專利名稱：鋼渣膨脹檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及冶金過程中的廢渣利用技術(shù)，更具體地說，涉及一種 鋼渣膨脹檢測裝置，該檢測裝置能夠準(zhǔn)確測量鋼渣的體積膨脹率。
背景技術(shù)：
鋼渣是在冶金過程中由于石灰、螢石等造渣材料的加入、爐襯的侵蝕 以及鐵水中硅、鐵等物質(zhì)氧化而形成的復(fù)合固溶體，鋼渣數(shù)量一般約為鋼產(chǎn)量的15%~20%。鋼渣的產(chǎn)生工藝主要有冷棄法、淺盤法、熱潑法、 水淬法、悶罐法、風(fēng)淬法、滾簡法和粒化法等。鋼渣基本呈黑灰色，外觀 像結(jié)塊的水泥熟料，其中夾帶一些鐵粒，硬度大，密度為1700~ 2000kg/m3。鋼渣的化學(xué)成分隨煉鋼方式、原料、鋼種及堆放時間長短不 同而不同。雖然鋼渣的顆粒級配、磨耗率、壓碎值、化學(xué)成分等理化指標(biāo) 與天然碎石和砂相似，但由于鋼渣的不安定性容易引發(fā)粉化膨脹，使其在 建材、水利、道路、地基回填和軟土地基加固等工程中的應(yīng)用大大受限。 研究表明，引發(fā)鋼渣粉化膨脹的原因大致可歸結(jié)為以下四點(l)數(shù)量多、 分布范圍廣、水合反應(yīng)極緩慢且有反復(fù)的彌散狀f-CaO是影響鋼渣長期不 穩(wěn)定的關(guān)鍵因素，也是制約其推廣應(yīng)用的主要障礙。鋼渣中的f-CaO形成 溫度在170(TC左右，其結(jié)構(gòu)致密、結(jié)晶顆粒粗大、晶格畸變程度較大、存 在形態(tài)多種多樣、水化速度極慢，在制品硬化后還會與水發(fā)生緩慢的反應(yīng)， 致使膨脹穩(wěn)定期延長，鋼渣中的f-CaO遇水生成氫氧化鈣Ca (0H)2體積增 大達(dá)1 ~ 2倍；(2 )鋼渣中的f-MgO遇水后生成Mg(OH)2，體積增長75% ~ 80%,引起鋼渣的脹裂；(3)鋼渣中的硅酸二鈣在500 845'C溫度區(qū)間 內(nèi)，由ot及p型向Y型晶體轉(zhuǎn)變，體積增大10%~20%,致使鋼渣碎裂； (4)當(dāng)鋼渣內(nèi)含硫量〉3o/o時，鋼渣中的FeS和MnS與水生成Fe(OH)2和 Mn(OH)2，休積將分別增大35%~40%及25%~30%。因此需要檢測鋼 渣的體積膨脹率，從而減少鋼渣因膨脹而帶來的影響和危害。
目前，國內(nèi)專門對于鋼渣膨脹的檢測仍是空白，現(xiàn)有的水泥試餅法、 常壓高壓蒸煮烘干法、鋼渣年齡粗估法以及電阻應(yīng)變片法等，均為從相關(guān) 行業(yè)借鑒或照搬而來，不是的專門的測試方法或裝置，因此往往存在操作 復(fù)雜、測量不夠準(zhǔn)確、結(jié)果重現(xiàn)性差、計算比較復(fù)雜以及鋼渣適應(yīng)性較差 等缺點。實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述測量不夠準(zhǔn)確、計算復(fù)雜以及渣樣適應(yīng)性 差的缺點，本實用新型的目的是提供一種鋼渣膨脹檢測裝置，該檢測裝置 結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，測量結(jié)果準(zhǔn)確。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案 該鋼渣膨脹檢測裝置包括簡體、上透水板、下透水板、活動螺桿和百分表，筒體兩端開口，內(nèi)部為空腔結(jié)構(gòu)；上透水板和下透水板分別設(shè)置在 簡體的上、下兩端；活動螺桿設(shè)置在上透水板上，活動螺桿下端與上透水 板連接；百分表設(shè)置在簡體上，百分表的底端與活動螺桿的螺帽相接觸。所述的上透水板和下透水板上均開有均勻的透水孔。所述的上透水板上端設(shè)有荷載板，荷載板為鏤空的半圓形或圓形結(jié)構(gòu)， 數(shù)個荷載板疊置在上透水板上。所述的上透水板上端還設(shè)有固定桿，固定桿一端與上透水板連接固定， 另一端穿過荷載板與活動螺桿下端連接固定。所述的下透水板的兩側(cè)設(shè)有螺栓，下透水板通過螺栓與簡體下端兩側(cè) 連接固定。所述的下透水板與筒體下端之間還設(shè)有濾紙層，濾紙層覆蓋下透水板 的所有透水孔。所述的簡體上還設(shè)有夾持支架，夾持支架一端與筒體連接固定，另一 端與百分表連接固定。所述的百分表的最小刻度為0.01mm。在上述技術(shù)方案中，本實用新型的鋼渣膨脹檢測裝置包括簡體、上透 水板、下透水板、活動螺桿和百分表，簡體兩端開口，內(nèi)部為空腔結(jié)構(gòu)；
上透水板和下透水板分別設(shè)置在簡體的上、下兩端；活動螺桿設(shè)置在上透 水板上，活動螺桿下端與上透水板連接；百分表設(shè)置在簡體上，百分表的 底端與活動螺桿的螺帽相接觸。該檢測裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、通過百 分表測量鋼渣因膨脹而移動的位移來計算出膨脹率，測量計算簡單準(zhǔn)確， 精度髙，并且鋼渣渣樣的適應(yīng)性較好，能夠?qū)︿撛陌捕ㄐ赃M(jìn)行定量分析， 而且能夠為鋼渣的工程應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)；另外，還能夠用于鋼渣膨脹機 理、膨脹條件模擬和控制等方面的研究。


圖l是本實用新型的鋼渣膨脹檢測裝置的結(jié)構(gòu)及工作狀態(tài)示意圖；圖2是不同粒度的滾簡鋼渣的檢測結(jié)果的折線示意圖；圖3是同一滾簡鋼渣在不同荷載下的檢測結(jié)果的折線示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例進(jìn)一步說明本實用新型的技術(shù)方案。 請參閱圖l所示，本實用新型的鋼渣膨脹檢測裝置IO包括簡體11、 上透水板12、下透水板13、活動螺桿14和百分表15，筒體11兩端開口 ， 內(nèi)部為空腔結(jié)構(gòu)，簡體ll內(nèi)壁還設(shè)有刻度，最小刻度值為lmm;上透水 板12和下透水板13分別設(shè)置在簡體11的上、下兩端，上透水板12和下 透水板13上均開有均勻的透水孔(圖中未示出)。上透水板12上端設(shè)有 荷載板16，荷載板16為鏤空的半圓形或圓形結(jié)構(gòu)，數(shù)個荷載板16疊置在 上透水板12上，每塊荷載板16的重量為0.5~2 kg，數(shù)量為2 20塊。 上透水板12的上端中間還設(shè)有固定桿17，固定桿17 —端與上透水板12 連接固定，另 一端內(nèi)設(shè)有內(nèi)螺紋并穿過荷載板16與活動螺桿14下端通過 螺紋配合連接固定，通過旋轉(zhuǎn)活動螺桿14的螺帽來調(diào)節(jié)活動螺桿14的升 降，并使螺帽與百分表15的底端相接觸，調(diào)節(jié)范圍在0 50mm。簡體11 上端開口處還設(shè)有一圈凹槽(圖中未示出)，夾持支架18與凹槽配合，使 夾持支架18—端與簡體11固定，夾持支架18的另一端與百分表15連接 固定，夾持支架18為可調(diào)節(jié)式，通過調(diào)節(jié)夾持支架18可改變百分表15
的高度及位置。百分表15的最小刻度為0.01mm。下透水板13的兩側(cè)設(shè) 有螺栓，螺栓為高腳螺栓19，下透水板13通過高腳螺栓19與簡體11下 端兩側(cè)連接固定。下透水板13與簡體11下端之間還設(shè)有濾紙層20,濾紙 層20覆蓋下透水板13的所有透水孔。需要在此說明的是，該檢測裝置IO 的簡體11、上透水板12、下透水板13、活動螺桿14、荷載板16、夾持 支架18均為抗變形、耐腐蝕的金屬材料制成。使用時，需先進(jìn)行填渣，將檢測裝置10的簡體11倒置，在簡體11 底部設(shè)置墊塊，墊塊為實心圓柱體結(jié)構(gòu)，能夠無縫裝入簡體ll內(nèi)；然后采 用延伸簡與簡體11上端續(xù)接，延伸簡的材質(zhì)、壁厚及內(nèi)徑與簡體ll相同， 再分3-10次向簡體11內(nèi)倒入鋼渣渣樣，倒渣須經(jīng)20-50次捶打密實， 最后一次捶擊后，延伸簡中的渣樣高度應(yīng)高于簡體ll上端約10mm。然后 卸下延伸簡，刮平渣樣上表面，通過簡體ll內(nèi)部刻度，讀出渣樣的實際裝 填高度。此時在渣樣表面鋪墊一層濾紙層20，濾紙孔徑《45ym，然后在 濾紙層20上設(shè)置下透水板13，并使其通過兩側(cè)的高腳螺栓19與簡體11 連接固定。再將簡體11小心倒轉(zhuǎn)，取出墊塊，在渣樣表面安裝上透水板 12、適量荷載板16、固定桿17、活動螺桿14以及百分表15，完成該檢 測裝置10的組裝，并調(diào)節(jié)活動螺桿14，使百分表15讀數(shù)歸零。請參閱圖 l所示，沐后將該檢測裝置IO放入水溫為50 8(TC的恒溫水浴箱l底部 的支撐架2上，使水面完全漫過簡體ll，水通過上、下透水板13進(jìn)入筒 體11內(nèi)，在浸泡時的最初0.5 3小時后，需將百分表15讀數(shù)重新歸零， 然后每隔1~48小時，進(jìn)行連續(xù)記錄百分表15上顯示的位移讀數(shù)，位移 讀數(shù)即為鋼渣渣樣吸水后沿簡體11軸向向上膨脹的位移。鋼渣的體積膨脹 率可通過公式X=L/LOx 100%計算得出，其中X為百分表15上顯示的位 移讀數(shù)(mm) ， LO為渣樣實際裝填深度(mm)。請結(jié)合參閱圖2所示，圖2所示為不同粒度的滾筒鋼渣的體積膨脹率 隨浸泡時間的變化。渣樣選用滾簡渣經(jīng)簡單烘干后，未經(jīng)陳化進(jìn)行篩分得 到粗渣(粒度》4.75mm)和細(xì)渣(粒度《4.75mm)。將粗渣和細(xì)渣各約 10kg，先后分別經(jīng)三次倒入并經(jīng)二十次捶打密實后，測得簡體ll內(nèi)渣樣 實際裝填高度為120mm。檢測時的荷載板16為5kg，恒溫水浴箱1的水 溫為70'C,半小時后讀零后，每隔一天進(jìn)行紀(jì)錄，最后按公式X=L/L0x 100%計算出鋼渣體積膨脹率，檢測結(jié)果如圖2所示。請結(jié)合圖3所示，圖3所示為同一滾簡鋼渣在不同荷載下的體積膨脹 率隨浸泡時間的變化。渣樣仍選用滾簡渣經(jīng)簡單烘干后，來經(jīng)陳化進(jìn)行篩 分得到粗渣(粒度^4.75mm)約10 kg，先后分別經(jīng)三次倒入并經(jīng)二十次 捶打密實后，測得簡體11內(nèi)渣樣實際裝填高度為120mm。檢測時的荷載 板16選取數(shù)量相等、單塊質(zhì)量分別為5kg、 3.75 kg、 2.5 kg、 1.25 kg， 進(jìn)行分別檢測。恒溫水浴箱1的水溫仍為7(TC,半小時后讀零后，并每隔 一天進(jìn)行紀(jì)錄，最后按公式X-L/LOxlO(P/o計算出鋼渣體積膨脹率，檢測 結(jié)果如圖3所示。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實施例僅是用來說 明本實用新型，而并非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的 實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的 權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種鋼渣膨脹檢測裝置，其特征在于該檢測裝置包括筒體、上透水板、下透水板、活動螺桿和百分表，筒體兩端開口，內(nèi)部為空腔結(jié)構(gòu)；上透水板和下透水板分別設(shè)置在筒體的上、下兩端；活動螺桿設(shè)置在上透水板上，活動螺桿下端與上透水板連接；百分表設(shè)置在筒體上，百分表的底端與活動螺桿的螺帽相接觸。
2. 如權(quán)利要求l所述的鋼渣膨脹檢測裝置，其特征在于 所述的上透水板和下透水板上均開有均勻的透水孔。
3. 如權(quán)利要求l所述的鋼渣膨脹檢測裝置，其特征在于 所述的上透水板上端設(shè)有荷載板，荷載板為樓空的半圓形或圓形結(jié)構(gòu)，數(shù)個荷載板疊置在上透水板上。
4. 如權(quán)利要求1或2或3所述的鋼渣膨脹檢測裝置，其特征在于 所述的上透水板上端還設(shè)有固定桿，固定桿一端與上透水板連接固定，另一端穿過荷載板與活動螺桿下端連接固定。
5. 如權(quán)利要求l或2所述的鋼渣膨脹檢測裝置，其特征在于 所述的下透水板的兩側(cè)設(shè)有螺栓，下透水板通過螺栓與筒體下端兩側(cè)連接固定。
6. 如權(quán)利要求5所述的鋼渣膨脹檢測裝置，其特征在于: 所述的下透水板與簡體下端之間還設(shè)有濾紙層，濾紙層覆蓋下透水板的所有透水孔。
7. 如權(quán)利要求l所述的鋼渣膨脹檢測裝置，其特征在于 所述的筒體上還設(shè)有夾持支架，夾持支架一端與簡體連接固定，另一端與百分表連接固定。
8. 如權(quán)利要求l或7所述的鋼渣膨脹檢測裝置，其特征在于 所述的百分表的最小刻度為0.01mm。
專利摘要本實用新型公開了一種鋼渣膨脹檢測裝置，該檢測裝置包括筒體、上透水板、下透水板、活動螺桿和百分表，筒體兩端開口，內(nèi)部為空腔結(jié)構(gòu)；上透水板和下透水板分別設(shè)置在筒體的上、下兩端；活動螺桿設(shè)置在上透水板上，活動螺桿下端與上透水板連接；百分表設(shè)置在筒體上，百分表的底端與活動螺桿的螺帽相接觸。該檢測裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、通過百分表測量鋼渣因膨脹而移動的位移來計算出膨脹率，測量計算簡單準(zhǔn)確，鋼渣渣樣的適應(yīng)性較好，能夠?qū)︿撛陌捕ㄐ赃M(jìn)行定量分析，而且能夠為鋼渣的工程應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)；另外，還能夠用于鋼渣膨脹機理、膨脹條件模擬和控制等方面的研究。
文檔編號G01B21/32GK201053869SQ20072007108
公開日2008年4月30日 申請日期2007年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月14日
發(fā)明者王如意, 磊 石, 陳榮歡 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司