[发明专利]一种测试高温冶金渣性能的装置的应用方法

摘要

本发明涉及一种测试高温冶金渣性能的装置以及该装置的应用方法，属于冶金渣高温性能测试技术领域。本发明利用热源灯泡产生发射可控的热流照射在样品渣膜上，在冷端铜模内嵌入热电偶对温度进行同步采集，根据温度数据绘制通过样品渣膜的热流曲线，对热流曲线的变化进行分析，结合嵌入在渣膜样品上表面热电偶所记录的温度数据，即可获得熔渣结晶温度、熔化温度等相关热动力学数据。本发明与高温显微镜法，差热分析法，电导率法等方法相比，具有设备集成高，操作简单，成本低，测量数据精度高，通过一次实验即可获取热流、结晶温度、熔化温度等多项数据等优点。

主权项

1.一种测试高温冶金渣性能的装置的应用方法，其特征在于：所述装置包括热流发射单元（1）、冶金渣样品（5）、1号热电偶、铜模（7）、数据采集装置（12）；所述热流发射单元（1）位于冶金渣样品（5）以及铜模（7）的上方；所述冶金渣样品（5）内设有1号热电偶；所述铜模（7）内设有2个在同一条垂直线上的热电偶；所述铜模（7）侧壁包覆有绝热材料（6）且底部与冷却装置（8）连通，所述铜模（7）的顶部用于放置冶金渣样品（5）；所述数据采集装置（12）与1号热电偶以及设置在铜模（7）内的热电偶相连；所述冶金渣样品（5）中冶金渣呈玻璃态；所述冶金渣样品（5）的厚度为2~5cm；所述热流发射单元（1）是发射功率为连续可调的热流发射单元；所述热流发射单元（1）由钨灯（9）、灯罩（2）、挡光板（3）、通光孔（4）组成；所述通光孔（4）设置在挡光板（3）上；所述通光孔（4）垂直投影所得图形的尺寸和形状分别与冶金渣样品（5）垂直投影于铜模（7）顶部所得图形的尺寸和形状一致；所述钨灯（9）发射的光束通过灯罩（2）反射后从通光孔（4）垂直照射到冶金渣样品（5）上；所述的测试高温冶金渣性能的装置的应用方法，包括下述步骤：步骤一 冶金渣样品的制备按待测冶金渣的组成配取各组分后，混合均匀，熔化后，将熔体倒入与铜模直径相同并放置有热电偶的模具中，以10~20℃/min的速度冷却，得到厚度为2~5cm冶金渣样品（5）；步骤二 数据采集将冶金渣样品（5）置于铜模（7）的顶部后，同时开启热流发射单元（1）、数据采集装置（12）以及与铜模（7）相连的冷却装置（8）；通过热流发射单元（1）对冶金渣样品（5）中的冶金渣进行加热直至冶金渣完全熔化；通过数据采集装置（12）分别实时记录1号热电偶以及设置在铜模（7）内的热电偶所测的温度数据；1号热电偶记录温度的起始时刻与铜模（7）内的热电偶所测的温度数据记录的起始时刻相同；步骤三将铜模（7）内的热电偶所测的温度数据转化成通过冶金渣样品（5）并传入铜模（7）的热流曲线，同时同步采集冶金渣样品（5）内1号热电偶所得温度数据；所述热流曲线的横坐标为时间，其单位为秒，纵坐标为热流密度，其单位为KW/m2；将1号热电偶所得数据制成横坐标为时间、纵坐标为温度的曲线，计为1号曲线；对热流曲线进行求导，同时在热流曲线找出第一个拐点，并记录下第一个拐点所对应的时间t0；所述第一个拐点的导数为0；然后在1号曲线的横坐标上找到t0；t0在1号曲线上所对应的纵坐标即为待测的冶金渣的结晶温度Tc；同理，对热流曲线进行求导；找出导数值大于20KW/m2·s的点所对应时间计为t1；然后在1号曲线的横坐标上找到t1；t1在1号曲线上所对应的纵坐标即为待测冶金渣的熔化温度Tm。