[发明专利]连铸结晶器保护渣结晶性能双热电偶测试装置

说明书

技术领域

本发明公开了一种连铸结晶器保护渣结晶性能双热电偶测试装置；属于铸造工艺控制技术领域。

背景技术

结晶器保护渣技术是现代连续铸钢工艺的关键技术之一，保护渣是连铸过程中必备的消耗性材料，结晶器内使用保护渣，主要是控制钢液环境、防止漏钢，以求得到表面质量最佳的铸坯，其主要冶金作用为：隔绝空气，保护钢液面不受空气的二次氧化；钢液面绝热保温，以防止过早凝固或结壳；吸收和熔解非金属夹杂物；充当铸坯与结晶器间的润滑剂，凝固的坯壳与结晶器铜壁之间需要一层性状合适、厚度均匀的液渣来减小固-固摩擦力，熔融的保护渣随铸坯的拉出而填入铸坯与结晶器的间隙，形成0.1～1.5mm厚的液渣膜为坯壳和结晶器壁间提供润滑剂；控制结晶器与坯壳之间热量传递的速度和均匀性，使钢液的热量均匀、平稳地传给结晶器，防止因传热不均产生的铸坯质量缺陷。

参见附图1，连铸结晶器内保护渣与初生钢壳结构示意图，保护渣覆盖在钢液表面，由于钢液的高温，使与钢液接触的保护渣熔化成液渣。钢液在表面张力的作用下，在与结晶器铜壁接触处形成弧形的弯月面，液渣便从此处均匀地流入初生凝固坯壳与结晶器铜壁之间，起着润滑与传热作用。

因此结晶器内保护渣的物理化学性能将直接影响着铸坯的质量，连铸生产过程中如果使用了不合理的结晶器保护渣，不仅不能发挥结晶器保护渣的冶金性能，反而会恶化铸坯的质量，甚至还会发生诸如漏钢等生产事故，严重影响连铸机正常生产。在连铸生产过程中，保护渣结晶性能在控制传热和润滑铸坯方面起着非常重要的作用，提高保护渣的结晶性能可以降低结晶器和铸坯之间的传热，这是目前国内外控制裂纹敏感性钢种铸坯表面裂纹的常用方法，但提高保护渣的结晶性能容易恶化铸坯润滑状况。因此，保护渣合适的结晶性能对连铸工艺顺行与铸坯质量起着关键作用。

目前国内外通常采用单热电偶方法测试保护渣的结晶性能，由于单热电偶只能用一根热电偶升温，只能测试保护渣熔化、等温、连续冷却过程的热物性，得到的参数与保护渣在连铸结晶器内的实际工况存在较大的差异，因此，其结果用于指导生产工艺的可靠性较低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种设备简单、操作方便、可模拟连铸结晶器内铸坯、保护渣、结晶器壁之间的实际工况，实现原位观察、记录、测量保护渣的熔化与相变过程的热物性的连铸结晶器保护渣结晶性能双热电偶测试装置。

本发明连铸结晶器保护渣结晶性能双热电偶测试装置，包括成像装置、反应室、加热测温元件、中央处理器，所述中央处理器包括数据采集装置与图像记录装置；所述反应室为透明石英玻璃制成的腔体，两侧对称设有两个导管；所述成像装置设置在所述反应室上方并与所述中央处理器中的图像记录装置电连接；所述加热测温元件由两支热电偶组成，分别插装在所述反应室设置的两个导管中，所述热电偶的测温元件与所述中央处理器中的数据采集装置电连接，所述热电偶的加热元件与所述加热控制装置的一端电连接，所述加热控制装置的另一端与所述中央处理器电连接。

本发明连铸结晶器保护渣结晶性能双热电偶测试装置中，所述成像装置由CCD视频捕获器、显微镜构成，所述显微镜设置在所述CCD视频捕获器镜头端部；实时捕获反应室中试样的图像并存储在中央处理器中。

本发明连铸结晶器保护渣结晶性能双热电偶测试装置中，所述热电偶为直径0.5mm，弯成U型的B分度热电偶。

本发明连铸结晶器保护渣结晶性能双热电偶测试装置中，在所述成像装置与所述反应室之间设有一个过滤部分红外线的滤镜。

本发明连铸结晶器保护渣结晶性能双热电偶测试装置中，所述加热控制装置为PID温度控制器。

本发明连铸结晶器保护渣结晶性能双热电偶测试装置中，所述反应室腔体上设有至少一个通入保护气体或冷却介质的通孔。

本发明连铸结晶器保护渣结晶性能双热电偶测试装置中，所述两支热电偶中心线对齐，两支热电偶端部处于反应室中央位置，间距0.5-2mm。

本发明连铸结晶器保护渣结晶性能双热电偶测试装置，既可用于测试保护渣熔化、等温、连续冷却过程的热物性；同时，还可以模拟连铸结晶器内铸坯、保护渣、结晶器壁之间的实际工况，实现原位观察保护渣在梯度温度场中的结晶过程。

本发明连铸结晶器保护渣结晶性能双热电偶测试装置，所述待测量保护渣加热升温至熔融状时，调整所述两支热电偶的相对位置，形成待测量保护渣的拉伸渣膜，通过CCD视频捕获器观察其结晶过程；所述待测量保护渣的拉伸渣膜厚度为0.1-0.5mm。