专利名称：一种测定高炉冷却器侵蚀状态的模拟侵蚀装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种铁或钢的冶炼过程中的模拟检测装置，更具体为涉及用于检 测冶炼过程中的高炉冷却器的管道侵蚀状态的模拟侵蚀装置。
现有技术
目前在钢铁生产行业的冷却水系统中常用的侵蚀监测方法有试片法和实验管法这 两种。而这两种侵蚀监测办法却各有各的不同，具体如下所述-
第一种试切片法是冷却水系统中较简便、经济、使用广泛和经典的侵蚀监测方法， 它通过测试某块切片来监测侵蚀速度、蚀孔密度、蚀孔深度，并了解侵蚀形态，但所 用的试切片不是一个传热面，而冷却设备传热面上的侵蚀速度可能不同于试片测得的 侵蚀速度。
第二种试验管法是以金属实验管代替侵蚀试切片进行监测的一种方法，它可以监 测的条件与冷却水在换热器管子中流动的条件更接近 -些。但它暴露在冷却水中的表 面仍然不是一个传热面。
而除了上述两种方法以为还存在一种较少使用的冷却水动态模拟实验方法。此方 法利用蒸汽加热试验管，使实验管在有传热面的条件下进行实验，但此方法的缺点在 于并没有监测实验管的壁面温度，而且用蒸汽加热实验管与高炉冷却水管壁面温度的 实际情况有差别，且监测成本较高。
现迫切需要一种能在现有技术的基础上对循环冷却水动态模拟实验方法进行改 进，能够对冷却水管壁面温度对冷却水的侵蚀性能的影响进行实验研究，更准确的描 述冷却水的侵蚀规律的模拟侵蚀装置。
具体技术方案
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种测定高炉冷却器侵蚀状态的模拟侵蚀 装置，方便地利用管式加热炉加热实验管，能够模拟冷却水管在不同热流密度时的壁 面温度，且能利用热电偶对管壁进行温度监测，能够対不同壁面温度对侵蚀性能的影 响规律进行实验的装置，其具体结构如下所述
一种测定高炉冷却器侵蚀状态的模拟侵蚀装置，包括恒温水槽，其特征在于所述的恒温水槽的右端连接一进水管的左端，该进水管的右端连接一号三通接头 的左端接口， 一号三通接头上端接口连接一侵蚀实验管的下端，在侵蚀实验管的中段 部分设置一加热装置，侵蚀实验管上端的通过二号三通接头的左面接口连接一蒸汽管 的右端，该蒸汽管的左端再通过三号三通接头的下端接口连接一垂直向下并进入恒温 水槽的冷凝管。整个测定高炉冷却器侵蚀状态的装置与恒温水槽为可循环设置，只要 保证恒温水槽内有水即可保持运作。
根据本实用新型的测定高炉冷却器侵蚀状态的模拟侵蚀装置，其特征在于所述 的恒温水槽到一号三通接头之间的进水管中部设置有一控制水泵。该控制水泵起将恒 温水箱内的水抽入进水管的作用。
根据本实用新型的一种测定高炉冷却器侵蚀状态的模拟侵蚀装置，其特征在于
所述的一号三通接头上设置有温度计。该温度计为一分度值为o.rc的水银温度计， 其波动值不大于士0.2'C。起监测恒温水箱抽入进水管的水的温度的作用，如果有异样 可以及时终止实验，避免不必要的损失。
根据本实用新型的测定高炉冷却器侵蚀状态的模拟侵蚀装置，其特征在于所述 一号三通接头上端接口至加热装置之间的侵蚀实验管下段部分从下至上依次设置了水 阀和流量计。水阀起控制进入侵蚀实验管的水量的作用，流量计起观测进入侵蚀实验 管的水量的作用。
根据本实用新型的测定高炉冷却器侵蚀状态的模拟侵蚀装置，其特征在于所述 的加热装置包括管式加热炉，连接接头和热电偶，侵蚀实验管的中段部分通过该加热 装置上下两端的连接接头固定并穿过管式加热炉，热电偶设置在侵蚀实验管中部，与 侵蚀实验管接触。连接接头夹紧固定了侵蚀实验管，使其位于管式加热炉的中间，保 证了受热加温的均匀，热电偶起监测侵蚀实验管的管壁温度的作用。
根据本实用新型的测定高炉冷却器侵蚀状态的模拟侵蚀装置，其特征在于所述 的与蒸汽管左端连接的垂直向下并进入恒温水槽的冷凝管的内部上端设置有相对侵蚀 比较挂片。该挂片处于蒸汽管到冷凝管的交界处，其相对的侵蚀效果用来与侵蚀实验 管作进一步的比较。
使用本实用新型获得如下有益效果
1. 在现有技术的相比，对循环冷却水动态模拟实验方法进行了改进，使得测试效 果及测试精确度大大提高；
2. 管状的侵蚀实验管为一传热面，能够对冷却水管壁面温度对冷却水的侵蚀性能 的影响进行实验研究，更准确的描述冷却水的侵蚀规律；3.使用相对侵蚀比较挂片能对管状的侵蚀实验管的侵蚀情况做进一步的比较，得 出更准确的数据。
图1为本实用新型的一种测定高炉冷却器侵蚀状态的模拟侵蚀装置的整体结构示 意图。
图中，l-恒温水槽，2-水泵，3-温度计，4-一号三通接头，5-水阀，6-流量计， 7-连接接头，8-管式加热炉，9-侵蚀实验管，10-热电偶，11-相对侵蚀比较挂片，12-进水管，13-二号三通接头，14-蒸汽管，15-三号三通接头，16-冷凝管。
具体实施方式
为了研究冷却水管壁面温度与侵蚀性能的关系，设计了能够监测侵蚀试管壁面温 度变化的实验设备。
实施例
本实用新型的关键部位是利用管式加热炉8加热侵蚀实验管9，其炉膛尺寸为① 35*300 (可根据实际需要选择)，额定温度IOO(TC，该电炉配有温度控制器及(镍铬 /镍硅)热电偶10，能对炉膛温度进行测量、指使及自动控制。所采用的侵蚀试管尺 寸为直径10mmXlmm，长度为200咖，材质可以选择不锈钢、20号优质碳素钢、黄铜 等与所模拟现场设备相同的金属材料(亦可根据实际需要选择)。要求实验管的内壁无 缺陷。
在侵蚀试管外管壁安装热电偶10监测管壁的温度。在实验过程中模拟冷却水的流 速、水温、水质、冷却水管材质、冷却水管管壁温度等主要参数。通过阀门控制水泵 2的流量来调节不同的水流速度，最大的水流速度为3m/s。利用恒温水箱l来控制不
同的水温，用分度值为o. rc的水银温度计3来监测进口处的水温，使其波动值不大 于±0. 2°C。通过调节管式加热炉8的功率调节侵蚀实验管9的壁面温度，调节范围在 100-200'C之间。实验可以采用不同的实际工况用水，也可以根据其中主要的成分自行 配水。根据模拟现场设备的不同而选择不同材质的侵蚀试管。
实验前首先要对侵蚀实验管9进行表面处理，先用粒度为60的粗砂纸把实验管内 的坑蚀、点蚀磨平，再用粒度为150的细砂纸进一步打磨，然后对实验管进行清洗。 接下来对实验管称重，记为G，要求碳钢及低合金钢精确到lrag，耐蚀钢精确至O. 5ra'g。把侵蚀实验管和连接接头7连接好，并检查是否漏水。在实验前对仪表进行校正，并
且进行系统清洗，如果侵蚀实验管需要预膜时，可以采用聚磷酸盐-锌盐预膜方案进行
预膜。然后首先打开水泵2，调节水流速度到实验要求参数，待系统稳定后，打开管 式加热炉，通过调节功率来调节壁面温度到实验要求的参数开始进行实验。
恒温水箱1内的水通过进水管12进入侵蚀实验管9，在管式加热炉8部分加热形 成水和蒸汽并对侵蚀实验管进行侵蚀，蒸汽再通过蒸汽管14进入冷凝管15，在冷凝 管上端设置的相对侵蚀比较挂片11也同时进行比较侵蚀，蒸汽通过冷凝管变成水继续 流入恒温水箱1循环使用。
整个实验周期为3-5天。实验结束后先关闭管式加热炉8，然后再关闭水泵2。把 侵蚀实验管9卸下后放入烘干箱中干燥至恒重称量其重量，计为G,，然后用不锈钢匙 清刮管内污垢，再将实验管进行清洗，烘干后进行称重，计为&。
按下列公式计算侵蚀速率V:
V=3650 G3/S T P
式中G3=G-G2，单位g
S—实验管内表面积，单位cm2
T一实验时间，单位天 P—金属密度，单位g/cm3
按下列公式计算污垢沉积速度(mem) mcm=30 (G,-G2) /S T 式中G2—污垢质量，单位mg S—实验管内表面积，单位cm2
T一实验时间，单位天
对侵蚀实验管9上的污垢进可采用原子发射光谱定性分析法或电镜法S行定性分
析，通过定性分析可以判断侵蚀、结垢的产物，从而对水质对侵蚀结垢的影响作出分 析，至此整个测定高炉冷却器侵蚀状态的模拟侵蚀实验结束。
本实用新型的测定高炉冷却器侵蚀状态的模拟侵蚀装置，结构简单，使用方便， 能够对冷却水管壁面温度对冷却水的侵蚀性能的影响进行实验研究，更准确的描述冷 却水的侵蚀规律，适用于各种侵蚀管道的侵蚀检测领域，具有广泛的用途。
权利要求1. 一种测定高炉冷却器侵蚀状态的模拟侵蚀装置，包括恒温水槽(1)，其特征在于所述的恒温水槽(1)的右端连接一进水管(12)的左端，该进水管的右端连接一号三通接头(4)的左端接口，一号三通接头上端接口连接一侵蚀实验管(9)的下端，在侵蚀实验管的中段部分设置一加热装置，侵蚀实验管上端的通过二号三通接头(13)的左面接口连接一蒸汽管(14)的右端，该蒸汽管的左端再通过三号三通接头(15)的下端接口连接一垂直向下并进入恒温水槽的冷凝管(16)。
2. 如权利要求(1)所述的一种测定高炉冷却器侵蚀状态的模拟侵蚀装置，其特征 在于所述的恒温水槽(1)到一号三通接头(4)之间的进水管(12)中部设置有一 控制水泵(2)。
3. 如权利要求1所述的一种测定高炉冷却器侵蚀状态的模拟侵蚀装置，其特征在 于所述的一号三通接头(4)上设置有温度计(3)。
4. 如权利要求1所述的一种测定高炉冷却器侵蚀状态的模拟侵蚀装置，其特征在 于所述一号三通接头(4)上端接口至加热装置之间的侵蚀实验管(9)下段部分从 下至上依次设置了水阀(5)和流量计(6)。
5. 如权利要求1所述的一种测定高炉冷却器侵蚀状态的模拟侵蚀装置，其特征在 于所述的加热装置包括管式加热炉(8),连接接头(7)和热电偶(10)，侵蚀实验 管(9)的中段部分通过该加热装置上下两端的连接接头固定并穿过管式加热炉，热电 偶设置在侵蚀实验管中部，与侵蚀实验管接触。
6. 如权利要求1所述的一种测定高炉冷却器侵蚀状态的模拟侵蚀装置，其特征在 于所述的与蒸汽管(14)左端连接的垂直向下并进入恒温水槽的冷凝管(16)的内 部上端设置有相对侵蚀比较挂片(11)。
专利摘要一种测定高炉冷却器侵蚀状态的模拟侵蚀装置，由恒温水箱、进水管、加热装置、侵蚀实验管、蒸汽管和冷凝管组成，水通过进水管进入侵蚀实验管，在加热装置部分加热形成水和蒸汽并对侵蚀实验管进行侵蚀，蒸汽再通过蒸汽管进入冷凝管，在冷凝管上端设置的相对侵蚀比较挂片也同时进行比较侵蚀，蒸汽通过冷凝管变成水继续流入恒温水箱循环使用，形成一循环装置，本实用新型的测定高炉冷却器侵蚀状态的模拟侵蚀装置，结构简单，使用方便，能够对冷却水管壁面温度对冷却水的侵蚀性能的影响进行实验研究，更准确的描述冷却水的侵蚀规律，适用于各种侵蚀管道的侵蚀检测领域，具有广泛的用途。
文档编号C21B7/24GK201228266SQ20082015108
公开日2009年4月29日 申请日期2008年7月22日 优先权日2008年7月22日
发明者姜伟忠, 勇 李, 蒋旭东, 金永龙 申请人:宝山钢铁股份有限公司