引流砂烧结性能测试装置及测试方法
【专利摘要】引流砂烧结性能测试装置及测试方法，该测试装置包括，模拟炉，包括，炉体，其上部开口，底部中央设第一通孔；炉体上端设炉盖，炉盖中央设安装通孔；炉体内底部设炉底，炉底中央设第二通孔；沿第一、第二通孔的内侧壁设座砖，并以此形成一供放置引流砂的容置空间；固定板，其大小大于模拟炉炉体底部中央的第一通孔，并通过螺栓与炉体底部连接，形成类似滑板结构；发热体，设置于模拟炉炉体内靠近内壁处；一加压杆，自模拟炉炉盖中央安装通孔插入炉体内，可达直至座砖处的供放置引流砂的容置空间，施压力到引流砂表面。本发明不仅能够进行不同温度下引流砂的单面烧结试验，而且可以测量高温条件下引流砂的压溃强度，以此保证引流砂自动开浇的顺行。
【专利说明】
弓丨流砂烧结性能测试装置及测试方法
技术领域
[0001]本发明涉及材料测试技术，特别涉及引流砂烧结性能测试装置及测试方法。
【背景技术】
[0002]钢包自动开浇引流技术是炼钢生产中重要工艺环节之一。钢包自动开浇率对保证钢水质量，稳定连铸操作工艺十分重要，同时也是连铸采用长水口，实现全保护浇注的重要前提条件。
[0003]钢水注入钢包的初期，填入水口上表面的引流砂迅速烧结而阻碍了熔融钢水的渗透，产生了较薄的烧结层，烧结层与烧结层下部的引流砂物料起着支撑钢水静压力而不破坏的作用；要保持引流砂使用时减缓烧结速度，保证具有一定的烧结层厚度，在开浇时下部未烧结的引流砂能够因自重的作用而下落，烧结层失去了支撑作用，钢水在静压力和重力的共同作用下压破烧结层“壳体”，实现顺利开浇。
[0004]虽然钢包引流技术使用多年，钢厂及引流砂研制单位也非常重视引流砂技术研究。但经过资料查询目前研究主要还是停留在化学成分的配比及颗粒合理组成上的研究上，物理性能的技术研究为烧后冷态的强度，不能直接反映材料使用中的性能。
[0005]目前市场上尚无一种用于钢包引流砂高温烧结性能的试验装置。而目前在炼钢生产是，钢水还没有进入钢包前，引流砂是通过人工填满在钢包底部的座砖内，当钢包盛入钢水后引流砂上表面与钢水接触，下表面与温度低于300°C的钢包滑板接触，引流砂上部形成一定厚度的烧结层，阻止钢水渗透到引流砂内部；钢包需开浇时，抽开钢包滑板，座砖下部未烧结的引流砂在重力作用下直接掉到中间包中，座砖上部烧结的引流砂在钢水的静压力下压溃也掉到中间包中，从而实现钢水开浇。现有的高温炉和测定仪不能满足引流砂的研发和测试要求。
[0006]目前普通的箱式电阻炉如中国专利CN02279182.5无法与钢包引流砂填充在座砖内无法实现单面受热的状态；另大量用于测试材料高温性能的高温抗折仪，虽然可以在高温下对试样施加压力，同样也无法实现钢包引流砂填充在座砖内的单面受热的状态；同样高温抗折仪炉膛内最高温度通常低于1500°C，钢包钢水温度通常高于1600°C。因此本专利采用与钢包使用相同的办法，
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种引流砂烧结性能测试装置及测试方法，不仅能够进行不同温度下引流砂的单面烧结试验，而且可以测量高温条件下引流砂的压溃强度，以此能够保证引流砂自动开浇的顺行，保证生产顺行安全，并为进一步开发研究引流砂技术提供技术服务和科学判定。
[0008]为达到上述目的，本发明的技术方案是:
[0009]引流砂烧结性能测试装置，其包括，模拟炉，包括，炉体，其上部开口，底部中央设第一通孔；炉体上端设封闭用的炉盖，炉盖中央设一安装通孔；炉体内底部设炉底，炉底中央对应所述第一通孔处开设相同大小的第二通孔；沿第一、第二通孔的内侧壁设置座砖，并以此形成一供放置引流砂的容置空间；所述炉体、炉盖、炉底、座砖材料必须是耐热和耐化学变化的材料；一固定板，其面积大于模拟炉炉体底部中央的第一通孔，并设置于第一通孔处，通过螺栓与炉体底部连接，形成类似滑板结构；发热体，设置于所述模拟炉炉体内靠近内壁处；一加压杆，自所述模拟炉炉盖中央安装通孔插入炉体内，可达直至座砖处的供放置引流砂的容置空间，施压力到引流砂表面。
[0010]进一步，所述的发热体采用硅钼棒。
[0011 ] 本发明引流砂烧结性能的测试方法，首先将要测试的引流砂放满座砖处的容置空间，然后开始升温，升温速度为10?15°C /分钟，升到指定的测定温度1500°C?1650°C，保温，保温时间为0.5小时?3小时，保温时间到后，打开、移出模拟炉炉体底部固定板，此时座砖内未烧结的引流砂自动流出，然后通过加压杆对高温烧结的引流砂加压，加压速度为10?15N/秒，待引流砂烧结层被加压杆穿透时，测试结束，记录压力最大值，该值即为所需要的引流砂高温压力值。
[0012]本发明依据钢包引流砂使用原理，通过硅钼棒等发热元件，通过温度控制，对引流砂进行不同温度的烧结试验，并通过压力测试系统，对引流砂单面烧结层进行高温压力测定，以判断引流砂高温烧结性能。实现了引流砂模拟使用状态的开浇判断规则，适用于不同种类的引流砂烧结试验。
【附图说明】
[0013]图1为本发明测试装置实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]参见图1，本发明的引流砂烧结性能测试装置，其包括，模拟炉1，包括，炉体11，其上部开口，底部中央设第一通孔111 ;炉体I上端设封闭用的炉盖12，炉盖12中央设一安装通孔121 ;炉体I内底部设炉底13，炉底13中央对应所述第一通孔111处开设相同大小的第二通孔131 ;沿第一、第二通孔111、131的内侧壁设置座砖14，并以此形成一供放置引流砂100的容置空间15 ;所述炉体11、炉盖12、炉底13、座砖14材料必须是耐热和耐化学变化的材料；一固定板2，其面积大于模拟炉I炉体11底部中央的第一通孔111，并设置于第一通孔111处，通过螺栓3与炉体11底部连接，形成类似滑板结构；发热体4，设置于所述模拟炉I炉体11内靠近内壁处；一加压杆5，自所述模拟炉I炉盖12中央安装通孔121插入炉体11内，可达直至座砖13处的供放置引流砂100的容置空间15，施压力到引流砂100表面。
[0015]在本实施例中，所述的发热体4采用硅钼棒。
[0016]本发明引流砂烧结性能的测试方法，首先将要测试的引流砂放满座砖处的容置空间，然后开始升温，升温速度为10?15°C /分钟，升到1500°C?1650°C，保温，保温时间为
0.5小时?3小时，保温时间到后，打开、移出模拟炉炉体底部固定板，此时座砖内未烧结的引流砂自动流出，然后通过加压杆对高温烧结的引流砂加压，加压速度为10?15N/秒，待引流砂烧结层200被加压杆穿透时，测试结束，记录压力最大值，该值即为所需要的引流砂高温压力值。
[0017]本发明依据钢包引流砂使用原理，即钢包引流砂使用条件为承受着钢水的高温和钢水的压力作用；生产中由于炼钢钢种的不同，特别是精品钢的生产，其钢水处理温度及冶炼工艺相差较大，起着钢水出钢作用的引流砂是否顺利开饶，将直接影响生产的顺行。引流砂使用过程中上表壳烧结状况如何，即利用准确测定钢包引流砂烧结性能，对于提高工艺控制水平及保证产品质量具有重要的意义。
[0018]本发明通过硅钼棒等发热元件，在温度控制程序仪的控制下，对引流砂进行不同温度的烧结试验，并通过压力测试系统，对引流砂单面烧结层进行高温压力测定，以判断引流砂高温烧结性能。适用于不同种类的引流砂烧结试验。
【主权项】
1.引流砂烧结性能测试装置，其特征在于，包括， 模拟炉，包括， 炉体，其上部开口，底部中央设第一通孔；炉体上端设封闭用的炉盖，炉盖中央设一安装通孔；炉体内底部设炉底，炉底中央对应所述第一通孔处开设相同大小的第二通孔；沿第一、第二通孔的内侧壁设置座砖，并以此形成一供放置引流砂的容置空间；所述炉体、炉盖、炉底、座砖材料必须是耐热和耐化学变化的材料； 一固定板，其面积大于模拟炉炉体底部中央的第一通孔，并设置于第一通孔处，通过螺栓与炉体底部连接，形成类似滑板结构； 发热体，设置于所述模拟炉炉体内靠近内壁处； 一加压杆，自所述模拟炉炉盖中央安装通孔插入炉体内，可达直至座砖处的供放置引流砂的容置空间，施压力到引流砂表面。2.如权利要求1所述的引流砂烧结性能装置，其特征在于，所述的发热体采用硅钼棒。3.用如权利要求1或2所述的引流砂烧结性能装置的测试方法，其特征是，首先将要测试的引流砂放满座砖处的容置空间，然后开始升温，升温速度为10?15°C /分钟，升到指定的测定温度1500°C?1650°C，保温，保温时间为0.5小时?3小时，保温时间到后，打开、移出模拟炉炉体底部固定板，此时座砖内未烧结的弓I流砂自动流出，然后通过加压杆对高温烧结的引流砂加压，加压速度为10?15N/秒，待引流砂烧结层被加压杆穿透时，测试结束，记录压力最大值，该值即为所需要的引流砂高温压力值。
【文档编号】G01N25/02GK105987926SQ201510087081
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月25日
【发明人】邰力, 金从进, 刘继鸣, 黄少平, 王涛, 王峰
【申请人】宝山钢铁股份有限公司, 洛阳市谱瑞慷达耐热测试设备有限公司