[实用新型]一种用于研究凝固过程的实验装置

说明书

本实用新型公开了一种用于研究凝固过程的实验装置，属于钢铁连铸技术领域。本实用新型包括实验池，该实验池的一侧壁为金属板，该金属板竖直设置，实验池的其他侧壁及底板为透明板，透明板的外部设置有透明加热膜；换热池，换热池的底部和顶部分别设置有进水口和出水口；该换热池一侧配合设置有实验池；供水单元，该供水单元包括热水箱和冷水箱；热水箱的出热水管和冷水箱的出冷水管分别通过管道与进水口相连，该管道上设置有第一水泵；出热水管上设置有出热水阀，出冷水管上设置有出冷水阀；观察仪，观察仪设置于实验池的一侧。本实用新型可以模拟钢液凝固过程中的结晶及偏析行为。

技术领域

本实用新型涉及钢铁连铸技术领域，更具体地说，涉及一种用于研究凝固过程的实验装置。

背景技术

在炼钢过程中钢液凝固过程对钢的物理、化学性能有一定影响，因此对于钢液凝固过程的研究是很有必要的。目前，国内外对钢液凝固过程的研究都是对钢液凝固后静态组织的研究，对于钢液凝固过程中的动态研究，由于高温下很难去观察钢液凝固过程中的结晶行为，所以亟需设计一套模拟钢液凝固过程的装置，从而可以实现对钢液凝固过程中结晶以及偏析行为的研究，这种模拟实验装置的设计具有重大的意义。

目前，针对钢液凝固模拟装置问题，现有技术也提出了一些解决方案，例如专利公开号：CN105014033A，公开日：2015年11月4日，发明创造名称为：一种模拟连铸坯凝固组织生长过程的方法，该申请公开了一种模拟连铸坯凝固组织生长过程的方法。该方法是：模拟连铸坯凝固过程的钢料在电阻炉内熔化和浇注，浇注之后的钢样长度为所模拟的连铸坯厚度的1/2；钢样一端通过循环水冷却；通过分段控温的加热炉实现调控钢样的液相温度梯度，利用直线电机驱动加热炉或钢样来调控固液界面移动速度，使之与连铸坯相一致，从而模拟连铸坯的凝固组织生长过程。钢样在真空或高纯气氛保护下熔化和凝固，可避免氧化或元素挥发。本实用新型所提供的方法，利用小尺寸钢样再现连铸坯的凝固过程，可以观察连铸坯凝固组织和缺陷的形成过程及连铸工艺参数对铸坯凝固组织的影响规律。但是，该申请方案的不足之处在于：该申请案的钢液凝固模拟装置较为复杂，成本比较高。

此外，还有专利公开号：CN105014035B，公开日：2017年3月29日，发明创造名称为：一种模拟结晶器内钢液初始凝固装置，该申请公开了一种模拟结晶器内钢液初始凝固装置，在加热电炉内表面覆盖有耐火材料层，耐火材料层内部为钢液腔，在钢液腔底部设有耐火材料挡板，第一升降杆穿过加热电炉底部与耐火材料挡板相固连；水冷结晶器位于加热电炉上部两者通过密封圈密封连接，第二升降杆竖直设置在水冷结晶器上方，其下端连接有热电偶，从而可以直接获得结晶器内初始凝固坯壳的能力，且通过挤压钢液作反向运动来模拟结晶器内初始凝固坯壳的凝固行为，可保证钢液面的稳定，其钢液面情况与实际现场连铸钢液面情况更加吻合；通过所获得的连铸坯初始凝固坯壳，再将宏观传热凝固与微观组织结合，进而可以设计更加合理的工艺参数，从而减少连铸坯质量缺陷的产生。但是，该申请方案的不足之处在于：该申请案的钢液凝固模拟装置较为复杂，且不能观察钢液的结晶以及偏析行为。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中，高温条件下难以直接观察钢液结晶行为的不足，提供了一种用于研究凝固过程的实验装置，可以模拟钢液凝固过程中的结晶及偏析行为。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种用于研究凝固过程的实验装置，包括：实验池，该实验池的一侧壁为金属板，实验池的其他侧壁及底板为透明板，透明板的外部设置有透明加热膜；换热池，换热池的底部设置有进水口，换热池的顶部设置有出水口；该换热池一侧设置有换热口，换热口上配合设置有实验池，金属板设置于实验池与换热池之间，该金属板竖直设置；供水单元，该供水单元包括热水箱和冷水箱；热水箱通过管道与进水口相连，热水箱用于向换热池提供预热水；冷水箱通过管道与进水口相连，冷水箱用于向换热池提供冷却水；观察仪，观察仪设置于实验池的一侧。