用铜棒测铁水罐铁水带渣厚度的方法与流程

本发明涉及一种测定铁水罐铁水带渣量的方法，尤其是一种用铜棒测铁水罐铁水带渣厚度的方法。

背景技术：

公知的：铁水带来的高炉渣中SiO₂、S等含量较高，若随铁水进入转炉会导致石灰消耗量增多，渣量增大，容易造成喷溅，增加金属料消耗，影响磷、硫的去除，并损坏炉衬等。因此，炼钢厂一般都对入炉铁水带渣量提出要求，铁水带渣量大时，在铁水兑入转炉之前还进行扒渣。

由于铁水带渣量增加，炼钢的多项经济技术指标受到影响，炼钢费用也会增加。因此，炼钢厂向炼铁厂提出控制铁水带渣量的要求，并要对铁水带渣量进行量化考核。通过测定铁水罐铁水带渣厚度和已知的铁水罐桶体断面，换算出所带渣的体积和重量是可行的方法。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够测量铁水带渣厚度的用铜棒测铁水罐铁水带渣厚度的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用铜棒测铁水罐铁水带渣厚度的方法，包括以下步骤：

1)选取长条形测试件，所述测试件采用铜制造；

2)将测试件的一端垂直插过渣层，且插入到铁水中；然后在铁水中静止20～25s；最后拔出测试件进行检测；

3)检测测试件的表面附着铁水带渣的长度，从而测量得到铁水带渣渣层厚度。

进一步的，步骤1)中所述测试件为直径为Φ12～18mm的铜棒。

进一步的，在步骤2)中通过检测装置将测试件垂直插过渣层，且插入到铁水中；然后在铁水中静止20～25s；最后拔出测试件；所述检测装置包括机架、支撑柱、旋转臂、升降装置、铜棒测试件；

所述支撑柱竖直安装在机架上，所述旋转臂一端绕支撑柱的轴线旋转安装在支撑柱上，所述旋转臂另一端上设置有升降装置；所述升降装置具有的固定端与旋转臂固定连接；所述升降装置具有的伸缩端与铜棒测试件可拆卸固定连接；所述铜棒测试件的轴线与支撑柱的轴线平行；

在步骤2)中首先将铜棒测试件夹紧在升降装置上，旋转臂使得铜棒测试件的下端位于铁水罐的正上方，然后启动升降装置使得铜棒测试件垂直插入到铁水罐的铁水中，插入到指定深度，制动升降装置，静止20～25s；然而再次启动升降装置使得铜棒测试件从铁水罐的铁水中拔出。

优选的，所述升降装置包括丝杆和螺母，所述螺母固定安装在旋转臂的一端，所述丝杆与螺母螺纹配合；所述丝杆的轴线与支撑柱的轴线平行；所述铜棒测试件可拆卸固定安装在丝杆的下端。

本发明的有益效果是：本发明解决了测定铁水罐铁水带渣厚度的技术难题，为铁水带渣的量化找到可行的方法，具有适应能力强，使用简便，工作可靠，能够提高检测效率，成本低等优点。

附图说明

图1是本发明实施例中测试装置的结构示意图；

图2是本发明实施例中铜棒测试件拔出铁水后的结构示意图；

图中标示：1-机架，2-支撑柱，3-旋转臂，4-升降装置，5-铜棒测试件，51-铜棒测试件表面附着的铁水带渣，52-铁，6-铁水罐。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本发明所述的用铜棒测铁水罐铁水带渣厚度的方法，包括以下步骤：

1)选取长条形测试件，所述测试件采用铜制造；

2)将测试件的一端垂直插过渣层，且插入到铁水中；然后在铁水中静止20～25s；最后拔出测试件进行检测；

3)检测测试件的表面附着铁水带渣的长度，从而测量得到铁水带渣渣层厚度。

具体的，在步骤1)中选取长条形测试件，所述测试件采用铜制造；由于铜优良的导热性能(铜的热导率是397w/m·k)，在测试件穿过渣层进入到铁水中的过程中，首先测试件穿过渣层时，由于具有良好的导热性，在测试件外表面会吸附铁水带渣，铁水带渣跟随测试件插入到铁水中以后，由于铜棒的良好导热性能，使得测试件周围的带渣温度降低，从而使得带渣不会在铁水中被熔化，同时会使得测试件位于铁水中的部位上的带渣外表面形成一层铁52；从而避免铜棒在铁水中不易被侵蚀和熔化；同时铜棒在铁水带渣渣层的部位由于温度较低，从而有利于吸附铁水中的带渣。

在步骤2)中将测试件的一端垂直插过渣层，且插入到铁水中；然后在铁水中静止20～25s；最后拔出测试件进行检测；

将测试件垂直插入铁水中，是为了保证测量完成后铁水带渣厚度等于铜棒测试件5表面附着铁水带渣的长度，同时避免铜棒在铁水中融化；具体的，在将测试件插入铁水中时，为了避免插入过程中铁水带渣附着在测试件上，从而影响测试结果；因此需要快速的将测试件插入到铁水中；同理在拔出测试件时，也需要快速拔出。一般情况下测试件插入和拔出铁水的时间为3～5s；通过快速插入和快速拔出，能够减少铜棒与铁水的接触时间，避免铜棒在短时间内被熔化。

将测试件静止在铁水中20～25s，是为了铁水中的铁水带渣能够吸附在测试件的外表面，并且包裹测试件；同时避免铜棒被铁水融化；从而提高测量的准确性。如果时间小于20s可能会造成测试件位于铁水带渣层的部分位置未吸附铁水带渣。如果静止时间太长测试件外表面上完全附着铁水带渣后，则测试件外表面不会在继续附着，并且铜棒位于铁水带渣渣层下方的部位由于铁水温度高于铜棒的熔点，因此会熔化；从而会影响检测效率和影响检测结果。

在步骤3)中通过检测测试件的表面附着铁水带渣的长度，从而准确的测量得到铁水带渣渣层厚度；铁水带渣渣层厚度等于测试件的表面只附着有铁水带渣的长度，所述测试件的表面只附着有铁水带渣的长度是指测试件的表面附着有铁水带渣的长度减去带渣外表面具有铁层的带渣层的长度。

上述用铜棒测铁水罐铁水带渣厚度的方法的检测原理：利用铜优良的导热性能(铜的热导率是397w/m·k)；当将铜棒插入到铁水中时，由于铜具有较好的导热性，迅速将热量传递，从而始终保持温度低于铁水。从而有利于铁水带渣层带渣的附着。其次当测试件快速插入铁水时，浸入铁水部分的铜棒穿过渣层的时候表面尽管附着上一层渣，在停留适当时间(3～5s)的条件下，由于铜棒较好的导热性，使得铜棒周围的稳定始终低于铁水的温度，从而使得浸到铁水中铜棒表面的渣层外会凝固上一层金属铁52，避免铜棒在短时间内被熔化；当测试件快速向上拔出时，浸入铁水部分的铜棒外凝固的金属铁因温度高于渣的熔点而不会再附着上带渣；测试过程中停留在渣层部分的铜棒则保持表面附着渣的状态；测试件铜棒直径尺寸和测试稳定停留时间决定实际效果。测试件铜棒的直径尺寸可以根据各个测试铁水罐的大小不同进行设置。

综上所述，本发明所述的用铜棒测铁水罐铁水带渣厚度的方法解决了测定铁水罐铁水带渣厚度的技术难题，为铁水带渣的量化找到可行的方法，具有适应能力强，使用简便，工作可靠，能够提高检测效率，成本低等优点。

为了避免测试件太小，对铁水上层钢渣的吸附作用较小检测效果不明显，同时避免铜棒被熔化侵蚀。同时为了避免测试件太大增加制造成本，不利于测试件的插入和拔出。优选的，步骤1)中所述测试件为直径为Φ12～18mm的铜棒。所述测试件直径为Φ12～18mm的铜棒在能够保证测量效果较好的前提下，能够有效的降低成本。

为了便于测试件在铁水罐中的插入和取出，进一步的，如图1所示，在步骤2)中采用检测装置实现将测试件插入到铁水中，同时保证插过渣层；然后在铁水中静止20～25s；最后拔出测试件；所述检测装置包括机架1、支撑柱2、旋转臂3、升降装置4、铜棒测试件5；

所述支撑柱2竖直安装在机架1上，所述旋转臂3一端绕支撑柱的轴线旋转安装在支撑柱2上，所述旋转臂3另一端上设置有升降装置4；所述升降装置4具有的固定端与旋转臂3固定连接；所述升降装置4具有的伸缩端与铜棒测试件5可拆卸固定连接；所述铜棒测试件5的轴线与支撑柱2的轴线平行；

在步骤2)中首先将铜棒测试件5夹紧在升降装置4上，旋转臂3使得铜棒测试件5的下端位于铁水罐6的正上方，然后启动升降装置使得铜棒测试件5垂直插入到铁水罐6的铁水中，插入到指定深度，制动升降装置，静止20～25s；然而再次启动升降装置使得铜棒测试件5从铁水罐6的铁水中拔出。

在工作过程中：

首先旋转旋转臂3使得旋转臂3设置有升降装置4的一端移动到铁水罐6外侧，然后将铜棒测试件5安装在升降装置4上，启动升降装置4使得铜棒测试件5的下端高于铁水罐6，然后旋转旋转臂3使得铜棒测试件5位于铁水罐6的正上方，然后启动升降装置4，使得铜棒测试件5快速插入到铁水罐6的铁水中，并且使得铜棒测试件5插入一定深度，具体深度大于铁水带渣厚度+50mm，所述铁水带渣厚度根据经验值进行估算。然后制动升降装置4，使得铜棒测试件5在铁水中静止20～25s。然后再此启动升降装置4使得铜棒测试件5从铁水中快速拔出，将铜棒测试件5从升降装置上卸下，然后对铜棒测试件5表面附着铁水带渣的长度进行测量，从而测量到铁水中铁水带渣的厚度，铁水带渣厚度等于铜棒测试件5表面附着铁水带渣的长度减去带渣外表面具有铁层的带渣层的长度。

所述升降装置4可以采用机械升降装置，也可以采用气压缸或者液压缸。为了便于控制，优选的，所述升降装置4包括丝杆和螺母，所述螺母固定安装在旋转臂3的一端，所述丝杆与螺母螺纹配合；所述丝杆的轴线与支撑柱2的轴线平行；所述铜棒测试件5可拆卸固定安装在丝杆的下端。