[发明专利]一种基于冷态实验模拟凝固过程的装置

说明书

本发明公开了一种基于冷态实验模拟凝固过程的装置，属于钢铁连铸技术领域。本发明的一种基于冷态实验模拟凝固过程的装置，包括实验池，该实验池的一侧设置有金属板，金属板与水平面之间的夹角为a，a的范围30～80°；换热池，该换热池的一侧设置有换热口，该换热口配合安装有实验池，金属板将换热池与实验池分隔开。本发明可以提高模拟观察钢液凝固结晶雨现象以及枝晶形状结构的效果。

技术领域

本发明涉及钢铁连铸领域，更具体地说，涉及一种基于冷态实验模拟凝固过程的装置。

背景技术

在炼钢过程中钢液的凝固组织对钢的性能有一定影响，钢液的凝固理论主要是从传热学的观点出发，研究凝固区的大小、凝固时间、凝固特性与质量的关系。钢在连铸过程中通常以枝晶方式进行凝固，枝晶结构是钢凝固过程中主要的微观组织特征。枝晶是凝固过程中普遍存在的一种组织，它决定着凝固组织中的微观偏析、亚结构及次生相的分布，从而对材料的性能有决定性的影响。了解枝晶的形成及影响因素，可以避免材料的成分偏析和结构缺陷，进而提高材料的性能，所以枝晶的研究具有重要的理论意义和实际意义。

目前国内外对钢的凝固组织中枝晶及偏析的研究大多是对钢液凝固后静态组织的，较少涉及对凝固过程中枝晶及偏析的动态研究，因为高温条件下直接观察钢液中的结晶和偏析行为，研究钢液的凝固过程，在目前的技术条件下是存在着极大的困难的，这使得我们不能很好的去了解钢液真实的结晶过程和偏析形成的机理，只能凭借相关计算和假设去构造高温钢液结晶和偏析模型，实际过程我们并不清楚。因此设计一个研究钢液凝固过程实验设备是有必要的，具有重要的理论和现实意义。

针对钢液凝固模拟装置问题，此前申请人已申请了一件专利，发明创造名称为：钢液凝固模拟装置(申请号：201810861182X；申请日：2018年7月31日)；该申请的一种钢液凝固模拟装置包括实验池、换热池、观察仪和供水单元，实验池的底部安装有金属板，其四周侧壁外部安装有加热板；换热池的一端设置有进水口，换热池的另一端设置有出水口，实验池安装于换热池上，且金属板将换热池和实验池分隔开；观察仪设置于实验池的上方；供水单元包括热水箱和冷水箱，热水箱的出热水管通过管道与进水口相连，出热水管上安装有第一冷水阀，冷水箱的出冷水管通过管道与进水口相连，出冷水管上安装有第一热水阀。从而可以模拟钢液凝固过程中的结晶行为。但是，该申请案的不足之处在于：观察结晶雨现象效果不佳，大大地影响了实验的模拟效果。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中，钢液凝固模拟实验中观察结晶雨现象效果不佳，并且在实验过程中晶体形状结构破坏严重，导致实验的模拟效果较差的不足，提供了一种基于冷态实验模拟凝固过程的装置，可以提高钢液凝固实验的模拟效果。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种基于冷态实验模拟凝固过程的装置，包括实验池，该实验池的一侧设置有金属板，金属板与水平面之间的夹角为a，a的范围30～80°；换热池，该换热池的一侧设置有换热口，该换热口配合安装有实验池，金属板将换热池与实验池分隔开。

优选地，实验池的一端设置有隔热部件，隔热部件上设置有安装槽，该安装槽嵌合安装有金属板。

优选地，实验池的一端设置有滑轨，滑轨容纳于换热池内，滑轨上滑动安装有气泡刷，气泡刷与金属板相接触。

优选地，a的取值范围为45～75°。

优选地，实验池的其他侧壁和底板为透明板，该透明板的外部设置有透明加热膜。

优选地，换热池侧壁与透明加热膜不接触。

优选地，隔热部件的外侧壁与换热口密封连接，隔热部件内侧壁与金属板密封连接。