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原文传递一种高温钢液与水冷基体的三相接触角测量装置及方法

专利名称：	一种高温钢液与水冷基体的三相接触角测量装置及方法
摘要：	本发明公开了一种高温钢液与水冷基体的三相接触角测量装置，包括熔炼炉体和高速摄像机，所述熔炼炉体内部上方设有用于获取熔化液滴的熔化取样部件，所述熔化取样部件的下方设有用于承载熔化液滴的基体，所述高速摄像机用于拍摄熔化液滴滴落在基体上的接触形态信息，所述基体内设有多个冷却流道，所述冷却流道通过管路连接有冷却介质温控箱，所述基体的上表面为凸曲面。所述基体的凸曲面沿水平方向进行投影，所得投影呈拱形曲线的曲率为0.005～0.01cm‑1。本发明还公开了一种高温钢液与水冷基体的三相接触角测量方法。本申请的高温钢液与水冷基体的三相接触角测量装置及方法，能够准确模拟薄带连铸工艺过程中实际状态，为实际生产过程提供理论指导。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖南;43
申请人：	中南大学
发明人：	曾杰;王万林;宋露露;吕雪滢;张芸莉;王惠慧;杨任一;朱晨阳
专利状态：	有效
申请日期：	2023-07-24T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-28T00:00:00+0800
申请号：	CN202310909087.3
公开号：	CN117129381A
代理机构：	长沙市融智专利事务所(普通合伙)
代理人：	蒋太炜
分类号：	G01N13/00;G;G01;G01N;G01N13;G01N13/00
申请人地址：	410083 湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号
主权项：	1.一种高温钢液与水冷基体三相接触角的测量装置，包括熔炼炉体(11)和高速摄像机(4)，所述熔炼炉体(11)内部上方设有用于获取熔化液滴的熔化取样部件，所述熔化取样部件的下方设有用于承载熔化液滴的基体(21)，所述高速摄像机(4)用于拍摄熔化液滴滴落在基体(21)上的接触形态信息，其特征在于：所述基体(21)内设有多个冷却流道，所述冷却流道通过管路连接有冷却介质温控箱(23)，所述基体(21)的上表面为凸曲面。 2.根据权利要求1所述的高温钢液与水冷基体的三相接触角测量装置及方法，其特征在于：所述基体(21)的凸曲面沿水平方向进行投影，所得投影呈拱形曲线的曲率为0.005～0.01cm-1。 3.根据权利要求2所述的高温钢液与水冷基体的三相接触角测量装置及方法，其特征在于：所述基体(21)的凸曲面的高度为8～12mm。 4.根据权利要求1所述的高温钢液与水冷基体的三相接触角测量装置及方法，其特征在于：所述基体(21)表面进行粗糙度喷丸，粗糙度范围在5～20微米。 5.根据权利要求1所述的高温钢液与水冷基体的三相接触角测量装置及方法，其特征在于：所述熔化取样部件包括用于放置待测样品固体的石英管(13)，所述石英管(13)的下端设有电加热感应线圈(12)，所述电加热感应线圈(12)连接有温度控制组件，所述石英管(13)底部开设有用于熔化液滴滴落的微孔。 6.根据权利要求1所述的高温钢液与水冷基体的三相接触角测量装置及方法，其特征在于：所述冷却流道为交叉X型流道(24)，在冷却流道两端均通过管路连接有Y型三通软管接头。 7.根据权利要求1所述的高温钢液与水冷基体的三相接触角测量装置及方法，其特征在于：还包括高压气瓶(31)、进气管(33)、真空泵(32)、真空泵管路、出气管(34)和真空度测量仪(35)，所述高压气瓶(31)通过进气管(33)与熔炼炉体(11)连通，所述真空泵(32)通过真空泵管路与熔炼炉体(11)连通，所述出气管(34)和真空度测量仪分别连接在熔炼炉体(11)中，所述进气管(33)、真空泵管路和出气管(34)中均设有阀门。 8.根据权利要求1所述的高温钢液与水冷基体的三相接触角测量装置及方法，其特征在于：所述熔炼炉体具有透明的观察窗口，所述高速摄像机(4)设置在熔炼炉体外部并从观察窗口拍摄记录熔化液滴与基体(21)接触的形态特征。 9.根据权利要求5所述的高温钢液与水冷基体的三相接触角测量装置及方法，其特征在于：所述温度控制组件包括相互电连接的Raytek红外高温计(15)和高分辨率比例-积分-微分控制器(14)，所述高分辨率比例-积分-微分控制器(14)与电加热感应线圈(12)电连接。 10.一种高温钢液与水冷基体的三相接触角测量方法，其特征在于：包括以下步骤： S1：将待测样品固体除锈后置于石英管底部，使待测样品固体位于电加热感应线圈中； S2：通过冷却介质温控箱使温度恒定的循环水在基体中循环流动； S3：密闭熔炼炉体，通过真空泵抽出熔炼炉体中的气体，直到真空度测量仪的示数为-0.1，关闭真空泵；再通过高压气瓶向熔炼炉体中充入保护气体至微正压； S4：通过温度控制组件控制电加热感应线圈对待测样品固体进行加热； S5：当达到熔化温度后，待测样品固体熔化为熔化液滴并通过石英管底部的微孔滴落在基体上，通过高速摄像机全程拍摄记录熔化液滴与基体之间的接触形态信息。 S6：在熔化液滴滴落后，关闭加热感应线圈，保持基体中的循环水流动； S7：待熔化液滴完全冷却后，打开出气管的阀门排出多余保护气体，通过镊子去除冷却凝固后的固体钢，并使用10％的稀硝酸去除冷水冷基体表面留下的金属界面沉积膜。