CN116106357A - 一种渣融化测定仪器高速进样方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种渣融化测定仪器高速进样方法，包括试样放在载样片上，设定进样总时间并固定为常数；建立试样温度与进给速度关系式f(v)＝Kf(T)，建立进给时间与速度关系式如下；t＝(t6‑t1)/{f(v1)∩f(v2)∩f(v3)∩f(v4)∩f(v5)∩f(v6)}，v1,v2,v3,v4,v5,v6分别为各进给阶段的终点速度；根据炉腔管内加热温度设定伺服运动机构运动的五个阶段，分别为启动防冲击段、加速进给段、预热段、加速到刹车段和刹车段，将试样在进给过程中施行预热，预热后进给到炉腔管的几何中心位置停止并进行试样测定；利用加热装置、热电偶实现进给过程的预热，利用伺服运动机构实现高速进样，避免了送样过程冷热交替造成的载样片炸裂，实现了送样的高速与稳定。

Description

一种渣融化测定仪器高速进样方法

技术领域

本发明涉及冶金保护渣、高炉渣及灰熔性技术领域，尤其涉及一种渣融化测定仪器高速进样方法。

背景技术

渣熔化特性和渣熔速是渣物性的两个重要指标，行业内测定仪器基本基于一种简单的电动送样装置，甚至极为不严谨的手工送样，这对渣熔点指标的测定还能勉强应用，但渣熔速的测定无法满足要求,工艺需求：渣熔速是检测渣样品在高温条件下经过多少时间达到塌缩的设定值，其测定过程是：将高温炉升值1600℃高温并恒定后，将渣样品送入炉膛温区内，然后观察渣样品塌缩状态并记录对应塌缩时的温度及时间，通过对状态与时间的关系获得渣熔速指标。目前现场测定普遍存在一定的问题，首先人工送样可以很快，但送样时间不能统一，载样片突遇高温炸裂，无法完成测定，因此人工送样失败率极高，由于样品很小，动作幅度过大就导致试样掉落，几乎很难顺利的每次获得成功；其次，机械送样，送样时间过久，导致熔速时间测定值得到错误结果，载样片容易炸裂。

公开号为CN103792251A的中国专利公开了一种测定保护渣融化速度的方法，利用镁砂吸收熔化的保护渣，以保护渣完全被熔化吸收作为测定终点，以放入保护渣试样到熔化完全所需的时间来判定熔化速度；本发明无需根据保护渣熔化形状来判断检测的终点时间，克服了以往渣柱测试法主观因素的影响，试验现象直观，重现性明显提高；不需计算就能够直接准确的测试出保护渣熔化速度，操作更加快速简便，也无需另外购入仪器，且装有镁砂的瓷方舟可重复使用，节约检测材料，降低了测试成本；但该专利没有特别说明送样过程，不能解决本申请所面临的送样问题。

公开号为CN216051239U的中国专利公开了一种保护渣熔化速度的测定装置，包括保护渣熔化机构、熔渣称重机构；保护渣熔化机构包括炉体、加热器、坩埚，炉体顶部开设有坩埚放置凹槽；采用对保护渣加热熔化使熔渣流出并称重的方式进行保护渣熔化速度的测定，操作步骤简单方便，并且通过排渣管避免熔渣泄露，通过过滤筒对熔化的保护渣过滤，防止未熔化的流出坩埚；但该专利也没有描述送样过程，不能解决送样炸裂等问题。

本发明提供了一种渣融化测定仪器高速进样方法，将利用加热装置、热电偶实现进给过程的预热，利用伺服运动机构实现高速进样，避免了送样过程冷热交替造成的载样片炸裂，实现了送样的高速与稳定。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种渣融化测定仪器高速进样方法，包括如下内容：

1)试样放在载样片上，设定进样总时间并固定为常数；

2)试样温度与进给速度关系式如下：

f(v)＝Kf(T)(1)

进给时间与速度关系式如下；

t＝(t6-t1)/{f(v1)∩f(v2)∩f(v3)∩f(v4)∩f(v5)∩f(v6)}(2)

其中，v为伺服运动机构速度，T为炉腔管内温度，K为可变常数，t为各进给阶段时间，v1,v2,v3,v4,v5,v6分别为各进给阶段的终点速度；

3)根据炉腔管内加热温度设定伺服运动机构运动的五个阶段，分别为启动防冲击段、加速进给段、预热段、加速到刹车段和刹车段，将试样在进给过程中施行预热，预热后进给到炉腔管的几何中心位置停止并进行试样测定。

进一步地，所述预热段可以根据炉腔管内温度分一段进给或两段进给。

一种用于实现渣融化测定仪器高速进样方法的设备，包括炉腔管、伺服运动机构、支架和载样片，还包括测温电偶和加热装置，所述测温电偶安装在载样片内，测量试样的实时温度，所述加热装置安装在炉腔管内，所述伺服运动机构连接支架，所述支架端部上面安装载样片，所述支架与炉腔管中心水平配套安装。

进一步地，所述加热装置包括单相交流调压模块、功率变压器、电流互感器和加热管，所述单相交流调压模块连接功率变压器，功率变压器连接电流互感器和加热管，对炉腔管内进行加热，并对试样进行预热。

进一步地，所述伺服运动机构包括伺服电机和直线机构，所述伺服电机轴承连接直线机构，所述直线机构连接支架。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)利用伺服机构实现速度可调节的高速稳定进样；

2)利用加热装置实现试样的预热，避免送样过程冷热交替造成的载样片炸裂。

附图说明

图1是本发明所述常规进给运动曲线图。

图2是本发明所述方法的进给运动曲线图。

图3是本发明的结构示意图。

图4是本发明所述加热装置的结构示意图。

图中：1.炉腔管 2.伺服运动机构 3.支架 4.载样片 5.测温电偶 6.试样

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

本发明一种渣融化测定仪器高速进样方法，包括如下内容：

1)试样6放在载样片4上，设定进样总时间并固定为常数；

2)试样6温度与进给速度关系式如下：

f(v)＝Kf(T)(3)

进给时间与速度关系式如下；

t＝(t6-t1)/{f(v1)∩f(v2)∩f(v3)∩f(v4)∩f(v5)∩f(v6)}(4)

其中，v为伺服运动机构2速度，T为炉腔管1内温度，K为可变常数，t为各进给阶段时间，v1,v2,v3,v4,v5,v6分别为各进给阶段的终点速度；

3)根据炉腔管1内加热温度设定伺服运动机构2运动的六个阶段，t0-t1为启动防冲击段,t1-t2为加速进给段，t2-t3为预热段，t3-t4为加速到刹车段，t4-t5为减速刹车段，t5-t6为刹车段，将试样6在进给过程中施行预热，预热后进给到炉腔管1的几何中心位置停止进行试样6测定；

见图1，常规进给曲线图，t0～t6为时间轴，分别代表曲线段不同的运动参数,同时t的位置也代表了试样6在炉膛管3中的不同位置变量，其中，t6的位置为终点位置，也表征试样6在炉膛管3中的几何中心，所谓几何中心就是恒温区的中心点；的时间值为定值，t6是进样的总时间为恒定值，设定为常数，Y轴代表速度v，分别为v1,v2,v3,v4,v5等，且v1＜v2＜v3＜v4，为了减少运动参数曲线的复杂度，设定t0-t2、t5-t6段曲线为固定曲线，t2-t5段为可变曲线；

见图2，本发明方法的进给运动曲线图，当试样6及载样片4由于可能的湿度影响，进入炉管温区时受热，由于其湿度可能较大，那么温度上升速率必然会减慢，如此将此关系量反馈给f(v)，从而作用在f(v)上反应就是减慢速度，v3较比v2速度上升很少。其目的就是让试样6预热更为平稳，但如此一来，会导致t6的时间增加，显然不能符合需要，为了保证t6的总时间不变，故就需要在t3后高速运行，所以在t3后出现一个提速曲线，也即t3-1，达到V4的速度，然后抵达t4后减速到t5。

进一步地，所述预热段可以根据炉腔管1内温度分一段进给或两段进给，试样6从常温区进入预热段再进入高温区。

见图3，是本发明的结构示意图。一种用于实现渣融化测定仪器高速进样方法的设备，包括炉腔管1、伺服运动机构2、支架3和载样片4，还包括测温电偶5和加热装置，所述测温电偶5安装在载样片4内，所述载样片4为高纯刚玉制成的薄片，测量试样6的实时温度，所述加热装置安装在炉腔管1内，所述伺服运动机构2连接支架3，所述支架3端部上面安装载样片4，所述支架3与炉腔管1中心水平配套安装。

见图4，进一步地，所述加热装置包括单相交流调压模块、功率变压器、电流互感器和加热管，所述单相交流调压模块连接功率变压器，功率变压器连接电流互感器和加热管，对炉腔管1内进行加热，并对试样6进行预热；所述加热管为硅钼棒，分散布置在炉腔管1内，一端串联电流互感器后与另一端均连接在功率变压器输出端，功率变压器的输入端连接在单相交流调压模块输出端，由单相调压模块进行调压从而实现加热管的不同温度加热。

进一步地，所述伺服运动机构2包括伺服电机和直线机构，所述伺服电机轴承连接直线机构，所述直线机构连接支架3,所述伺服电机采用PID调节其运动响应。

以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

Claims (5)

1.一种渣融化测定仪器高速进样方法，其特征在于，包括如下内容：

1)试样放在载样片上，设定进样总时间并固定为常数；

2)试样温度与进给速度关系式如下：

f(v)＝Kf(T)(1)

进给时间与速度关系式如下；

t＝(t6-t1)/{f(v1)∩f(v2)∩f(v3)∩f(v4)∩f(v5)∩f(v6)}(2)

其中，v为伺服运动机构速度，T为炉腔管内温度，K为可变常数，t为各进给阶段时间，v1,v2,v3,v4,v5,v6分别为各进给阶段的终点速度；

3)根据炉腔管内加热温度设定伺服运动机构运动的六个阶段，分别为启动防冲击段、加速进给段、预热段、加速到刹车段、减速刹车段和刹车段，将试样在进给过程中施行预热，预热后进给到炉腔管的几何中心位置停止并进行试样测定。

2.根据权利要求1所述的一种渣融化测定仪器高速进样方法，其特征在于，所述预热段可以根据炉腔管内温度分一段进给或两段进给。

3.一种用于实现权利要求1所述方法的设备，包括炉腔管、伺服运动机构、支架和载样片，其特征在于，还包括测温电偶和加热装置，所述测温电偶安装在载样片内，测量试样的实时温度，所述加热装置安装在炉腔管内，所述伺服运动机构连接支架，所述支架端部上面安装载样片，所述支架与炉腔管中心水平配套安装。

4.根据权利要求3所述的一种渣融化测定仪器高速进样设备，其特征在于，所述加热装置包括单相交流调压模块、功率变压器、电流互感器和加热管，所述单相交流调压模块连接功率变压器，功率变压器连接电流互感器和加热管，对炉腔管内进行加热，并对试样进行预热。

5.根据权利要求3所述的一种渣融化测定仪器高速进样设备，其特征在于，所述伺服运动机构包括伺服电机和直线机构，所述伺服电机轴承连接直线机构，所述直线机构连接支架。

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