一种金属夹杂物集成提取装置及提取方法与流程

本发明涉及金属质量领域，尤其涉及洁净夹杂物领域。

背景技术：

金属尤其是钢铁，是国家各类工程中的基础材料。在行业内，夹杂物严重损害钢铁的疲劳性能，可能引起重要的安全责任事故；洁净钢的生产和夹杂物的研究从未停止；钢铁院校和企业在夹杂物提取设施和工艺中不断突破，但整个的原理和工艺业已是轻车熟路，不能由突破性进展。据发明人的行业见解和文献阅读，目夹杂物提取装置是分离的若干部分，整个流程断代较大；也有采用淘洗工艺来收集夹杂物，但耗时耗力，对人员素质要求较高，很容易带来操作误差；也有研究人员采用后期红外干燥方式来对夹杂物处理，稍显不足。

技术实现要素：

针对以上业内不足，本发明的目的在于提供一种金属夹杂物集成提取装置及使用该装置的提取方法。

本发明解决以上技术问题的方案为：

该金属夹杂物集成提取装置，包括金属试样和电解池，

还包括升降抱持器、线切割器、有机喷洗器和液体蒸发器；

升降抱持器包括电动机、金属绳、吊挂平台和楔形抱持夹，金属绳的一端连接吊挂平台并由电动机驱动升降，金属绳的另一端固定连接楔形抱持夹，金属试样位于楔形抱持夹下；

线切割器位于待切割的金属试样一侧，在切割过程中采用矿物油润滑，用于将金属试样的下端切割为大体圆柱状；

有机喷洗器位于待切割的金属试样另一侧，在线切割完成之后喷出有机清洗液体，用于清洗圆柱状的金属试样备用；

电解池，包括玻璃或塑料状的池体、环装金属网、条形电极块、过滤嘴，环装金属网竖向内置于池体中，两个条形电极块设置与池体上方，过滤嘴设置在池体底部，条形电极块分别与电源正负极连接；

液体蒸发器，包括底部加热器、可拆卸的玻璃片和蒸发器本体。

优选的是，设置在池体上方的两个条形电极块的间距，大于两个楔形抱持夹抱紧金属试样时最下端的宽度，且小于两个楔形抱持夹抱紧金属试样时最上端的宽度。

优选的是，有机清洗液体为乙醇或甲醇，楔形抱持夹为橡胶材质。

优选的是，电解池的过滤嘴内面为上大下小的锥形结构，过滤嘴底面为滤网，过滤嘴设置有开关。

优选的是，在锥形结构的锥面贴有若干磁条，滤网优选金属滤网。

优选的是，液体蒸发器的加热器为厚膜加热器，厚膜加热器包括受热板，玻璃片紧贴受热板。

优选的是，液体蒸发器的加热器为螺旋电阻丝加热器，电阻丝加热器包括绝缘受热盘，玻璃片紧贴受热板。

优选的是，在电解池底部邻近过滤嘴位置，设置有振动装置。

采用上述的金属夹杂物集成提取装置的夹杂物提取方法，依次包括以下步骤：

（1）金属试样由楔形抱持夹抱持，采用线切割器将试样下端切割为大体圆柱状，采用矿物油润滑；

（2）切割完毕后，由有机喷洗器均匀缓慢地喷出有机液体对圆柱试样除油除氧；

（3）电动机驱动金属绳，圆柱金属试样下降进入电解池，金属试样卡合在两个条形电极块之间，牺牲的金属富集在环状金属网上，金属试样在电解过程中被溶解；

（4）在观察到大部分的金属试样业已溶解后，停止电解，打开过滤嘴液体放入到液体蒸发器中，其中的磁条可将剩余的铁颗粒吸附；

（5）液体蒸发器的加热器初始加热功率加大，直到后期低功率缓慢加热，水分蒸发过程中，夹杂物粘附于玻璃片上；

（6）加热结束后，拆卸玻璃片，用于夹杂物的计数、光学仪器观察和成分确定。

优选的是，步骤（4）还采用振动装置振动电解池，进一步将环状金属网和液体中物质流出。

本发明的有益效果在于：该装置集成了夹杂物提取方式和步骤，采用一体方式省时省力；自动化程度在夹杂物业内得以提升；夹杂物干燥获取方式便捷，而淘洗方式对于人工误差很大；简便了夹杂物的获取方式。

附图说明

图1是本发明金属夹杂物集成提取装置的示意图（未电解前）；

图2是本发明金属夹杂物集成提取装置的示意图（电解过程中）；

其中，1：金属试样，2：升降抱持器，2-1：楔形抱持夹，3：线切割器，4：有机喷洗器，5：电解池，5-1：环状金属网，5-2：条形电极块，5-3：过滤嘴，6：液体蒸发器，6-1：玻璃片，6-2：加热器。

具体实施方式

为了使公众能够较好地理解本发明的内容，现结合附图予以进一步说明。

在图1和图2中，金属夹杂物集成提取装置，包括金属试样1和电解池5，

还包括升降抱持器2、线切割器3、有机喷洗器4和液体蒸发器6；

线切割器为电火花线切割，精度可达0.01mm级；

升降抱持器2包括电动机m、金属绳、吊挂平台和楔形抱持夹2-1，金属绳的一端连接吊挂平台并由电动机驱动升降，金属绳的另一端固定连接楔形抱持夹2-1，金属试样1位于楔形抱持夹2-1下；

线切割器3位于待切割的金属试样1一侧，在切割过程中采用矿物油润滑，用于将金属试样1的下端切割为大体圆柱状；

有机喷洗器4位于待切割的金属试样1另一侧，在线切割完成之后喷出有机清洗液体，用于清洗圆柱状的金属试样备用；

电解池5，包括玻璃或塑料状的池体、环装金属网5-1、条形电极块5-2、过滤嘴5-3，环装金属网5-1竖向内置于池体中，两个条形电极块5-2设置与池体上方，过滤嘴5-3设置在池体底部，条形电极块分别与电源正负极连接；

电解液可选自硫酸盐、氯化物系列；

液体蒸发器6，包括底部加热器6-2、可拆卸的玻璃片6-1和蒸发器本体；

采用液体蒸发器6及可拆卸的玻璃片6-1的方式，发明人未在其他同行和文献中见到。

设置在池体上方的两个条形电极块5-2的间距，大于两个楔形抱持夹2-1抱紧金属试样时最下端的宽度，且小于两个楔形抱持夹抱紧金属试样时最上端的宽度，便于试样卡合落在电解池5上方。

有机清洗液体为乙醇或甲醇，楔形抱持夹为橡胶材质，后续卡合这部分不导电。

电解池5的过滤嘴5-3内面为上大下小的锥形结构，过滤嘴底面为滤网，过滤嘴设置有开关。

在锥形结构的锥面贴有若干磁条，滤网优选金属滤网，必要情况下磁条将吸附铁粒或者在不针对铁系夹杂物的情况下，减少该类夹杂物的观察。

在一个实施例中，液体蒸发器的加热器6-2为厚膜加热器，厚膜加热器包括受热板，玻璃片紧贴受热板。

在另一个实施例中，液体蒸发器的加热器6-2为螺旋电阻丝加热器，电阻丝加热器包括绝缘受热盘，玻璃片紧贴受热板。

同时，在前两个实施例中，均可在电解池底部邻近过滤嘴位置，设置有振动装置，利于液体的流出。

采用上述的金属夹杂物集成提取装置的夹杂物提取方法，依次包括以下步骤：

（1）金属试样1由楔形抱持夹2-1抱持，图1的状态，采用线切割器3将试样下端切割为大体圆柱状，采用矿物油润滑；

（2）切割完毕后，由有机喷洗器4均匀缓慢地喷出有机液体对圆柱试样除油除氧；

（3）电动机m驱动金属绳，圆柱金属试样下降进入电解池5，图2的状态，金属试样卡合在两个条形电极块之间，牺牲的金属富集在环状金属网5-1上，金属试样1在电解过程中被溶解；

（4）在观察到大部分的金属试样业已溶解后，停止电解，打开过滤嘴5-3液体放入到液体蒸发器中，其中的磁条可将剩余的铁颗粒吸附；

（5）液体蒸发器6的加热器初始加热功率加大，直到后期低功率缓慢加热，水分蒸发过程中，夹杂物粘附于玻璃片6-1上；

（6）加热结束后，拆卸玻璃片6-1，用于夹杂物的计数、光学仪器观察和成分确定。

相应于装置部分的振动装置，步骤（4）还采用振动装置振动电解池，进一步将环状金属网和液体中物质流出。

本领域技术人员将理解，虽然上面实施方式予以了详细表述，但本发明不必受如此限制，并且有许多实施例变体均可实现发明人的技术要旨。凡是本发明的精神和原则之内，所作任何修改、替换，均应在本发明的保护范围之内。