一種檢測石墨輥套在不同氣氛中抗高溫氧化性的裝置製造方法

2023-10-17 16:09:54 6

一種檢測石墨輥套在不同氣氛中抗高溫氧化性的裝置製造方法
【專利摘要】本發明為一種檢測石墨輥套在不同氣氛中抗高溫氧化性的裝置，涉及檢測石墨輥套抗高溫氧化能力的實驗裝置，解決石墨輥套抗氧化性不能量化評估的問題，本裝置包含：氧化介質提供裝置，提供檢測時的氧化環境，其由氮氣瓶與含氧器組成，輸出氮氣與含氧介質合成後生成的氧化介質；加熱爐裝置，是對石墨輥套樣品在不同氧化性氣氛中進行加熱的裝置：輸氣管道及計量裝置，是將氧化介質定量輸送到加熱爐內的裝置，其由流量調節裝置，第一輸氣管道，第二輸氣管道組成；稱量裝置，是對石墨輥套樣品在氧化前後的質量進行計量的裝置。本裝置實現對石墨輥套在一定溫度、不同氧化介質及其濃度的環境下抵抗氧化作用的能力進行量化評價的目的。
【專利說明】一種檢測石墨輥套在不同氣氛中抗高溫氧化性的裝置

【技術領域】
[0001]本發明涉及檢測石墨輥套抗高溫氧化能力的實驗裝置，尤其是指一種檢測石墨輥套在不同氣氛中抗高溫氧化性的裝置。

【背景技術】
[0002]石墨輥套是一種矽鋼生產用加熱爐(退火)內使用的特殊配件，是加熱爐爐內轉動滾的襯套，其與轉動滾軸連接在一起，被安裝在加熱爐內，被滾軸帶動一起轉動，是矽鋼生產不可或缺的特殊配件。
[0003]隨著矽鋼生產規模的不斷擴大，石墨輥套的消耗量同比增加。但是，目前還沒有石墨輥套的產品技術標準，也沒有與之配套的檢測標準和裝置，尤其是關於其抗氧化能力的檢測與評價的技術還沒有公知結論可借鑑。而石墨輥套的質量和使用壽命，很大程度上取決於其抗氧化的能力，因此，對石墨輥套抗高溫氧化能力的不清楚往往會導致輥套產品質量難以評價，使用效果難以預估，導致廠商為保矽鋼生產而無謂地消耗和浪費大量輥套，進而導致矽鋼生產成本的上升，生產效率的下降。
[0004]石墨輥套作為一種加熱爐爐內轉動滾的襯套，支撐著高速移動的矽鋼，其表面長期與矽鋼接觸。矽鋼加熱爐的爐內溫度可達1100°c左右，由於多種原因，加熱爐內不可避免地存在少量的殘氧和水分。
[0005]總所周知，石墨作為一種可燃性物質，在高溫環境中易受氧化作用。爐內的殘氧和水分將對石墨輥套產生長期的高溫氧化作用。輥套的抗氧化能力和使用效果，直接影響到矽鋼產品的質量；輥套的壽命長短關係到加熱爐設備的生產能力，其壽命短則停機時間長，加熱爐設備的生產能力降低，損失增大。
[0006]因此，需要在使用輥套前對輥套質量，尤其是其中的抗氧化(抵抗爐氣中殘氧和水分的氧化作用)的能力進行量化評估。這種評估需要一種高溫氧化設備，它不僅能建立高溫環境，還能夠形成並持續保持一定的氧化介質濃度，最終實現對輥套在一定溫度、不同氧化介質及其濃度的環境下抵抗氧化作用的能力進行量化評價的目的。
[0007]我國對於石墨電極，有氧化性測定方法的標準(石墨電極氧化測定方法GB3074.3-82)，但是，該測定方法只能測定空氣作為氧化介質的氧化結果，且溫度較低，在650°C，其不適宜用於檢測本發明中的石墨輥套的抗高溫氧化性。


【發明內容】

[0008]本發明的目的是為了克服現有技術存在的問題，提供一種檢測石墨輥套在不同氣氛中抗高溫氧化性的裝置，其可以模擬出不同溫度環境下的不同殘氧量和水分，直接檢測石墨輥套的抗氧化性，評估在矽鋼加熱爐高溫(1100°C )中的使用效果。
[0009]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
[0010]一種檢測石墨輥套在不同氣氛中抗高溫氧化性的裝置，其包含:
[0011]氧化介質提供裝置，是提供氧化介質的裝置，該氧化介質作為檢測時的氧化環境，其包含:
[0012]氮氣瓶，內裝氮氣，其出口設有輸氮管；
[0013]含氧器，是提供含氧介質的設備，其輸入口與所述輸氮管連通，輸出口設有輸出管道，輸出氮氣與含氧介質合成後生成的氧化介質；
[0014]加熱爐裝置，是對石墨輥套樣品在不同氧化性氣氛中進行加熱的裝置，其包含:
[0015]加熱爐；
[0016]鉬絲，吊置在加熱爐的爐體內，石墨輥套樣品吊掛在該鉬絲上；
[0017]輸氣管道及計量裝置，是將氧化介質定量輸送到加熱爐內的裝置，置於氧化介質提供裝置與加熱爐裝置之間，其包含:
[0018]流量調節裝置，是一種調節及指示氣體流量的調節裝置，其輸入端連接所述輸出管道，輸入氧化介質，對其進行流量調節及定量指示；
[0019]第一輸氣管道，置於流量調節裝置與加熱爐之間，其一端與流量調節裝置的輸出端連通；
[0020]第二輸氣管道，是石英管，置於加熱爐內，其一端伸出加熱爐外與第一輸氣管道的另一端連接，其另一端通向加熱爐的爐體；
[0021]稱量裝置，是對石墨輥套樣品在氧化前後的質量進行計量的裝置。
[0022]所述含氧器包含:
[0023]鼓風機，設有輸風管；
[0024]比例調節閥，其有兩個入口與一個輸出口，其一個入口與所述輸風管連通，輸入的含氧介質為空氣，其另一個入口為含氧器的輸入口，與所述輸氮管連通，輸入氮氣，在比例調節閥內氮氣與空氣合成，生成具有殘氧含量氧化介質，比例調節閥的輸出口設有輸出管道，輸出具有殘氧含量氧化介質，所述殘氧含量由比例調節閥調節。
[0025]所述含氧器包含:
[0026]盛水容器，內盛水,其設有頂蓋封閉,提供的含氧介質為水；
[0027]輸送管，通過所述頂蓋連通容器內外，其一端連通輸氮管，另一端伸向盛水容器內的下部；
[0028]輸出管道，通過所述頂蓋連通容器內外，其一端通向容器內水液面之上，另一端輸出盛水容器內氮氣和水合成後生成的具有水分含量氧化介質，所述水分含量由盛水容器中水液面的高低來調節。
[0029]所述第一輸氣管道是軟管。
[0030]所述稱量裝置採用千分之一克精度的裝置。
[0031]所述加熱爐(21)採用升溫速度可調的電加熱爐，其最高加熱溫度為1400°C。
[0032]本發明的有益效果:
[0033]本發明是一種實驗檢測裝置，其能夠產生實驗所需要的高溫(1100°C左右)，同時也能夠形成並維持一定(可調)的氧化介質(殘氧、水分)濃度。在設定的時間內，加熱被檢測樣品，並對樣品進行持續的氧化作用，通過檢測實驗作用前後樣品的質量變化，來評價該樣品抵抗氧化的能力。實現對石墨輥套在一定溫度、不同氧化介質及其濃度的環境下抵抗氧化作用的能力進行量化評價的目的。
[0034]為進一步說明本發明的上述目的、結構特點和效果，以下將結合附圖對本發明進行詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1為本發明檢測石墨輥套在不同氣氛中抗高溫氧化性的裝置結構示意圖；
[0036]圖2為圖1中氧化介質提供裝置實施例之一的結構示意圖；
[0037]圖3為圖1中氧化介質提供裝置實施例之二的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0038]下面結合實施例的附圖對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。
[0039]參見圖1，
[0040]本發明的檢測石墨輥套在不同氣氛中抗高溫氧化性的裝置如圖1所示，其包含四個裝置:
[0041]I，氧化介質提供裝置
[0042]這是提供可調節的氧化介質的裝置，該氧化介質作為檢測時的氧化環境，氧化介質提供裝置主要包含:
[0043]氮氣瓶11，內裝氮氣，其出口設有輸氮管111 ;
[0044]含氧器12，是提供含氧介質的設備，其輸入口與所述氮氣瓶11的輸氮管111連通，輸入氮氣，輸出口設有輸出管道13,輸出氮氣與含氧介質合成後生成的氧化介質。
[0045]根據矽鋼生產的實際情況，本發明提供了兩種氧化介質提供裝置的結構，具體而言是兩種不同的含氧器12結構，一種是具有殘氧含量氧化介質(具有殘氧含量的氧化性氣氛)的提供裝置，另一種是具有水分含量氧化介質(具有水分含量的氧化性氣氛)的提供裝置。
[0046]具有殘氧含量氧化介質提供裝置的結構如圖2所示，其包含:
[0047]氮氣瓶11，內裝氮氣，其出口設有輸氮管111 ;
[0048]含氧器12，其包含:鼓風機121，設有輸風管1211 ;比例調節閥122，其有兩個入口與一個輸出口，輸入兩種不同氣體，並可根據需要調節兩種氣體進入閥內的比例(是現有產品)，其一個入口與所述輸風管1211連通，使鼓風機121為比例調節閥122提供空氣(含氧介質)，其另一個入口是含氧器12的輸入口，與所述氮氣瓶11的輸氮管111連通，輸入氮氣，在比例調節閥122內氮氣與空氣合成，生成具有殘氧含量氧化介質，比例調節閥122的輸出口設有輸出管道13，輸出具有殘氧含量氧化介質，其中殘氧含量的多少由比例調節閥122調節得到。
[0049]具有水分含量氧化介質提供裝置的結構如圖3所示，其包含:
[0050]氮氣瓶11，內裝氮氣，其出口設有輸氮管111 ;
[0051]含氧器12，其包含:盛水容器123，內盛水124，其設有頂蓋1231封閉，提供的含氧介質為水，頂蓋1231的頂面上設有兩根連通容器內外的管子，一根為輸送管125，其一端連通輸氮管111，另一端伸向盛水容器123內的下部,另一根為含氧器12的輸出管道13,其一端通向容器內水液面之上，輸出管道13輸出盛水容器123內氮氣和水(含氧介質)合成後生成具有水分含量氧化介質，其是利用盛水容器中水液面1241的高度來調節氮氣中的水分含量，合成出一定水分含量的氧化性氣氛，即，水分含量由盛水容器中的水液面高低來調節。本實施例中，為了減少水份對流量調節裝置31的影響，本實施例中流量調節裝置31可以安裝在盛水容器123的輸送管125上。
[0052]2，加熱爐裝置
[0053]這是對石墨輥套樣品在不同氧化性氣氛中進行加熱的裝置，其包含:
[0054]加熱爐21，採用升溫速度可調的電加熱爐，其最高加熱溫度為1400°C ；
[0055]鉬絲22，吊置在加熱爐21的爐體內，用於吊掛石墨輥套樣品5，鉬絲吊掛樣品的目的，是為保證樣品六個面能受到等效的加熱和氧化，確保試驗數據的準確性。
[0056]3,輸氣管道及計量裝置。
[0057]這是將氧化介質提供裝置提供的氧化介質定量輸送到加熱爐21內的裝置，置於氧化介質提供裝置與加熱爐裝置之間，其包含:
[0058]流量調節裝置31，是一種調節及指示氣體流量的調節裝置，實現將氧化介質穩定輸送到加熱爐內，並計量的目的，其輸入端連接所述含氧器12的輸出管道13，輸入氧化介質提供裝置提供的氧化介質，對其進行流量調節及定量指示；
[0059]第一輸氣管道32，置於流量調節裝置31與加熱爐21之間，其一端與流量調節裝置31的輸出端連通；
[0060]第二輸氣管道33，是石英管，置於加熱爐21內，其一端伸出加熱爐21外與第一輸氣管道32的另一端連接，其另一端通向加熱爐21的爐體。
[0061]4，稱量裝置
[0062]用於對石墨輥套樣品5在氧化前後的質量變化進行計量，為了評價需要，一般可選用千分之一克的精度，該裝置為現有產品，未圖示。
[0063]實驗時，對石墨輥套樣品進行原始稱量記錄後，放入加熱爐內的鉬絲上，按照標準測試程序進行不同氧化介質環境中的高溫抗氧化實驗。
[0064]氧化結束後，再次對石墨輥套樣品進行稱量記錄，記錄樣品的失重率即為該樣品的抗氧化性能。
[0065]下面介紹實驗的實施例:
[0066]某石墨輥套樣品抗氧化試驗結果
[0067]

【權利要求】
1.一種檢測石墨輥套在不同氣氛中抗高溫氧化性的裝置，其特徵在於包含: 氧化介質提供裝置，是提供氧化介質的裝置，該氧化介質作為檢測時的氧化環境，其包含: 氮氣瓶(11)，內裝氮氣，其出口設有輸氮管(111)； 含氧器(12)，是提供含氧介質的設備，其輸入口與所述輸氮管(111)連通，輸出口設有輸出管道(13),輸出氮氣與含氧介質合成後生成的氧化介質； 加熱爐裝置，是對石墨輥套樣品在不同氧化性氣氛中進行加熱的裝置，其包含: 加熱爐(21)； 鉬絲(22)，吊置在加熱爐(21)的爐體內，石墨輥套樣品(5)吊掛在該鉬絲(22)上； 輸氣管道及計量裝置，是將氧化介質定量輸送到加熱爐(21)內的裝置，置於氧化介質提供裝置與加熱爐裝置之間，其包含: 流量調節裝置(31 )，是一種調節及指示氣體流量的調節裝置，其輸入端連接所述輸出管道(13)，輸入氧化介質，對其進行流量調節及定量指示； 第一輸氣管道(32 )，置於流量調節裝置(31)與加熱爐(21)之間，其一端與流量調節裝置(31)的輸出端連通； 第二輸氣管道(33)，是石英管，置於加熱爐(21)內，其一端伸出加熱爐(21)外與第一輸氣管道(32)的另一端連接，其另一端通向加熱爐(21)的爐體； 稱量裝置，是對石墨輥套樣品(5 )在氧化前後的質量進行計量的裝置。
2.如權利要求1所述的檢測石墨輥套在不同氣氛中抗高溫氧化性的裝置，其特徵在於: 所述含氧器(12)包含: 鼓風機(121)，設有輸風管(1211)； 比例調節閥(122)，其有兩個入口與一個輸出口，其一個入口與所述輸風管(1211)連通，輸入的含氧介質為空氣，其另一個入口為含氧器(12)的輸入口，與所述輸氮管(111)連通，輸入氮氣，在比例調節閥(122)內氮氣與空氣合成，生成具有殘氧含量氧化介質，比例調節閥(122)的輸出口設有輸出管道(13)，輸出具有殘氧含量氧化介質，所述殘氧含量由比例調節閥(122)調節。
3.如權利要求1所述的檢測石墨輥套在不同氣氛中抗高溫氧化性的裝置，其特徵在於: 所述含氧器(12)包含: 盛水容器(123 )，內盛水(124)，其設有頂蓋(1231)封閉，提供的含氧介質為水； 輸送管(125)，通過所述頂蓋(1231)連通容器內外，其一端連通輸氮管(111)，另一端伸向盛水容器(123)內的下部； 輸出管道(13)，通過所述頂蓋(1231)連通容器內外，其一端通向容器內水液面之上，另一端輸出盛水容器(123)內氮氣和水合成後生成的具有水分含量氧化介質，所述水分含量由盛水容器中水液面(1241)的高低來調節。
4.如權利要求1所述的檢測石墨輥套在不同氣氛中抗高溫氧化性的裝置，其特徵在於: 所述第一輸氣管道(32)是軟管。
5.如權利要求1所述的檢測石墨輥套在不同氣氛中抗高溫氧化性的裝置，其特徵在於: 所述稱量裝置採用千分之一克精度的裝置。
6.如權利要求1所述的檢測石墨輥套在不同氣氛中抗高溫氧化性的裝置，其特徵在於: 所述加熱爐(21)採用升溫速度可調的電加熱爐，其最高加熱溫度為1400°C。
【文檔編號】G01N5/00GK104181067SQ201310193659
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年5月22日 優先權日:2013年5月22日
【發明者】姜華, 劉永豐, 王峰 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司