[實用新型]一種動態(tài)觀測模擬電渣重熔過程熔滴行為的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420663453.8
• 申請日: 2014-11-10
• 公開（公告）號: CN204287055U
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董艷伍;姜周華;曹玉龍;侯棟;曹海波;謝周尊
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01J5/00;G01R19/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種動態(tài)觀測模擬電渣重熔過程熔滴行為的裝置。

背景技術(shù)

電渣重熔過程中，電極熔化末端熔滴形成及滴落行為、熔滴形貌尺寸變化等不僅影響著金屬液滴的表面更新還與渣金（液滴）界面處的熱量傳輸密切相關(guān)，進而影響渣金界面的物理化學反應(yīng)及金屬熔滴中雜質(zhì)元素的去除，對電渣鋼錠的質(zhì)量、成分和純凈度具有重要影響。然而，在工業(yè)生產(chǎn)實踐條件下，由于熔煉體系處于高溫、不透明的狀態(tài)且有水冷結(jié)晶器的存在，直接觀察電極末端熔滴形成和滴落行為顯得不大可能，因此，運用透明的熔煉體系來物理模擬電渣重熔過程顯得很有必要也很有意義。

有文獻指出，伍德合金諸如粘度、密度等物理性能與鐵水相似，而一定濃度的NaCl溶液則具有和電渣重熔用熔渣相似的電導率，因此可以被用來建立透明的熔煉體系對電渣重熔過程進行物理模擬。

文獻“電渣重熔過程中渣池內(nèi)的電弧放電現(xiàn)象”公開了一種電渣重熔示波照象線路圖，分別以伍德合金、NaCl溶液及玻璃燒杯代替電渣重熔過程自耗電極、熔渣及結(jié)晶器，用示波照象記錄了電流和聲音的變化，發(fā)現(xiàn)其電流與聲音的示波圖，與采用相似裝置進行的電渣重熔過程電流與聲音示波圖具有類似的特征（分別以滾珠鋼為自耗電極、鋼制結(jié)晶器及相應(yīng)成分熔渣），說明二者過程具有一定的相似性。然而，由于電極熔化末端熔滴形成及滴落過程十分短暫，該方法提供的裝置無法更清晰詳細地對熔滴形成及滴落過程其形貌尺寸及熔池溫度進行動態(tài)觀測。

文獻“The?role?played?by?the?electric?current?on?metal?droplet?formation?in?the?ESR?process”則采用相似裝置，以伍德合金、NaCl溶液及玻璃燒杯分別代替自耗電極、熔渣及結(jié)晶器，來模擬電渣重熔過程，通過相應(yīng)控制系統(tǒng)維持自耗電極（伍德合金棒）和另一極（Mo環(huán)）之間的距離為定值，該方法通過記錄某時間段內(nèi)總?cè)鄣蔚温鋽?shù)及總?cè)刍辖鹬亓縼碛嬎忝總€熔滴的平均重量；然而，由于伍德合金及NaCl溶液較大的密度差而導致滴落過程非常短暫、熔滴形狀變化多端，因此通過該文獻提供裝置系統(tǒng)同樣無法清晰詳細地觀測熔滴形成及滴落過程的動態(tài)變化行為，無法及對熔滴尺寸大小及熔池溫度場進行觀測。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有模擬電渣重熔過程觀測熔滴形成、滴落行為及渣池溫度分布技術(shù)存在的上述問題，本實用新型提供一種動態(tài)觀測模擬電渣重熔過程的裝置及方法，采用伍德合金圓棒、NaCl溶液和石英燒杯分別代替自耗電極、熔渣和結(jié)晶器，增加熔速控制系統(tǒng)，通過高速照相機和紅外熱成像儀獲得動態(tài)影像，實現(xiàn)熔滴形成、滴落行為及渣池溫度分布的觀測控制。

本實用新型的動態(tài)觀測模擬電渣重熔過程熔滴行為的裝置包括石英燒杯、帶有上橫梁和下橫梁的絕緣支架、調(diào)壓器、紅外熱成像儀和高速照相機；石英燒杯和用于測量自耗電極插入導電溶液深度的刻度尺位于平臺上；上橫梁上懸掛有定滑輪裝置，作為自耗電極的伍德合金圓棒懸掛在定滑輪的繩索上，或懸掛在動橫梁上并且動橫梁懸掛在定滑輪的繩索上；同時伍德合金圓棒通過鑲嵌其內(nèi)的導線與調(diào)壓器連接，伍德合金圓棒的下部插入石英燒杯內(nèi)部作為熔渣的導電溶液內(nèi)；紅外熱成像儀和高速照相機放置在石英燒杯外并與伍德合金圓棒底端相對。

上述裝置中，作為自耗電極的伍德合金圓棒為一個或成對的兩組；當伍德合金圓棒為一個時，伍德合金圓棒懸掛在定滑輪的繩索上；當伍德合金圓棒為成對的兩組時，伍德合金圓棒懸掛在動橫梁上。

上述裝置中，作為自耗電極的伍德合金圓棒為一個或成對的兩組；當伍德合金圓棒為一個時，伍德合金圓棒通過導線與調(diào)壓器的一極連接，石英燒杯內(nèi)部設(shè)有鉬片通過導線與調(diào)壓器的另一極連接；當伍德合金圓棒為成對的兩組時，每組伍德合金圓棒分別通過導線與調(diào)壓器的兩極連接。

上述裝置中，下橫梁上固定有溫度計，溫度計插入石英燒杯內(nèi)部的導電溶液中。

上述裝置中，伍德合金圓棒的頂端的中心部鑲嵌有開口銷，伍德合金圓棒通過開口銷與定滑輪的繩索或動橫梁連接在一起。

上述裝置中，數(shù)顯電壓表與調(diào)壓器并聯(lián)，調(diào)壓器與伍德合金圓棒連接的導線上設(shè)有數(shù)顯電流表。

上述的調(diào)壓器為接觸式自耦調(diào)壓器。

上述的紅外熱成像儀和高速照相機同時與一個計算機連接。

采用上述裝置進行動態(tài)觀測模擬電渣重熔過程熔滴行為的方法按以下步驟進行：