[實用新型]一種測量高溫冶金熔渣起泡高度的實驗裝置

無效

• 申請號: 02202906.0
• 申請日: 2002-02-01
• 公開（公告）號: CN2519273Y
• 公開（公告）日: 2002-10-30
• 發明（設計）人: 吳鏗;潛偉;張二華;趙勇;左兵
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G01N19/00
• 分類號: G01N19/00;G01B5/02
• 代理公司: 北京科大華誼專利代理事務所
• 代理人: 呂中強

技術領域：

本實用新型屬于冶金領域，特別適用于實驗室測量高溫狀態下冶金熔渣的起泡高度，對于研究由內生氣源通過化學和分解反應產生的氣體引起的熔渣發泡現象有重要幫助。

背景技術：

自1894年Evans對平爐的爐渣發泡現象進行描述以來，冶金過程中的泡沫渣現象越來越引起冶金工作者的重視。轉爐煉鋼，電爐冶煉，爐外精煉以及煉鐵等冶金過程中都有泡沫化現象的產生，有的利于爐況的順行，但過多的泡沫渣會給冶煉過程帶來不利。因而應適當程度地控制熔渣的起泡，以利于冶煉。除此之外，在制備新興功能材料-泡沫金屬的工藝中，也需要通過加入增粘劑、發泡劑產生泡沫金屬。所以研究冶金過程中熔渣起泡的機理及引起熔體發泡的諸因素，有利于生產中實際問題的解決。

國內外冶金工作者模擬高溫、內生氣源條件下的熔體發泡現象采用的裝置有兩種：一種是采用x射線探測熔渣的起泡高度的變化，一種是采用電極跟蹤法測量熔渣的起泡高度的變化。這兩種方法對石墨坩堝頂部、底部、和四周均未采取保護措施，這樣泡沫在回落時容易噴濺、溢出，從而造成碳管的侵蝕和溫控的不準確；同時石墨也會與熔渣中的氧化物發生化學反應，出現氧化萎縮現象。

發明內容：

本實用新型所要解決的技術問題是：解決泡沫在回落時噴濺、溢出問題，還可防止石墨與熔渣中的氧化物發生化學反應，方便、直觀地測量出不同條件下高溫冶金熔渣起泡高度。

本實用新型涉及一種測量高溫冶金熔渣起泡高度的實驗裝置，由變壓器1、電爐溫控箱2、冷卻水系統3、直流數字電壓表4、坩堝7、鎢錸熱電偶9、碳管電阻爐10、高純氬氣罐11組成，其特征在于坩堝7的頂部套加了一支石墨材質保護管6，坩堝7周壁和底部襯有鉬片8。在石墨坩堝的頂部再套加石墨材質的保護管，目的使得泡沫在回落時直接進入坩堝，避免爐渣噴濺、溢出，從而造成碳管的侵蝕和溫控的不準確，亦可防止爐渣的過度泡沫化；墊鉬片是為了保證坩堝周壁和底的嚴實性，以防止出現氧化萎縮現象。

上述實驗裝置的坩堝7插有直接測量用的鉬絲5。采用鉬絲測量泡沫的高度，一是因為鉬絲不易被氧化，二是因為鉬絲不易掛渣，不會因為測量次數的增加而影響熔渣的量，故能使測量結果準確。

用碳管電阻爐模擬生產用的冶煉裝置，用坩堝中不同渣系的起泡模擬實際生產過程中出現的泡沫化現象，通過模擬實驗得出的數據及理論分析可以近似地描述生產中出現的問題。

通過此實驗裝置，可以很直觀、方便地得出不同條件下起泡高度的變化，分析諸因素對泡沫化過程的影響。把得出的結論應用于實際生產中，可以適當地控制熔渣的泡沫化行為，以便達到實際生產的需要，因而對實際生產具有很好的理論指導意義。

附圖說明：

圖1為本實驗裝置示意圖圖中：1-變壓器??????2-電爐溫控箱???????3-冷卻水系統????4-直流數字電壓表

??5-鉬絲????????6-石墨材質保護管???7-坩堝??????????8-內襯鉬片

??9-鎢錸熱電偶??10-碳管電阻爐??????11-高純氬氣罐

具體實施方式：

本實驗裝置中碳管電阻爐的功率為30kW，碳管的內徑為60mm，長度為500mm，其恒溫帶長約130mm，溫度誤差為±10℃。

變壓器的作用是使電路有很大的輸出電流，以產生大的熱能，使得碳管爐迅速升溫。控溫裝置采用電爐溫控箱，以控制鎢錸熱電偶的溫度。用直流數字電壓表顯示電壓，但可通過轉換即可得到相對應的溫度。溫度誤差為1％，總的控溫精度為±20℃。整個高溫爐引起的誤差為±1.38％。

選用耐高溫的石墨坩堝容納渣料。在實驗時爐內通入氬氣或氮氣，并開啟冷卻水系統，使碳管爐緩慢的升溫至所需溫度，亦可避免碳管和石墨坩堝的氧化。

泡沫高度采用直徑為1.2mm的鉬絲每隔0.25分鐘直接進行測量，鉬絲要保證表面光滑并不粘渣。