本实用新型涉及高温冶金技术领域，特别涉及一种模拟熔渣对耐火衬渗透过程的装置。
背景技术：
从二十世纪90年代以来，我国经济一直保持着较高的增长，经济规模仍在快速扩张，我国的钢铁行业占据了整个工业的命脉。目前，中国是世界上第二大能源生产国和消费国，同时也是世界制造大国，资源消耗强度大，在这种趋势下，我国钢铁工业的发展不仅是规模，效益，品种，质量，产品功能和成本的问题，而且还要考虑社会，人类，自然等方面协调发展的问题，充分合理及最大限度地利用资源，满足最少排放与社会协调发展的生态需求。耐火材料是服役于钢铁工业的基础材料，其蚀损不仅影响高温窑炉的寿命，而且影响着钢水的品质。基于这种现实条件，耐火材料与熔渣之间的渣蚀行为一直是本领域科研工作者的研究重点。而且，随着电磁冶金技术的发展，电磁场在钢铁冶炼过程中广泛存在。在电磁场作用，熔渣与耐火材料的渣蚀行为目前研究尚不完善，仍存在大量的该领域的空白需要研究，电磁场施加于高温环境中仍存在许多不可控因素。
目前，通过高温熔渣对耐火材料的渣蚀行为研究工作主要是通过抗渣蚀实验进行研究，该方法仅停留在渣蚀实验后的静态观测上，具体检测方法为对熔渣的研究切取侵蚀界面，在电镜下进行形貌、成分分析。这种检测方法不能完全地、直观地反映出熔渣在高温下炉渣渗透的渗透情况，无法实时观察到高温炉渣对于炉衬的渗透过程，无法在合适的时间及时对工业炉的炉衬做出补救工作。
技术实现要素：
本实用新型提供一种模拟熔渣对耐火衬渗透过程的装置，解决了或部分解决了现有技术中抗渣蚀实验不能完全地、直观地反映出熔渣在高温下炉渣渗透的渗透情况，无法实时观察到高温炉渣对于炉衬的渗透过程，无法在合适的时间及时对工业炉的炉衬做出补救工作的技术问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种模拟熔渣对耐火衬渗透过程的装置包括：渗透速率变化测控元件内设置有一容置空间，所述容置空间内设置有可示踪性电解质溶液及有机溶剂；渗透观测机构与所述渗透速率变化测控元件连接，所述渗透观测机构设置在所述容置空间开口处；防渗机构设置在所述容置空间内壁内；其中，所述防渗机构与所述容置空间开口的距离与所述渗透观测机构的宽度相匹配。
进一步地，所述渗透速率变化测控元件为耐火材料测控元件。
进一步地，所述渗透速率变化测控元件的尺寸为长×宽×高＝a×b×c的长方体，a＝b，渗透速率变化测控元件的厚度为d，渗透速率变化测控元件的竖直高度为h，d＝(1-5)*r,a:d＝(5-10):1,c:h＝(10-15):1,r为耐火材料测控元件的粒度。
进一步地，所述渗透观测机构包括：观测体与所述渗透速率变化测控元件连接，所述观测体设置在所述容置空间开口处。
进一步地，所述观测体为长宽高为e×d×c的实心长方体。
进一步地，e：d＝(5-10)：1。
进一步地，所述防渗机构包括：致密树脂，设置在所述容置空间内壁内。
进一步地，所述可示踪性电解质溶液为硫酸铜溶液。
进一步地，所述有机溶剂为三乙醇胺，所述三乙醇胺的粘度为0.28Pa·s(35℃)，水的粘度为0.7225*10-3Pa·s(35℃)。
进一步地，所述可示踪性电解质溶液及有机溶剂在所述容置空间混合后的物质的粘度大于0.1Pa·s。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
由于渗透速率变化测控元件内设置有一容置空间，容置空间内设置有可示踪性电解质溶液及有机溶剂，所以，可示踪性电解质溶液与有机溶剂的混合形成物质与高温熔渣物性参数一致，由于渗透观测机构与渗透速率变化测控元件连接，渗透观测机构设置在所述容置空间开口处，所以，当进行试验时，可示踪性电解质溶液会渗透到渗透观测机构上，可以实时观察溶液对装置内壁的渗透情况，以利于模拟高温熔渣的侵蚀钢包内衬过程，更好的保护炼钢炉的炉衬，延长其寿命，为高品质钢安全高效生产提供保障，由于防渗机构设置在容置空间内壁内，防渗机构与容置空间开口的距离与渗透观测机构的宽度相匹配，所以可以避免可示踪性电解质溶液与有机溶剂的混合形成物质对渗透速率变化测控元件的渗透，对试验造成干扰。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种模拟熔渣对耐火衬渗透过程的装置的主视图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1的剖视图；
图4为图1的局部示意图。
具体实施方式
参见图1-4，本实用新型实施例提供了一种模拟熔渣对耐火衬渗透过程的装置包括：渗透速率变化测控元件、渗透观测机构及防渗机构。
所述渗透速率变化测控元件1内设置有一容置空间，所述容置空间内设置有可示踪性电解质溶液及有机溶剂。
所述渗透观测机构2与所述渗透速率变化测控元件连接，所述渗透观测机构1设置在所述容置空间开口处。
所述防渗机构设置在所述容置空间内壁内；
其中，所述防渗机构与所述容置空间开口的距离与所述渗透观测机构2的宽度相匹配。
本申请具体实施方式由于渗透速率变化测控元件内设置有一容置空间，容置空间内设置有可示踪性电解质溶液及有机溶剂，所以，可示踪性电解质溶液与有机溶剂的混合形成物质与高温熔渣物性参数一致，由于渗透观测机构与渗透速率变化测控元件连接，渗透观测机构设置在所述容置空间开口处，所以，当进行试验时，可示踪性电解质溶液会渗透到渗透观测机构上，可以实时观察溶液对装置内壁的渗透情况，以利于模拟高温熔渣的侵蚀钢包内衬过程，更好的保护炼钢炉的炉衬，延长其寿命，为高品质钢安全高效生产提供保障，由于防渗机构设置在容置空间内壁内，防渗机构与容置空间开口的距离与渗透观测机构的宽度相匹配，所以可以避免可示踪性电解质溶液与有机溶剂的混合形成物质对渗透速率变化测控元件的渗透，对试验造成干扰。
详细介绍渗透速率变化测控元件的结构。
所述渗透速率变化测控元件1为耐火材料测控元件。
所述渗透速率变化测控元件的尺寸为长×宽×高＝a×b×c的长方体，a＝b，渗透速率变化测控元件的厚度为d，渗透速率变化测控元件的竖直高度为h，d＝(1-5)*r,a:d＝(5-10):1,c:h＝(10-15):1,r为耐火材料测控元件的粒度，保证试验可以进行。
详细介绍渗透观测机构的结构。
所述渗透观测机构包括：观测体2-1。
所述观测体2-1与所述渗透速率变化测控元件连接，所述观测体2-1设置在所述容置空间开口处。
所述观测体为长宽高为e×d×c的实心长方体，e：d＝(5-10)：1。
详细介绍防渗机构的结构。
所述防渗机构包括：致密树脂。
所述致密树脂设置在所述容置空间内壁内，所以可以避免可示踪性电解质溶液与有机溶剂的混合形成物质对渗透速率变化测控元件的渗透，对试验造成干扰。
详细介绍可示踪性电解质溶液及有机溶剂。
所述可示踪性电解质溶液带有颜色，具体为硫酸铜溶液。
所述有机溶剂为三乙醇胺，所述三乙醇胺的粘度为0.28Pa·s(35℃)，水的粘度为0.7225*10-3Pa·s(35℃)。
所述可示踪性电解质溶液及有机溶剂在所述容置空间混合后的物质的粘度大于0.1 Pa·s
为了更清楚介绍本实用新型实施例，下面从本实用新型实施例的使用方法上予以介绍。
实例1：
渗透速率变化测控元件1由耐火材料(200目板状刚玉与0-1mm板状刚玉质量比1:1加入磷酸二氢铝混合而成)在一定尺寸的模具中浇注高温煅烧脱模形成的，该装置浇注成型后内部开设有一容置空间，尺寸为长×宽×高＝80×25×25(mm)(以下相同形式表达意义于此相同)的长方体。由内向外装置厚度为2.5mm，并在四个完全相同的面上在30×30×80(mm)的矩形面上，由正中间由里向外加注观测体2-1，观测体2-1为实心长方体20×5×80(mm).在浇注之前，在模具内壁贴上透明胶带利于成型后避免光滑。同时在浇注水泥后于容置空间的内壁表面涂上一层致密树脂，可以避免可示踪性电解质溶液与有机溶剂的混合形成物质对渗透速率变化测控元件的渗透，对试验造成干扰，使得实验现象更明显。在此实例中，我们根据配制原则，根据高温熔渣的相关物性参数：表面张力：0.5-1.2N/m；粘度范围为0.1 Pa·s-10.0Pa·s等，可以用有机溶剂三乙醇胺去增加电解质溶质的表面张力和黏度。对于硫酸铜溶液的浓度，控制在颜色明显的浓度即可。由于三乙醇胺的表面张力比较大，因此以考虑粘度为主。对于粘度的配制，由于三乙醇胺的粘度为0.28 Pa·s(35℃)，水的粘度为0.7225×10-3Pa·s(35℃)，因此根据质量比，使混合后的物质的黏度大于0.1 Pa·s，可以分别求出需要的硫酸铜的质量和三乙醇胺的质量，配得示踪液含25gCuSO4·5H2O,75g H2O以及55g三乙醇胺溶液，配置得到的溶液的物性参数与高温熔渣的物性参数相匹配，此时示踪液可以满足模拟高温炉渣的要求。
进行试验，可以观测硫酸铜溶液与三乙醇胺溶液形成的物质在观测体2-1的渗透，可以实时观察溶液对装置内壁的渗透情况，以利于模拟高温熔渣的侵蚀钢包内衬过程，更好的保护炼钢炉的炉衬，延长其寿命，为高品质钢安全高效生产提供保障。
实例2：
渗透速率变化测控元件1由耐火材料(5-3mm，3-1mm，<1mm三个个粒度级别的电熔白刚玉按5:3:2加入磷酸二氢铝混合而成)在一定尺寸的模具中浇注高温煅烧脱模形成的，该装置浇注成型后内部开设有一容置空间，尺寸为长×宽×高＝50×50×100(mm)(以下相同形式表达意义于此相同)的长方体.由内向外装置厚度为10mm，并在四个完全相同的面上在70×70×100(mm)的矩形面上，由正中间由里向外加注观测体2-1，观测体2-1为实心长方体100×10×100(mm)。在浇注之前，在模具内壁贴上透明胶带利于成型后避免光滑。同时在浇注水泥后于内壁表面涂上一层致密树脂，可以避免可示踪性电解质溶液与有机溶剂的混合形成物质对渗透速率变化测控元件的渗透，对试验造成干扰，使得实验现象更明显使得实验现象更明显。在此实例中，我们根据配制原则，根据高温熔渣的相关物性参数：表面张力：0.5-1.2N/m；粘度范围为0.1Pa·s-10.0Pa·s等，可以用有机溶剂三乙醇胺去增加电解质溶质的表面张力和黏度。对于硫酸铜溶液的浓度，控制在颜色明显的浓度即可。由于三乙醇胺的表面张力比较大，因此以考虑粘度为主。对于粘度的配制，由于三乙醇胺的粘度为0.28Pa·s(35℃)，水的粘度为0.7225×10-3Pa·s(35℃)，因此根据质量比，使混合后的物质的黏度大于0.1Pa·s，可以分别求出需要的硫酸铜的质量和三乙醇胺的质量，配得示踪液含25g CuSO4·5H2O,75g H2O以及55g三乙醇胺溶液，配置得到的溶液的物性参数与高温熔渣的物性参数相匹配，此时示踪液可以满足模拟高温炉渣的要求。
进行试验，可以观测硫酸铜溶液与三乙醇胺溶液形成的物质在观测体2-1的渗透，可以实时观察溶液对装置内壁的渗透情况，以利于模拟高温熔渣的侵蚀钢包内衬过程，更好的保护炼钢炉的炉衬，延长其寿命，为高品质钢安全高效生产提供保障。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。