[發明專利]一種高溫金屬熔體動態流動性測試裝置及金屬熔體流動測量方法

在審

• 申請號: 201910999745.6
• 申請日: 2019-10-21
• 公開（公告）號: CN110672464A
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 陳湘茹;趙龍;張云虎;劉海寧;吳家棟;徐智帥;翟啟杰
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G01N11/00
• 分類號: G01N11/00;G01N11/04;B22D2/00
• 代理公司: 32273 南京蘇創專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 常曉慧

1.一種高溫熔融態純鐵流動性的測量裝置，該裝置包含上砂型(1)、下砂型(7)、電阻測量儀和計算機，其特征在于：

上砂型(1)結構設置有澆道(3)，位于澆道(3)右側并與澆道(3)上表面平齊的第一低壩(A)，位于第一低壩(A)右側并低于第一低壩(A)的澆口(2)；位于澆道(3)左側并高于澆道(3)的第二高壩(B)，位于第二高壩(B)左側并低于第二高壩(B)的溢流池(5)；

下砂型(7)包括緩沖池(8)，與緩沖池(8)連通并位于緩沖池(8)右側的互相平行的第一流形槽(11)和第二流形槽(12)，第一電阻槽(17)位于第一流形槽(11)底部，第二電阻槽(18)位于第二流形槽(11)底部；第一通道(14)與第一流形槽(11)左端垂直連通，第二通道(16)與第一流形槽(11)右端水平連通，第三通道(13)與第二流形槽(12)左端垂直連通，第四通道(15)與第二流形槽(12)右端水平連通；第一定位鎖扣(6)和第二定位鎖扣(10)位于上下砂型兩端，上砂型(1)放置在下砂型(7)上，通過第一定位鎖扣(6)和第二定位鎖扣(10)固定，并且所述澆道(3)軸線和緩沖池(8)軸線重合；

在第一通道(14)、第二通道(16)、第三通道(13)和第四通道(15)的出口處設置有中心設有圓孔梯形石墨塊；兩根電阻絲分別從第一通道(14)中的石墨塊中心穿入經電阻槽(17)從第二通道(16)中的石墨塊中心穿出，從第三通道(13)中的石墨塊中心穿入經電阻槽(18)從第四通道(15)中的石墨塊中心穿出，并且兩根電阻絲兩端與電阻測量儀連接，所述電阻測量儀的數據傳輸端與計算機相連。

2.根據權利要求1所述的一種高溫熔融態純鐵流動性的測量裝置，其特征在于，上砂型(1)外表面中部設置有第一把手(4)，下砂型(7)外表面中部設置有第二把手(9)。

3.根據權利要求1或2所述的一種高溫熔融態純鐵流動性的測量裝置測量金屬熔體流動的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

(1)將所述高溫熔融態純鐵流動性的測量裝置放置在水平臺(19)上，通過水平調節器將整個裝置的水平度調節到指定數值；

(2)將熔煉所得鐵水注入澆口(2)，待澆口(2)中的鐵水液面超過第一低壩(A)處時，鐵水將沿澆道(3)進入緩沖池(8)，實時調節鐵水的注入速度，防止鐵水液面高過第二高壩(B)，待緩沖池(8)中熔體的液面與第一流形槽(11)和第二流形槽(12)平齊時，鐵水將沿第一流形槽(11)和第二流形槽(12)向前移動，通過電阻測量儀測量電阻槽中電阻絲的電阻，并在計算機中記錄隨純鐵熔體在流形槽中流動的過程中不同時刻電阻絲的電阻值，通過公式(1)和公式(2)則可得到不同時間段內純鐵熔體的瞬時流速和瞬時流長：

△L＝ (L₀*△R)/R₀ (1)

v＝ (L₀*△R)/(R_0*△t) (2)

△t＝t_j-t_i (3)

其中，L₀為電阻絲的初始長度，R₀為初始電阻值，tj和ti表示不同時刻，j>i，△R為在時間△t內電阻絲阻值的變化值，△L為金屬熔體的瞬時流長，v金屬熔體的瞬時流速。