一种观测含钛熔渣爬杆现象的装置制造方法及图纸

一种观测含钛熔渣爬杆现象的装置，属于含钛熔渣的非牛顿性质领域。装置包括X射线发生装置、X射线图像增强器、摄像机、高温电阻炉、流变仪、数据采集系统、铅质保护房、坩埚、气体保护装置和X射线开关。本实用新型专利技术的装置采用X射线在横向透射，实时监控熔渣页面变化；让X射线低损耗的穿过高温电阻炉及坩埚，同时保证高温电阻炉密封保温；采用的铅质保护房能够有效防止X射线辐射，保护工作人员。本实用新型专利技术装置的使用方法通过观测熔渣液面变化情况，验证含钛熔渣是否具有爬杆现象。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于含钛熔渣的非牛顿性质领域，特别涉及一种观测含钛熔渣爬杆现 象的装置。
技术介绍
高炉冶炼钒钛磁铁矿时，炉渣中的1102被还原成TiC(3140±90 °C )、 TiN(2950±50°C)以及其固溶体Ti(C，N)，给高炉生产带来一系列技术难题，如炉渣增稠、 铁损大、泡沫渣等。近年来，关于含钛熔渣的物理化学性质学者们做了一系列的研究，如含 钛熔渣的易增稠、泡沫渣等问题，已经取得了一系列的研究成果。但为了研究方便，上述研 究过程通常将含钛熔渣视为牛顿流体，实际上，因为TiC、TiN以及其固溶体Ti (C，N)的存 在，含钛熔渣表现为非牛顿流体，遗憾的是受高温等条件的限制，关于含钛熔渣非牛顿性质 的报道少之又少。 Weissenberg在1944年提出了非牛顿流体爬杆现象，在一只有粘弹性流体的烧杯 里，插入实验杆，旋转实验杆时，对于牛顿流体，由于离心的作用，液面将呈凹形，而粘弹性 流体，却向中心运动，并且沿杆向上爬，即所谓的爬杆现象。在粘弹性流体中，由于液体具有 弹性，在液体中间剪切速率最大，产生的张力也最大，迫使液体向中心移动，因此液体就有 了爬杆现象，实际上，爬杆现象是验证流体是否具有法向应力差的直观现象。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供了一种观测含钛熔渣爬杆现象的装置；通 过本技术的观测装置和方法可以验证含钛熔渣是否具有爬杆现象。 -种观测含钛熔渣爬杆现象的装置，包括X射线发生装置、X射线图像增强器、摄 像机、高温电阻炉、流变仪、数据采集系统、铅质保护房、坩埚、气体保护装置和X射线开关； 所述X射线发生装置、X射线图像增强器、摄像机、高温电阻炉及流变仪均设置在铅质保护 房内，所述坩埚设置于高温电阻炉内，所述流变仪设置于坩埚上方，且流变仪的转杆与高温 电阻炉同轴设置；在所述高温电阻炉的侧壁上开设有2个X射线窗口，分别为第一 X射线窗 口和第二X射线窗口，且第一 X射线窗口与第二X射线窗口相对设置；所述X射线发生装置 与第一 X射线窗口位于同一侧且同轴设置，X射线发生装置的射线方向与高温电阻炉的炉 管的轴线垂直；所述X射线图像增强器、摄像机与第二X射线窗口位于同一侧且三者同轴 设置；所述摄像机位于X射线图像增强器内部；所述X射线发生装置的射线依次穿过第一 X射线窗口、it埚及第二X射线窗口并照射在X射线图像增强器上；所述X射线开关穿过铅 质保护房与X射线发生装置相连接，所述气体保护装置穿过铅质保护房与高温电阻炉相连 接，所述数据采集系统穿过铅质保护房与流变仪和摄像机相连接。 所述的摄像机用于拍摄X射线增强器上的图像；所述的数据采集系统用于收集流 变仪和摄像机测得数据；所述的铅质保护房用于防止X射线泄漏。 其中，所述的含钛熔渣中Ti02质量百分比范围为：0. 01~35% ;气体保护装置采 用惰性气体保护。 对于含钛熔渣来说，以往的研究通常将摄像头垂直观测熔渣的液面，这种办法显 然无法观测到轴向的液面变化。若采用X射线透射的方法，同样有很多问题需要解决，如高 温电阻炉多为不锈钢材质，在X射线穿过高温电阻炉后，X射线有很大的损失，为了让高温 电阻炉中的加热棒避开X射线，加热棒不能环绕炉管均匀分布等。同时，在采用大功率X射 线时，还要考虑X射线辐射伤害问题。 本技术的有益效果： (1)本技术的装置采用X射线在横向透射的条件下，能够实时监控熔渣液面 变化。 (2)本技术的装置通过高温电阻炉上的X射线窗口，能够让X射线低损耗的穿 过高温电阻炉及坩埚，同时保证高温电阻炉密封保温。 (3)本技术的装置采用的铅质保护房能够有效防止X射线辐射，保护工作人 员。 (4)本技术的观测含钛熔渣爬杆现象的方法，能够观测熔渣液面变化情况，验 证含钛熔渣是否具有爬杆现象。【附图说明】 图1本技术观测含钛熔渣爬杆现象的装置结构示意图。图中：1、X射线发生 装置；2、X射线图像增强器；3、摄像机；4、高温电阻炉；5、第一 X射线窗口；6、第二X射线窗 口；7流变仪；8、数据采集系统；9、铅质保护房；10、流变仪的转杆；11、高温电阻炉的炉管； 12、坩埚；13、气体保护装置；14、X射线开关； 图2本技术实施例中TiC = Owt%时熔渣的液面变化； 图3本技术实施例中TiC = 8wt%时熔渣的液面变化。【具体实施方式】 本技术实施例中采用的X射线发生装置的曝光电压为OkV~150kV。 本技术实施例中采用的X射线图像增强器材质为铝，厚度为0.5mm，成像面积 为 74*54mm。 本技术实施例中采用的高温电阻炉为二硅化钼电阻炉，最高工作温度为 1600。。。 本技术实施例中采用的转杆为刚玉材质，下端与钼质转头连接。 本技术实施例中采用的坩埚为刚玉材质。 本技术实施例中采用的X射线窗口的材质为铝板。 本技术实施例中采用的铅质保护房厚度为20mm。 本技术实施例中采用的流变仪的型号为Brookfield DV-III。 本技术实施例中采用的数据采集系统的主要应用软件为Brookfield application software程序和X光探伤静态抓图系统。 本技术实施例中的气体保护装置采用的惰性气体为高纯氩气。 实施例1 观测含钛熔渣爬杆现象的装置结构如图1所示，包括X射线发生装置1、X射线图 像增强器2、摄像机3、高温电阻炉4、流变仪7、当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种观测含钛熔渣爬杆现象的装置，其特征在于，包括X射线发生装置、X射线图像增强器、摄像机、高温电阻炉、流变仪、数据采集系统、铅质保护房、坩埚、气体保护装置和X射线开关；所述X射线发生装置、X射线图像增强器、摄像机、高温电阻炉及流变仪均设置在铅质保护房内，所述坩埚设置于高温电阻炉内，所述流变仪设置于坩埚上方，且流变仪的转杆与高温电阻炉同轴设置；在所述高温电阻炉的侧壁上开设有2个X射线窗口，分别为第一X射线窗口和第二X射线窗口，且第一X射线窗口与第二X射线窗口相对设置；所述X射线发生装置与第一X射线窗口位于同一侧且同轴设置，X射线发生装置的射线方向与高温电阻炉的炉管的轴线垂直；所述X射线图像增强器、摄像机与第二X射线窗口位于同一侧且三者同轴设置；所述摄像机位于X射线图像增强器内部；所述X射线发生装置的射线依次穿过第一X射线窗口、坩埚及第二X射线窗口并照射在X射线图像增强器上；所述X射线开关穿过铅质保护房与X射线发生装置相连接，所述气体保护装置穿过铅质保护房与高温电阻炉相连接，所述数据采集系统穿过铅质保护房与流变仪和摄像机相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姜涛，岳宏瑞，薛向欣，段培宁，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：新型
国别省市：辽宁;21