一種炭素材料與CO₂反應性的測量裝置的製作方法

2023-09-21 07:33:45 3

專利名稱：一種炭素材料與CO2反應性的測量裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及材料與氣體反應性測量裝置，特別是一種炭素材料與CO2反應性的測
量裝置。
背景技術：
在電解鋁行業中，使用到炭陽極為原料或耗材，電極的殘極率、脫落度、反應損失 比的大小影響電解過程的質量及效率，所以殘極率、脫落度、反應損失比是電解過程重要的物理量。炭電極生產企業檢測其產品與CO2的反應性參數用於改善生產工藝、質量控制或改變電解參數。中國鋁用炭塊CO2反應性測定的標準是YST63. 12-2006鋁用炭素材料檢測方法第12部分預焙陽極CO2反應性測定質量損失法，用重複性和再現性表示檢測結果的精度。以此標準為依據的設備生產廠商主要有瑞士 R&D Carbon公司，其加熱爐均採用傳統的陶瓷纖維內嵌加熱絲的結構，在加熱絲與試驗樣件之間用耐熱鋼做成的爐膛內膽，這種方法存在加熱慢、加熱不均勻的缺點；且爐絲與金屬內膽、容易短路和爐絲易受腐蝕，爐絲腐蝕或斷裂後需要更換整個爐芯；此外，現有技術爐蓋的提升採用剎車電機，存在爐蓋下滑、爐蓋與爐體之間密封不好的缺點，對試驗精度及重複性以及操作的便捷性產生影響。
發明內容本發明的目的是提供一種提高測試精度及操作方便的裝置，以解決上述技術的不足，本發明能提高測量精度，結構簡單，成本低，能更好的為生產服務。本發明是一種炭素材料與CO2反應性的測量裝置，其特徵是包括電控箱部分、爐蓋部分、設備本體部分組成，設備本體部分內裝有加熱爐部分、提升部分，爐蓋部分位於加熱爐部分頂部。爐蓋部分包括以下零件爐蓋、爐蓋殼、壓板、爐蓋固定板、小導柱、爐蓋外殼固定板、壓縮彈簧、熱電偶、掛鈎，壓板與爐蓋固定板用螺釘連接將爐蓋壓在兩者中間，小導柱從爐蓋固定板上的孔穿過與爐蓋外殼固定板用螺釘連接，在小導柱上裝有壓縮彈簧，爐蓋固定板與爐蓋殼用螺釘固定，熱電偶和掛鈎固定在爐蓋殼上。加熱爐部分包括以下零件一體式陶瓷加熱裝置、爐芯保溫層、石英進氣管、預熱管，一體式陶瓷加熱裝置裝在爐芯保溫層內，預熱管位於爐膛底部，石英進氣管從一體式陶瓷加熱裝置、爐芯保溫層的底部伸入到爐膛內的預熱管中。提升部分包括以下零件直線導軌、導軌固定板、滑板、支撐杆、頂板、氣缸、託板，直線導軌固定在導軌固定板上，滑板用螺釘固定在導軌滑塊上，支撐杆和頂板固定在滑板上，氣缸與氣缸支架連接後固定在導軌固定板上，氣缸的頂杆穿過頂板上的孔後用螺母將氣缸與滑板的連接，在支撐杆的頂端連接託板，託板與爐蓋部分的爐蓋外殼固定板用螺紋連接。一體式加熱裝置包括加熱絲和陶瓷內膽，所述的陶瓷內膽為筒形件，在內膽外表面上具有螺旋環槽，加熱絲環繞在所述的螺旋環槽中。本發明中的加熱爐採用我公司的一體式陶瓷加熱裝置，具有加熱快、加熱均勻的優點；還具有整體式結構、安裝更換方便；爐絲不易受到腐蝕，爐絲與內膽不易短路和爐絲不易受腐蝕等優點。爐蓋的提升採用氣缸驅動，運行平穩、運行速度可自由調節，機構簡單可靠，爐蓋內加彈簧使爐蓋與爐體密封嚴實，防止空氣進入對試驗造成影響，設備外殼材料採用優質條紋不鏽鋼製成，美觀大方、經濟適用。綜上所述，本發明能提高測量精度，結構簡單，成本低，操作便捷。

圖I為設備效果圖。圖2為加熱爐部分機構圖。圖3為圖2中的爐蓋部分機構放大圖。圖4為提升部分機構圖。圖5為一體式陶瓷加熱裝置圖。·圖號名稱對照表I為電控箱,2為爐蓋部分,3為設備主體,4為陶瓷纖維爐蓋,5為熱電偶,6為掛鈎，7為試樣,8為料盤,9為一體式陶瓷加熱裝置，10為預熱器11為進氣管，12為爐芯保溫層，13為爐蓋外殼，14為爐蓋外殼固定板，15為調節螺母，16為爐蓋固定板，17為壓縮彈簧，18為小導柱,19為壓板,20為導軌固定板,21為直線導軌,22為託板,23為支撐杆,24為頂板，25為滑板，26為鎖緊螺母，27為氣缸，28為氣缸支架。
具體實施方式
本裝置(圖I)主要由電控箱部分I、爐蓋部分2、設備本體部分3組成，設備本體部分3內裝有加熱爐部分、提升部分，爐蓋部分2位於加熱爐部分頂部。加熱爐部分(圖2)包括以下零件一體式陶瓷加熱裝置9、爐芯保溫層12、石英進氣管11、預熱管10，一體式陶瓷加熱裝置9裝在爐芯保溫層12內，預熱管10位於爐膛底部，石英進氣管11從一體式陶瓷加熱裝置9、爐芯保溫層12的底部伸入到爐膛內的預熱管10中。一體式陶瓷加熱裝置9下方的兩根引線與電源連接構成迴路可達到加熱的效果，掛鈎6從爐蓋4穿過伸入爐膛內，料盤8掛與掛鈎6上，試樣7放在料盤8上，將熱電偶5從爐蓋4上伸進爐膛試樣上方IOmm處，二氧化碳氣體通過石英進氣管11進入預熱管10經預熱後進入爐膛與試樣進行化學反應。爐蓋部分2 (圖3)包括以下零件爐蓋4、爐蓋殼13、壓板19、爐蓋固定板16、小導柱18、爐蓋外殼固定板14、壓縮彈簧17、熱電偶5、掛鈎6，壓板19與爐蓋固定板16用螺釘連接將爐蓋4壓在兩者中間，小導柱18從爐蓋固定板16上的孔穿過與爐蓋外殼固定板14用螺釘連接，在小導柱18上裝有壓縮彈簧17，給爐蓋4施加向上的壓力時，彈簧壓縮，爐蓋固定板16與爐蓋殼13用螺釘固定，熱電偶5和掛鈎6固定在爐蓋殼上。提升部分(圖4)位於設備箱體內部後側，在爐蓋部分2的下方，包括以下零件直線導軌21、導軌固定板20、滑板25、支撐杆23、頂板24、氣缸27、託板22，直線導軌21固定在導軌固定板20上，滑板25用螺釘固定在導軌滑塊上，支撐杆23和頂板24固定在滑板25上，氣缸27與氣缸支架28連接後固定在導軌固定板20上，氣缸27的頂杆穿過頂板24上的孔後用螺母26固定實現氣缸與滑板的連接，在支撐杆23的頂端連接託板22，氣缸27頂出與縮回可帶動託板22的上下運動，託板22與爐蓋部分的爐蓋外殼固定板14用螺紋連接。一體式加熱裝置(圖5)包括加熱絲30和陶瓷內膽29，所述的陶瓷內膽29為筒形件，在內膽29外表面上具有螺旋環槽，加熱絲30環繞在所述的螺旋環槽中。本裝置使用方法給設備通電加熱，當加熱爐升溫到960°C，設備提示放樣，點擊氣缸「上行」按鈕，提升機構上行，升至頂端後將試樣放到料盤內，放好試樣後點擊氣缸「下行」按鈕，爐蓋自動下降關閉，放入試樣的同時，儀器自動啟動進氣電磁閥，手動調節流量計使CO2氣體流量穩定在200L/h，同時，確保壓力表為O. 2MPa，爐溫控制系統控制爐溫在9600C ±1°C，恆溫7小時後，自動停止加熱，自然降溫約2小時，自動關閉進氣系統。打開爐蓋取出掛盤，放至乾燥器，待冷卻至室溫時進行稱量計算。本裝置的優點是1.加熱爐部分採用了一體式加熱裝置，該裝置爐絲30與內膽29腔體之間距離小，可僅為5_，顯著提高了熱量輻射效率，熱量通過陶瓷輻射產生熱量，使爐膛內溫度更加均勻，解決了現有技術產品存在的加熱慢、加熱不均勻的問題；本產品發熱器件與爐膛為一體式，方便安裝、拆卸；爐絲30與內膽29腔體之間由陶瓷隔開，防止爐絲受到腐蝕、爐絲與金屬內膽短路和爐絲易受腐蝕等缺點，經濟耐用。2.爐蓋(圖3)部分在爐蓋殼固定板與爐蓋固定板之間裝有壓縮彈簧，當爐蓋部分下降後，爐蓋4的端面與爐芯保溫層12的端面在彈簧作用力下壓緊，起到密封的作用，因為是彈性連接具有自適應性，降低了對爐芯保溫層上端面和爐蓋下端面的平行性的要求。3.提升機構採用氣缸方式，可通過對氣壓和節流閥調節上行下降的速度。4.外觀部分外殼部分採用優質條紋不鏽鋼加工製成，整體布局合理、美觀。
權利要求1.一種炭素材料與CO2反應性的測量裝置，其特徵是包括電控箱部分(I)、爐蓋部分(2)、設備本體部分(3)組成,設備本體部分(3)內裝有加熱爐部分、提升部分,爐蓋部分位於加熱爐部分頂部。
2.根據權利要求I所述的測量裝置，其特徵是加熱爐部分包括以下零件一體式陶瓷加熱裝置(9)、爐芯保溫層(12)、石英進氣管(11)、預熱管(10)，一體式陶瓷加熱裝置裝在爐芯保溫層內，預熱管位於爐膛底部，石英進氣管從一體式陶瓷加熱裝置、爐芯保溫層的底部伸入到爐膛內的預熱管中。
3.根據權利要求I所述的測量裝置，其特徵是爐蓋部分(2)包括以下零件爐蓋(4)、爐蓋殼(13)、壓板(19)、爐蓋固定板(16)、小導柱(18)、爐蓋外殼固定板(14)、壓縮彈簧(17)、熱電偶(5)、掛鈎(6)，壓板與爐蓋固定板用螺釘連接將爐蓋壓在兩者中間，小導柱從爐蓋固定板上的孔穿過與爐蓋外殼固定板用螺釘連接，在小導柱上裝有壓縮彈簧，爐蓋固定板與爐蓋殼用螺釘固定，熱電偶和掛鈎固定在爐蓋殼上。
4.根據權利要求I所述的測量裝置，其特徵是提升部分包括以下零件直線導軌(21)、導軌固定板(20)、滑板(25)、支撐杆(23)、頂板(24)、氣缸(27)、託板(22)，直線導軌固定在導軌固定板上，滑板用螺釘固定在導軌滑塊上，支撐杆和頂板固定在滑板上，氣缸與氣缸支架連接後固定在導軌固定板上，氣缸的頂杆穿過頂板上的孔後用螺母將氣缸與滑板的連接，在支撐杆的頂端連接託板，託板(22)與爐蓋部分的爐蓋外殼固定板(14)用螺紋連接。
5.根據權利要求2所述的測量裝置，其特徵是一體式陶瓷加熱裝置包括加熱絲(30)和陶瓷內膽(29)，所述的陶瓷內膽為筒形件，在內膽外表面上具有螺旋環槽，加熱絲環繞在所述的螺旋環槽中。
專利摘要一種炭素材料與CO2反應性的測量裝置，其特徵是包括電控箱部分(1)、爐蓋部分(2)、設備本體部分(3)組成，設備本體部分(3)內裝有加熱爐部分、提升部分，爐蓋部分位於加熱爐部分頂部。加熱爐部分包括以下零件一體式陶瓷加熱裝置(9)、爐芯保溫層(12)、石英進氣管(11)、預熱管(10)，一體式陶瓷加熱裝置裝在爐芯保溫層內，預熱管位於爐膛底部，石英進氣管從一體式陶瓷加熱裝置、爐芯保溫層的底部伸入到爐膛內的預熱管中。提升部分包括以下零件直線導軌(21)、導軌固定板(20)、滑板(25)、支撐杆(23)、頂板(24)、氣缸(27)、託板(22)。本實用新型能提高測量精度，結構簡單，成本低，操作便捷。
文檔編號G01N5/04GK202770726SQ20122022868
公開日2013年3月6日 申請日期2012年5月21日 優先權日2012年5月21日
發明者辛瑞峰, 孫璞, 馮紹傑, 陳洪, 韓超光, 於明超, 曹功武 申請人:北京英斯派克科技有限公司