一种钢中非金属夹杂物成分快速测定装置及测定方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113252642A(43)申请公布日2021.08.13(21)申请号202110483962.7(22)申请日2021.04.30(71)申请人燕山大学地址066004河北省秦皇岛市海港区河北大街西段438号申请人北京科技大学(72)发明人张立峰任英杨文李亚琼任强罗艳姜东滨高小勇(74)专利代理机构北京金智普华知识产权代理有限公司11401代理人皋吉甫(51)Int.Cl.G01N21/69(2006.01)G01N1/44(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种钢中非金属夹杂物成分快速测定装置及测定方法(57)摘要本发明属于钢铁冶金检测领域，涉及一种钢中非金属夹杂物成分快速测定装置及测定方法。该装置包括：用于对测试样品进行加热，实现快速熔化，使夹杂物上浮速率提升的测定炉体，用于快速确定钢样表面夹杂物成分的成分采集单元，用于提供保护性气体防止熔化过程发生二次氧化，同时可快速冷却的供气单元，用于对凝固后的样品表面进行成像，并记录图像信息的数据采集单元。本发明的有益效果是：装置的结构简单，利用有效频率感应加热产生的电磁力搅动也低，升温均匀，提升钢中非金属夹杂物向样品表面的上浮速率，实现样品快速冷却至室温，防止钢样凝固和冷却过程中夹杂物发生转变，快速确定钢样表面夹杂物成分，缩短测试时间。CN113252642ACN113252642A权利要求书1/2页1.一种钢中非金属夹杂物成分快速测定装置，其特征在于，所述快速测定装置包括：测定炉体，用于对测试样品进行热处理，使测试样品快速熔化，实现测试样品中非金属夹杂物上浮速率提升，成分采集单元，用于快速确定钢样表面夹杂物成分，供气单元，用于向炉体内提供保护性气体防止熔化过程发生二次氧化，同时可快速冷却熔化后的样品，数据采集单元，用于对凝固后的样品表面进行成像，并记录图像信息，其中，所述成分采集单元设置在所述测定炉体内部的侧壁上，所述供气单元通过管路与所述测定炉体连通，所述数据采集单元设置在所述测定炉体的外侧，通过所述测定炉体上的观测窗采集测定炉体内部的图像信息。2.根据权利要求1所述的快速测定装置，其特征在于，所述测定炉体包括主体、支撑底座、感应线圈、石墨坩埚、热电偶和观测窗，其中，所述支撑底座设置在所述主体内部，所述石墨坩埚设置在所述支撑底座上，所述感应线圈设置在所述石墨坩埚的四周侧，所述热电偶设置在位于所述石墨坩埚的底部的所述支撑底座的中心位置，所述观测窗位于所述墨坩埚的上方的所述主体上，观察口上嵌设有透明盖，所述主体的侧壁内部设有冷却腔，所述炉体上连接有与冷却水箱连通的进水管和出水管，所述热电偶与所述数据采集单元连接。3.根据权利要求2所述的快速测定装置，其特征在于，所述支撑底座还包括高度调节器、连接杆和高度调节旋钮，其中，所述高度调节器设置在所述支撑底座上，所述高度调节旋钮设置在所述主体外侧，且通过所述连接杆与所述高度调节器控制连接。4.根据权利要求2所述的快速测定装置，其特征在于，所述成分采集单元为电子枪、控制单元和电源控制器，其中，所述电子束枪的一端插入到所述主体的内部，且电子枪的枪口位于所述石墨坩埚的上方，所述控制单元设置在所述主体上的观测窗的四周侧，所述电源控制器与所述电子束枪的另一端连接，所述电源控制器与所述数据采集单元连接。5.根据权利要求3所述的快速测定装置，其特征在于，所述控制单元为一对永磁铁。6.根据权利要求2所述的快速测定装置，其特征在于，所述供气单元包括真空泵、真空排气口，气源和供气管路，其中，所述气源通过所述供气管路与所述主体上的进气孔口和出气孔连通，所述真空排气口设置在所述主体的侧壁上，并通过管路与所述真空泵连接。7.根据权利要求2所述的快速测定装置，其特征在于，所述数据采集单元包括底座、升降单元、显微镜、CCD摄像机和上位机，其中，所述主体设置在所述底座，所述升降单元通过支架安装在所述底座的一侧，所述显微镜设置在所述主体的观察窗的上方，且与固接在所述升降单元，所述CCD摄像机通过数据线与所述显微镜连接，所述上位机与所述CCD摄像机连接。2CN113252642A权利要求书2/2页8.根据权利要求7所述的快速测定装置，其特征在于，所述升降单元包括导轨、升降电机和水平摆臂，其中，所述导轨设置在所述支架，所述水平摆臂的一端与所述导轨连接，另一端与所述显微镜固接，所述升降电机设置在所述水平摆臂上，并驱动所述水平摆臂沿着所述导轨上下移动。9.一种采用如权利要求1‑8任意一项所述的钢中非金属夹杂物成分快速测定装置的测定方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：S1)将冶炼过程钢水样品快速取出并在水中淬火冷却，备用，S2)将S1)得到冶炼过程钢水样品置于测定炉体