[发明专利]一种电渣重熔金属熔池底部形貌辅助观测装置及观测方法

说明书

本发明涉及一种电渣重熔金属熔池底部形貌辅助观测装置及观测方法，所述装置包括真空泵、虹吸管及存储容器；存储容器为密闭结构，存储容器顶部一侧与真空泵的吸气端连通；虹吸管为倒U形结构，且2条直边一长一短，其中长直边的开口端为排出端，其插入存储容器内并与存储容器密封连接，短直边的开口端为吸入端，用于插入熔渣内；虹吸管采用耐火材料制成或内壁衬有耐火材料，并设有加热装置，虹吸管与升降旋转装置相连。本发明通过将钢液和熔渣吸出，使金属熔池形貌的观察更加直观，并方便直接测量熔池深度，有利于对电渣重熔工艺过程参数优化给出准确指导。

技术领域

本发明涉及电渣重熔冶金技术领域，尤其涉及一种电渣重熔金属熔池底部形貌辅助观测装置及观测方法。

背景技术

在电渣重熔冶金技术中，结晶器内的金属溶池形貌，尤其是熔池的深度对于最终的钢锭的凝固组织有重要影响，同时也是衡量工艺过程中电制度及冷却制度是否合理的重要依据，对优化工艺参数具有重要的指导意义。

目前行业中多数采用两种方法来测定电渣重熔金属熔池形貌。第一种方法是在电渣重熔时，向溶池内加入示踪剂，如申请号为201610030636.X的专利提供了“一种电渣重熔金属熔池形貌的测定方法”，其特征是，在电渣重熔过程中每隔1.5～2.5小时向熔池中加入直径为4～6mm含硫量为24～34％的硫铁颗粒，每次加入量为140～200g，之后将电渣锭剖开，制成低倍酸浸试样来观察和测算出熔池的形貌。该方法虽然可以通过酸浸试样察看出失踪剂的位置，但很难推算出金属熔池的形貌尤其是熔池的深度；申请号为201611121679.5的专利提供了“一种电渣重熔过程金属熔池形状标定方法”，与申请号为201610030636.X的专利类似，只是将示踪剂改成了钨球，该方法中加入的直径为2～4mm的钨球，由于钨的熔点高密度大，加入的钨球都会沉积在金属熔池的底部，在后期剖开检验时已经很难观察出熔池的深度和形貌特征了。

第二种方法是采用“金属丝插入法”测定熔池形貌，文献《上海金属》(2004年第1期)发表的论文《电渣重熔金属熔池深度的实用测定方法》对“金属丝插入法”测定熔池形貌进行了介绍。该方法是用大于结晶器直径长度的金属棒，选结晶器直径长度的一段，按等分刻上七个测定点，也即每两点的距离为结晶器直径的六分之一，然后待用。当电渣重熔开始充填时，停电测量:快速将事先准备好的金属丝沿着结晶器直径方向金属棒刻好的七个点位置，一次一次地测得各点位置的熔池深度。该方法中，由于电渣重熔后的炉渣温度非常高，采用金属丝插入后直接会导致金属被熔断，即便是没有被熔断，由于渣层的存在会使金属熔池的深度很难被测出。此外，在测量过程中还要保证需要在一条线上进行多次等距离测量，在操作过程中难度非常大，同时还具有一定的危险性。

发明内容

本发明提供了一种电渣重熔金属熔池底部形貌辅助观测装置及观测方法，通过将钢液和熔渣吸出，使金属熔池形貌的观察更加直观，并方便直接测量熔池深度，有利于对电渣重熔工艺过程参数优化给出准确指导。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种电渣重熔金属熔池底部形貌辅助观测装置，包括真空泵、虹吸管及存储容器；所述存储容器为密闭结构，存储容器顶部一侧与真空泵的吸气端连通；虹吸管为倒U形结构，且2条直边一长一短，其中长直边的开口端为排出端，其插入存储容器内并与存储容器密封连接，短直边的开口端为吸入端，用于插入熔渣内；虹吸管采用耐火材料制成或内壁衬有耐火材料，并设有加热装置，虹吸管与升降旋转装置相连。

所述加热装置为缠绕在虹吸管上的电阻丝，在虹吸管的吸入端，插入熔渣内以及熔渣渣面以上50～200mm的范围内不设电阻丝。

所述升降旋转装置由旋转盘及液压缸组成，液压缸的缸体固定在旋转盘上，其缸杆伸出端支撑在虹吸管的中部。

所述虹吸管的吸入端端面为锯齿状结构。

所述虹吸管的排出端端面与吸入端端面的高度差为800～1500mm。