[实用新型]金属凝固过程致密度测定装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及冶金行业实验仪器技术领域，具体地指一种金属凝固过程致密度测定装置。

背景技术

连铸过程及其它金属凝固过程是冶金行业关键工序，因高温导致很多参数无法实时测量，因此在实际生产中很多情况下只能凭经验和理论指导生产，导致产品质量不稳定。特别是连铸过程，因其工艺流程长、工艺复杂、高温等限制因素，导致很难开展实验室研究，而工业实验规模大，会造成不必要的浪费，且很多参数测量不准确。铸坯质量是生产高品质钢材的前提，尤其是铸坯致密度，对于钢材内部质量具有重要影响。因此，研究不同工艺条件下铸坯致密度具有重要意义。但目前无有效实验设备开展实验研究，仅从工业实验中获得数据不仅成本高且不全面不精确。

发明内容

本实用新型的目的就是要提供一种结构简单、安全可靠且精确度高的金属凝固过程致密度测定装置。

为实现上述目的，本实用新型所设计的金属凝固过程致密度测定装置，包括耐高温容器缸体和与其配合的容器缸盖，所述容器缸盖上设置有气压测定仪、温度测试仪以及排气孔，所述耐高温容器缸体的缸壁上设置有真空泵，所述真空泵的输入端设置有惰性气体接口，所述耐高温容器缸体的底部设置有加热器，所述加热器上设置有耐高温坩埚，所述耐高温坩埚外壁设置有多圈冷却介质循环管道。

进一步、所述耐高温容器缸体与容器缸盖通过其内侧相互配合的环形凸台和环形止口紧密贴合相连，并通过周向设置的螺栓紧固密封。

进一步、所述加热器为电阻加热器、电磁感应加热器、微波加热器中的一种。

现有技术相比，本实用新型的优点在于：所设计的金属凝固过程致密度测定装置结构简单，主要用于模拟连铸过程及其它金属凝固过程不同冷却条件下金属致密度，尤其适用于模拟连铸过程，可以针对性分析冷却条件对连铸过程铸坯致密度的影响。本实用新型安全可靠，精度高，测定的实验数据可指导连铸工艺的制定，从而提高铸坯质量，减少不合格品，相比工业实验成本大幅降低。本实验装置也用于其它凝固实验研究，具有实用价值。

附图说明

图1为本实用新型在使用状态的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

图1所示的金属凝固过程致密度测定装置，包括耐高温容器缸体1和容器盖2，容器盖2上设有气压测定仪3、温度测试仪4以及排气孔5，耐高温容器缸体1的缸壁上设有真空泵7，真空泵7的输入端设有惰性气体接口6，耐高温容器缸体1的底部设有加热器10，加热器10上设有耐高温坩埚9，耐高温坩埚9外壁设有多圈冷却介质循环管道8，耐高温容器缸体1与容器缸盖2通过其内侧相互配合的环形凸台和环形止口紧密贴合相连，并通过周向设置的螺栓12紧固密封，加热器10为电阻加热器、电磁感应加热器、微波加热器中的一种。

实验时，首先检查冷却介质循环管道8和加热设备10是否正常。将待测定的金属11放进耐高温坩埚9中，盖上容器盖2并拧紧螺栓12。打开排气孔5并充入惰性气体清洗容器，避免氧化性气体存留在容器内，然后关闭排气孔5抽真空并保持一段时间，通过气压测定仪3监测容器内气压变化，检测容器的密封性，如气压稳定说明容器密封性良好。确认容器密封性良好方可进行实验。再次充入惰性气体达到一定气压后关闭气体，根据模拟实验条件确定，模拟连铸过程选用1个标准大气压。启动加热器10，通过温度测试仪4实时测量金属温度，直至坩埚9内的金属11完全熔化，并达到一定过热度后，启动冷却介质循环管道8，可通过冷却介质流量调节冷却速度，使液态金属逐渐凝固，直至金属完全凝固。过程中连续监测并记录容器内气体温度、金属温度和气体压力。一次实验完成。根据连续监测的气体温度和气体压力可计算金属凝固过程金属体积变化。实验完成后，通过排气孔5排除惰性气体，打开容器盖2，取出凝固的金属11，可用于进一步分析其凝固组织及其它特性。重复上述实验过程，可分别改变实验参数进行多次实验，如改变过热度、冷却速度等，研究各因素对实验结果的影响，对比不同工艺条件对凝固金属致密度的影响。