专利名称：测试固态物体加热失重的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测试固态物体加热失重的装置，尤其是一种适用于钢铁冶金 技术领域，对焦炭燃烧及固体矿石进行加热失重测试的装置。
背景技术：
测量物体加热失重的方法又名热重法，是在一定的升温速度或恒定温度条件下测 量物质质量与温度关系的一种方法，它主要用来研究物质热解过程及机理、氧化还原反应 及反应动力学等，热重分析仪的构造是由精密天平及其加热炉构成，天平部分具有化学分 析天平的一股特性，还具有对质量变化连续跟踪及反应快等特点，热重分析仪一股有立式， 卧式两种，其中根据天平放置不同，可分为上皿式即支撑式和下皿式即吊挂式。由于使用时 环境条件不同，如测试试样的质量、测试温度、测试气氛等，对使用过程中的结构也有许多 不同特点，以达到在测试条件下得到较高的测试精度的目的。对于目前钢铁冶金技术领域， 测试矿石失重及固体燃料如焦炭、煤粉等燃料燃烧失重研究，测试装置一股采用马弗炉、吊 挂式热重仪，其存在的问题主要有对改变测试环境条件的灵活性较差，吊挂式还存在着支 撑装置蚀损大，测试温度较低，测试误差大等问题。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能提高加热物体加热温度，从而减 少物体在加热过程中产生测试误差的测试固态物体加热失重的装置。解决上述技术问题的技术方案是测试固态物体加热失重的装置，包括坩埚，坩埚 支撑装置，加热装置和称重装置，所述坩埚通过所述的坩埚支撑装置支撑在所述的加热装置内。进一步的是，所述坩埚支撑装置由试样管、坩埚支架组成；所述试样管为上部内径 小于下部内径的两端开口的耐高温抗氧化高镁质通管，所述坩埚支架为外径小于所述试样 管下部内径、大于该试样管上部内径的耐火管；所述试样管套在所述的坩埚支架上，所述坩 埚位于所述试样管内的所述的坩埚支架上。进一步的是，所述坩埚支架耐火管底部设置有封板，在所述封板以上、末套入试样 管之间的耐火管管壁上设置有至少一个送风孔，由送风管支架支撑的外部送风管道穿入该 送风孔中。上术方案的优选方式是，在所述坩埚支架顶部设置有直径等于或略小坩埚支架管 的微孔孔板，所述坩埚通过该微孔孔板支撑在坩埚支架管上。进一步的是，所述称重装置由电子称及其支撑架组成；所述坩埚通过所述的坩埚 支架支撑在所述的电子称上。上术方案的优选方式是，所述电子称上设置有定位轴，所述坩埚支架耐火管底部 封板上相应位置处设置有定位孔，所述的定位轴插入所述的定位孔中。进一步的是，所述加热装置由耐火材料制成的炉体和均布在该炉体内部的加热管构成；所述炉体纵向中部具有一个贯通该炉体上、下底面的通孔，所述坩埚由所述的坩埚支 撑装置支撑在该通孔中。上术方案的优选方式是，所述通孔为一个圆孔，在该圆孔内壁上安装有刚玉管；所 述的加热体为由MoSr2制成的高温加热体。进一步的是，所述炉体通孔的上部设置有盖板，该盖板上设置有活动通风口。进一步的是，所述加热装置外部设置有一个炉体支撑架。本实用新型的有益效果是通过将装有试样物体的坩埚用支撑在称重装置上的支 撑装置支撑在加热装置中进行加热，保证了加热的温度始终处于设定的状态、增加了试样 反应速度、收集反应产生的小颗粒固态产物，从而减少了物体在加热过程中产生测试误差 的因素，将整个试样装置支撑在称重装置上，能够随时观察物体在加热过程中的变化情况， 进一步的减小了加热过程中的测试误差；采用MoSr2制成的高温加热体、耐高温抗氧化高 镁质的试样管和耐火材料制成的坩埚支架，避免加热时支撑装置的氧化和蚀损，提高设置 测试温度，更进一步的提高了测试的准确性；。
图1为本实用新型测试固态物体热重的装置结构示意图。图2为本实用新型测试固态物体热重的装置的I部视图图中标记为坩埚1、试样管2、坩埚支架3、炉体4、加热管5、送风孔6、送风管支架 7、微孔孔板8、活动通风口 9、电子称10、定位轴11、电子称支撑架12、刚玉管13、炉体支撑 架14。
具体实施方式
如图1、图2所示，是本实用新型提供的一种测试固态物体热重的装置，它包括坩 埚1、坩埚支撑装置、加热装置和称重装置，所述坩埚1通过所述的坩埚支撑装置支撑在所 述的加热装置内。坩埚1用于盛装需要加热的试样物体；坩埚支撑装置用于将坩埚支撑到 加热装置内；加热装置用于加热支撑到该装置内的需要测试的物体，并在整个测试过程中， 使物体始终处于预先设定加热的温度状态中；称重装置用于测试加热过程中物体重量的变 化。通过将坩埚及其盛装的物体在加热装置中进行加热，并用称重装置对整个加热过程中 物体的重量变化进行连续测量，达到测试出物体在加热过程中的失重情况的目的。采用所 述的测试固态物质热重的装置，保证了加热的温度始终处于设定的状态、增加了试样反应 速度，从而减少了物体在加热过程中产生测试误差的因素。所述的坩埚支撑装置的结构可以是一个由耐火材料制成的简单的三支点支架，也 可以是一根由耐火材料制成的独立管子，只要能将坩埚稳定的支撑在加热装置中即可，但 是上述两种结构，不能控制加热装置内的环境气氛浓度，从而造成测试结果不准确，本实用 新型所述的钳锅支撑装置由试样管2、钳锅支架3组成；所述试样管2为上部内径小于下部 内径的两端开口的耐高温抗氧化高镁质通管，所述钳锅支架3为外径小于所述试样管2下 部内径、大于该试样管2上部内径的耐火管；所述试样管2套在所述的钳锅支架3上，所述 钳锅1位于所述试样管2内的所述的钳锅支架3上；所述钳锅支架3耐火管底部设置有封 板，在该钳锅支架3的所述封板以上、末套入试样管2之间的耐火管管壁上设置有至少一个送风孔6，由送风管支架7支撑的外部送风管道穿入该送风孔6中；在所述钳锅支架3顶部 设置有直径等于或略小钳锅支架耐火管的微孔孔板8，所述钳锅1通过该微孔孔板8支撑在 钳锅支架管上。采用所述的结构使坩埚1及其内部盛装的物体处于相对可控的空间内，同 时，根据不同物体的测试要求还可以通过加入氧气或其它保护气体改变加热装置内物体燃 烧室即耐火试样管中的环境气氛浓度，提高试样管底部试样的反应速度；另外耐高温抗氧 化高镁质试样管可以防止试样管的氧化损失，测试温度高，使测试的结果更加准确。要保证能够准确的测量试样物体燃烧过程中的失重情况，对物体燃烧过程中的重 量变化必须进行测量，而且最好是能够进行连续测量。为了达到此目的，本实用新型在所述 的测试固体物质热重的装置中设置了一个称重装置。所述的称重装置最简单的结构是直 接采用一把电子称即可，随时测出物体燃烧过程中物体的变化；但此种结构如果将坩埚1 及其支撑装置支撑到所述电子称上将增加支撑装置的高度，从而会增加电子称的额定称重 量，增加成本，如果不将坩埚1及其支撑装置支撑到所述电子称上，测量时必须取出坩埚， 无法保证连续测量的准确性。为了使测量的误差最小，本实用新型所述的称重装置由电子 称10及其支架14组成；所述钳锅1通过所述的钳锅支架3支撑在所述的电子称10上。采 用所述的结构，可以选用较小额定称重量的电子称即可，本实用新型采用的是带RS232接 口的电子秤，其最小精度为0. Olg,既降低了成本，又能保证连续称重，从而保证了测量的准 确性。为了将坩埚1及其支撑装置稳固的支撑到电子称10上，所述电子称10上设置有定 位轴11，所述钳锅支架3耐火管底部封板上相应位置处设置有定位孔，所述的定位轴11插 入所述的定位孔中，这样坩埚1及其支撑装置便可以稳固的支撑在电子称10上，使测试物 体及支撑装置位于电子称测试平台的中心，减少测试误差)。所述的加热装置可以采用电加热板，但这种结构的加热装置，支撑困难、电阻丝易 损坏、加热的温度难满足要求、使用不方便，本实用新型所述加热装置由耐火材料制成的炉 体4和均布在炉体4内部的加热体5构成；所述炉体4纵向中部具有一个贯通该炉体上、下 底面的通孔，所述钳锅1由所述的钳锅支撑装置支撑在该通孔中；所述通孔为了一个圆孔， 在该圆孔内壁上安装有刚玉管13 ；所述的加热体5为由MoSr2制成的高温加热体。采用所述 结构的加热装置，由MoSr2制成的高温加热体不容易损坏、加热环境温度能提高到1400°C， 同时支撑也较简单；圆孔结构正好与坩埚1的结构相适应，也能适应由试样管2、坩埚支架 3的圆形结构，内部安装刚玉管，保证装入或取出坩埚1及其支撑装置和加热过程中因耐火 材料等物质变化而使非测试物体内的其它物质进入坩埚1中或附着在坩埚支撑装置上，从 而影响测试的准确性。如前所述，要改变加热物体的环境气氛浓度，必须向试样管2内部输入氧气或保 护气体，如果炉体4上的通孔不能封密则改变效果不容易保证，为了达到较好的效果，所述 炉体4通孔的上部设置有盖板，该盖板上设置有活动通风口 9，从而可根据测试要求不同更 改不同通风模式，如自然通风上部通风模式、加氧或保护气体上部通风模式、加氧或保护气 体上部通风关闭模式等，实现改变加热物体环境气氛浓度的目的。为了便于将坩埚1及其支撑装置和称重装置方便的支撑到加热装置内，同时也为 了便于安装加热装置，所述加热装置外部设置有一个支撑架12。
权利要求测试固态物体加热失重的装置，包括坩埚(1)，坩埚支撑装置，加热装置和称重装置，其特征在于所述坩埚(1)通过所述的坩埚支撑装置支撑在所述的加热装置内。
2.根据权利要求1所述的测试固态物体加热失重的装置，其特征在于所述坩埚支撑 装置由试样管(2)、坩埚支架(3)组成；所述试样管(2)为上部内径小于下部内径的两端开 口的耐高温抗氧化高镁质通管，所述坩埚支架(3)为外径小于所述试样管(2)下部内径、大 于该试样管(2)上部内径的耐火管；所述试样管(2)套在所述的坩埚支架(3)上，所述坩埚 (1)位于所述试样管(2)内的所述的坩埚支架(3)上。
3.根据权利要求2所述的测试固态物体加热失重的装置，其特征在于所述坩埚支架 (3)耐火管底部设置有封板，在所述封板以上、末套入试样管(2)之间的耐火管管壁上设置 有至少一个送风孔(6)，由送风管支架(7)支撑的外部送风管道穿入该送风孔(6)中。
4.根据权利要求3所述的测试固态物体加热失重的装置，其特征在于在所述坩埚支 架(3)顶部设置有直径等于或略小坩埚支架耐火管的微孔孔板(8)，所述坩埚(1)通过该微 孔孔板(8)支撑在坩埚支架管上。
5.根据权利要求4所述的测试固态物体加热失重的装置，其特征在于所述称重装置 由电子称(10)及其支架(14)组成；所述坩埚⑴通过所述的坩埚支架(3)支撑在所述的 电子称(10)上。
6.根据权利要求5所述的测试固态物体加热失重的装置，其特征在于所述电子称 (10)上设置有定位轴(11)，所述坩埚支架(3)耐火管底部封板上相应位置处设置有定位 孔，所述的定位轴(11)插入所述的定位孔中。
7.根据权利要求1所述的测试固态物体加热失重的装置，其特征在于所述加热装置 由耐火材料制成的炉体(4)和均布在炉体(4)内部的加热管(5)构成；所述炉体(4)纵向 中部具有一个贯通该炉体上、下底面的通孔，所述坩埚(1)由所述的坩埚支撑装置支撑在 该通孔中。
8.根据权利要求7所述的测试固态物体加热失重的装置，其特征在于所述通孔为一 个圆孔，在该圆孔内壁上安装有刚玉管(13)；所述的加热体(5)为由MoSr2制成的高温加热 体。
9.根据权利要求7所述的测试固态物体加热失重的装置，其特征在于所述炉体(4) 通孔的上部设置有盖板，该盖板上设置有活动通风口(9)。
10.根据权利要求1 9中任一项所述的测试固态物体加热失重的装置，其特征在于 所述加热装置外部设置有一个支撑架(12)。
专利摘要本实用新型涉及一种测试固态物体加热失量的装置，尤其是一种适用于钢铁冶金技术领域，对焦炭燃烧及固体矿石进行加热失重测试的装置。提供了一种减少物体在加热过程中产生测试误差的测试固态物体加热失重的装置。测试固态物体加热失重的装置，包括钳锅(1)，包括钳锅支撑装置、加热装置和称重装置，所述钳锅(1)通过所述的钳锅支撑装置支撑在所述的加热装置内，所述钳锅支撑装置的下部支撑在所述的称重装置上。
文档编号G01N5/04GK201666861SQ20102012436
公开日2010年12月8日 申请日期2010年3月5日 优先权日2010年3月5日
发明者张义贤, 蒋胜, 饶家庭 申请人:攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司;攀钢集团研究院有限公司;攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司;攀钢集团攀枝花钢钒有限公司