专利名称：高效提取钢中夹杂物的电解装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于冶金工程技术领域，特别涉及一种高效提取钢中夹杂物的电解装置。
背景技术：
钢的质量在一定程度上取决于钢中非金属夹杂物的类型、形态、尺寸及分布，非金属夹杂物含量已经是评定钢材等级的一个重要指标，因此在炼钢、精炼等过程最大限度去除非金属夹杂物之后，及时检测分析夹杂物去除程度是否符合用户需求以及技术规格，对之后炼钢工艺中夹杂物的去除具有重要指导意义。目前，分离检测钢种非金属夹杂物的方法主要有大样电解和无水电解。其中，专利《金属材料中夹杂物粒径原位分析》与专利《钢中非金属夹杂物定量分析方法》都借助了金相分析这一手段，金相分析只能通过观测金属表面夹杂物二维形态来推断其三维形态，不能直观的观测到夹杂物的立体形态，存在很大误差；专利《电解法提取钢中超细夹杂物的方法》、专利《一种电解液及其电解提取钢中非金属夹杂物的方法》和专利《一种采用中性盐电解液电解提取钢中细小夹杂物的方法》均是通过调节电解液成分提高提取钢中夹杂物的准确率，但都存在提取效率低的问题，很难为实际生产起指导作用 ’专利《一种原位定量检测大型钢样夹杂物的方法》通过多次电解钢样，对钢样进行夹杂物的原位分析，其也存在提取效率低的问题；专利《一种钢中夹杂物在线分析装置及方法》通过对钢水的处理获得钢中夹杂物的信息，其忽略了钢水冷却过程中夹杂物的变化，所以其获得的结果也是不准确的。在分离检测钢种非金属夹杂物的过程中也用到了许多反应装置。其中，有代表性的装置是专利《一种大样电解设备》。它的特征在于在待测钢样周围布置自动搅拌装置，其能够在一定程度上解决试样表面结瘤问题，但是其为大样电解方法，试样电解周期10 30天，电解效率较低。还有一些装置其主要组成都类似，但是对提高电解速度所提供的方案不能达到要求，即缺少提高速度的实质性的装置。上述电解装置都存在一个共同的缺点，就是电解时间过长，不能满足生产需求。
发明内容针对现有技术的不足，本实用新型提出一种高效提取钢中夹杂物的电解装置，以达到提高电解速率、指导实际生产和凸显经济效益的目的。一种高效提取钢中夹杂物的电解装置，包括电源、电解槽、密封盖和温度计，还包括阴极、至少两个阳极、至少两个阳极旋转装置、中心旋转器、绝缘支架和阳极连接架，其中，所述的阴极穿过密封盖放置于电解槽底部，并且其上端通过导线连接电源的负极；所述的阳极通过阳极旋转装置的导电夹固定于阳极旋转装置的下端，所述的阳极旋转装置的上端穿过密封盖并通过阳极连接架固定于绝缘支架，阳极旋转装置的下端设置于电解槽内；所述的阳极连接架通过导线连接电 源的正极；所述的中心旋转器穿过密封盖并且其上端固定于绝缘支架，其下端设置于电解槽内；并且阳极旋转装置均匀围绕于中心旋转器周围。所述的温度计穿过密封盖并其上端连接绝缘支架，其下端设置于电解槽内。所述的阳极旋转装置包括电机和导电夹，电机通过导线的一端固定连接阳极连接架，导线的另一端绕过电机连接电机的电刷，电机的输出轴连接导电夹，所述的导电夹连接阳极。所述的中心旋转器包括电机和旋转叶，电机通过导线固定连接绝缘支架，电机的输出轴连接旋转叶。所述的阳极旋转方向相同，且与中心旋转器旋转方向相同或相反；所述的阳极旋转装置的转速在5 10秒/转范围内，中心旋转器的转速在3 8秒/转范围内。所述的阴极为导电金属导气管，其上半部分为带有进气口的直导气管，下半部分为弯曲并带若干排气孔的导气管，阴极内导通氩气。本实用新型优点:本实用新型一种高效提取钢中夹杂物的电解装置，通过增加阳极试样数量并采用试样并联方式增加电解过程反应面积，同时通过试样旋转不断更新反应界面来实现加快电解目的；保证阳极与中心搅拌器之间的旋转方向相同或相反，并控制阳极转速和控制中心搅拌器转速使已电解部分钢样中的夹杂物快速脱离钢样并加快熔池传质，避免试样表面结瘤。提高电解效率；阴极采用内有气孔的导电金属导气管，通入氩气并经排气孔中进入电解液中，即增加熔池搅拌效果，有利于电解过程中得到的夹杂物与钢样基体分离，同时惰性气体通入电解液内保证电解液内处于无氧状态，防止阳极被空气中的氧气氧化。
图1为本实用新型 一种实施例的装置结构框图；图2为本实用新型一种实施例的阳极旋转装置结构示意图；图3为本实用新型一种实施例的中心旋转器结构示意图；图4为本实用新型一种实施例的阴极结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型一种实施例做进一步说明。如图1所示，一种高效提取钢中夹杂物的电解装置，包括3 8V电源1、电解槽2、密封盖3和温度计4，还包括阴极5、至少两个阳极6 (待测钢样)、至少两个阳极旋转装置7、中心旋转器8、绝缘支架9和阳极连接架10，其中，所述的阴极5穿过密封盖3放置于电解槽2底部，并且其上端通过导线连接电源I的负极；所述的阳极6通过阳极旋转装置7的导电夹703固定于阳极旋转装置7的下端，所述的阳极旋转装置7的上端穿过密封盖3并通过阳极连接架10固定于绝缘支架9，阳极旋转装置7的下端设置于电解槽2内；所述的阳极连接架10通过导线连接电源I的正极；所述的中心旋转器8穿过密封盖3并且其上端固定于绝缘支架9，其下端设置于电解槽2内；所述的温度计4穿过密封盖3并其上端连接绝缘支架9，其下端设置于电解槽2内。所述的阳极6、阳极旋转装置7各为两个以上并均匀围绕于中心旋转器8周围；各阳极6的旋转方向相同，且与中心旋转器8旋转方向相同或相反；所述的阳极旋转装置7的转速在5 10秒/转范围内，中心旋转器8的转速在3 8秒/转范围内。如图2所示，所述的阳极旋转装置包括电机702和导电夹703，所述的导线701带有绝缘包皮，电机702外部绝缘，其中，电机702通过导线701的一端固定连接阳极连接架10，导线701的另一端绕过电机702连接电机702的电刷，电机702的输出轴连接导电夹703，所述的导电夹703连接阳极6。如图3所示，所述的中心旋转器8包括电机802和旋转叶803，所述的导线801带有绝缘包皮，电机802外部绝缘，其中，电机802通过导线801固定连接绝缘支架9，电机802的输出轴连接旋转叶803。如图4所示，所述的阴极5为导电金属导气管，本实用新型实施例中为不锈钢导气管，其上半部分为带有进气口 501的直导气管，下半部分为弯曲并带若干排气孔502的导气管，阴极内导通氩气。例一:本实施例通过控制阳极数量设置了三组对比试验。试验中控制三组实验的电源电压为5V，采用钢样均不转动，中心搅拌为4s/转，温度控制在0°C左右，电解时间为12小时。三组实验的唯一变量为阳极个数。阳极个数分别为I个、2个、3个并分别编号为1、2、3。以下为实验结果:
权利要求1.一种高效提取钢中夹杂物的电解装置，包括电源(I)、电解槽(2 )、密封盖(3 )和温度计(4)，其特征在于:还包括阴极(5)、至少两个阳极(6)、至少两个阳极旋转装置(7)、中心旋转器(8)、绝缘支架(9)和阳极连接架(10)，其中，所述的阴极(5)穿过密封盖(3)放置于电解槽(2)底部，并且其上端通过导线连接电源(I)的负极；所述的阳极(6)通过阳极旋转装置(7)的导电夹(703)固定于阳极旋转装置(7)的下端，所述的阳极旋转装置(7)的上端穿过密封盖(3)并通过阳极连接架(10)固定于绝缘支架(9)上，阳极旋转装置(7)的下端设置于电解槽(2)内；所述的阳极连接架(10)通过导线连接电源(I)的正极；所述的中心旋转器(8)穿过密封盖(3)并且其上端固定于绝缘支架(9)，其下端设置于电解槽(2)内；并且阳极旋转装置(7 )均匀围绕于中心旋转器(8 )周围。
2.根据权利要求1所述的高效提取钢中夹杂物的电解装置，其特征在于:所述的温度计(4 )穿过密封盖(3 )并其上端连接绝缘支架(9 )，其下端设置于电解槽(2 )内。
3.根据权利要求1所述的高效提取钢中夹杂物的电解装置，其特征在于:所述的阳极旋转装置包括电机(702)和导电夹(703)，电机(702)通过导线的一端固定连接阳极连接架(10)，导线的另一端绕过电机(702)连接电机(702)的电刷，电机(702)的输出轴连接导电夹(703)，所述的导电夹(703)连接阳极(6)。
4.根据权利要求1所述的高效提取钢中夹杂物的电解装置，其特征在于:所述的中心旋转器(8)包括电机(802)和旋转叶(803)，电机(802)通过导线固定连接绝缘支架(9)，电机(802)的输出轴连接旋转叶(803)。
5.根据权利要求1所述的高效提取钢中夹杂物的电解装置，其特征在于:所述的阳极(6)旋转方向相同，且与中心旋转器(8)旋转方向相同或相反；所述的阳极旋转装置(7)的转速在5 10秒/转范围内，中心旋转器(8)的转速在3 8秒/转范围内。
6.根据权利要求1 所述的高效提取钢中夹杂物的电解装置，其特征在于:所述的阴极(5)为导电金属导气管，其上半部分为带有进气(501)的直导气管，下半部分为弯曲并带若干排气孔(502)的导气管，阴极内导通氩气。
专利摘要本实用新型一种高效提取钢中夹杂物的电解装置，属于冶金工程技术领域，该装置包括电源、电解槽、密封盖和温度计，还包括阴极、至少两个阳极、至少两个阳极旋转装置、中心旋转器、绝缘支架和阳极连接架，通过增加阳极试样数量并采用试样并联方式增加电解反应面积，同时通过试样旋转实现加快电解；保证阳极与中心搅拌器之间的旋转方向相同或相反，并控制阳极转速和控制中心搅拌器转速使已电解部分钢样中的夹杂物快速脱离钢样并加快熔池传质，避免试样表面结瘤；提高电解效率；阴极采用内有气孔的导电金属导气管，通入氩气并经排气孔中进入电解液中，增加搅拌效果，同时惰性气体保证电解液内处于无氧状态，防止阳极被空气中的氧气氧化。
文档编号C25C7/00GK203080088SQ201320039828
公开日2013年7月24日 申请日期2013年1月24日 优先权日2013年1月24日
发明者战东平, 马江华, 范坤, 姜周华, 张慧书, 高翔, 黄文信, 鲍宏涛, 赵鑫淼 申请人:东北大学