專利名稱：高效提取鋼中夾雜物的電解裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于冶金工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高效提取鋼中夾雜物的電解裝置。
背景技術(shù)：
鋼的質(zhì)量在一定程度上取決于鋼中非金屬夾雜物的類型、形態(tài)、尺寸及分布，非金屬夾雜物含量已經(jīng)是評定鋼材等級的一個(gè)重要指標(biāo)，因此在煉鋼、精煉等過程最大限度去除非金屬夾雜物之后，及時(shí)檢測分析夾雜物去除程度是否符合用戶需求以及技術(shù)規(guī)格，對之后煉鋼工藝中夾雜物的去除具有重要指導(dǎo)意義。目前，分離檢測鋼種非金屬夾雜物的方法主要有大樣電解和無水電解。其中，專利《金屬材料中夾雜物粒徑原位分析》與專利《鋼中非金屬夾雜物定量分析方法》都借助了金相分析這一手段，金相分析只能通過觀測金屬表面夾雜物二維形態(tài)來推斷其三維形態(tài)，不能直觀的觀測到夾雜物的立體形態(tài)，存在很大誤差；專利《電解法提取鋼中超細(xì)夾雜物的方法》、專利《一種電解液及其電解提取鋼中非金屬夾雜物的方法》和專利《一種采用中性鹽電解液電解提取鋼中細(xì)小夾雜物的方法》均是通過調(diào)節(jié)電解液成分提高提取鋼中夾雜物的準(zhǔn)確率，但都存在提取效率低的問題，很難為實(shí)際生產(chǎn)起指導(dǎo)作用 ’專利《一種原位定量檢測大型鋼樣夾雜物的方法》通過多次電解鋼樣，對鋼樣進(jìn)行夾雜物的原位分析，其也存在提取效率低的問題；專利《一種鋼中夾雜物在線分析裝置及方法》通過對鋼水的處理獲得鋼中夾雜物的信息，其忽略了鋼水冷卻過程中夾雜物的變化，所以其獲得的結(jié)果也是不準(zhǔn)確的。在分離檢測鋼種非金屬夾雜物的過程中也用到了許多反應(yīng)裝置。其中，有代表性的裝置是專利《一種大樣電解設(shè)備》。它的特征在于在待測鋼樣周圍布置自動(dòng)攪拌裝置，其能夠在一定程度上解決試樣表面結(jié)瘤問題，但是其為大樣電解方法，試樣電解周期10 30天，電解效率較低。還有一些裝置其主要組成都類似，但是對提高電解速度所提供的方案不能達(dá)到要求，即缺少提高速度的實(shí)質(zhì)性的裝置。上述電解裝置都存在一個(gè)共同的缺點(diǎn)，就是電解時(shí)間過長，不能滿足生產(chǎn)需求。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提出一種高效提取鋼中夾雜物的電解裝置，以達(dá)到提高電解速率、指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)和凸顯經(jīng)濟(jì)效益的目的。一種高效提取鋼中夾雜物的電解裝置，包括電源、電解槽、密封蓋和溫度計(jì)，還包括陰極、至少兩個(gè)陽極、至少兩個(gè)陽極旋轉(zhuǎn)裝置、中心旋轉(zhuǎn)器、絕緣支架和陽極連接架，其中，所述的陰極穿過密封蓋放置于電解槽底部，并且其上端通過導(dǎo)線連接電源的負(fù)極；所述的陽極通過陽極旋轉(zhuǎn)裝置的導(dǎo)電夾固定于陽極旋轉(zhuǎn)裝置的下端，所述的陽極旋轉(zhuǎn)裝置的上端穿過密封蓋并通過陽極連接架固定于絕緣支架，陽極旋轉(zhuǎn)裝置的下端設(shè)置于電解槽內(nèi)；所述的陽極連接架通過導(dǎo)線連接電 源的正極；所述的中心旋轉(zhuǎn)器穿過密封蓋并且其上端固定于絕緣支架，其下端設(shè)置于電解槽內(nèi)；并且陽極旋轉(zhuǎn)裝置均勻圍繞于中心旋轉(zhuǎn)器周圍。所述的溫度計(jì)穿過密封蓋并其上端連接絕緣支架，其下端設(shè)置于電解槽內(nèi)。所述的陽極旋轉(zhuǎn)裝置包括電機(jī)和導(dǎo)電夾，電機(jī)通過導(dǎo)線的一端固定連接陽極連接架，導(dǎo)線的另一端繞過電機(jī)連接電機(jī)的電刷，電機(jī)的輸出軸連接導(dǎo)電夾，所述的導(dǎo)電夾連接陽極。所述的中心旋轉(zhuǎn)器包括電機(jī)和旋轉(zhuǎn)葉，電機(jī)通過導(dǎo)線固定連接絕緣支架，電機(jī)的輸出軸連接旋轉(zhuǎn)葉。所述的陽極旋轉(zhuǎn)方向相同，且與中心旋轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)方向相同或相反；所述的陽極旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速在5 10秒/轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，中心旋轉(zhuǎn)器的轉(zhuǎn)速在3 8秒/轉(zhuǎn)范圍內(nèi)。所述的陰極為導(dǎo)電金屬導(dǎo)氣管，其上半部分為帶有進(jìn)氣口的直導(dǎo)氣管，下半部分為彎曲并帶若干排氣孔的導(dǎo)氣管，陰極內(nèi)導(dǎo)通氬氣。本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型一種高效提取鋼中夾雜物的電解裝置，通過增加陽極試樣數(shù)量并采用試樣并聯(lián)方式增加電解過程反應(yīng)面積，同時(shí)通過試樣旋轉(zhuǎn)不斷更新反應(yīng)界面來實(shí)現(xiàn)加快電解目的；保證陽極與中心攪拌器之間的旋轉(zhuǎn)方向相同或相反，并控制陽極轉(zhuǎn)速和控制中心攪拌器轉(zhuǎn)速使已電解部分鋼樣中的夾雜物快速脫離鋼樣并加快熔池傳質(zhì)，避免試樣表面結(jié)瘤。提高電解效率；陰極采用內(nèi)有氣孔的導(dǎo)電金屬導(dǎo)氣管，通入氬氣并經(jīng)排氣孔中進(jìn)入電解液中，即增加熔池?cái)嚢栊Ч欣陔娊膺^程中得到的夾雜物與鋼樣基體分離，同時(shí)惰性氣體通入電解液內(nèi)保證電解液內(nèi)處于無氧狀態(tài)，防止陽極被空氣中的氧氣氧化。

圖1為本實(shí)用新型 一種實(shí)施例的裝置結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型一種實(shí)施例的陽極旋轉(zhuǎn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型一種實(shí)施例的中心旋轉(zhuǎn)器結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型一種實(shí)施例的陰極結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型一種實(shí)施例做進(jìn)一步說明。如圖1所示，一種高效提取鋼中夾雜物的電解裝置，包括3 8V電源1、電解槽2、密封蓋3和溫度計(jì)4，還包括陰極5、至少兩個(gè)陽極6 (待測鋼樣)、至少兩個(gè)陽極旋轉(zhuǎn)裝置7、中心旋轉(zhuǎn)器8、絕緣支架9和陽極連接架10，其中，所述的陰極5穿過密封蓋3放置于電解槽2底部，并且其上端通過導(dǎo)線連接電源I的負(fù)極；所述的陽極6通過陽極旋轉(zhuǎn)裝置7的導(dǎo)電夾703固定于陽極旋轉(zhuǎn)裝置7的下端，所述的陽極旋轉(zhuǎn)裝置7的上端穿過密封蓋3并通過陽極連接架10固定于絕緣支架9，陽極旋轉(zhuǎn)裝置7的下端設(shè)置于電解槽2內(nèi)；所述的陽極連接架10通過導(dǎo)線連接電源I的正極；所述的中心旋轉(zhuǎn)器8穿過密封蓋3并且其上端固定于絕緣支架9，其下端設(shè)置于電解槽2內(nèi)；所述的溫度計(jì)4穿過密封蓋3并其上端連接絕緣支架9，其下端設(shè)置于電解槽2內(nèi)。所述的陽極6、陽極旋轉(zhuǎn)裝置7各為兩個(gè)以上并均勻圍繞于中心旋轉(zhuǎn)器8周圍；各陽極6的旋轉(zhuǎn)方向相同，且與中心旋轉(zhuǎn)器8旋轉(zhuǎn)方向相同或相反；所述的陽極旋轉(zhuǎn)裝置7的轉(zhuǎn)速在5 10秒/轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，中心旋轉(zhuǎn)器8的轉(zhuǎn)速在3 8秒/轉(zhuǎn)范圍內(nèi)。如圖2所示，所述的陽極旋轉(zhuǎn)裝置包括電機(jī)702和導(dǎo)電夾703，所述的導(dǎo)線701帶有絕緣包皮，電機(jī)702外部絕緣，其中，電機(jī)702通過導(dǎo)線701的一端固定連接陽極連接架10，導(dǎo)線701的另一端繞過電機(jī)702連接電機(jī)702的電刷，電機(jī)702的輸出軸連接導(dǎo)電夾703，所述的導(dǎo)電夾703連接陽極6。如圖3所示，所述的中心旋轉(zhuǎn)器8包括電機(jī)802和旋轉(zhuǎn)葉803，所述的導(dǎo)線801帶有絕緣包皮，電機(jī)802外部絕緣，其中，電機(jī)802通過導(dǎo)線801固定連接絕緣支架9，電機(jī)802的輸出軸連接旋轉(zhuǎn)葉803。如圖4所示，所述的陰極5為導(dǎo)電金屬導(dǎo)氣管，本實(shí)用新型實(shí)施例中為不銹鋼導(dǎo)氣管，其上半部分為帶有進(jìn)氣口 501的直導(dǎo)氣管，下半部分為彎曲并帶若干排氣孔502的導(dǎo)氣管，陰極內(nèi)導(dǎo)通氬氣。例一:本實(shí)施例通過控制陽極數(shù)量設(shè)置了三組對比試驗(yàn)。試驗(yàn)中控制三組實(shí)驗(yàn)的電源電壓為5V，采用鋼樣均不轉(zhuǎn)動(dòng)，中心攪拌為4s/轉(zhuǎn)，溫度控制在0°C左右，電解時(shí)間為12小時(shí)。三組實(shí)驗(yàn)的唯一變量為陽極個(gè)數(shù)。陽極個(gè)數(shù)分別為I個(gè)、2個(gè)、3個(gè)并分別編號為1、2、3。以下為實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
權(quán)利要求1.一種高效提取鋼中夾雜物的電解裝置，包括電源(I)、電解槽(2 )、密封蓋(3 )和溫度計(jì)(4)，其特征在于:還包括陰極(5)、至少兩個(gè)陽極(6)、至少兩個(gè)陽極旋轉(zhuǎn)裝置(7)、中心旋轉(zhuǎn)器(8)、絕緣支架(9)和陽極連接架(10)，其中，所述的陰極(5)穿過密封蓋(3)放置于電解槽(2)底部，并且其上端通過導(dǎo)線連接電源(I)的負(fù)極；所述的陽極(6)通過陽極旋轉(zhuǎn)裝置(7)的導(dǎo)電夾(703)固定于陽極旋轉(zhuǎn)裝置(7)的下端，所述的陽極旋轉(zhuǎn)裝置(7)的上端穿過密封蓋(3)并通過陽極連接架(10)固定于絕緣支架(9)上，陽極旋轉(zhuǎn)裝置(7)的下端設(shè)置于電解槽(2)內(nèi)；所述的陽極連接架(10)通過導(dǎo)線連接電源(I)的正極；所述的中心旋轉(zhuǎn)器(8)穿過密封蓋(3)并且其上端固定于絕緣支架(9)，其下端設(shè)置于電解槽(2)內(nèi)；并且陽極旋轉(zhuǎn)裝置(7 )均勻圍繞于中心旋轉(zhuǎn)器(8 )周圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效提取鋼中夾雜物的電解裝置，其特征在于:所述的溫度計(jì)(4 )穿過密封蓋(3 )并其上端連接絕緣支架(9 )，其下端設(shè)置于電解槽(2 )內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效提取鋼中夾雜物的電解裝置，其特征在于:所述的陽極旋轉(zhuǎn)裝置包括電機(jī)(702)和導(dǎo)電夾(703)，電機(jī)(702)通過導(dǎo)線的一端固定連接陽極連接架(10)，導(dǎo)線的另一端繞過電機(jī)(702)連接電機(jī)(702)的電刷，電機(jī)(702)的輸出軸連接導(dǎo)電夾(703)，所述的導(dǎo)電夾(703)連接陽極(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效提取鋼中夾雜物的電解裝置，其特征在于:所述的中心旋轉(zhuǎn)器(8)包括電機(jī)(802)和旋轉(zhuǎn)葉(803)，電機(jī)(802)通過導(dǎo)線固定連接絕緣支架(9)，電機(jī)(802)的輸出軸連接旋轉(zhuǎn)葉(803)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效提取鋼中夾雜物的電解裝置，其特征在于:所述的陽極(6)旋轉(zhuǎn)方向相同，且與中心旋轉(zhuǎn)器(8)旋轉(zhuǎn)方向相同或相反；所述的陽極旋轉(zhuǎn)裝置(7)的轉(zhuǎn)速在5 10秒/轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，中心旋轉(zhuǎn)器(8)的轉(zhuǎn)速在3 8秒/轉(zhuǎn)范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的高效提取鋼中夾雜物的電解裝置，其特征在于:所述的陰極(5)為導(dǎo)電金屬導(dǎo)氣管，其上半部分為帶有進(jìn)氣(501)的直導(dǎo)氣管，下半部分為彎曲并帶若干排氣孔(502)的導(dǎo)氣管，陰極內(nèi)導(dǎo)通氬氣。
專利摘要本實(shí)用新型一種高效提取鋼中夾雜物的電解裝置，屬于冶金工程技術(shù)領(lǐng)域，該裝置包括電源、電解槽、密封蓋和溫度計(jì)，還包括陰極、至少兩個(gè)陽極、至少兩個(gè)陽極旋轉(zhuǎn)裝置、中心旋轉(zhuǎn)器、絕緣支架和陽極連接架，通過增加陽極試樣數(shù)量并采用試樣并聯(lián)方式增加電解反應(yīng)面積，同時(shí)通過試樣旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)加快電解；保證陽極與中心攪拌器之間的旋轉(zhuǎn)方向相同或相反，并控制陽極轉(zhuǎn)速和控制中心攪拌器轉(zhuǎn)速使已電解部分鋼樣中的夾雜物快速脫離鋼樣并加快熔池傳質(zhì)，避免試樣表面結(jié)瘤；提高電解效率；陰極采用內(nèi)有氣孔的導(dǎo)電金屬導(dǎo)氣管，通入氬氣并經(jīng)排氣孔中進(jìn)入電解液中，增加攪拌效果，同時(shí)惰性氣體保證電解液內(nèi)處于無氧狀態(tài)，防止陽極被空氣中的氧氣氧化。
文檔編號C25C7/00GK203080088SQ201320039828
公開日2013年7月24日 申請日期2013年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月24日
發(fā)明者戰(zhàn)東平, 馬江華, 范坤, 姜周華, 張慧書, 高翔, 黃文信, 鮑宏濤, 趙鑫淼 申請人:東北大學(xué)