[發(fā)明專利]一種測(cè)定高溫冶金熔渣流變特性的裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410581725.4
• 申請(qǐng)日: 2014-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN104316439A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜濤;薛向欣;廖德明;段培寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N11/14
• 分類號(hào): G01N11/14
• 代理公司: 沈陽東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

1.一種測(cè)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(tǒng)；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(nèi)部，流變儀的吊鉤通過轉(zhuǎn)桿與轉(zhuǎn)子連接，轉(zhuǎn)子位于坩堝內(nèi)部；爐管底部設(shè)有氣體通道，爐管內(nèi)的熱電偶與溫度控制系統(tǒng)裝配在一起，電加熱爐內(nèi)的發(fā)熱體與溫度控制系統(tǒng)裝配在一起，流變儀與計(jì)算機(jī)裝配在一起，溫度控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)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(shè)有轉(zhuǎn)桿通孔，轉(zhuǎn)桿通孔與轉(zhuǎn)桿之間有間隙；爐管底部設(shè)有坩堝座，坩堝位于爐管內(nèi)的坩堝座上，且坩堝位于保溫材料內(nèi)部的空腔中。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)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(shè)有固定平臺(tái)，流變儀固定在固定平臺(tái)上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定高溫冶金熔渣流變特性的裝置，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子材質(zhì)為鉬；所述的轉(zhuǎn)桿材質(zhì)為剛玉。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)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(zhì)為石墨且內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)襯，內(nèi)襯材質(zhì)為鉬。

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

（1）將渣樣化渣破碎，置于坩堝中；

（2）向爐管內(nèi)通入保護(hù)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(tǒng)控制爐管內(nèi)的溫度降溫，在降溫過程中，通過流變儀測(cè)試熔渣的流變性質(zhì)，并通過計(jì)算機(jī)采集分析數(shù)據(jù)，直至數(shù)據(jù)超過流變儀量程；

（4）根據(jù)流變儀測(cè)得的不同剪切速率下對(duì)應(yīng)的剪切應(yīng)力，建立熔渣流變學(xué)本構(gòu)方程，確定熔渣的流變特性參數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)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(cè)試的溫度范圍在1350~1500℃，每隔25±1℃進(jìn)行一次測(cè)量。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)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(cè)試渣樣的流變性質(zhì)時(shí)，轉(zhuǎn)子的剪切速率為2.5~43.4s^-1。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)定高溫冶金熔渣流變特性的方法，其特征在于所述的本構(gòu)方程采用Herschel-Bulkley模型：τ=τ_y+kDⁿ；其中，τ為剪切應(yīng)力，單位為Pa；τ_y為屈服應(yīng)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(dòng)指數(shù)。