一种测量金属熔体表面熔渣渣层厚度的方法技术

本发明专利技术涉及一种测量金属熔体表面熔渣渣层厚度的方法，包括以下步骤：1)在金属熔体冶炼或提纯生产过程中，将传感器测试探头以设定的速度v垂直插入熔渣

【技术实现步骤摘要】
一种测量金属熔体表面熔渣渣层厚度的方法


[0001]本专利技术属于金属熔体冶炼或净化生产过程中的参数检测领域，尤其涉及一种测量金属熔体表面熔渣渣层厚度的方法。

技术介绍

[0002]金属熔体在冶炼生产过中需要对其进行提纯或净化，以去除金属熔体中的有害元素和非金属夹杂物，从而提高金属材料的质量和性能。熔渣作为金属熔体提纯或净化的载体，其覆盖在金属熔体表面，时刻与金属熔体接触而产生物化反应。然而，熔渣层的厚度对金属提纯或净化起到至关重要的作用，这里亦涉及到工人对冶炼工艺参数的判断，另外随着一键炼钢等智能制造技术的发展，迫切需求精确的测量熔渣层的厚度。
[0003]通常金属冶炼现场采用的方法是利用金属管或金属圆棒插入渣中，根据金属管表面粘渣变化推断渣层厚度。另有方法是采用特制的材料，将其缓慢插入渣金界面，当特制材料接触金属熔体后就会溶解进金属熔体中，从而根据特制的材料溶解高度来确定渣层厚度。上述方法存在测量不够精确、耗时耗力以及向金属熔体引入杂质等问题，因此亟需开发一种新的测量金属熔体表面熔渣渣层厚度的方法，以满足高品质、高性能金属材料的生产需求。

技术实现思路

[0004]为克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种测量金属熔体表面熔渣渣层厚度的方法，能够精确的测量熔渣层的厚度，且成本低廉、安装简便。
[0005]为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0006]一种测量金属熔体表面熔渣渣层厚度的方法，包括以下步骤：
[0007]1)在金属熔体冶炼或提纯生产过程中，将传感器测试探头以设定的速度v垂直插入熔渣
‑
金属熔体界面；
[0008]2)传感器探头在与熔渣接触，即渣
‑
气界面，产生一个瞬时的接触电位，此时对应的时刻为t1；随着传感器探头持续进入，直至与钢水接触，即熔
‑
金界面，又产生一个瞬时的接触电位，此时对应的时刻为t2；
[0009]3)根据高精密仪表的电信号示数跳动间隔时间，并结合设定的速度v，计算传感器测试探头进入渣
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气界面和熔
‑
金界面的高度差，该高度差为熔渣渣层厚度H，H＝v
×
(t2‑
t1)。
[0010]所述的金属熔体为铁水、钢水、铜液、铝液、镁液中的一种。
[0011]所述的应传感器测试探头的制作材料为钼、镍、钨、高纯石墨、导电玻璃、导电陶瓷材料、含碳耐火材料中的一种，所述的含碳耐火材料中按重量百分比计C≥15％。
[0012]所述的设定的速度v为1mm/s～5mm/s。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0014]1)操作简单方便：本专利技术方法适用于测量不同金属熔体表面熔渣的渣层厚度，无
需改变现有的冶炼工艺和冶炼装备，对金属熔体提纯或净化过程无任何干扰，只需将传感器垂直插入熔
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金界面进行测试即可，因此操作过程简单方便、易于实现。
[0015]2)制作成本低廉：使用的传感器探头可选择的种类广泛，熔点较高的导电材料即可，测试装备简单，成本低廉。
[0016]3)采用本方法对金属熔体表面熔渣的渣层厚度进行测量，经过实践证明，可快速精确的测量出渣层厚度，及时为冶炼现场提供熔渣的动态变化信息。
附图说明
[0017]图1是本专利技术的测量原理示意图。
[0018]图2是电信号反馈原理图。
[0019]图中：1
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传动装置2
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电机3
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传动齿轮4
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链条5
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高精密电信号测试仪表6
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电脑控制系统7
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测试探头8
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传动连杆9
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熔渣10
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金属熔体。
具体实施方式
[0020]下面结合说明书附图对本专利技术进行详细地描述，但是应该指出本专利技术的实施不限于以下的实施方式。
[0021]见图1，测量金属熔体表面熔渣渣层厚度的方法，利用塞贝克效应来测量金属熔体10表面熔渣9的渣层厚度，具体方法：
[0022]将传感器测试探头7通过传动装置1以设定的速度v垂直插入熔渣9
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金属熔体10界面，根据传感器测试探头7在与熔渣9(渣
‑
气界面)接触时会产生一个瞬时的接触电位(或电流值)，随着传感器测试探头7持续进入，直至与钢水(熔
‑
金界面)接触时又会产生一个瞬时的接触电位(或电流值)，根据高精密电信号测试仪表5(选用美国吉时利2450)的电信号示数跳动间隔时间t并结合设定的进入速度v，即可计算传感器测试探头7进入渣
‑
气界面和熔
‑
金界面的高度差H，H＝v
×
t，H即为熔渣9渣层厚度。将此变化过程和渣
‑
气界面与熔
‑
金界面的高度差H的计算公式经编程制作成界面控制软件，以便于在电脑端快速、便捷地读取数据。
[0023]实施例
[0024]测量金属熔体表面熔渣的渣层厚度的方法，包括以下两个步骤：
[0025]S1、如图2所示，在金属熔体10提纯或净化过程中，通过传动装置1以5mm/s的速度将高纯石墨传感器测试探头7垂直插入炉内熔化的熔体(试验用材料为熔渣9和钢水)，当石墨与熔渣9接触瞬间会产生一个接触电信号(如本试验电流值为250mV)；当石墨传感器测试探头7继续深入接触至钢水时又会产生一个接触电信号(如本试验电流值为200mV)，此时精密仪表跳表的时间间隔为17s，因此可结合石墨插入速度(5mm/s)计算得出渣厚为85mm。
[0026]S2、传感器测试探头7制作材料可以选择钼、镍、钨等高熔点高纯金属，也可以选择高纯石墨、导电玻璃、导电陶瓷材料或含碳耐火材料(C％≥15)。本试验使用的测试探头7为高纯石墨材料，将其加工成长20cm、直径为2cm的圆柱体后，安装在传动装置1上，通过调节电机2转速控制传动系统来控制石墨测试探头7以设定的速度垂直进入熔体，并接触熔体产生电信号，通过高精密仪表接受电信号变化，以此计算熔渣9厚度。
[0027]传动装置1可采用电机2驱动，传动装置1包括主动齿轮、从动齿轮、传动齿轮3、齿
条、连杆8，链条4与主动齿轮、从动齿轮连接，电机2带动主动齿轮转动，从动齿轮在链条4的带动下转动，传动齿轮3连接在链条4上用于调整链条4传动方向，从动齿轮的中心固定有传动轴，传动轴上通过固定其上的金属软绳与连杆8连接，通过电机2控制连杆8的升降速度、方向。测试探头7固定在连杆8上。
[0028]本专利技术的优点是：
[0029]1)操作简单方便：本专利技术方法适用于测量不同金属熔体10表面熔渣9的渣层厚度，无需改变现有的冶炼工艺和冶炼装备，对金属熔体10提纯或净化过程无任何干扰，只需将传感器垂直插入熔
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金界面进行测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量金属熔体表面熔渣渣层厚度的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在金属熔体冶炼或提纯生产过程中，将传感器测试探头以设定的速度v垂直插入熔渣
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金属熔体界面；2)传感器探头在与熔渣接触，即渣
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气界面，产生一个瞬时的接触电位，此时对应的时刻为t1；随着传感器探头持续进入，直至与钢水接触，即熔
‑
金界面，又产生一个瞬时的接触电位，此时对应的时刻为t2；3)根据高精密仪表的电信号示数跳动间隔时间，并结合设定的速度v，计算传感器测试探头进入渣
‑
气界面和熔
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨鑫，何志军，韩啸，张军红，张媛媛，刘吉辉，
申请(专利权)人：辽宁科技大学，
类型：发明
国别省市：