[发明专利]一种用于焦炭显微组织测定的微结焦制样装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于焦炭显微组织测定的微结焦制样装置及方法，属于焦化学科中焦炭显微组织结构性质研究领域。 

背景技术

焦炭在高炉炼铁中起到还原，热源和支持骨架的作用，随着高炉向大容积发展，对焦炭冷态强度、热态性能的要求越来越高。焦炭的显微组织结构是焦炭的冷态强度和热态性能的重要影响因素之一。传统用于焦炭显微组织测定的制样方法是制取大块焦炭，然后粉碎，筛分0.2mm-1.0mm的焦粉颗粒，利用树脂固化成型后制成2.5cm×2.5cm×2.0cm大小的样品，打磨抛光后在显微镜下观测。每次制样需要大量的煤粉，并且结焦后需要将焦炭粉碎成颗粒，粉碎过程中对焦炭组织造成一定的破坏作用，并且由于焦粉颗粒是分散在树脂中的，测定过程中需要不断的在焦炭颗粒与树脂固化物之间跳跃检测，十分繁琐，影响测量的准确性。 

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于焦炭显微组织测定的微结焦制样装置及方法，以解决现有技术用煤量大，结焦时间长，粉碎过程破坏焦炭组织结构，测定过程不连续，影响测量结果准确性的缺陷。本发明用煤少，结焦时间短，省去焦炭粉碎过程，显微镜下可以观测到连续的焦炭组织结构，实现连续检测，测量便捷、准确。 

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为： 

支撑构件由底座、支架和横梁固定成门型结构；压实构件由压实重块，砸实重锤，挡片，锤头和撞针组成，所述压实重块通过一根钢条和两块钢板固定在底座上；挡片横向通过两侧螺母固定于支架上，纵向通过滑杆固定在横梁上；砸实重锤穿在挡片上的滑杆上，通过一个螺母调节位置；锤头固定在挡片下端，中心设置一根撞针；制样时筒体放置于底座中心的圆形底座上，制样后将盖子插入筒体。 

所述的压实构件中心设置一个U型凹槽，压实构件可以向前翻转，压制样品时压实构件U型凹槽透过固定在横梁上的滑杆，水平压在挡片上。 

所述的砸实重锤为中空的圆柱筒体，通过一个螺母固定在中心的滑杆上，该重锤可以上下滑动，并且通过螺母可以固定在不同高度位置。 

所述的锤头固定在挡片上，锤头外径略小于放置煤粉筒体的内径，两者之 间差值为0.5mm。 

所述的撞针通过螺纹旋转固定在锤头上，撞针为异型结构，撞针的半径为5mm，用于在煤的中心扎出一柱形孔，释放挥发份。 

所述的筒体由底座和筒壁组成，通过螺纹连接，筒体的深度大于锤头与撞针的总长度，差值为10mm，锤头顶端距离筒体底端的距离为20mm。 

所述的盖子上端与下端同为圆柱体形状，下端圆柱体的长度，直径与锤头相同，盖子的中心设置一个圆柱形孔洞，其内径与撞针的直径相同。 

一种如前述所述的用于焦炭显微组织测定的微结焦制样装置所使用的方法，其特征在于，包括以下步骤： 

1)将粒度小于3mm，空气干燥基水分小于10％的煤粉填满筒体，刮平，放在制样装置底座中心的圆形底座上，放下锤头，将砸实重锤调整到上端，放平压实重块，压在挡片上，松开砸实重锤的螺母，将砸实重块上升到最高点后向下砸压实重块，直到撞针和锤头完全深入筒体中； 

2)将盖子插入筒体，放入事先温度升至850℃-950℃的马弗炉中加热15-20min结焦，结焦后将样品从马弗炉中取出，用水熄方式熄焦； 

3)将熄焦后的焦块取出，放在50℃干燥箱中，烘干1h； 

4)将烘干后的焦炭用锯条锯断上部，下部焦块的高度为10-15mm为益； 

5)将焦块放入橡胶模具中，注入树脂，干燥； 

6)干燥成型后利用磨抛机打磨，露出圆形焦炭界面后，继续打磨1mm厚度左右，去掉焦炭氧化层，抛光，制样完毕，用于显微镜观测。 

与现有技术相比，本发明用煤量少，大大缩短了制样时间，简化了制样步骤，并且避免了粉碎焦炭对焦炭组织界面的破坏作用，可以观测到连续的焦炭组织结构，消除了传统技术检测时需要在树脂与焦炭颗粒之间不停跳跃切换的弊病，显著提高测量的准确性。 

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。 

图1为本发明的一种焦炭显微组织测定制样装置的主体构件示意图，包括支架构件、压实构件； 

图2a为装煤粉样品的筒体构件示意图，包括筒壁与底部构件；