CN100547397C - 一种测定保护渣熔化速度的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种测定保护渣熔化速度的方法和装置，方法是：通过对保护渣熔化过程中的电阻值的测量，得到从电极插入瓷舟起至保护渣的电阻值保持恒定为止的时间，由此测量得到的时间作为保护渣的熔化速度。装置包含：加热装置和测量装置；加热装置包含用于装载保护渣的瓷舟和高温炉；测量装置包含依次连接的金属丝，电阻测量仪器和计算机；还包含一升降装置，控制并固定金属丝插入瓷舟中的保护渣底部。本发明提供的测定保护渣熔化速度的方法和装置，以一定量的连铸保护渣的完全熔化时间为熔化速度指数，测量获得的数据可定量地描述不同保护渣的熔化速度特性，操作方便；且测量的装置结构简单，设备可维护性强，适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及一种测定保护渣熔化速度的方法和装置。
背景技术
在生产过程中，将保护渣加入连铸结晶器钢液面上，由于保护渣的熔点远低于钢水温度，伴随着保护渣中碳素材料的烧损，保护渣不断熔化，又不断流入铸坯和结晶器之间的间隙亚被铸坯带走，保护渣熔化和消耗的合理匹配对连铸生产的顺行和铸坯质量非常重要，所以连铸保护渣的熔化速度是保护渣很重要的物理性能。
目前，测定保护渣的熔化速度有以下的一些方法：
1、瓷舟法：将不同保护渣分别装入瓷舟内，同时放入一高温炉内保持一定时间后取出，观察熔化情况，这种方法只能粗略地相对比较不同保护渣之间熔化速度的区别，只能定性不能定量。
2、发明专利200410025817.0采用圆柱体法对保护渣的熔化速度进行测定：将保护渣制成
的圆柱体试样，并将试样放入1350℃的炉内，观察并记录试样放入炉内至试样熔成半球状时的时间，即可得到保护渣的熔化速度。
这个方法使得保护渣熔化速度有了定量化的数据，但是保护渣具有粉末状、颗粒状、中空球状等多种形状，保护渣的这种不同的形态对保护渣在连铸结晶器钢液面上的熔化速度有影响，而用挤压法将各种不同形态的保护渣制成
的圆柱体试样后，就把保护渣的这些原始形态破坏了，也就是忽略了保护渣的外在形态上对熔化速度的影响。
3、实用新型专利02279034.9采用了一种化渣装置，利用该装置测定了单位面积(坩埚底面积)、单位时间的化渣量，并以此作为其熔化速度。具体方法是：将保护渣装入坩埚，保护渣在高温下熔化，坩埚内熔渣达到一定高度时通过坩埚壁上的溢渣孔流出，流出的高温熔渣由专门的收集装置收集，并进行称量。
本方法的优点是不会破坏保护渣的原始状态，但是其测试装置的结构复杂，试样量大，装置中的导热板、熔渣档板等耐火材料在1500℃的高温下极易被熔渣侵蚀，熔渣孔、溢渣孔也会受蚀变形，因此本方法受众面小，不适用于常规测试。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测定保护渣熔化速度的方法和装置，以一定量的连铸保护渣的完全熔化时间为熔化速度指数，利用该指数比较不同保护渣在连铸结晶器内的实际熔化速度，操作方便，且测量获得的数据可定量地描述不同保护渣的熔化速度特性；同时测量设备结构简单、可维护性强。
为达到上述目的，本发明首先提供一种测定保护渣熔化速度的方法，其包含以下步骤：
步骤1、将装有一定量保护渣的瓷舟，即坩埚放入高温炉中；
步骤2、在瓷舟内插入两个分别连接电阻测量仪的金属丝电极，并将该电阻测量仪与计算机连接；
步骤3、在整个保护渣的熔化过程中，电阻测量仪持续测量保护渣的电阻值，并全部输入计算机纪录，得到保护渣熔化过程中的电阻-时间曲线；
步骤4、由计算机纪录的保护渣熔化过程中的电阻-时间曲线中计算得到保护渣的完全熔化时间，作为该保护渣的熔化速度指数，标定为保护渣的熔化速度。
步骤1中，所述的高温炉的温度≥1350℃。
步骤3中，所述的保护渣的熔化过程是：从电极插入瓷舟起，到保护渣中的碳素材料开始燃烧，然后保护渣逐渐烧结、软化，最终直至保护渣全部熔化。
步骤4中，所述的保护渣的完全熔化时间是指：从电极插入瓷舟起至保护渣的电阻值保持恆定为止的时间，也就是计算机记录的电阻-时间曲线中的起始时刻至保护渣电阻值趋向恆定的曲线拐点时刻所需的时间。
本发明提供的测定保护渣熔化速度的方法，在电极刚插入瓷舟时，保护渣的电阻值很大，但随着保护渣渐渐烧结、软化、直至全部熔化后，保护渣的电阻值会逐渐减小，直至为一较小的恒定值。
本发明提供的测定保护渣熔化速度的方法，以一定量的连铸保护渣的完全熔化时间为熔化速度指数，利用该指数比较不同保护渣在连铸结晶器内的实际熔化速度，操作方便，且测量获得的数据可定量地描述不同保护渣的熔化速度特性。
本发明提供一种测定保护渣熔化速度的装置，其包含加热装置和测量装置；
所述的加热装置包含用于装载保护渣的瓷舟，即坩埚和高温炉；
所述的瓷舟放置在高温炉内，其由氧化铝制成；
所述的高温炉内壁设置有炉膛砖，其由高温耐火村料制成，该炉膛砖外部均匀的设置有发热体，对高温炉内提供热源，控制高温炉的升温恒温操作；
所述的测量装置包含依次连接的金属丝，电阻测量仪器和计算机；
所述的金属丝为2根，作为正负电极插入瓷舟中的保护渣底部；
进一步，该测定保护渣熔化速度的装置还包含一升降装置，其控制并固定金属丝插入瓷舟中的保护渣底部。
测试开始后，电阻测量仪器通过金属丝的连接测量得到保护渣的电阻值，并将其输入计算机；计算机将与时间对应的保护渣的电阻值记录下来，并且绘制成保护渣整个熔化过程中的电阻-时间曲线，即保护渣熔化速度测量曲线，由此计算出保护渣的完全熔化时间。
本发明提供的测定保护渣熔化速度的装置，结构简单，设备可维护性强，适用范围广。
附图说明
图1为本发明提供的测定保护渣熔化速度的装置的结构示意图；
图2为本发明的实施例中保护渣熔化速度测量曲线。
具体实施方式
以下结合图1～图2，详细说明本发明的一具体实施方式：
如图1所示，为本发明提供的测定保护渣熔化速度的装置的结构示意图，其包含加热装置和测量装置；
所述的加热装置包含用于装载保护渣试样2的瓷舟1，即坩埚和高温炉；
所述的瓷舟1放置在高温炉内，其由氧化铝制成；
所述的高温炉内壁设置有炉膛砖4，其由高温耐火村料制成，该炉膛砖4外部均匀的设置有发热体3，对高温炉内提供热源，控制高温炉的升温恒温操作；
所述的测量装置包含依次连接的金属丝5，电阻测量仪器7和计算机8；
所述的金属丝5作为电极插入瓷舟1中的保护渣2的底部；
进一步，该测定保护渣熔化速度的装置还包含一升降装置6，其控制并固定金属丝5插入瓷舟1中的保护渣2的底部。
以下通过一具体实施例，说明本发明提供的测定保护渣熔化速度的方法：
称量10克连铸保护渣，不管是中空球状的，或是颗粒状的，或是粉末状的，均保持其固有的原始状态装入瓷舟1内；将高温炉升温至1300℃～1500℃中的某一温度，并恒温，恒温时间不小于1小时；
将装有保护渣的，且尺寸为30×30×20mm，壁厚2mm的瓷舟1，放入高温炉内的同时，通过摇动升降装置6，将测量保护渣2的电阻值的2根金属丝5作为电极下降并插入瓷舟1内；所用的金属丝5为
的镍铬丝，且两根金属丝5的间距为8mm；
电阻测量仪7(型号：FLUKE HYDRA SERIES II)及计算机8同时开始工作，观察计算机8记录的测量得到的电阻数据，当瓷舟1内的熔渣的电阻值恒定时，测试结束；
摇动升降装置6使金属丝5向上抽出瓷舟1，计算机8停止接受数据，根据计算机绘制的保护渣熔化速度测量曲线，即保护渣熔化过程中的电阻-时间曲线，如图2所示，计算金属丝5插入瓷舟1起至测得的电阻趋向稳定的拐点为止的时间，计为保护渣的完全熔化时间，将其标定为保护渣的熔化速度，单位为秒。
表1显示了采用本发明的方法和装置对3种保护渣的熔化速度的测试结果：
表1、各种保护渣熔化速度的测试结果
从表1中的三个保护渣的熔化速度可以看出，连铸保护渣的熔化速度主要和保护渣中的游离碳Fc有关，这和保护渣的相关理论一致。将上述三个试样分别装入瓷舟1，同时放入单方向加热炉内，用肉眼判断的熔化时间的排序和表1所示的测试结果相同。
本发明提供的测定保护渣熔化速度的方法，以一定量的连铸保护渣的完全熔化时间为熔化速度指数，利用该指数比较不同保护渣在连铸结晶器内的实际熔化速度，操作方便，且测量获得的数据可定量地描述不同保护渣的熔化速度特性。
本发明提供的测定保护渣熔化速度的装置，结构简单，设备可维护性强，适用范围广。
Claims (8)
1.一种测定保护渣熔化速度的方法，特征在于，其包含以下步骤：
步骤1、将装有一定量保护渣(2)的瓷舟(1)放入高温炉中；
步骤2、在瓷舟(1)内插入两个分别连接电阻测量仪(7)的金属丝电极(5)，并将该电阻测量仪(7)与计算机(8)连接；
步骤3、在整个保护渣的熔化过程中，电阻测量仪(7)持续测量保护渣(2)的电阻值，并全部输入计算机(8)纪录，得到保护渣熔化过程中的电阻-时间曲线；
步骤4、由计算机(8)纪录的保护渣熔化过程中的电阻-时间曲线中计算得到保护渣的完全熔化时间，作为该保护渣的熔化速度指数，标定为保护渣的熔化速度；所述的保护渣(2)的完全熔化时间是指：从金属丝电极(5)插入瓷舟(1)起至保护渣(2)的电阻值保持恒定为止的时间，也就是计算机(8)记录的电阻-时间曲线中的起始时刻至保护渣电阻值趋向恒定的曲线拐点时刻所需的时间。
2.如权利要求1所述的测定保护渣熔化速度的方法，其特征在于，步骤1中，所述的高温炉的温度≥1350℃。
3.如权利要求1所述的测定保护渣熔化速度的方法，其特征在于，步骤3中，所述的保护渣的熔化过程是：从金属丝电极(5)插入瓷舟(1)起，到保护渣(2)中的碳素材料开始燃烧，然后保护渣(2)逐渐烧结、软化，最终直至保护渣(2)全部熔化。
4.一种测定保护渣熔化速度的装置，特征在于，其包含加热装置和测量装置：
所述的加热装置包含用于装载保护渣试样(2)的瓷舟(1)和高温炉；
所述的测量装置包含依次连接的2根金属丝(5)、电阻测量仪器(7)和计算机(8)；
所述的2根金属丝(5)作为正负电极插入瓷舟(1)中的保护渣(2)的底部。
5.如权利要求4所述的测定保护渣熔化速度的装置，其特征在于，所述的瓷舟(1)放置在高温炉内，由氧化铝制成。
6.如权利要求4所述的测定保护渣熔化速度的装置，其特征在于，所述的高温炉内壁设置有炉膛砖(4)，该炉膛砖(4)由高温耐火村料制成。
7.如权利要求6所述的测定保护渣熔化速度的装置，其特征在于，所述的炉膛砖(4)的外部均匀的设置有发热体(3)，该发热体(3)对高温炉内提供热源，控制高温炉的升温恒温操作。
8.如权利要求4所述的测定保护渣熔化速度的装置，其特征在于还包含一升降装置(6)，其控制并固定金属丝(5)，将金属丝(5)插入瓷舟(1)中的保护渣(2)的底部。
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