CN208270174U - 一种用石蜡模拟飞溅钢液的测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用石蜡模拟飞溅钢液的测试装置，包括炉体、盖板、挡板、水浴锅、喷枪、高速摄像机、烧杯，炉体放置于水平地面，盖板水平设置在炉体上，盖板上设有一个与水浴锅相匹配的孔洞，挡板与盖板垂直焊接，水浴锅穿过盖板并设置在炉体内，喷枪设置在水浴锅正上方，水浴锅内设有烧杯，烧杯内盛放有石蜡，喷枪通过支撑架固定，高速摄像机设置在炉体外侧。优点是：结构简单，易于操作，采用石蜡模拟钢液，挡板模拟飞溅效果，通过低温模拟实验，探究氧气射流对金属熔池相互作用形成的冲击坑的深度、尺寸，熔池喷溅的液滴形状大小及分布情况，并通过实验数据的整理，将氧气射流对金属熔池的作用效果进行系统地分析。

Description

一种用石蜡模拟飞溅钢液的测试装置

技术领域

本实用新型属于模拟钢液飞溅的测量领域，涉及一种用石蜡模拟飞溅钢液的测试装置。

背景技术

目前，转炉法大量应用于炼钢领域，它对生铁成分有着较严格的要求，而且一般不能多用废钢。但随着工业的进一步发展，废钢却越来越多。各种类型的底吹法转炉在实际生产中显示出许多优于顶吹转炉之处，一直居于首位的顶吹法受到挑战和冲击。顶吹法的特点决定了它具有渣中含铁高，钢水含氧高，废气铁尘损失大和冶炼超低碳钢困难等缺点。随着用户对钢材性能和质量的要求越来越高，钢材的应用范围越来越广，同时钢铁生产企业也对提高产品产量和质量，扩大品种，节约能源和降低成本越来越重视。在这种情况下，转炉生产工艺流程发生了很大变化。氧气转炉已由原来的主导地位变为新流程的一个环节，主要承担钢水脱碳和升温的任务了。

实际转炉生产过程中，氧气射流冲击到熔池液面时，仅有10％-20％的能量用于熔池的搅拌，其余的皆损失掉了，射流动能损失较大。此外，由于冲击区射流与熔池的剧烈碰撞，一方面使熔池液体破碎成液滴，另一方面，射流冲击区过热点处温度过高导致Fe的蒸发，从而形成大量转炉炉尘。转炉炉尘产生量约占金属装入量的0.8％～1.3％。转炉冶炼发生在一个复杂的高温多相物理化学体系，涉及气-液-渣三相间的流动并耦合着传热、传质、相变及化学反应等，目标是将铁水中的碳、硅、锰等杂质元素氧化去除到目标钢水要求的成分和温度。尽管过去的几十年众多的专家学者对此进行了大量的实验和模拟计算，但仍未能完全解析转炉内的复杂过程现象。特别是喷溅液滴从母相剪切的形成机理及喷溅量等几个关键过程现象机理，目前仍缺少相应的深入解析。

为了解决上述问题，采用低温实验及CFD液体动力学的模拟实验，测定氧气射流对熔池的冲击坑深度及面积的影响，以及熔池的喷溅液滴大小及分布情况。为此设计一种专用的模拟飞溅钢液的测试装置。

发明内容

为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种用石蜡模拟飞溅钢液的测试装置，能够模拟氧气射流对金属熔池相互作用，熔池喷溅的液滴形状大小及分布情况，从而精确炼钢生产中对时间的控制，提高一次命中率。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种用石蜡模拟飞溅钢液的测试装置，包括炉体、盖板、挡板、水浴锅、喷枪、高速摄像机、烧杯，炉体放置于水平地面，盖板水平设置在炉体上，盖板上设有一个与水浴锅相匹配的孔洞，挡板与盖板垂直焊接，水浴锅穿过盖板并设置在炉体内，喷枪设置在水浴锅正上方，水浴锅内设有烧杯，烧杯内盛放有石蜡，喷枪通过支撑架固定，高速摄像机设置在炉体外侧。

所述的喷枪竖直的设置在水浴锅正上方，且喷枪底部伸入到烧杯内。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

用石蜡模拟飞溅钢液的测试装置整体结构简单，易于操作，采用石蜡模拟钢液，挡板模拟飞溅效果，通过低温模拟实验，探究氧气射流对金属熔池相互作用形成的冲击坑的深度、尺寸，熔池喷溅的液滴形状大小及分布情况，并通过实验数据的整理，将氧气射流对金属熔池的作用效果进行系统地整理和分析。通过实验结果，可以给转炉炼钢的实际生产提供一定的理论数据依据，有了确切的数据指导，可以精确炼钢生产中对时间的控制，提高一次命中率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是炉体内部结构示意图。

图中：1-炉体 2-盖板 3-挡板 4-水浴锅 5-气枪 6-支撑架 7-高速摄像机 8-烧杯 9-石蜡。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的实施方式。

见图1、图2，一种用石蜡模拟飞溅钢液的测试装置，包括炉体、盖板、挡板、水浴锅、喷枪、高速摄像机、烧杯，炉体放置于水平地面，盖板水平设置在炉体上，盖板上设有一个与水浴锅相匹配的孔洞，挡板与盖板垂直焊接，喷溅出来的石蜡在挡板上凝固，可模拟钢液飞溅情况；水浴锅穿过盖板并设置在炉体内，喷枪设置在水浴锅正上方，水浴锅内设有烧杯，烧杯内盛放有石蜡，烧杯放在水浴锅中间使石蜡均匀受热，

喷枪通过支撑架固定，使喷枪竖直的设置在水浴锅正上方，且喷枪底部的喷嘴伸入到烧杯内靠近石蜡处。高速摄像机设置在炉体外侧，由摄像机架固定；高速摄像机以每秒1000～10000帧的速度记录，记录整个石蜡飞溅过程。喷枪内用压缩氮气代替压缩氧气，融化的石蜡代替钢液，利用水浴锅中融化的石蜡模拟熔池液体，通过控制变量的方法，研究不同枪位及气体流量的条件下，熔池喷溅液滴的直径大小，喷溅分布情况以及在不同条件下射流对熔池表面的影响情况。可以给转炉炼钢的实际生产提供一定的理论数据依据，有了确切的数据指导，可以精确炼钢生产中对时间的控制，提高一次命中率。本装置设计原理简单，安装方便，操作简单。

Claims (2)

1.一种用石蜡模拟飞溅钢液的测试装置，其特征在于，包括炉体、盖板、挡板、水浴锅、喷枪、高速摄像机、烧杯，炉体放置于水平地面，盖板水平设置在炉体上，盖板上设有一个与水浴锅相匹配的孔洞，挡板与盖板垂直焊接，水浴锅穿过盖板并设置在炉体内，喷枪设置在水浴锅正上方，水浴锅内设有烧杯，烧杯内盛放有石蜡，喷枪通过支撑架固定，高速摄像机设置在炉体外侧。

2.根据权利要求1所述的一种用石蜡模拟飞溅钢液的测试装置，其特征在于，所述的喷枪竖直的设置在水浴锅正上方，且喷枪底部伸入到烧杯内。