一種采用固體示蹤劑模擬鋼液喂鈣線的實(shí)驗(yàn)方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種采用固體示蹤劑模擬鋼液喂鈣線的實(shí)驗(yàn)方法及裝置，將液體示蹤劑和NaHCO3混合均勻后冷凍為固體示蹤劑；采用有機(jī)玻璃制作鋼包模型，稱為玻璃鋼包，玻璃鋼包內(nèi)加入酸性水溶液；升降裝置帶動(dòng)示蹤劑加入裝置的加藥筒體垂直插入玻璃鋼包的酸性水溶液中，將固體示蹤劑加入到加藥筒體中與酸性水溶液接觸；固體示蹤劑首先熔化，然后其中的NaHCO3與酸性水溶液發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氣體，該過程用于模擬鋼液喂鈣線過程中鈣線的熔化及汽化過程；觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。本發(fā)明采用的實(shí)驗(yàn)過程更加接近于實(shí)際生產(chǎn)的物理化學(xué)過程，使模擬實(shí)驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)更加精確；且實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。
【專利說明】
一種采用固體示蹤劑模擬鋼液喂鈣線的實(shí)驗(yàn)方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種鋼液喂鈣線模擬實(shí)驗(yàn)方法，尤其涉及一種采用固體示蹤劑模擬鋼液喂鈣線的實(shí)驗(yàn)方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]煉鋼過程中采用喂線工藝的主要目的是為了鋼水脫氧、進(jìn)行合金化成分調(diào)整、夾雜物變性及金屬處理，也可用于鐵水脫硫、鋼水脫氧等用途。喂線是一種經(jīng)濟(jì)有效的二次精練技術(shù)，其具有的優(yōu)點(diǎn)是:I)冶金反應(yīng)速度快，操作難度低;2)能夠準(zhǔn)確計(jì)算出芯線的長(zhǎng)度，調(diào)整精確;3)故障比率低，喂線工藝效率高。
[0003]上世紀(jì)90年代后期以來(lái)，喂線技術(shù)在鑄鐵生產(chǎn)中的應(yīng)用己經(jīng)十分成熟，我國(guó)喂線技術(shù)始于1991年。盡管我國(guó)在喂線技術(shù)的研究與應(yīng)用方面起步較國(guó)外晚，但是已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步和進(jìn)展，有的方面甚至超過發(fā)達(dá)國(guó)家的水平。
[0004]然而，鋼包是一個(gè)非透明容器，又伴隨著高溫，喂線過程不能在任何監(jiān)視下進(jìn)行，絲線進(jìn)入鋼液之后的溫度變化及其分布情況至今尚未完全弄清。隨著喂線技術(shù)在金屬冶煉行業(yè)大規(guī)模的應(yīng)用，人們對(duì)于金屬線的收得率和金屬氣化后在鋼包中的均勻程度提出了更高的要求，如何提高金屬的收得率、提高金屬氣體的均勻度已成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者與研究人員關(guān)注的熱點(diǎn)。
[0005]所謂模擬(也稱仿真)，是指不直接研究現(xiàn)象或過程本身，而是用與這些現(xiàn)象或過程相似的模型來(lái)進(jìn)行研究的一種方法。模擬分為物理模擬與數(shù)學(xué)模擬兩類。物理模擬是在不同規(guī)模上再現(xiàn)某個(gè)現(xiàn)象，分析其物理特性和線性尺度的影響，可對(duì)所研究的過程進(jìn)行直接實(shí)驗(yàn)。物理模擬法采用縮小比例或簡(jiǎn)化條件的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛠?lái)代替對(duì)原型進(jìn)行研究，其研究過程必須保證同原型在物理本質(zhì)上的一致性和幾何相似。模型實(shí)驗(yàn)較原型實(shí)驗(yàn)周期短、費(fèi)用省，便于進(jìn)行機(jī)理研究和定量測(cè)量。
[0006]目前模擬鋼液喂鈣線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的方法一般采用有機(jī)玻璃模型來(lái)模擬鋼包，用水來(lái)模擬鋼水，并且采用液體示蹤劑來(lái)模擬Ca在鋼液中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。但是鋼液喂鈣線的過程還包括熔化及汽化過程，該過程對(duì)Ca在鋼液中的擴(kuò)散及混勻都有著一定的影響。
[0007]專利公開號(hào)(公告號(hào))為CN 201096608的中國(guó)專利公開了 “一種液體示蹤劑加入裝置”，用來(lái)解決在水模實(shí)驗(yàn)過程中伴有的示蹤劑加入穩(wěn)定性差的實(shí)際問題，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，廣泛用于冶金水模實(shí)驗(yàn)過程，但是該裝置在加入示蹤劑后，其液體示蹤劑不具有熔化現(xiàn)象，不能更好的模擬現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中鋼液喂鈣線的條件。
[0008]專利公開號(hào)(公告號(hào))為CN203365104U的中國(guó)專利公開了 “一種并聯(lián)式示蹤劑加入器”，能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)特征參數(shù)的檢測(cè)，其試驗(yàn)效率得到極大提高。但是該裝置同樣沒有解決液體示蹤劑加入后缺少汽化及液化現(xiàn)象的問題，也不能更好的模擬現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)的條件。
[0009]所以，為了更好地解決涉及到示蹤劑熔化、汽化過程的實(shí)際問題，尤其適用在鋼包喂鈣線的水模領(lǐng)域，需要一種能夠全面描述示蹤劑熔化及汽化過程的實(shí)驗(yàn)方法和裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明提供了一種采用固體示蹤劑模擬鋼液喂鈣線的實(shí)驗(yàn)方法及裝置，將NaHCO3加入液體示蹤劑內(nèi)冷凍后制成固體示蹤劑，通過固體示蹤劑的熔化及其與酸性水溶液的氣化反應(yīng)模擬鈣線在鋼液中的熔化及汽化過程;實(shí)驗(yàn)過程更加接近于實(shí)際生產(chǎn)的物理化學(xué)過程，使模擬實(shí)驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)更加精確。
[0011 ]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0012]—種采用固體示蹤劑模擬鋼液喂鈣線的實(shí)驗(yàn)方法，包括如下步驟:
[0013]I)制作固體示蹤劑;將液體示蹤劑和NaHCO3按重量比:1: 0.02?0.2的比例混合均勻，將混合液冷凍為棒狀固體示蹤劑；
[0014]2)采用有機(jī)玻璃制作鋼包模型，稱為玻璃鋼包，玻璃鋼包內(nèi)加入酸性水溶液;玻璃鋼包上部設(shè)示蹤劑加入裝置，示蹤劑加入裝置設(shè)升降裝置；
[0015]3)啟動(dòng)升降裝置帶動(dòng)示蹤劑加入裝置的加藥筒體垂直插入玻璃鋼包的酸性水溶液中，加藥筒體底端調(diào)節(jié)到所需位置及高度后，將固體示蹤劑加入到加藥筒體中，并通過加藥筒體底部出口與酸性水溶液接觸；
[0016]4)與酸性水溶液接觸后，固體示蹤劑首先熔化，然后其中的NaHCO3與酸性水溶液發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氣體，該過程用于模擬鋼液喂鈣線過程中鈣線的熔化及汽化過程；
[0017]5)觀察固體示蹤劑在酸性水溶液中擴(kuò)散及混勻現(xiàn)象，并記錄其模擬熔化、汽化過程的時(shí)間及固體示蹤劑與酸性水溶液完全混勻的時(shí)間。
[0018]用于實(shí)現(xiàn)一種采用固體示蹤劑模擬鋼液喂鈣線的實(shí)驗(yàn)方法的實(shí)驗(yàn)裝置，包括玻璃鋼包及示蹤劑加入裝置;所述玻璃鋼包為有機(jī)玻璃制成的鋼包模型，用于盛裝酸性水溶液；示蹤劑加入裝置由依次連接的升降裝置、懸臂架及加藥筒體組成，加藥筒體通過懸臂架懸設(shè)在玻璃鋼包上方，并可在升降裝置帶動(dòng)下升降移動(dòng);加藥筒體用于盛放固體示蹤劑，其內(nèi)徑與固體示蹤劑的外徑相適應(yīng);加藥筒體上部設(shè)加藥口，底部設(shè)出口。
[0019]所述加藥筒體底部出口處設(shè)金屬網(wǎng)。
[0020]所述加藥筒體豎直設(shè)置。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0022 ] I)將NaHC03加入液體示蹤劑內(nèi)冷凍后制成固體示蹤劑，通過固體示蹤劑的恪化及其與酸性水溶液的氣化反應(yīng)模擬鈣線在鋼液中的熔化及汽化過程;實(shí)驗(yàn)過程更加接近于實(shí)際生產(chǎn)的物理化學(xué)過程，使模擬實(shí)驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)更加精確。
[0023]2)實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明所述采用固體示蹤劑模擬鋼液喂鈣線的實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖中:1.玻璃鋼包2.酸性水溶液3.升降裝置4.懸臂架5.固體示蹤劑6.加藥筒體7.金屬網(wǎng)
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明:
[0027]本發(fā)明所述一種采用固體示蹤劑模擬鋼液喂鈣線的實(shí)驗(yàn)方法，包括如下步驟:
[0028]I)制作固體示蹤劑5 ；將液體示蹤劑和NaHCO3按重量比:1:0.02?0.2的比例混合均勻，將混合液冷凍為棒狀固體示蹤劑；
[0029]2)采用有機(jī)玻璃制作鋼包模型，稱為玻璃鋼包I，玻璃鋼包I內(nèi)加入酸性水溶液2;玻璃鋼包I上部設(shè)示蹤劑加入裝置，示蹤劑加入裝置設(shè)升降裝置3;
[0030]3)啟動(dòng)升降裝置3帶動(dòng)示蹤劑加入裝置的加藥筒體6垂直插入玻璃鋼包I的酸性水溶液2中，加藥筒體6底端調(diào)節(jié)到所需位置及高度后，將固體示蹤劑5加入到加藥筒體6中，并通過加藥筒體6底部出口與酸性水溶液2接觸；
[0031]4)與酸性水溶液2接觸后，固體示蹤劑5首先熔化，然后其中的NaHCO3與酸性水溶液發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氣體，該過程用于模擬鋼液喂鈣線過程中鈣線的熔化及汽化過程；
[0032]5)觀察固體示蹤劑5在酸性水溶液2中擴(kuò)散及混勻現(xiàn)象，并記錄其模擬熔化、汽化過程的時(shí)間及固體示蹤劑5與酸性水溶液2完全混勻的時(shí)間。
[0033]如圖1所示，本發(fā)明所述用于實(shí)現(xiàn)一種采用固體示蹤劑模擬鋼液喂鈣線的實(shí)驗(yàn)方法的實(shí)驗(yàn)裝置，包括玻璃鋼包I及示蹤劑加入裝置;所述玻璃鋼包I為有機(jī)玻璃制成的鋼包模型，用于盛裝酸性水溶液2;示蹤劑加入裝置由依次連接的升降裝置3、懸臂架4及加藥筒體6組成，加藥筒體6通過懸臂架4懸設(shè)在玻璃鋼包I上方，并可在升降裝置3帶動(dòng)下升降移動(dòng);加藥筒體6用于盛放固體示蹤劑5，其內(nèi)徑與固體示蹤劑5的外徑相適應(yīng);加藥筒體6上部設(shè)加藥口，底部設(shè)出口。
[0034]所述加藥筒體6底部出口處設(shè)金屬網(wǎng)7。
[0035]所述加藥筒體6豎直設(shè)置。
[0036]以下實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。下述實(shí)施例中所用方法如無(wú)特別說明均為常規(guī)方法。
[0037]【實(shí)施例1】
[0038]按所述實(shí)驗(yàn)方法的步驟I)?5)操作，固體示蹤劑由液體示蹤劑和NaHCO3按重量比:1:0.02的比例混合制成;將固體示蹤劑加入裝置的加藥筒體調(diào)整到玻璃鋼包的中心位置，固體示蹤劑的長(zhǎng)度為I米，加藥筒體插入酸性水溶液中的深度為1.5米;觀察記錄實(shí)驗(yàn)過程，固體示蹤劑模擬熔化及汽化過程的時(shí)間為30分鐘，固體示蹤劑與酸性水溶液完全混勻時(shí)間為40分鐘。
[0039]【實(shí)施例2】
[0040]按所述實(shí)驗(yàn)方法的步驟I)?5)操作，固體示蹤劑由液體示蹤劑和NaHCO3按重量比:1:0.1的比例混合制成;將固體示蹤劑加入裝置的加藥筒體調(diào)整到玻璃鋼包的中心位置，固體示蹤劑的長(zhǎng)度為0.8米，加藥筒體插入酸性水溶液中的深度為1.2米;觀察記錄實(shí)驗(yàn)過程，固體示蹤劑模擬熔化及汽化過程的時(shí)間為25分鐘，固體示蹤劑與酸性水溶液完全混勻時(shí)間為30分鐘。
[0041 ]【實(shí)施例3】
[0042]按所述實(shí)驗(yàn)方法的步驟I)?5)操作，固體示蹤劑由液體示蹤劑和NaHCO3按重量比:1:0.2的比例混合制成;將固體示蹤劑加入裝置的加藥筒體調(diào)整到玻璃鋼包的中心位置，固體示蹤劑的長(zhǎng)度為0.5m，加藥筒體插入酸性水溶液中的深度為1.0米;觀察記錄實(shí)驗(yàn)過程，固體示蹤劑模擬熔化及汽化過程的時(shí)間為10分鐘，固體示蹤劑與酸性水溶液完全混勻時(shí)間為20分鐘。
[0043]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種采用固體示蹤劑模擬鋼液喂鈣線的實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)制作固體示蹤劑;將液體示蹤劑和NaHCO3按重量比1:0.02?0.2的比例混合均勻，將混合液冷凍為棒狀固體示蹤劑； 2)采用有機(jī)玻璃制作鋼包模型，稱為玻璃鋼包，玻璃鋼包內(nèi)加入酸性水溶液;玻璃鋼包上部設(shè)示蹤劑加入裝置，示蹤劑加入裝置設(shè)升降裝置； 3)啟動(dòng)升降裝置帶動(dòng)示蹤劑加入裝置的加藥筒體垂直插入玻璃鋼包的酸性水溶液中，加藥筒體底端調(diào)節(jié)到所需位置及高度后，將固體示蹤劑加入到加藥筒體中，并通過加藥筒體底部出口與酸性水溶液接觸； 4)與酸性水溶液接觸后，固體示蹤劑首先熔化，然后其中的NaHCO3與酸性水溶液發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氣體，該過程用于模擬鋼液喂鈣線過程中鈣線的熔化及汽化過程； 5)觀察固體示蹤劑在酸性水溶液中擴(kuò)散及混勻現(xiàn)象，并記錄其模擬熔化、汽化過程的時(shí)間及固體示蹤劑與酸性水溶液完全混勻的時(shí)間。2.用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的一種采用固體示蹤劑模擬鋼液喂鈣線的實(shí)驗(yàn)方法的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括玻璃鋼包及示蹤劑加入裝置;所述玻璃鋼包為有機(jī)玻璃制成的鋼包模型，用于盛裝酸性水溶液;示蹤劑加入裝置由依次連接的升降裝置、懸臂架及加藥筒體組成，加藥筒體通過懸臂架懸設(shè)在玻璃鋼包上方，并可在升降裝置帶動(dòng)下升降移動(dòng);加藥筒體用于盛放固體示蹤劑，其內(nèi)徑與固體示蹤劑的外徑相適應(yīng);加藥筒體上部設(shè)加藥口，底部設(shè)出口。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種采用固體示蹤劑模擬鋼液喂鈣線的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述加藥筒體底部出口處設(shè)金屬網(wǎng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用固體示蹤劑模擬鋼液喂鈣線的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述加藥筒體豎直設(shè)置。
【文檔編號(hào)】G09B25/02GK105894944SQ201610397480
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年6月7日
【發(fā)明人】張崇民, 王攀峰, 艾新港, 尹嘯, 李博洋, 楊驥
【申請(qǐng)人】遼寧科技大學(xué)