دستگاه اندازه گیری مقاومت الكتریكی مواد كربنی احیا كننده در دماهای بالا
Measurment of electrical resistance of reductant carbon materials at elevated tempreatures

خلاصه اختراع :

در كوره های قوس الكتریكی تولید فروسیلیسیم، اطلاع از رفتار مواد حامل كربن در دماهای بالا كه نقش احیا كنندگی را بر عهده دارند، بسیار حائز اهمیت است. برای احیای سنگ های معدنی مانند سنگ كوارتز (Sio2) ، توسط كوره قوس الكتریكی، از مواد احیا كننده حامل كربن مانند كك متالورژی، ذغالسنگ و ذغال چوب استفاده می شود. دانستن مقادیر مقاومت الكتریكی این مواد در دماهای بالا (دمای حدود 900 درجه سانتیگراد) می تواند به عنوان ابزاری برای محاسبه و پیش بینی سینتیك واكنش احیایی كلی Sio2 + C = Si + Co2 استفاده شود. به عبارت دیگر، وجود اطلاعات لازم در مورد مقاومت الكتریكی مواد حامل كربن در دماهای مختلف، سبب می شود كه بتوان شرایط الكتریكی مناسب تری به كوره اعمال كرد و در نتیجه واكنش های ترمودینامیكی با سرعت بیشتری انجام شده و در نهایت سرعت تولید فروسیلیسیم افزایش می یابد. دستگاه فوق به منظور اندازه گیری مقاومت الكتریكی مواد حامل كربن در دماهای مختلف ( از 25 تا 900 درجه سانتیگراد) طراحی و ساخته شده است. برای طراحی این دستگاه از نرم افزار solid works استفاده شد. طرح كلی دستگاه متشكل از یك استوانه به ارتفاع 70 و قطر 50 سانتیمتر است. برای ایجاد حرارت لازم، از هیترهای عایق به مستطیل شكل به طول 22 و عرض 15 سانتیمتر استفاده شد. این هیترها با زوایه 180 درجه درون استوانه قرار گرفتند و در اطراف آنها جرم نسوز عایق ریخته شد. محفظه آزمایشی درون استوانه شامل یك استوانه كوچكتر با ارتفاع 25 و قطر 17 سانتیمتر است. برای برقراری جریان الكتریكی و اندازه گیری مقاومت الكتریكی مواد درون محفظه آزمایش ، بالا و پایین محفظه از دو عدد الكترود زودربرگ استوانه ای با ارتفاع 20 و قطر 16 سانتیمتر استفاده شد. و از درون الكترودی كه در قسمت بالای محفظه قرار داد شده بود، یك عدد ترموكوپل عایق برای اندازه گیری دمای محفطه عبور داده شد. برای برقراری جریان الكتریكی در الكترودها، از اتصالات مسی كه در داخل الكترود زودربرگ جایگذاری شدند استفاده شد. بنابراین با روشن كردن هیترها ، و بررسی نرخ افزایش دمای ماده مورد آزمایش، و همچنین اختلاف پتانسیل لازم برای ایجاد جریان در محفظه، مقاومت الكتریكی ماده حامل كربن در دماهای مورد نیاز محاسبه شد.