[实用新型]铁水热分析取样容器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种铁水热分析取样容器，更具体地说，涉及一种用于在生产铸铁产品时进行热分析的取样容器。

技术背景

基于此取样容器的热分析是用于监测熔融金属凝固过程的时间温度变化曲线并以此来推断成品基体组织、石墨形貌和机械性能等。这种取样容器内部设有取样室，外部由耐火材料包围组成，可以承受高温铁水灌注。在取样容器内部的取样室里放入可以与熔融金属反应的中和剂。这种中和剂可以直接影响测试合金熔液的冷却凝固过程，并借助温度传感器，例如本领域公知的热电偶装置，记录并评定试样温度随时间的变化。

按照熔融铸造金属种类，传统的热分析取样熔液包括铸铁熔液、铸钢熔液、轻金属、重金属及其他合金熔液。通过加入以硅元素为载体并混有锑、铋、钙、铝等其他元素的孕育剂来控制铸造合金熔液的凝固过程。

德国专利申请公开说明书 DE-OS 1 798 004公开了了一种使用热分析辅助制造铸铁的方法。通过把熔融金属浇注进取样容器来获得热分析结果，其中铁水的凝固过程是靠孕育剂来控制的。粉末状的孕育剂要么是在出炉前，要么是在出炉后加入进铁水熔融试样。中国发明专利申请公开说明书CN 1189743C公布的方法是在取样容器内部取样室的表面涂上一层碲、硅铁或者孕育剂等能改变铸铁熔体冷却凝固曲线的中和剂。专利文献CN 101738334A描述了一种配备有入口的样品室，含有碲的混合物会被流入的熔融金属从入口处冲入样品室。

上述加入孕育剂方式在实际生产过程中会影响热分析测量结果的准确性。一方面因为孕育剂伴随着熔融试样一起加入取样容器时会产生孕育分布不均匀；另一方面是表面涂层的孕育剂因为被限制地固定在取样室壁面，反应放出的大量气体可与孕育剂反应而导致孕育不完全。

发明内容

本实用新型的目的是克服上述已有技术的不足，结合企业实际生产，创造了一种结构简单，操作灵活，节约成本，模拟包内孕育过程的铁水热分析取样容器。 

为了实现以上目的，本实用新型的技术方案是提供一种铁水热分析取样容器，包括取样容器外框，供熔融金属浇注用取样室，取样室内部凹槽，横穿取样容器的温度传感器，其中孕育剂通过粘接剂固定在取样室内部凹槽里，孕育剂与铁水反应并改变其冷却凝固过程，粘接剂成中性不与孕育剂和熔融金属反应。孕育剂是在组装取样容器时撒入取样室内部凹槽里，粘接剂是掺水后以流体形式滴入取样室内部凹槽里。这里可以先加孕育剂后加粘接剂或者先加粘接剂后加孕育剂。

本实用新型中添加的孕育剂按照企业实际生产需要制备，是为了在取样室凹槽里灵活地嵌入达到不同中和效果的孕育剂。根据企业最终产品的不同，可以在凹槽里添加灰铁用孕育剂、球铁用球化剂、蠕铁用蠕化剂或者是组合变质剂。加入的不同孕育剂和变质剂可以改变熔融金属凝固过程的时间温度变化，影响最终成品基体组织、石墨形貌和机械性能。

本实用新型中添加的孕育剂可以是粉末状、颗粒状或者是块状、片状固体，根据不同的要求还可以为药粒状固体。赋予孕育剂特定造型是为了让孕育剂更容易的释放出来并与熔融金属充分反应。 

本实用新型中添加的孕育剂用量是根据企业实际生产包内孕育占铁水比重结合取样容器内孕育剂占试样熔体比重来确定的。孕育剂用量依据企业生产一般为铁水重量的0.2%-0.4%。

本实用新型中使用的粘接剂由葡萄糖、果糖、蔗糖、褐色糖或者淀粉等糖类物质构成。粘接剂成中性不与孕育剂和熔融金属反应，其中不含可以改变铸造合金熔液冷却凝固过程的化学成分。粘接剂要有足够的黏性，在运输或者测试过程中不会因为晃动而导致孕育剂脱落。理想化的粘接剂是在和熔液取样接触时完全的燃烧掉，保证孕育剂在接触到熔融金属时可以快速释放并均匀熔解。实际测试中发现葡萄糖、果糖、蔗糖、褐色糖或者拥有足够黏性的淀粉等糖类物质特别的适合作为粘接剂。实际应用中水溶蔗糖和褐色糖的粘接结果更好。

本实用新型中取样容器外框，供熔融金属浇注用取样室，取样室内部凹槽根据铸铁浇包造型模拟制成，长（H）宽（D）比大于2:1。选择取样室中设立凹槽并在其中固定孕育剂是参照包内孕育过程，模拟熔融金属熔液在浇包内的流动过程，保证热分析反应实际生产结果。