一种获取连铸保护渣凝固渣膜的装置及其方法.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CN111957917A(43)申请公布日2020.11.20(21)申请号202010979950.9(22)申请日2020.09.17(71)申请人贵州理工学院地址550003贵州省贵阳市云岩区蔡关路1号(72)发明人龙潇李翔龙绍檑李娟(74)专利代理机构成都方圆聿联专利代理事务所(普通合伙)51241代理人苟铭(51)Int.Cl.B22D11/111(2006.01)G01K7/02(2006.01)G01N25/20(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种获取连铸保护渣凝固渣膜的装置及其方法(57)摘要本发明提供一种获取连铸保护渣凝固渣膜的装置及其方法，炉体内设有加热元件、炉管、石墨坩埚；石墨坩埚底部设有底座和测温热电偶；液态保护渣位于石墨坩埚内；石墨坩埚上方设有铜质探头，铜质探头通过两个黄铜管与探头夹持升降系统连接；其中一个黄铜管还通过缓冲装置依次连接冷却介质驱动及切换装置、冷却介质储罐，另外一个黄铜管与冷却介质回收或释放装置连接。使用通入冷却介质的铜质探头浸入液态保护渣时，通过提前或在固渣膜获取过程中，在线切换和调整冷却介质的种类及流量，达到获取不同冷却速率条件下的固渣膜的目的。本发明获取渣膜冷却强度可变范围大，固态渣膜的结构更具有代表性，且与连铸生产现场的固渣膜结构对应。CN111957917ACN111957917A权利要求书1/1页1.获取连铸保护渣凝固渣膜的装置，其特征在于：包括炉体，炉体内，由外到内依次设有加热元件、炉管、石墨坩埚；石墨坩埚底部设有底座和测温热电偶；液态保护渣位于石墨坩埚内；石墨坩埚上方设有铜质探头，铜质探头通过两个黄铜管与探头夹持升降系统连接；其中一个黄铜管还通过缓冲装置依次连接冷却介质驱动及切换装置、冷却介质储罐，另外一个黄铜管与冷却介质回收或释放装置连接。测温热电偶、加热元件、探头夹持升降系统分别与计算机显示及控制柜连接。2.获取连铸保护渣凝固渣膜的方法，其特征在于：采用权利要求1所述的装置，使用通入冷却介质的铜质探头浸入液态保护渣时，通过提前或在固渣膜获取过程中，在线切换和调整冷却介质的种类及流量，达到获取不同冷却速率条件下的固渣膜的目的。3.根据权利要求2所述的获取连铸保护渣凝固渣膜的方法，其特征在于：通过铜质探头的冷却介质包括以下的一种：水、盐水、氩气、氮气、淬火油。4.根据权利要求2所述的获取连铸保护渣凝固渣膜的方法，其特征在于：通入冷却介质的铜质探头浸入液态保护渣获取凝固渣膜时，液态保护渣温度恒定，其温度控制范围为1200-1450℃。5.根据权利要求2所述的获取连铸保护渣凝固渣膜的方法，其特征在于：所述固渣膜获取过程中，通入冷却介质的铜质探头浸入液态保护渣总的时间范围为5-300s。6.根据权利要求2所述的获取连铸保护渣凝固渣膜的方法，其特征在于：所述固渣膜获取过程中，冷却介质通过铜质探头出口时温度不超过200℃。2CN111957917A说明书1/4页一种获取连铸保护渣凝固渣膜的装置及其方法技术领域[0001]本发明涉及一种获取连铸保护渣凝固渣膜的装置及其方法，特别是一种获取不同冷却速率及冷却时间条件下的保护渣凝固渣膜样的方法及其装置。背景技术[0002]连铸结晶器保护渣是钢铁冶金连续铸造中不可或缺的重要辅料，在连铸过程中起到控制初生坯壳向结晶器的传热、钢液面保温、隔绝空气、润滑初生坯壳、和吸收钢液上浮夹杂等重要作用。[0003]连铸过程中，保护渣加入结晶器内受热熔化后，会在钢液面上形成一个具有稳定深度的液渣池，渣池中的液渣在结晶器振动作用下，流入结晶器铜壁与坯壳间的缝隙。靠近结晶器水冷铜壁一侧的液渣逐渐凝固形成固渣膜，靠近初生坯壳一侧的液渣由于温度较高，形成液渣膜，固、液渣膜分别起到控制坯壳向结晶器的传热以及润滑坯壳等非常重要的冶金作用。[0004]由于渣膜的性能由其结构决定，因此对渣膜凝固结构的研究成为连铸保护渣研究的重点。凝固渣膜的结构除受保护渣成分影响外，还受凝固条件，尤其是冷却速率的影响。在实际连铸过程中，渣膜凝固条件极其复杂，受影响因素众多。因此，如何模拟工业现场保护渣膜的凝固条件，在实验室获得与生产现场结构近似，具有代表性的凝固渣膜则尤为重要。[0005]为了分析不同条件下渣膜的传热性能，需要获取对应渣膜的厚度、表面粗糙度、及内部结构量化特征等稳定的参数。而已有文献中所用平板法设备复杂，冷却速率难以有效控制，没有规模应用。水冷探头(Coldfinger)法由于探头冷却强度过大，容易造成实验室高温炉中液渣过冷，使得获取凝固渣膜的结构不均匀，缺乏代表性，而即使通过改进，缩小探头尺寸，也难以模拟稳定连铸过程中，流入弯月面附近液渣冷却可能较慢的状况。发明内容[