一種觀測含鈦熔渣爬桿現(xiàn)象的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于含鈦熔渣的非牛頓性質(zhì)領(lǐng)域，特別涉及一種觀測含鈦熔渣爬桿現(xiàn) 象的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 高爐冶煉釩鈦磁鐵礦時，爐渣中的1102被還原成TiC(3140±90 °C )、 TiN(2950±50°C)以及其固溶體Ti(C，N)，給高爐生產(chǎn)帶來一系列技術(shù)難題，如爐渣增稠、 鐵損大、泡沫渣等。近年來，關(guān)于含鈦熔渣的物理化學(xué)性質(zhì)學(xué)者們做了一系列的研究，如含 鈦熔渣的易增稠、泡沫渣等問題，已經(jīng)取得了一系列的研究成果。但為了研究方便，上述研 究過程通常將含鈦熔渣視為牛頓流體，實際上，因為TiC、TiN以及其固溶體Ti (C，N)的存 在，含鈦熔渣表現(xiàn)為非牛頓流體，遺憾的是受高溫等條件的限制，關(guān)于含鈦熔渣非牛頓性質(zhì) 的報道少之又少。
[0003] Weissenberg在1944年提出了非牛頓流體爬桿現(xiàn)象，在一只有粘彈性流體的燒杯 里，插入實驗桿，旋轉(zhuǎn)實驗桿時，對于牛頓流體，由于離心的作用，液面將呈凹形，而粘彈性 流體，卻向中心運動，并且沿桿向上爬，即所謂的爬桿現(xiàn)象。在粘彈性流體中，由于液體具有 彈性，在液體中間剪切速率最大，產(chǎn)生的張力也最大，迫使液體向中心移動，因此液體就有 了爬桿現(xiàn)象，實際上，爬桿現(xiàn)象是驗證流體是否具有法向應(yīng)力差的直觀現(xiàn)象。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供了一種觀測含鈦熔渣爬桿現(xiàn)象的裝置；通 過本實用新型的觀測裝置和方法可以驗證含鈦熔渣是否具有爬桿現(xiàn)象。
[0005] -種觀測含鈦熔渣爬桿現(xiàn)象的裝置，包括X射線發(fā)生裝置、X射線圖像增強器、攝 像機、高溫電阻爐、流變儀、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、鉛質(zhì)保護(hù)房、坩堝、氣體保護(hù)裝置和X射線開關(guān)； 所述X射線發(fā)生裝置、X射線圖像增強器、攝像機、高溫電阻爐及流變儀均設(shè)置在鉛質(zhì)保護(hù) 房內(nèi)，所述坩堝設(shè)置于高溫電阻爐內(nèi)，所述流變儀設(shè)置于坩堝上方，且流變儀的轉(zhuǎn)桿與高溫 電阻爐同軸設(shè)置；在所述高溫電阻爐的側(cè)壁上開設(shè)有2個X射線窗口，分別為第一 X射線窗 口和第二X射線窗口，且第一 X射線窗口與第二X射線窗口相對設(shè)置；所述X射線發(fā)生裝置 與第一 X射線窗口位于同一側(cè)且同軸設(shè)置，X射線發(fā)生裝置的射線方向與高溫電阻爐的爐 管的軸線垂直；所述X射線圖像增強器、攝像機與第二X射線窗口位于同一側(cè)且三者同軸 設(shè)置；所述攝像機位于X射線圖像增強器內(nèi)部；所述X射線發(fā)生裝置的射線依次穿過第一 X射線窗口、it堝及第二X射線窗口并照射在X射線圖像增強器上；所述X射線開關(guān)穿過鉛 質(zhì)保護(hù)房與X射線發(fā)生裝置相連接，所述氣體保護(hù)裝置穿過鉛質(zhì)保護(hù)房與高溫電阻爐相連 接，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)穿過鉛質(zhì)保護(hù)房與流變儀和攝像機相連接。
[0006] 所述的攝像機用于拍攝X射線增強器上的圖像；所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于收集流 變儀和攝像機測得數(shù)據(jù)；所述的鉛質(zhì)保護(hù)房用于防止X射線泄漏。
[0007] 其中，所述的含鈦熔渣中Ti02質(zhì)量百分比范圍為：0. 01~35% ;氣體保護(hù)裝置采 用惰性氣體保護(hù)。
[0008] 對于含鈦熔渣來說，以往的研究通常將攝像頭垂直觀測熔渣的液面，這種辦法顯 然無法觀測到軸向的液面變化。若采用X射線透射的方法，同樣有很多問題需要解決，如高 溫電阻爐多為不銹鋼材質(zhì)，在X射線穿過高溫電阻爐后，X射線有很大的損失，為了讓高溫 電阻爐中的加熱棒避開X射線，加熱棒不能環(huán)繞爐管均勻分布等。同時，在采用大功率X射 線時，還要考慮X射線輻射傷害問題。
[0009] 本實用新型的有益效果：
[0010] (1)本實用新型的裝置采用X射線在橫向透射的條件下，能夠?qū)崟r監(jiān)控熔渣液面 變化。
[0011] (2)本實用新型的裝置通過高溫電阻爐上的X射線窗口，能夠讓X射線低損耗的穿 過高溫電阻爐及坩堝，同時保證高溫電阻爐密封保溫。
[0012] (3)本實用新型的裝置采用的鉛質(zhì)保護(hù)房能夠有效防止X射線輻射，保護(hù)工作人 員。
[0013] (4)本實用新型的觀測含鈦熔渣爬桿現(xiàn)象的方法，能夠觀測熔渣液面變化情況，驗 證含鈦熔渣是否具有爬桿現(xiàn)象。
【附圖說明】
[0014] 圖1本實用新型觀測含鈦熔渣爬桿現(xiàn)象的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖中：1、X射線發(fā)生 裝置；2、X射線圖像增強器；3、攝像機；4、高溫電阻爐；5、第一 X射線窗口；6、第二X射線窗 口；7流變儀；8、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；9、鉛質(zhì)保護(hù)房；10、流變儀的轉(zhuǎn)桿；11、高溫電阻爐的爐管； 12、坩堝；13、氣體保護(hù)裝置；14、X射線開關(guān)；
[0015] 圖2本實用新型實施例中TiC = Owt%時熔渣的液面變化；
[0016] 圖3本實用新型實施例中TiC = 8wt%時熔渣的液面變化。
【具體實施方式】
[0017] 本實用新型實施例中采用的X射線發(fā)生裝置的曝光電壓為OkV~150kV。
[0018] 本實用新型實施例中采用的X射線圖像增強器材質(zhì)為鋁，厚度為0.5mm，成像面積 為 74*54mm。
[0019] 本實用新型實施例中采用的高溫電阻爐為二硅化鉬電阻爐，最高工作溫度為 1600。。。
[0020] 本實用新型實施例中采用的轉(zhuǎn)桿為剛玉材質(zhì)，下端與鉬質(zhì)轉(zhuǎn)頭連接。
[0021] 本實用新型實施例中采用的坩堝為剛玉材質(zhì)。
[0022] 本實用新型實施例中采用的X射線窗口的材質(zhì)為鋁板。
[0023] 本實用新型實施例中采用的鉛質(zhì)保護(hù)房厚度為20mm。
[0024] 本實用新型實施例中采用的流變儀的型號為Brookfield DV-III。
[0025] 本實用新型實施例中采用的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要應(yīng)用軟件為Brookfield application software程序和X光探傷靜態(tài)抓圖系統(tǒng)。
[0026] 本實用新型實施例中的氣體保護(hù)裝置采用的惰性氣體為高純氬氣。
[0027] 實施例1
[0028] 觀測含鈦熔渣爬桿現(xiàn)象的裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括X射線發(fā)生裝置1、X射線圖 像增強器2、攝像機3、高溫電阻爐4、流變儀7、