[發(fā)明專利]一種聚焦跟蹤單個(gè)爐渣液絲破碎成滴裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810257799.0
• 申請(qǐng)日: 2018-03-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108588311B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙明;潘玉華;馬萍;孟繁旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C21B3/08
• 分類號(hào): C21B3/08;C21B3/06;F27D17/00
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務(wù)所(普通合伙) 21224
• 代理人: 張群

1.一種聚焦跟蹤單個(gè)爐渣液絲破碎成滴裝置，其特征在于：包括石墨坩堝、石墨毛細(xì)管噴嘴、控溫加熱爐、密封箱、保護(hù)氣瓶、石墨塞棒、支架、高速攝像機(jī)、空氣壓縮機(jī)、豎排空氣噴嘴、反襯板、接渣槽；

石墨毛細(xì)管噴嘴固接在石墨坩堝底部下端，石墨坩堝放置在控溫加熱爐內(nèi)，控溫加熱爐放置在密封箱內(nèi)，密封箱固定在支架上；石墨塞棒插入控溫加熱爐和石墨坩堝抵在石墨毛細(xì)管噴嘴上，反襯板安裝在支架中部，位于石墨毛細(xì)管噴嘴兩側(cè)，高速攝像機(jī)與豎排空氣噴嘴安裝在支架側(cè)面，接渣槽安裝在支架底部，位于石墨毛細(xì)管噴嘴正下方；

控溫加熱爐加熱融化高溫爐渣使其融化成液體，保護(hù)氣瓶提供保護(hù)和加壓氣體，石墨塞棒抵在石墨毛細(xì)管噴嘴上，控制熔融態(tài)高溫爐渣的流動(dòng)，保護(hù)氣瓶、密封箱、石墨塞棒以及石墨毛細(xì)管噴嘴使液態(tài)爐渣通過(guò)石墨毛細(xì)管噴嘴流出形成液絲，并在所施加的壓力和重力下破碎成液滴，空氣壓縮機(jī)和豎排空氣噴嘴模擬隨轉(zhuǎn)杯旋轉(zhuǎn)的爐渣液絲所經(jīng)受的氣動(dòng)環(huán)境，整個(gè)破碎過(guò)程在反襯板的襯托下被所述高速攝像機(jī)所記錄；

所述保護(hù)氣瓶安裝在密封箱一側(cè)，提供保護(hù)氣氛和加壓氣氛，保護(hù)氣防止高溫熔渣氧化；同時(shí)對(duì)熔融態(tài)高溫熔渣施加壓力和重力，使其破碎成液滴；

所述高速攝像機(jī)安裝在支架一側(cè)，聚焦單個(gè)爐渣液絲，精確地觀察爐渣液絲的細(xì)微形變和斷裂行為，便于找出獲得直徑小于2.5mm渣粒的最優(yōu)條件；

所述豎排空氣噴嘴安裝在支架一側(cè)，豎排空氣噴嘴與空氣壓縮機(jī)相連，模擬實(shí)際上隨轉(zhuǎn)杯旋轉(zhuǎn)的爐渣液絲所經(jīng)受的氣動(dòng)環(huán)境，真實(shí)的還原實(shí)驗(yàn)條件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚焦跟蹤單個(gè)爐渣液絲破碎成滴裝置，其特征在于：所述密封箱為采用金屬材料制作的密閉式箱體，保證高溫爐渣在加熱過(guò)程中不受外界條件影響。

3.一種基于權(quán)利要求1所述裝置的聚焦跟蹤單個(gè)爐渣液絲破碎成滴的方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

(1)首先將石墨塞棒放置于石墨毛細(xì)管噴嘴處，使噴嘴處于關(guān)閉狀態(tài)，再把高爐渣放入石墨坩堝中，關(guān)上控溫加熱爐爐蓋，關(guān)閉密封箱，使?fàn)t內(nèi)空間處于密封狀態(tài)；

(2)打開(kāi)控溫加熱爐，以5～100℃/min的升溫速度加熱20～90分鐘，待溫度達(dá)到1000～2500℃后停止升溫并進(jìn)行保溫處理，此時(shí)爐渣達(dá)到熔點(diǎn)成熔融狀態(tài)；

(3)開(kāi)啟石墨塞棒使石墨毛細(xì)管噴嘴處于開(kāi)口狀態(tài)，同時(shí)打開(kāi)保護(hù)氣瓶向密封箱內(nèi)通入保護(hù)氣體，石墨坩堝中的熔融爐渣在保護(hù)氣體壓力和自身重力的作用下，經(jīng)過(guò)石墨毛細(xì)管噴嘴形成液絲流出；

(4)開(kāi)啟空氣壓縮機(jī)，壓縮的空氣通過(guò)豎排空氣噴嘴噴出形成氣幕吹向液絲以模擬實(shí)際上隨轉(zhuǎn)杯旋轉(zhuǎn)的爐渣液絲所經(jīng)受的氣動(dòng)環(huán)境；

(5)同時(shí)開(kāi)啟高速攝像機(jī)，流出的液絲通過(guò)反襯板映襯被高速攝像機(jī)攝錄下來(lái)；

(6)根據(jù)高速攝像機(jī)所攝錄下來(lái)的結(jié)果，截取張液絲拉斷成液滴的照片，通過(guò)圖像比對(duì)參照物的方法測(cè)出液滴直徑，并求出該條件下的液滴平均直徑；或通過(guò)改變氣壓及毛細(xì)管噴嘴口徑進(jìn)行多組實(shí)驗(yàn)，得到直徑小于2.5mm渣粒的最優(yōu)條件；最終粒化的渣粒通過(guò)接渣槽收集。