[發明專利]一種測定高溫冶金熔渣流變特性的裝置及方法

在審

• 申請號: 201410581725.4
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN104316439A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 姜濤;薛向欣;廖德明;段培寧
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01N11/14
• 分類號: G01N11/14
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

1.一種測定高溫冶金熔渣流變特性的裝置，其特征在于包括電加熱爐、坩堝、流變儀和溫度控制系統；電加熱爐固定在升降裝置上，坩堝固定在電加熱爐的爐管內部，流變儀的吊鉤通過轉桿與轉子連接，轉子位于坩堝內部；爐管底部設有氣體通道，爐管內的熱電偶與溫度控制系統裝配在一起，電加熱爐內的發熱體與溫度控制系統裝配在一起，流變儀與計算機裝配在一起，溫度控制系統與計算機連接。

2.根據權利要求1所述的測定高溫冶金熔渣流變特性的裝置，其特征在于所述的電加熱爐的爐管頂部設有轉桿通孔，轉桿通孔與轉桿之間有間隙；爐管底部設有坩堝座，坩堝位于爐管內的坩堝座上，且坩堝位于保溫材料內部的空腔中。

3.根據權利要求1所述的測定高溫冶金熔渣流變特性的裝置，其特征在于所述的升降裝置固定在支撐架上，支撐架上還設有固定平臺，流變儀固定在固定平臺上。

4.根據權利要求1所述的測定高溫冶金熔渣流變特性的裝置，其特征在于所述的轉子材質為鉬；所述的轉桿材質為剛玉。

5.根據權利要求1所述的測定高溫冶金熔渣流變特性的裝置，其特征在于所述的坩堝材質為石墨且內壁設有內襯，內襯材質為鉬。

6.一種測定高溫冶金熔渣流變特性的方法，其特征在于采用權利要求1所述的裝置，按以下步驟進行：

（1）將渣樣化渣破碎，置于坩堝中；

（2）向爐管內通入保護氣體并保持流通；通過電加熱爐將渣樣加熱至1500±10℃形成熔渣，保溫至少1h；

（3）通過溫度控制系統控制爐管內的溫度降溫，在降溫過程中，通過流變儀測試熔渣的流變性質，并通過計算機采集分析數據，直至數據超過流變儀量程；

（4）根據流變儀測得的不同剪切速率下對應的剪切應力，建立熔渣流變學本構方程，確定熔渣的流變特性參數。

7.根據權利要求6所述的測定高溫冶金熔渣流變特性的方法，其特征在于步驟（3）中，流變儀測試的溫度范圍在1350~1500℃，每隔25±1℃進行一次測量。

8.根據權利要求6所述的測定高溫冶金熔渣流變特性的方法，其特征在于通過流變儀測試渣樣的流變性質時，轉子的剪切速率為2.5~43.4s^-1。

9.根據權利要求6所述的測定高溫冶金熔渣流變特性的方法，其特征在于所述的本構方程采用Herschel-Bulkley模型：τ=τ_y+kDⁿ；其中，τ為剪切應力，單位為Pa；τ_y為屈服應力，單位為Pa；k為粘性因子；D為剪切速率，單位為s^-1；n為流動指數。