一种炉外测量中间合金锭冷却曲线的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种炉外测量中间合金锭冷却曲线的装置及方法，涉及有色金属冶炼技术领域。该装置应用于多层平壁热传导结构的反应炉，包括：反应炉外壁温度测量模块，用于获取反应炉外壁的温度；中间合金锭温度计算模块，与反应炉外壁温度测量模块连接，用于根据反应炉外壁的温度，采用热传导计算公式，计算中间合金锭的温度；热传导计算公式基于多层平壁热传导结构确定；冷却曲线绘制模块，与中间合金锭温度计算模块连接，用于在冷却期间，每间隔设定时间段获取一次中间合金锭的温度，并根据冷却期间所有时刻的中间合金锭的温度，绘制中间合金锭冷却曲线。本发明专利技术能够实现成本低廉、操作简单且不影响正常生产的中间合金锭冷却曲线测量。线测量。线测量。

【技术实现步骤摘要】
一种炉外测量中间合金锭冷却曲线的装置及方法


[0001]本专利技术涉及有色金属冶炼
，特别是涉及一种炉外测量中间合金锭冷却曲线的装置及方法。

技术介绍

[0002]铝基中间合金是生产钛合金的重要原材料之一，“铝热还原法”是应用最为广泛的生产铝基中间合金的方法，使用该方法生产中间合金时，凝固后合金锭表面存在一层较厚的氧化铝渣层，由于渣层的存在，合金凝固过程中无法直接对合金锭进行温度测量。而合金锭冷却曲线的测量对指导中间合金生产，调整中间合金生产工艺，提升中间合金整体品质具有重要意义。
[0003]CN1820189A公开了一种光学纤维测定熔融金属冷却曲线或熔融金属加热曲线的方法，使用光学纤维浸没熔融金属，将所得到的样品及信号传送给测量装置，通过该方式进行熔融金属冷却曲线的测量。该方法测量数据准确，操作简单，安全系数高。但针对中间合金复杂的生产环境，该方法难以实施。
[0004]CN111044554A公开了一种用于测试铁液冷却曲线的方法，采用多套测试装置放置在砂型型腔内和铸型的不同位置，用以测试多个部位的铁液冷却曲线和铸型上不同部位的温度变化曲线。该方法成本低廉、测试精度高但操作难度较高，对生产影响较大，不利于在生产中使用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种炉外测量中间合金锭冷却曲线的装置及方法，通过对炉壁温度的测量，计算反应炉内合金锭的温度，以实现成本低廉、操作简单且不影响正常生产的中间合金锭冷却曲线测量。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种炉外测量中间合金锭冷却曲线的装置，所述装置应用于多层平壁热传导结构的反应炉；所述装置包括：
[0008]反应炉外壁温度测量模块，用于获取反应炉外壁的温度；
[0009]中间合金锭温度计算模块，与所述反应炉外壁温度测量模块连接，用于根据反应炉外壁的温度，采用热传导计算公式，计算中间合金锭的温度；所述中间合金锭位于所述反应炉的内部；所述热传导计算公式基于所述多层平壁热传导结构确定；
[0010]冷却曲线绘制模块，与所述中间合金锭温度计算模块连接，用于在冷却期间，每间隔设定时间段获取一次中间合金锭的温度，并根据冷却期间所有时刻的中间合金锭的温度，绘制中间合金锭冷却曲线。
[0011]可选地，所述反应炉外壁温度测量模块为T型热电偶。
[0012]可选地，所述反应炉的外壁设置有测温槽。
[0013]可选地，所述反应炉外壁温度测量模块位于所述测温槽内。
[0014]可选地，所述测温槽由钢制外壳和内部保温棉构成，且所述测温槽焊接在所述反应炉的外壁。
[0015]可选地，所述反应炉包括五层平壁结构；五层所述平壁结构从内向外依次为：第一石墨板、第一炉渣填层、第二石墨板、第二炉渣填层和钢板；各层所述平壁结构的厚度根据所述中间合金锭的材质确定。
[0016]一种炉外测量中间合金锭冷却曲线的方法，所述方法应用于上项所述的装置；所述方法包括：
[0017]获取反应炉外壁的温度；
[0018]根据反应炉外壁的温度，采用热传导计算公式，计算中间合金锭的温度；
[0019]在冷却期间，每间隔设定时间段获取一次中间合金锭的温度，并根据冷却期间所有时刻的中间合金锭的温度，绘制中间合金锭冷却曲线。
[0020]可选地，所述热传导计算公式为：
[0021][0022]其中，t
i
为第i层平壁结构外壁的温度，t
i+1
为第i+1层平壁结构外壁的温度，q为通过平壁结构的热流密度，δ
i
为第i层平壁结构的厚度，λ
i
为第i层平壁结构的导热系数，i为平壁结构从外向内的序号。
[0023]可选地，所述通过平壁结构的热流密度的计算公式为：
[0024][0025]其中，Q为铝热反应的整体放热量，T为冷却时间，e为自然常数，31.3为修正参数。
[0026]可选地，所述设定时间段为1小时。
[0027]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0028]本专利技术提供一种炉外测量中间合金锭冷却曲线的装置及方法，根据反应炉结构特征将其简化为“多层平壁热传导”模型，通过反应炉外壁温度测量模块获取反应炉外壁的温度，并通过中间合金锭温度计算模块，采用基于多层平壁热传导结构确定的热传导计算公式，根据反应炉外壁的温度计算获得中间合金锭的温度，通过在合金锭冷却期间每间隔设定时间段进行多次测量和计算，利用冷却曲线绘制模块绘制中间合金锭冷却曲线，成本低廉，操作简单，且不会对正常生产造成影响，对于指导中间合金生产具有重要意义。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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的附图。
[0030]图1为本专利技术提供的炉外测量中间合金锭冷却曲线的装置的模块图；
[0031]图2为本专利技术提供的炉外测量中间合金锭冷却曲线的方法的流程图；
[0032]图3为本专利技术提供的设置有测温槽的反应炉的结构示意图；
[0033]图4为本专利技术提供的多层平壁热传导模型的温度曲线示意图；
[0034]图5为本专利技术实施例一绘制的冷却曲线图；
[0035]图6为本专利技术实施例二绘制的冷却曲线图。
[0036]符号说明：
[0037]反应炉外壁温度测量模块—101，中间合金锭温度计算模块—102，冷却曲线绘制模块—103，反应炉—201，测温槽—202。
具体实施方式
[0038]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0039]本专利技术的目的是提供一种一种炉外测量中间合金锭冷却曲线的装置及方法，通过对炉壁温度的测量，计算反应炉内合金锭的温度，以实现成本低廉、操作简单且不影响正常生产的中间合金锭冷却曲线测量。
[0040]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0041]如图1所示，本专利技术提供一种炉外测量中间合金锭冷却曲线的装置，所述装置应用于多层平壁热传导结构的反应炉；所述装置包括：反应炉外壁温度测量模块101、中间合金锭温度计算模块102和冷却曲线绘制模块103。
[0042]其中，中间合金锭温度计算模块102与所述反应炉外壁温度测量模块101连接，所述冷却曲线绘制模块103与所述中间合金锭温度计算模块102连接。所述反应炉外壁温度测量模块101用于获取反应炉外壁的温度。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种炉外测量中间合金锭冷却曲线的装置，其特征在于，所述装置应用于多层平壁热传导结构的反应炉；所述装置包括：反应炉外壁温度测量模块，用于获取反应炉外壁的温度；中间合金锭温度计算模块，与所述反应炉外壁温度测量模块连接，用于根据反应炉外壁的温度，采用热传导计算公式，计算中间合金锭的温度；所述中间合金锭位于所述反应炉的内部；所述热传导计算公式基于所述多层平壁热传导结构确定；冷却曲线绘制模块，与所述中间合金锭温度计算模块连接，用于在冷却期间，每间隔设定时间段获取一次中间合金锭的温度，并根据冷却期间所有时刻的中间合金锭的温度，绘制中间合金锭冷却曲线。2.根据权利要求1所述的炉外测量中间合金锭冷却曲线的装置，其特征在于，所述反应炉外壁温度测量模块为T型热电偶。3.根据权利要求1所述的炉外测量中间合金锭冷却曲线的装置，其特征在于，所述反应炉的外壁设置有测温槽。4.根据权利要求3所述的炉外测量中间合金锭冷却曲线的装置，其特征在于，所述反应炉外壁温度测量模块位于所述测温槽内。5.根据权利要求3所述的炉外测量中间合金锭冷却曲线的装置，其特征在于，所述测温槽由钢制外壳和内部保温棉构成，且所述测温槽焊接在所述反应炉的外壁。6.根据权利要求1所述的炉外测量中间合金锭冷却曲线的装置，其特征在于，所述反应炉包括五层平壁结构；五层所述平壁结构从内向外依次为：第一石墨板、第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志军，朱嘉琪，王巍，刘强，孙鑫，何建成，孟旭，李晓冉，张吉，张秀明，
申请(专利权)人：承德天大钒业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：