[发明专利]一种检测炉缸铁水硫钛交互作用定量关系的装置和方法

权利要求书

1.一种检测炉缸铁水硫钛交互作用定量关系的装置，其特征在于，包括高温管式炉、刚玉坩埚、搅拌棒和电机；所述搅拌棒由刚玉棒和连接在刚玉棒一端的碳砖圆柱棒组成；所述刚玉棒的另一端与电机相连；应用时，所述刚玉坩埚放置在高温管式炉的恒温区，所述搅拌棒的碳砖圆柱棒端从高温管式炉的上部口进入并对刚玉坩埚内的铁水试样进行搅拌。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述刚玉坩埚的内径为30～35mm，高为100～120mm。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述炭砖圆柱棒的直径为12mm，长度为50～60mm。

4.一种利用权利要求1～3任意一项所述装置检测炉缸铁水硫钛交互作用定量关系的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)选取若干组高炉不同时期已知成分的高炉炉缸铁水试样；

(2)将每组所述铁水试样放入刚玉坩埚内，在通入保护气体的条件下利用高温管式炉对所述铁水试样进行加热；所述加热的温度为实际高炉炉缸的铁水温度；

(3)将搅拌棒的炭砖圆柱棒部分浸入所述铁水试样中，启动电机进行搅拌；所述搅拌的转速为150～250rpm；

(4)搅拌结束后取出所述搅拌棒，冷却后测量炭砖圆柱棒浸入铁水试样部分的直径；利用搅拌前后炭砖圆柱棒的直径数据确定炭砖侵蚀速率；

(5)将若干组试样检测所得的炭砖侵蚀速率进行多元拟合，得到炉缸铁水硫钛交互作用的定量关系。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中高炉炉缸铁水试样的个数不小于12个。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中保护气体的纯度＞99.999％；所述保护气体的流量为3L/min。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中炭砖圆柱棒部分浸入铁水试样中的深度不小于15mm；所述搅拌的时间为60min。

8.根据权利要求4或7所述的方法，其特征在于，将搅拌棒的炭砖圆柱棒部分浸入所述铁水试样之前还包括：将所述铁水试样进行搅拌并保温；所述保温的时间为60min。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中确定炭砖侵蚀速率的公式如式I所示：

v＝π×l×(d₀²-d_f²)×ρ×w_C/4×t×s 式I；

式I中，v为炭砖侵蚀速率，g/(h·cm²)；l为炭砖圆柱棒浸入铁水的深度，cm；d₀为炭砖圆柱棒搅拌前直径，cm；d_f为炭砖圆柱棒搅拌后直径，cm；ρ为炭砖圆柱棒的密度，g/cm³；w_C为炭砖圆柱棒的含碳量，％；t为搅拌时间，h；s为炭砖圆柱棒浸入铁水中的表面积，cm²。

10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)中拟合炉缸铁水硫钛交互作用的定量关系如式II所示：

v＝a+b[S]+c[Ti] 式II；

式II中，v为炭砖侵蚀速率，g/(h·cm²)；a、b、c为拟合常数；[S]、[Ti]分别为铁水试样中硫和钛的质量含量。