[发明专利]高效提取钢中夹杂物的电解装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金工程技术领域，特别涉及一种高效提取钢中夹杂物的电解装置及方法。

背景技术

钢的质量在一定程度上取决于钢中非金属夹杂物的类型、形态、尺寸及分布，非金属夹杂物含量已经是评定钢材等级的一个重要指标，因此在炼钢、精炼等过程最大限度去除非金属夹杂物之后，及时检测分析夹杂物去除程度是否符合用户需求以及技术规格，对之后炼钢工艺中夹杂物的去除具有重要指导意义。

目前，分离检测钢种非金属夹杂物的方法主要有大样电解和无水电解。

其中，专利《金属材料中夹杂物粒径原位分析》与专利《钢中非金属夹杂物定量分析方法》都借助了金相分析这一手段，金相分析只能通过观测金属表面夹杂物二维形态来推断其三维形态，不能直观的观测到夹杂物的立体形态，存在很大误差；专利《电解法提取钢中超细夹杂物的方法》、专利《一种电解液及其电解提取钢中非金属夹杂物的方法》和专利《一种采用中性盐电解液电解提取钢中细小夹杂物的方法》均是通过调节电解液成分提高提取钢中夹杂物的准确率，但都存在提取效率低的问题，很难为实际生产起指导作用；专利《一种原位定量检测大型钢样夹杂物的方法》通过多次电解钢样，对钢样进行夹杂物的原位分析，其也存在提取效率低的问题；专利《一种钢中夹杂物在线分析装置及方法》通过对钢水的处理获得钢中夹杂物的信息，其忽略了钢水冷却过程中夹杂物的变化，所以其获得的结果也是不准确的。

在分离检测钢种非金属夹杂物的过程中也用到了许多反应装置。

其中，有代表性的装置是专利《一种大样电解设备》。它的特征在于在待测钢样周围布置自动搅拌装置，其能够在一定程度上解决试样表面结瘤问题，但是其为大样电解方法，试样电解周期10～30天，电解效率较低。还有一些装置其主要组成都类似，但是对提高电解速度所提供的方案不能达到要求，即缺少提高速度的实质性的装置。

上述电解装置都存在一个共同的缺点，就是电解时间过长，不能满足生产需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种高效提取钢中夹杂物的电解装置及方法，以达到提高电解速率、指导实际生产和凸显经济效益的目的。

一种高效提取钢中夹杂物的电解装置，包括电源、电解槽、密封盖和温度计，还包括阴极、至少两个阳极、至少两个阳极旋转装置、中心旋转器、绝缘支架和阳极连接架，其中，所述的阴极穿过密封盖放置于电解槽底部，并且其上端通过导线连接电源的负极；所述的阳极通过阳极旋转装置的导电夹固定于阳极旋转装置的下端，所述的阳极旋转装置的上端穿过密封盖并通过阳极连接架固定于绝缘支架，阳极旋转装置的下端设置于电解槽内；所述的阳极连接架通过导线连接电源的正极；所述的中心旋转器穿过密封盖并且其上端固定于绝缘支架，其下端设置于电解槽内；并且阳极旋转装置均匀围绕于中心旋转器周围。

所述的温度计穿过密封盖并其上端连接绝缘支架，其下端设置于电解槽内。

所述的阳极旋转装置包括电机和导电夹，电机通过导线的一端固定连接阳极连接架，导线的另一端绕过电机连接电机的电刷，电机的输出轴连接导电夹，所述的导电夹连接阳极。

所述的中心旋转器包括电机和旋转叶，电机通过导线固定连接绝缘支架，电机的输出轴连接旋转叶。

所述的阳极旋转方向相同，且与中心旋转器旋转方向相同或相反；所述的阳极旋转装置的转速在5～10秒/转范围内，中心旋转器的转速在3～8秒/转范围内。

所述的阴极为导电金属导气管，其上半部分为带有进气口的直导气管，下半部分为弯曲并带若干排气孔的导气管，阴极内导通氩气。

采用高效提取钢中夹杂物的电解装置进行提取的方法，包括以下步骤：

步骤1、组装装置，在阳极连接架上并联布置两个以上数量的阳极；

步骤2、将电解液注入电解槽中；

步骤3、接通电源，使其电压值在3～8V范围内；

步骤4、通过设定电机的转速控制阳极和中心搅拌器的转速，其中，阳极旋转装置的转速在5～10秒/转范围内，中心旋转器的转速在3～8秒/转范围内，各阳极的旋转方向相同，且与中心旋转器旋转方向相同或相反，并采用冰水浴保证电解槽温度在-5～5℃范围内；

步骤5、通过阴极导电金属导气管的进气口导入氩气；

步骤6、将电解完成的含有夹杂物的电解液采用溶剂过滤装置进行过滤；

步骤7、将过滤得到的含有夹杂物的滤纸用无水乙醇清洗，再用磁铁吸出滤纸表面电解时阳极脱落的细小铁屑，并将剩余的夹杂物收集起来，进行检验；