[实用新型]一种利用盐溶液模拟观察凝固过程结晶雨的装置

说明书

本实用新型公开了一种利用盐溶液模拟观察凝固过程结晶雨的装置，属于钢液凝固模拟技术领域。本实用新型包括结晶单元，结晶单元包括结晶箱，结晶箱上端面设置有冷却金属板；冷却单元包括冷却水箱和冷却水池，冷却水箱通过管道与冷却水池相连接，冷却水池用于向冷却水箱提供冷却水；保温单元，上述的结晶箱设置于保温水箱内，保温水箱用于对结晶箱进行水；观察单元，观察单元包括下部相机和侧面相机。本实用新型可以清楚观察下落过程中结晶雨的下落情况和生长情况。

技术领域

本实用新型涉及钢液凝固模拟技术领域，更具体地说，涉及一种利用盐溶液模拟观察凝固过程结晶雨的装置。

背景技术

连铸是目前我国钢铁生产流程非常重要的一个环节，其任务是得到合格的连铸坯。在连铸机内主要进行的过程就是钢液的凝固，可以说连铸的实质就是完成钢从液态向固态的转变，即钢的结晶过程，因此钢液凝固过程的研究对优化连铸钢坯生产质量具有重要意义。而目前由于技术条件的限制，直接观察高温钢液是极为困难的，在实际生产过程中，铸坯的凝固也是从外向里逐渐从液态变为固态的过程，至今没有任何观察设备能够进入1600℃左右的钢液内部观察，并且钢液呈不透明状态，从而导致观察困难。

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研究，较少涉及对凝固过程中枝晶及偏析的动态研究。而在钢液凝固过程动态模拟过程中，结晶雨现象的研究分析对于了解钢液凝固过程具有重要的意义，但是目前关于钢液凝固过程中结晶雨现象的观察装置相关技术较少。因此亟需设计一种专门研究钢液凝固过程中结晶行为尤其是观察结晶雨现象的实验设备，该种模拟装置的设计具有重要的理论价值和现实意义。

经检索，发明创造的名称为：一种模拟连铸坯凝固组织生长过程的方法(申请号：201510399304.4，申请日：2015.07.09)；该申请案中提到的方法是：模拟连铸坯凝固过程的钢料在电阻炉内熔化和浇注，浇注之后的钢样长度为所模拟的连铸坯厚度的1/2；钢样一端通过循环水冷却；通过分段控温的加热炉实现调控钢样的液相温度梯度，利用直线电机驱动加热炉或钢样来调控固液界面移动速度，使之与连铸坯相一致，从而模拟连铸坯的凝固组织生长过程；该申请案可以模拟连铸坯的凝固组织生长过程，但是对连铸坯的凝固组织生长过程的观察较为困难，尤其无法方便地观察钢液凝固过程中结晶雨现象。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

针对现有技术无法有效模拟、观察钢液凝固过程结晶雨现象的问题，本实用新型提供一种利用盐溶液模拟观察凝固过程结晶雨的装置，通过将冷却金属板设置在结晶箱的上方，从而较好的模拟观察凝固过程中的结晶雨现象。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种利用盐溶液模拟观察凝固过程结晶雨的装置，其特征在于：包括结晶单元，结晶单元包括结晶箱，结晶箱上端面设置有冷却板卡槽，冷却金属板安装于冷却板卡槽内；冷却单元，冷却单元包括冷却水箱和冷却水池，冷却水箱设置于结晶单元的顶部，冷却金属板将冷却水箱和结晶箱分隔开，冷却水箱通过管道与冷却水池相连接，冷却水池用于向冷却水箱提供冷却水；保温单元，保温单元包括保温水箱，上述的结晶箱设置于保温水箱内，保温水箱用于对结晶箱进行水浴加热，保温水箱内设置有加热件；观察单元，观察单元包括下部相机和侧面相机，下部相机设置于结晶箱的下方，侧面相机设置于结晶箱的侧面。

优选地，结晶箱上设置有进水道，进水道与结晶箱内部相连通；冷却金属板下端面到结晶箱下端面高度为h1，进水道上端面到结晶箱下端面高度为h2，h1<h2。

优选地，冷却水箱的两端分别设置有水箱进水口和水箱出水口；冷却水池的水池出水口通过管道经冷却水泵与水箱进水口相连通；水箱出水口通过管道与水池进水口相连通。

优选地，保温水箱内设置有水流扇叶，该水流扇叶设置于远离加热件的一侧。