一种检测炉缸铁水流动性的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种检测炉缸铁水流动性的装置和方法，属于高炉炼铁技术领域。所述装置包括固定U型槽、嵌入到所述固定U型槽中的刚玉可替换U型槽和固定在所述刚玉可替换U型槽高处端的刚玉双层坩埚；所述固定U型槽与水平地面的倾角α＜2°；所述刚玉双层坩埚的埚体通过隔板分隔开来形成双层结构，在所述埚体的下层设置有下部孔，在所述隔板上设置有上部孔，还有一个用于封堵上部孔的塞棒，所述上部孔的直径大于下部孔的直径。本发明专利技术提供的装置和方法检测更加符合实际工况条件，避免了渗碳反应导致铁水成分变化对检测的影响，且受人为因素影响小，检测更加便捷、精确，检测成本低，能够更加科学的评价炉缸铁水流动性。

A Device and Method for Detecting the Fluidity of Iron Flow in Hearth

【技术实现步骤摘要】
一种检测炉缸铁水流动性的装置和方法
本专利技术涉及高炉炼铁
，尤其涉及一种检测炉缸铁水流动性的装置和方法。
技术介绍
高炉炉缸是储存铁水的容器，炉缸状态对于高炉顺行及炉缸长寿有重要意义。一方面，炉缸内铁水与死料柱共存，铁水穿过死料柱的能力是炉缸活性的表征，而炉缸活性是评价高炉顺行的重要依据。另一方面，炉缸内铁水与炭砖直接接触，铁水对炭砖的溶蚀是炉缸侧壁烧穿的主要原因。而铁水流动性作为铁水重要物性参数对炉缸活性和炭砖侵蚀有显著影响。另外，高炉出铁时的顺畅程度、铁口泥包的维护、主沟内渣铁的分离都与炉缸铁水的流动性息息相关。因此，炉缸铁水流动性对高炉生产意义重大。对于炉缸铁水流动性指数的检测方法及装置，鲜有记载。重庆大学的贺媛媛等(贺媛媛，刘清才，杨剑，等.含钛铁水流动性能研究[J].钢铁钒钛，2010，31(02)：10-14.)公开了一种检测铁水流动性的方法和装置，装置由石墨坩埚、U槽、硅质砂和耐火砖构成，其中U槽与水平地面的倾角为2.5°。但这种装置存在以下问题：(1)检测时铁水温度与实际炉缸铁水温度不符；(2)检测时装置与铁水产生渗碳反应，改变了铁水成分；(3)为了保持铁水的流动性，检测装置倾角大，但铁水流动性易超出检测范围；(4)检测装置只能完成一次检测，成本高；(5)检测方法受人为操作影响较大，检测精度不高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种检测炉缸铁水流动性的装置和方法，本专利技术提供的装置和方法检测更加符合实际工况条件，避免了渗碳反应导致铁水成分变化对检测的影响，且受人为因素影响小，检测更加便捷、精确，检测成本低。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种检测炉缸铁水流动性的装置，包括固定U型槽1、嵌入到所述固定U型槽1中的刚玉可替换U型槽2和固定在所述刚玉可替换U型槽2高处端的刚玉双层坩埚3；所述固定U型槽1与水平地面的倾角α＜2°；所述刚玉双层坩埚3的埚体5通过隔板6分隔开来形成双层结构，在所述埚体5的下层设置有下部孔7，在所述隔板6上设置有上部孔8，还有一个用于封堵上部孔的塞棒9，所述上部孔8的直径大于下部孔7的直径。优选的，所述固定U型槽1与水平地面的倾角α为1°。优选的，所述上部孔8的直径比下部孔7的直径大10～20mm。优选的，所述刚玉双层坩埚埚体5底部的直径为68～72mm，下部孔7的直径为8～12mm。优选的，所述刚玉可替换U型槽2和固定U型槽1的沟槽相吻合。优选的，所述固定U型槽1的下方设置有固定支架4。优选的，所述固定U型槽1的长度为1900～2100mm。本专利技术提供了一种检测炉缸铁水流动性的方法，包括以下步骤：将已知成分的待测铁水浇铸成型，得到固态试样；将所述固态试样加热至1450℃后保温，得到成分均匀的铁水；将所述成分均匀的铁水迅速倒入到上述技术方案所述装置的刚玉双层坩埚的上层，拔出塞棒，铁水先流到刚玉双层坩埚的下层，然后经由下部孔流到刚玉可替换U型槽，待铁水在刚玉可替换U型槽凝固后，测量铁水流经距离L；根据待测铁水的成分利用式1计算1450℃时的铁水黏度：η＝34.42973-0.01514(T+273)-0.00349[C]+0.76756[Si]-2.35139[Mn]-3.63856[P]-6.91921[S]+5.91118[Ti]式1；式1中，η为铁水粘度(mPa·s)；T为1450℃；[C]、[Si]、[Mn]、[P]、[S]和[Ti]分别为待测铁水中C、Si、Mn、P、S和Ti的质量百分比(％)；根据铁水流经距离L和铁水黏度η，利用式2得到待测铁水的流动性指数：δ＝L/η式2；式2中，δ为待测铁水的流动性指数(mm/mPa·s)；L为铁水流经距离(mm)；η为铁水粘度(mPa·s)。优选的，用于加热的所述固态试样的质量为90～110g。优选的，所述保温的时间在60min以上。本专利技术提供了一种检测炉缸铁水流动性的装置，包括固定U型槽1、嵌入到所述固定U型槽1中的刚玉可替换U型槽2和固定在所述刚玉可替换U型槽2高处端的刚玉双层坩埚3；所述固定U型槽1与水平地面的倾角α＜2°；所述刚玉双层坩埚3的埚体5通过隔板6分隔开来形成双层结构，在所述埚体5的下层设置有下部孔7，在所述隔板6上设置有上部孔8，还有一个用于封堵上部孔的塞棒9，所述上部孔8的直径大于下部孔7的直径。本专利技术采用可替换U型槽，U型槽可替换，避免了检测装置仅能完成一次检测就报废的弊端，降低了检测成本；将固定U型槽与水平地面的倾角控制在＜2°的范围，在保证铁水良好流动性的前提下扩大了铁水流动性检测范围；采用刚玉双层坩埚，且在刚玉双层坩埚的上部孔位置设置塞棒，避免了操作时直接倒入U型槽时人为因素的影响，检测更加便捷、精确；双层坩埚和可替换U型槽的材质为刚玉，避免了渗碳反应导致铁水成分变化对检测的影响。本专利技术提供了一种检测炉缸铁水流动性的方法，该方法将铁水加热到1450℃后保温进行检测，铁水成分、铁水温度等条件与实际炉缸铁水温度符合，检测更加符合实际工况条件，本专利技术结合铁水黏度计算公式，提出了炉缸铁水流动性指数的计算方法，不单纯用流动距离、黏度，而是用流动距离和同温度下黏度的比值衡量流动性，能够更加科学的评价炉缸铁水流动性，为炼铁操作者检测炉缸铁水流动性提供了标准和指导。附图说明图1为本专利技术实施例1用到的检测炉缸铁水流动性的装置示意图；其中，1-固定U型槽，2-刚玉可替换U型槽，3-刚玉双层坩埚，4-固定支架，10-坩埚支架；图2为实施例1所用装置中刚玉双层坩埚的结构示意图；图3为实施例1所用装置中塞棒插入刚玉双层坩埚后的结构示意图；其中，5-埚体，6-隔板，7-下部孔，8-上部孔，9-塞棒。具体实施方式如图1所示，本专利技术提供了一种检测炉缸铁水流动性的装置，包括固定U型槽1、嵌入到所述固定U型槽1中的刚玉可替换U型槽2和固定在所述刚玉可替换U型槽2高处端的刚玉双层坩埚3；所述固定U型槽1与水平地面的倾角α＜2°；所述刚玉双层坩埚3的埚体5通过隔板6分隔开来形成双层结构，在所述埚体5的下层设置有下部孔7，在所述隔板6上设置有上部孔8，还有一个用于封堵上部孔的塞棒9，所述上部孔8的直径大于下部孔7的直径。本专利技术提供的检测炉缸铁水流动性的装置包括固定U型槽1；所示固定U型槽1用于嵌入刚玉可替换U型槽2。如图1所示，在本专利技术中，所述固定U型槽1的沟槽优选为弧形槽，对应的圆心角优选为58～62℃，更优选为60℃，对应的圆的半径优选为145～155mm；所述固定U型槽1的长度S优选为1900～2100mm，更优选为2000mm；所述固定U型槽1的宽度K优选为450～550mm，更优选为500mm；所述固定U型槽1的高度H优选为180～220mm，更优选为200mm。本专利技术对所述固定U型槽1的材质没有特殊要求，能够耐受1450℃的高温即可。在本专利技术中，所述固定U型槽1与水平地面的倾角α＜2°，进一步优选为1°。本专利技术将固定U型槽1与水平地面的倾角控制在上述范围，在保证铁水流动性的同时，可以减少铁水的流动距离，扩大了铁水流动性检测范围，使固定U型槽和刚玉可替换U型槽在较短的长度下就可满足测量要求，整体装置具备可移动性，便捷性和经济性。本专利技术优选在固定U型槽1的下方设置固定支架4，所述固本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测炉缸铁水流动性的装置，包括固定U型槽(1)、嵌入到所述固定U型槽(1)中的刚玉可替换U型槽(2)和固定在所述刚玉可替换U型槽(2)高处端的刚玉双层坩埚(3)；所述固定U型槽(1)与水平地面的倾角α＜2°；所述刚玉双层坩埚(3)的埚体(5)通过隔板(6)分隔开来形成双层结构，在所述埚体(5)的下层设置有下部孔(7)，在所述隔板(6)上设置有上部孔(8)，还有一个用于封堵上部孔的塞棒(9)，所述上部孔(8)的直径大于下部孔(7)的直径。

【技术特征摘要】
1.一种检测炉缸铁水流动性的装置，包括固定U型槽(1)、嵌入到所述固定U型槽(1)中的刚玉可替换U型槽(2)和固定在所述刚玉可替换U型槽(2)高处端的刚玉双层坩埚(3)；所述固定U型槽(1)与水平地面的倾角α＜2°；所述刚玉双层坩埚(3)的埚体(5)通过隔板(6)分隔开来形成双层结构，在所述埚体(5)的下层设置有下部孔(7)，在所述隔板(6)上设置有上部孔(8)，还有一个用于封堵上部孔的塞棒(9)，所述上部孔(8)的直径大于下部孔(7)的直径。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述固定U型槽(1)与水平地面的倾角α为1°。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上部孔(8)的直径比下部孔(7)的直径大10～20mm。4.根据权利要求1或3所述的装置，其特征在于，所述刚玉双层坩埚埚体(5)底部的直径为68～72mm，下部孔(7)的直径为8～12mm。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述刚玉可替换U型槽(2)和固定U型槽(1)的沟槽相吻合。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述固定U型槽(1)的下方设置有固定支架(4)。7.根据权利要求1或6所述的装置，其特征在于，所述固定U型槽(1)的长度为1900～2100mm。8.一种检测炉缸铁水流动性的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓勇，刘然，张淑会，刘小杰，郄亚娜，
申请(专利权)人：华北理工大学，
类型：发明
国别省市：河北,13