一种熔渣超声处理装置及降低熔渣黏度方法.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CN106424621A(43)申请公布日2017.02.22(21)申请号201610874741.1(22)申请日2016.10.08(71)申请人东北大学地址110819辽宁省沈阳市和平区文化路3巷11号(72)发明人闵义刘承军姜茂发(74)专利代理机构沈阳东大知识产权代理有限公司21109代理人梁焱(51)Int.Cl.B22D11/111(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称一种熔渣超声处理装置及降低熔渣黏度方法(57)摘要一种熔渣超声处理装置及降低熔渣黏度方法，属于熔渣物性控制领域。装置包括超声系统、加热及控温系统、黏度测定系统和计算机控制系统；降低熔渣黏度的方法：1)将渣料加入工具头的中空圆筒内，通过高温炉加热至完全融化，连续降温或保持恒温；2)当熔渣采用连续降温时，启动超声系统，同时启动黏度测定系统，实时监测熔渣黏度，当黏度≥10Pa·s时停止测定；当熔渣采用保持恒温时，启动超声系统5～30min后，关闭超声系统，启动黏度测定系统，实时监测熔渣黏度直到黏度值稳定。本发明装置，可在高温状态下持续稳定工作；本发明方法，在不改变熔渣成分的条件下，利用超声降低了熔渣的黏度。CN106424621ACN106424621A权利要求书1/2页1.一种熔渣超声处理装置，其特征在于，包括超声系统、加热及控温系统、黏度测定系统和计算机控制系统；所述的超声系统，包括超声波振动组件和超声波驱动电源；超声波振动组件包括冷却风扇、保护壳、换能器、变幅杆、工具头、密闭法兰和固定法兰；所述的换能器设置在保护壳内部，换能器与变幅杆的一端相连，变幅杆通过密闭法兰固定在保护壳上且穿过密闭法兰，变幅杆的另一端穿过固定法兰与工具头相连，保护壳上设置有冷却风扇；超声波驱动电源通过电缆与超声波振动组件的换能器相连；所述的加热及控温系统为高温炉；高温炉组成包括炉体、控温系统和水冷系统，控温系统控制炉体的温度，水冷系统设置在炉体外围，对炉体进行降温；所述的超声系统的变幅杆与工具头部分穿过高温炉炉管底部，伸入至高温炉内部且与炉管之间存在缝隙，工具头位于高温炉的恒温带内；超声系统通过法兰和螺栓固定在高温炉底部可随炉体上下移动；所述的黏度测定系统，包括钼转头、Al2O3转杆、扭矩传感器和计算机控制系统；所述的钼转头与Al2O3转杆相连，Al2O3转杆与扭矩传感器相连；所述的计算机控制系统，分别与高温炉的控温系统和黏度测定系统的扭矩传感器相连。2.根据权利要求1所述的熔渣超声处理装置，其特征在于，所述的超声系统的超声处理频率为10～30kHz，超声施加功率为50～2000W，工具头输入熔渣熔体的振幅为1～30μm。3.根据权利要求1所述的熔渣超声处理装置，其特征在于，所述的保护壳为铝合金保护壳。4.根据权利要求1所述的熔渣超声处理装置，其特征在于，所述的变幅杆的材质为高温合金，最高使用温度为1300℃；所述的工具头的材质为高温合金，最高使用温度为1300℃；所述的工具头顶端为一体式的中空圆筒结构；所述的变幅杆和工具头采用螺纹旋接。5.根据权利要求1所述的熔渣超声处理装置，其特征在于，所述的高温炉，采用二硅化钼棒作为发热元件，控温系统采用可控硅自动控温仪，测温用PtRH30/PtRH6S双铂铑热电偶，控温精度为±3℃；刚玉炉管尺寸为Φ50mm×Φ70mm×H700mm。6.根据权利要求1所述的超声处理装置，其特征在于，所述的超声系统通过法兰和螺栓固定在高温炉底部可随炉体上下移动。7.采用权利要求1所述的熔渣超声处理装置，降低熔渣黏度的方法，其特征在于，具体如下：(1)将渣料加入工具头的中空圆筒内；(2)通过高温炉加热，使中空圆筒内渣料至完全融化，连续降温或保持恒温；(3)当熔渣采用连续降温时，启动超声系统，同时启动黏度测定系统，实时监测熔渣黏度，当黏度≥10Pa·s时停止测定；其中，超声处理频率为10～30kHz，超声施加功率为50～2000W；当熔渣采用保持恒温时，启动超声系统5～30min后，关闭超声系统，启动黏度测定系统，实时监测熔渣黏度直到黏度值稳定；其中，超声处理频率为10～30kHz，超声施加功率为50～2000W。8.根据权利要求7所述的降低熔渣黏度的方法，其特征在于，所述(1)中，渣料为含硅渣2CN106424621A权利要求书2/2页料、含氟渣料或工业生产用结晶器保护渣中的一种。9.根据权利要求7所述的降低熔渣黏度的方法，其特征在于，所述(2)中，加热温度不超过1300℃。10.根据权利要求7所述的降低熔渣黏度的方法，其特征在于，所述(2)中，启动超声系统后，工具头输入熔渣熔体的振幅为1～30μm。3CN106424621A说明书1/6页一种熔渣超声