專(zhuān)利名稱(chēng)：一種測(cè)定高爐冷卻器侵蝕狀態(tài)的模擬侵蝕裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鐵或鋼的冶煉過(guò)程中的模擬檢測(cè)裝置，更具體為涉及用于檢 測(cè)冶煉過(guò)程中的高爐冷卻器的管道侵蝕狀態(tài)的模擬侵蝕裝置。
現(xiàn)有技術(shù)
目前在鋼鐵生產(chǎn)行業(yè)的冷卻水系統(tǒng)中常用的侵蝕監(jiān)測(cè)方法有試片法和實(shí)驗(yàn)管法這 兩種。而這兩種侵蝕監(jiān)測(cè)辦法卻各有各的不同，具體如下所述-
第一種試切片法是冷卻水系統(tǒng)中較簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、使用廣泛和經(jīng)典的侵蝕監(jiān)測(cè)方法， 它通過(guò)測(cè)試某塊切片來(lái)監(jiān)測(cè)侵蝕速度、蝕孔密度、蝕孔深度，并了解侵蝕形態(tài)，但所 用的試切片不是一個(gè)傳熱面，而冷卻設(shè)備傳熱面上的侵蝕速度可能不同于試片測(cè)得的 侵蝕速度。
第二種試驗(yàn)管法是以金屬實(shí)驗(yàn)管代替侵蝕試切片進(jìn)行監(jiān)測(cè)的一種方法，它可以監(jiān) 測(cè)的條件與冷卻水在換熱器管子中流動(dòng)的條件更接近 -些。但它暴露在冷卻水中的表 面仍然不是一個(gè)傳熱面。
而除了上述兩種方法以為還存在一種較少使用的冷卻水動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)方法。此方 法利用蒸汽加熱試驗(yàn)管，使實(shí)驗(yàn)管在有傳熱面的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但此方法的缺點(diǎn)在 于并沒(méi)有監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)管的壁面溫度，而且用蒸汽加熱實(shí)驗(yàn)管與高爐冷卻水管壁面溫度的 實(shí)際情況有差別，且監(jiān)測(cè)成本較高。
現(xiàn)迫切需要一種能在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上對(duì)循環(huán)冷卻水動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行改 進(jìn)，能夠?qū)鋮s水管壁面溫度對(duì)冷卻水的侵蝕性能的影響進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，更準(zhǔn)確的描 述冷卻水的侵蝕規(guī)律的模擬侵蝕裝置。
具體技術(shù)方案
為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種測(cè)定高爐冷卻器侵蝕狀態(tài)的模擬侵蝕 裝置，方便地利用管式加熱爐加熱實(shí)驗(yàn)管，能夠模擬冷卻水管在不同熱流密度時(shí)的壁 面溫度，且能利用熱電偶對(duì)管壁進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，能夠?qū)澆煌诿鏈囟葘?duì)侵蝕性能的影 響規(guī)律進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的裝置，其具體結(jié)構(gòu)如下所述
一種測(cè)定高爐冷卻器侵蝕狀態(tài)的模擬侵蝕裝置，包括恒溫水槽，其特征在于所述的恒溫水槽的右端連接一進(jìn)水管的左端，該進(jìn)水管的右端連接一號(hào)三通接頭 的左端接口， 一號(hào)三通接頭上端接口連接一侵蝕實(shí)驗(yàn)管的下端，在侵蝕實(shí)驗(yàn)管的中段 部分設(shè)置一加熱裝置，侵蝕實(shí)驗(yàn)管上端的通過(guò)二號(hào)三通接頭的左面接口連接一蒸汽管 的右端，該蒸汽管的左端再通過(guò)三號(hào)三通接頭的下端接口連接一垂直向下并進(jìn)入恒溫 水槽的冷凝管。整個(gè)測(cè)定高爐冷卻器侵蝕狀態(tài)的裝置與恒溫水槽為可循環(huán)設(shè)置，只要 保證恒溫水槽內(nèi)有水即可保持運(yùn)作。
根據(jù)本實(shí)用新型的測(cè)定高爐冷卻器侵蝕狀態(tài)的模擬侵蝕裝置，其特征在于所述 的恒溫水槽到一號(hào)三通接頭之間的進(jìn)水管中部設(shè)置有一控制水泵。該控制水泵起將恒 溫水箱內(nèi)的水抽入進(jìn)水管的作用。
根據(jù)本實(shí)用新型的一種測(cè)定高爐冷卻器侵蝕狀態(tài)的模擬侵蝕裝置，其特征在于
所述的一號(hào)三通接頭上設(shè)置有溫度計(jì)。該溫度計(jì)為一分度值為o.rc的水銀溫度計(jì)， 其波動(dòng)值不大于士0.2'C。起監(jiān)測(cè)恒溫水箱抽入進(jìn)水管的水的溫度的作用，如果有異樣 可以及時(shí)終止實(shí)驗(yàn)，避免不必要的損失。
根據(jù)本實(shí)用新型的測(cè)定高爐冷卻器侵蝕狀態(tài)的模擬侵蝕裝置，其特征在于所述 一號(hào)三通接頭上端接口至加熱裝置之間的侵蝕實(shí)驗(yàn)管下段部分從下至上依次設(shè)置了水 閥和流量計(jì)。水閥起控制進(jìn)入侵蝕實(shí)驗(yàn)管的水量的作用，流量計(jì)起觀測(cè)進(jìn)入侵蝕實(shí)驗(yàn) 管的水量的作用。
根據(jù)本實(shí)用新型的測(cè)定高爐冷卻器侵蝕狀態(tài)的模擬侵蝕裝置，其特征在于所述 的加熱裝置包括管式加熱爐，連接接頭和熱電偶，侵蝕實(shí)驗(yàn)管的中段部分通過(guò)該加熱 裝置上下兩端的連接接頭固定并穿過(guò)管式加熱爐，熱電偶設(shè)置在侵蝕實(shí)驗(yàn)管中部，與 侵蝕實(shí)驗(yàn)管接觸。連接接頭夾緊固定了侵蝕實(shí)驗(yàn)管，使其位于管式加熱爐的中間，保 證了受熱加溫的均勻，熱電偶起監(jiān)測(cè)侵蝕實(shí)驗(yàn)管的管壁溫度的作用。
根據(jù)本實(shí)用新型的測(cè)定高爐冷卻器侵蝕狀態(tài)的模擬侵蝕裝置，其特征在于所述 的與蒸汽管左端連接的垂直向下并進(jìn)入恒溫水槽的冷凝管的內(nèi)部上端設(shè)置有相對(duì)侵蝕 比較掛片。該掛片處于蒸汽管到冷凝管的交界處，其相對(duì)的侵蝕效果用來(lái)與侵蝕實(shí)驗(yàn) 管作進(jìn)一步的比較。
使用本實(shí)用新型獲得如下有益效果
1. 在現(xiàn)有技術(shù)的相比，對(duì)循環(huán)冷卻水動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行了改進(jìn)，使得測(cè)試效 果及測(cè)試精確度大大提高；
2. 管狀的侵蝕實(shí)驗(yàn)管為一傳熱面，能夠?qū)鋮s水管壁面溫度對(duì)冷卻水的侵蝕性能 的影響進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，更準(zhǔn)確的描述冷卻水的侵蝕規(guī)律；3.使用相對(duì)侵蝕比較掛片能對(duì)管狀的侵蝕實(shí)驗(yàn)管的侵蝕情況做進(jìn)一步的比較，得 出更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。


圖1為本實(shí)用新型的一種測(cè)定高爐冷卻器侵蝕狀態(tài)的模擬侵蝕裝置的整體結(jié)構(gòu)示 意圖。
圖中，l-恒溫水槽，2-水泵，3-溫度計(jì)，4-一號(hào)三通接頭，5-水閥，6-流量計(jì)， 7-連接接頭，8-管式加熱爐，9-侵蝕實(shí)驗(yàn)管，10-熱電偶，11-相對(duì)侵蝕比較掛片，12-進(jìn)水管，13-二號(hào)三通接頭，14-蒸汽管，15-三號(hào)三通接頭，16-冷凝管。
具體實(shí)施方式
為了研究冷卻水管壁面溫度與侵蝕性能的關(guān)系，設(shè)計(jì)了能夠監(jiān)測(cè)侵蝕試管壁面溫 度變化的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
實(shí)施例
本實(shí)用新型的關(guān)鍵部位是利用管式加熱爐8加熱侵蝕實(shí)驗(yàn)管9，其爐膛尺寸為① 35*300 (可根據(jù)實(shí)際需要選擇)，額定溫度IOO(TC，該電爐配有溫度控制器及(鎳鉻 /鎳硅)熱電偶10，能對(duì)爐膛溫度進(jìn)行測(cè)量、指使及自動(dòng)控制。所采用的侵蝕試管尺 寸為直徑10mmXlmm，長(zhǎng)度為200咖，材質(zhì)可以選擇不銹鋼、20號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼、黃銅 等與所模擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備相同的金屬材料(亦可根據(jù)實(shí)際需要選擇)。要求實(shí)驗(yàn)管的內(nèi)壁無(wú) 缺陷。
在侵蝕試管外管壁安裝熱電偶10監(jiān)測(cè)管壁的溫度。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中模擬冷卻水的流 速、水溫、水質(zhì)、冷卻水管材質(zhì)、冷卻水管管壁溫度等主要參數(shù)。通過(guò)閥門(mén)控制水泵 2的流量來(lái)調(diào)節(jié)不同的水流速度，最大的水流速度為3m/s。利用恒溫水箱l來(lái)控制不
同的水溫，用分度值為o. rc的水銀溫度計(jì)3來(lái)監(jiān)測(cè)進(jìn)口處的水溫，使其波動(dòng)值不大 于±0. 2°C。通過(guò)調(diào)節(jié)管式加熱爐8的功率調(diào)節(jié)侵蝕實(shí)驗(yàn)管9的壁面溫度，調(diào)節(jié)范圍在 100-200'C之間。實(shí)驗(yàn)可以采用不同的實(shí)際工況用水，也可以根據(jù)其中主要的成分自行 配水。根據(jù)模擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的不同而選擇不同材質(zhì)的侵蝕試管。
實(shí)驗(yàn)前首先要對(duì)侵蝕實(shí)驗(yàn)管9進(jìn)行表面處理，先用粒度為60的粗砂紙把實(shí)驗(yàn)管內(nèi) 的坑蝕、點(diǎn)蝕磨平，再用粒度為150的細(xì)砂紙進(jìn)一步打磨，然后對(duì)實(shí)驗(yàn)管進(jìn)行清洗。 接下來(lái)對(duì)實(shí)驗(yàn)管稱(chēng)重，記為G，要求碳鋼及低合金鋼精確到lrag，耐蝕鋼精確至O. 5ra'g。把侵蝕實(shí)驗(yàn)管和連接接頭7連接好，并檢查是否漏水。在實(shí)驗(yàn)前對(duì)儀表進(jìn)行校正，并
且進(jìn)行系統(tǒng)清洗，如果侵蝕實(shí)驗(yàn)管需要預(yù)膜時(shí)，可以采用聚磷酸鹽-鋅鹽預(yù)膜方案進(jìn)行
預(yù)膜。然后首先打開(kāi)水泵2，調(diào)節(jié)水流速度到實(shí)驗(yàn)要求參數(shù)，待系統(tǒng)穩(wěn)定后，打開(kāi)管 式加熱爐，通過(guò)調(diào)節(jié)功率來(lái)調(diào)節(jié)壁面溫度到實(shí)驗(yàn)要求的參數(shù)開(kāi)始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
恒溫水箱1內(nèi)的水通過(guò)進(jìn)水管12進(jìn)入侵蝕實(shí)驗(yàn)管9，在管式加熱爐8部分加熱形 成水和蒸汽并對(duì)侵蝕實(shí)驗(yàn)管進(jìn)行侵蝕，蒸汽再通過(guò)蒸汽管14進(jìn)入冷凝管15，在冷凝 管上端設(shè)置的相對(duì)侵蝕比較掛片11也同時(shí)進(jìn)行比較侵蝕，蒸汽通過(guò)冷凝管變成水繼續(xù) 流入恒溫水箱1循環(huán)使用。
整個(gè)實(shí)驗(yàn)周期為3-5天。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后先關(guān)閉管式加熱爐8，然后再關(guān)閉水泵2。把 侵蝕實(shí)驗(yàn)管9卸下后放入烘干箱中干燥至恒重稱(chēng)量其重量，計(jì)為G,，然后用不銹鋼匙 清刮管內(nèi)污垢，再將實(shí)驗(yàn)管進(jìn)行清洗，烘干后進(jìn)行稱(chēng)重，計(jì)為&。
按下列公式計(jì)算侵蝕速率V:
V=3650 G3/S T P
式中G3=G-G2，單位g
S—實(shí)驗(yàn)管內(nèi)表面積，單位cm2
T一實(shí)驗(yàn)時(shí)間，單位天 P—金屬密度，單位g/cm3
按下列公式計(jì)算污垢沉積速度(mem) mcm=30 (G,-G2) /S T 式中G2—污垢質(zhì)量，單位mg S—實(shí)驗(yàn)管內(nèi)表面積，單位cm2
T一實(shí)驗(yàn)時(shí)間，單位天
對(duì)侵蝕實(shí)驗(yàn)管9上的污垢進(jìn)可采用原子發(fā)射光譜定性分析法或電鏡法S行定性分
析，通過(guò)定性分析可以判斷侵蝕、結(jié)垢的產(chǎn)物，從而對(duì)水質(zhì)對(duì)侵蝕結(jié)垢的影響作出分 析，至此整個(gè)測(cè)定高爐冷卻器侵蝕狀態(tài)的模擬侵蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)束。
本實(shí)用新型的測(cè)定高爐冷卻器侵蝕狀態(tài)的模擬侵蝕裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便， 能夠?qū)鋮s水管壁面溫度對(duì)冷卻水的侵蝕性能的影響進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，更準(zhǔn)確的描述冷 卻水的侵蝕規(guī)律，適用于各種侵蝕管道的侵蝕檢測(cè)領(lǐng)域，具有廣泛的用途。
權(quán)利要求1. 一種測(cè)定高爐冷卻器侵蝕狀態(tài)的模擬侵蝕裝置，包括恒溫水槽(1)，其特征在于所述的恒溫水槽(1)的右端連接一進(jìn)水管(12)的左端，該進(jìn)水管的右端連接一號(hào)三通接頭(4)的左端接口，一號(hào)三通接頭上端接口連接一侵蝕實(shí)驗(yàn)管(9)的下端，在侵蝕實(shí)驗(yàn)管的中段部分設(shè)置一加熱裝置，侵蝕實(shí)驗(yàn)管上端的通過(guò)二號(hào)三通接頭(13)的左面接口連接一蒸汽管(14)的右端，該蒸汽管的左端再通過(guò)三號(hào)三通接頭(15)的下端接口連接一垂直向下并進(jìn)入恒溫水槽的冷凝管(16)。
2. 如權(quán)利要求(1)所述的一種測(cè)定高爐冷卻器侵蝕狀態(tài)的模擬侵蝕裝置，其特征 在于所述的恒溫水槽(1)到一號(hào)三通接頭(4)之間的進(jìn)水管(12)中部設(shè)置有一 控制水泵(2)。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種測(cè)定高爐冷卻器侵蝕狀態(tài)的模擬侵蝕裝置，其特征在 于所述的一號(hào)三通接頭(4)上設(shè)置有溫度計(jì)(3)。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種測(cè)定高爐冷卻器侵蝕狀態(tài)的模擬侵蝕裝置，其特征在 于所述一號(hào)三通接頭(4)上端接口至加熱裝置之間的侵蝕實(shí)驗(yàn)管(9)下段部分從 下至上依次設(shè)置了水閥(5)和流量計(jì)(6)。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種測(cè)定高爐冷卻器侵蝕狀態(tài)的模擬侵蝕裝置，其特征在 于所述的加熱裝置包括管式加熱爐(8),連接接頭(7)和熱電偶(10)，侵蝕實(shí)驗(yàn) 管(9)的中段部分通過(guò)該加熱裝置上下兩端的連接接頭固定并穿過(guò)管式加熱爐，熱電 偶設(shè)置在侵蝕實(shí)驗(yàn)管中部，與侵蝕實(shí)驗(yàn)管接觸。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種測(cè)定高爐冷卻器侵蝕狀態(tài)的模擬侵蝕裝置，其特征在 于所述的與蒸汽管(14)左端連接的垂直向下并進(jìn)入恒溫水槽的冷凝管(16)的內(nèi) 部上端設(shè)置有相對(duì)侵蝕比較掛片(11)。
專(zhuān)利摘要一種測(cè)定高爐冷卻器侵蝕狀態(tài)的模擬侵蝕裝置，由恒溫水箱、進(jìn)水管、加熱裝置、侵蝕實(shí)驗(yàn)管、蒸汽管和冷凝管組成，水通過(guò)進(jìn)水管進(jìn)入侵蝕實(shí)驗(yàn)管，在加熱裝置部分加熱形成水和蒸汽并對(duì)侵蝕實(shí)驗(yàn)管進(jìn)行侵蝕，蒸汽再通過(guò)蒸汽管進(jìn)入冷凝管，在冷凝管上端設(shè)置的相對(duì)侵蝕比較掛片也同時(shí)進(jìn)行比較侵蝕，蒸汽通過(guò)冷凝管變成水繼續(xù)流入恒溫水箱循環(huán)使用，形成一循環(huán)裝置，本實(shí)用新型的測(cè)定高爐冷卻器侵蝕狀態(tài)的模擬侵蝕裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，能夠?qū)鋮s水管壁面溫度對(duì)冷卻水的侵蝕性能的影響進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，更準(zhǔn)確的描述冷卻水的侵蝕規(guī)律，適用于各種侵蝕管道的侵蝕檢測(cè)領(lǐng)域，具有廣泛的用途。
文檔編號(hào)C21B7/24GK201228266SQ20082015108
公開(kāi)日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2008年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月22日
發(fā)明者姜偉忠, 勇 李, 蔣旭東, 金永龍 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司