一种凝固过程模拟实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种凝固过程模拟实验装置，属于钢铁连铸领域。本发明专利技术的一种凝固过程模拟实验装置包括：实验池，该实验池的底部设置有金属板；换热池，换热池两端分别设置有进水口和出水口；换热池的换热口配合安装有实验池；供水单元，该供水单元的热水箱和冷水箱分别与第一进水管相连，第一进水管经第一水泵、第二进水管与进水口相连；排水单元，该排水单元的第一出水管和第二出水管的进水端分别与第二出水管相连，其出水端分别与第一进水管相连，且上述两个进水端之间设有第二进水阀，两个出水端之间设有第一进水阀；观察仪，该观察仪设置于实验池的上方。本发明专利技术提供了一种凝固过程模拟实验装置，可以模拟钢液凝固过程中的结晶行为。

【技术实现步骤摘要】
一种凝固过程模拟实验装置
本专利技术涉及钢铁连铸
，更具体地说，涉及一种凝固过程模拟实验装置。
技术介绍
炼钢的任务就是得到合格的连铸坯，钢液浇注的实质就是完成钢从液态向固态的转变，即钢的结晶过程，也称作钢的凝固。钢液的结晶理论主要是从热力学的观点出发，研究晶体成核、长大、形状变化规律以及金属组织与质量的关系。钢液的凝固理论主要是从传热学的观点出发，研究凝固区的大小、凝固时间、凝固特性与质量的关系。目前，国内外针对钢液凝固过程的研究主要是对钢液凝固后静态组织的研究；对于钢液凝固过程中的动态研究，由于高温条件下很难去直接观察钢液中的结晶行为，所以针对钢液凝固过程的动态研究在现有技术条件下很难实现，因此亟需设计一套专门研究钢液凝固过程的实验设备，这种模拟实验设备的设计具有重大的意义。针对钢液凝固模拟装置问题，此前申请人已申请了一件专利，专利技术创造名称为：钢液凝固模拟装置，该专利的申请号为：201810861182X；专利的申请日为：2018年7月31日；本专利技术的一种钢液凝固模拟装置包括：实验池、换热池、观察仪和供水单元，其中实验池的底部安装有金属板，实验池的四周侧壁外部安装有加热板；换热池的一端设置有进水口，换热池的另一端设置有出水口，实验池安装于换热池上，且金属板将换热池和实验池分隔开；观察仪设置于实验池的上方；供水单元包括热水箱和冷水箱，热水箱的出热水管通过管道与进水口相连，出热水管上安装有第一冷水阀，冷水箱的出冷水管通过管道与进水口相连，出冷水管上安装有第一热水阀。从而可以模拟钢液凝固过程中的结晶行为。但是，该申请方案的不足之处在于：热水和冷水的交换时间较长，导致实验的模拟效果较差。本专利技术为克服上述的技术问题，提供一种可以加快热水和冷水的交换速率，提高钢液凝固过程实验模拟效果的实验装置，是现有技术中亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于克服现有技术中，钢液凝固模拟实验中热水和冷水的交换时间较长，导致实验的模拟效果较差的不足，提供了一种凝固过程模拟实验装置，可以提高钢液凝固实验的模拟效果。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种凝固过程模拟实验装置，包括：实验池，该实验池的底部设置有金属板；换热池，换热池两端分别设置有进水口和出水口；换热池的换热口上配合安装有实验池，金属板将换热池与实验池分隔开；供水单元，该供水单元包括热水箱和冷水箱，热水箱和冷水箱的出口分别与第一进水管相连，第一进水管经第一水泵与第二进水管相连，第二进水管的端部与进水口相连；排水单元，该排水单元包括设置有第一出水阀的第一出水管和设置有第二出水阀的第二出水管；第一出水管的进水端和第二出水管的进水端分别与第二出水管相连，且上述两个进水端之间设置有第二进水阀；第一出水管的出水端和第二出水管的出水端分别与第一进水管相连，且上述两个出水端之间设置有第一进水阀；观察仪，该观察仪设置于实验池的上方。作为本专利技术更进一步的改进，第二出水管的进水端比第一出水管的进水端更靠近第一水泵的出水端；第一出水管的出水端比第二出水管的出水端更靠近第一水泵的进水端。作为本专利技术更进一步的改进，实验池侧壁的底部设置有隔热部件，该隔热部件上设置有安装槽，安装槽内嵌合安装有金属板。作为本专利技术更进一步的改进，热水箱通过出热水管与第一进水管相连；和/或冷水箱通过出冷水管与第一进水管相连；上述第一进水管与第一水泵的进口端相连；第一水泵的出口端通过第二进水管与进水口相连。作为本专利技术更进一步的改进，出水口通过管道与第一热水管相连，第一热水管位于热水箱的上部，且第一热水管上设置有第一热水阀；和/或出水口通过管道与进冷水管相连，进冷水管位于冷水箱的上部，且进冷水管上设置有进冷水阀。作为本专利技术更进一步的改进，出水口设置于换热池的顶部，该出水口上设置有出水阀。作为本专利技术更进一步的改进，第一进水管的下部设置有引流箱，引流箱通过引流管与第一进水管的底部相连，所述引流管上设置有引流阀。作为本专利技术更进一步的改进，金属板水平安装于实验池的底部，且金属板的水平高度低于换热池顶壁的水平高度。作为本专利技术更进一步的改进，隔热部件的底部设置有滑轨，该滑轨位于金属板的下部，气泡刷滑动安装于滑轨上；气泡刷的顶部与金属板的下部相接触。作为本专利技术更进一步的改进，冷水箱内设置有储冰箱，储冰箱与进冷水管对应设置。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：(1)本专利技术的一种凝固过程模拟实验装置，当将水从换热池排出时，打开第一出水阀和第二出水阀，关闭第一进水阀和第二进水阀；在第一水泵的作用下，即可快速地将水从换热池内抽出，从而可以加快热水、冷水的更换速度，进而可以提高实验的模拟效果，提高了实验模拟的准确性。(2)本专利技术的一种凝固过程模拟实验装置，在加入实验溶液之前，通过加热板对实验池四周侧壁进行加热保温，热水箱内的热水对实验池底部的金属板进行加热保温，使得实验池四周侧壁以及金属板的温度不低于实验溶液的温度，从而避免将实验溶液加入至实验池时立即结晶析出，可以模拟钢液凝固过程中的结晶行为，同时提高了实验溶液结晶过程中的观察效果；克服了高温条件下难以直接观察钢液结晶行为的不足。(3)本专利技术的一种凝固过程模拟实验装置，实验池侧壁的底部设置的隔热部件避免了金属板与加热板直接接触，进而使得金属板在冷却过程中不受加热板温度的影响；金属板为水平设置，便于观察仪对金属板上的结晶产物进行观察，避免因观察仪与金属板之间产生倾斜而带来观察误差，影响实验的准确性。(4)本专利技术的一种凝固过程模拟实验装置，设置在气泡刷上的伺服电机驱动气泡刷可以沿着滑轨的长度方向往复滑动；气泡刷的顶部与金属板的下部相接触，气泡刷在往复运动的过程中，可以将金属板底部附着的气泡擦除，使得气泡与金属板底部分离，提高了换热池内的水与金属板之间的换热效果，进而减小实验的误差。(5)本专利技术的一种凝固过程模拟实验装置，金属板的水平高度低于换热池顶壁的水平高度，使得气泡刷擦除的气泡聚集在换热池顶壁的两端的内壁上，气泡不会附着在金属板的下部，进而提高了水流对金属板的加热效果或者冷却效果；加热板与换热池顶壁有间隔，使得加热板不会对换热池顶壁进行加热，从而避免了换热池内的水的温度受到影响。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术的一种凝固过程模拟实验装置整体结构示意图；图2为本专利技术的换热池的结构示意图；图3为本专利技术的实验池底部的结构示意图；图4为本专利技术的实验池底部无金属板的结构示意图。示意图中的标号说明：100、实验池；110、金属板；120、隔热部件；130、加热板；140、气泡刷；150、伺服电机；200、换热池；201、进水口；202、出水口；203、换热池顶壁；204、换热口；210、热水箱；220、冷水箱；221、储冰箱；230、引流箱；300、第一水泵；310、第二水泵；400、出热水管；410、出冷水管；420、第一进水管；430、第二进水管；440本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种凝固过程模拟实验装置，其特征在于，包括：实验池(100)，该实验池(100)的底部设置有金属板(110)；换热池(200)，换热池(200)两端分别设置有进水口(201)和出水口(202)；换热池(200)的换热口(204)上配合安装有实验池(100)，金属板(110)将换热池(200)与实验池(100)分隔开；供水单元，该供水单元包括热水箱(210)和冷水箱(220)，热水箱(210)和冷水箱(220)的出口分别与第一进水管(420)相连，第一进水管(420)经第一水泵(300)与第二进水管(430)相连，第二进水管(430)的端部与进水口(201)相连；排水单元，该排水单元包括设置有第一出水阀(560)的第一出水管(460)和设置有第二出水阀(570)的第二出水管(470)；第一出水管(460)的进水端和第二出水管(470)的进水端分别与第二出水管(470)相连，且上述两个进水端之间设置有第二进水阀(530)；第一出水管(460)的出水端和第二出水管(470)的出水端分别与第一进水管(420)相连，且上述两个出水端之间设置有第一进水阀(520)；观察仪(600)，该观察仪(600)设置于实验池(100)的上方。...

【技术特征摘要】
1.一种凝固过程模拟实验装置，其特征在于，包括：实验池(100)，该实验池(100)的底部设置有金属板(110)；换热池(200)，换热池(200)两端分别设置有进水口(201)和出水口(202)；换热池(200)的换热口(204)上配合安装有实验池(100)，金属板(110)将换热池(200)与实验池(100)分隔开；供水单元，该供水单元包括热水箱(210)和冷水箱(220)，热水箱(210)和冷水箱(220)的出口分别与第一进水管(420)相连，第一进水管(420)经第一水泵(300)与第二进水管(430)相连，第二进水管(430)的端部与进水口(201)相连；排水单元，该排水单元包括设置有第一出水阀(560)的第一出水管(460)和设置有第二出水阀(570)的第二出水管(470)；第一出水管(460)的进水端和第二出水管(470)的进水端分别与第二出水管(470)相连，且上述两个进水端之间设置有第二进水阀(530)；第一出水管(460)的出水端和第二出水管(470)的出水端分别与第一进水管(420)相连，且上述两个出水端之间设置有第一进水阀(520)；观察仪(600)，该观察仪(600)设置于实验池(100)的上方。2.根据权利要求1所述的一种凝固过程模拟实验装置，其特征在于：第二出水管(470)的进水端比第一出水管(460)的进水端更靠近第一水泵(300)的出水端；第一出水管(460)的出水端比第二出水管(470)的出水端更靠近第一水泵(300)的进水端。3.根据权利要求1所述的一种凝固过程模拟实验装置，其特征在于：实验池(100)侧壁的底部设置有隔热部件(120)，该隔热部件(120)上设置有安装槽，安装槽内嵌合安装有金属板(110)。4.根据权利要求1所述的一种凝固过程模拟实验装置，其特征在于：热水箱(210)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杭州，蒋青，朱正海，
申请(专利权)人：马鞍山尚元冶金科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34