大小相匹配，形状似试管，其厚度一般为2～3mm。

实施例二、同实施例一相同之处不再重述，不同之处在于：