RTW-10型熔体物性测定仪

RTW-10型熔体物性测定仪
一、产品介绍
冶金熔体包括金属熔体和熔渣。

在火法冶金的冶炼和铸錠过程中，许多物理化学反应都与金属熔体和熔渣的物理化学性质有密切的关系。

其物理化学性质对冶金过程的传热、传质及反应速率均有明显的影响，在生产中，熔渣与金属的分离，有害元素的去除，能否由炉内顺利排出以及对炉衬的侵蚀等问题均与其密切相关。

因此研究他们的物理化学性质对冶金过程十分重要。

RTW-10型熔体物性试验装置能测试冶金熔体粘度、表面张力(可选配)、密度(可选配)、电导率(可选配)。

RTW-10型熔体物性综合测定仪由计算机及PLC自动控制，采用先进的传感器、自控模块等，含有多项国际、国内先进技术，实现了测试过程的自动化，本系统可以完成熔体降温过程粘度的连续测定、恒温条件下粘度的定点测定以及改变粘度计测试头转速的粘度测定。

提高了熔体物性的测试精度和可靠性，熔渣粘度测量已达到国外同类设备水平。

实验数据由计算机自动采集自动处理，实验数据和曲线由打印机自动输出，这为实验后进一步分析处理实验数据打下了基础。

可以说该熔体物性综合测定仪是目前国内外研究熔体物性优良的实验设备。

二、熔体粘度测定原理
旋转粘度计原理如图，钢丝悬挂的内圆柱体在高温熔体物中以慢速度旋转，在钢丝两端由于层流性质的熔体物的内摩擦力而产生一个扭角φ，在钢丝弹性范围内扭角的大小与炉渣的粘度、自身的角速度有如下关系：φ=kωη。

在角速度一定的情况下，则有：
η=K×φ(1)
式中：φ——钢丝扭角；
η——熔体粘度；
K——仪器常数。

1、测量钢丝的扭角，是利用光电管接收光信号的先后产生两个不同步的电信号，再经过计算机计算变成时间，测得时间即可。

当圆柱
体在熔体中旋转平稳后，所测得的时间差便为一个定值。

由此，可以得到以下关系式：
φ=ωt(2)
式中：φ——钢丝扭角；
ω——电机自转的角速度；
t——光电管所测得的时间差。

由(1)、(2)式得到如下式：η=Kt。

2、仪器常数K可用已知标准粘度液体进行标定。

得出K值。

通过测定一定温度下的△t值，就可计算出被测炉渣的粘度值。

3、上述公式是假设所受的粘滞力矩全部来自等测液体。

实际上由于空气的粘滞力和吊丝材料的内摩擦。

吊挂系统即使在空转时也会有一定的扭转，这一初试值在测量中会叠加到待测值上去。

为此必须将公式修正如下：η=K(t－t0)，式中t0表示仪器在空气中运转时毫秒计指示值。

t0的来源有二：一是自身遮光孔未完全重合；一是在空转过程中旋转体与周围空
气的摩擦。

通过两种已知粘度的液体进行标定，求出仪器常数K和t0。

四、技术特点
1、RTW-10型冶金熔体物性试验装置的高温炉为水冷不锈钢外壳二硅化钼电阻炉。

加热炉长期工作温度1600℃，最高加热温度1700℃。

2、测头和钼测杆喷涂防氧化涂层，内外套式石墨坩埚，坩埚可重复使用，大大降低了单次试验消耗成本。

3、使用氧化锆转子和氧化锆坩埚，对强氧化性炉渣也可准确测量。

4、升降机构采用伺服电机驱动，大口径导柱，石墨导套，丝杠传动，加热炉升降平稳。

无级调速，控制精度高，定位准确。

5、采用电动水平旋转支撑，熔体粘度的测试与熔体密度、表面张力、电导率测试的装置自动切换，运行平稳、可靠。

6、熔体粘度测头的转数(1～32)可设，有多种型号测头，量程大，精度高。

7、采用品牌计算机及西门子PLC自动控制，系统运行稳定，故障率低。

8、熔体粘度可选用控温降温连续测量或恒温定点测量。

9、高温熔体粘度在计算机及PLC控制下，自动寻找液面、自动控制测头插入深度、自动延时，自动完成测试工作。

10、实验数据由计算机自动采集自动处理。

11、本设备采用6个U型硅钼棒串联的加热形式。

U型硅钼棒说明: 硅钼棒电热元件是一种以二硅化钼为基础制成的耐高温、抗氧化、低老化的电阻发热元件。

在高温氧化性气氛下使用时，表面生成一层光亮致密的石英（SiO2）玻璃膜，能够保护硅钼棒内层不再氧化，因此硅钼棒元件具有独特的高温抗氧化性。

在氧化气氛下、最高使用温度为1800℃，硅钼棒电热元件的电阻随着温度升高而迅速增加，当温度不变时电阻值稳定。

在正常情况下元件电阻不随使用时间的长短而发生变化，因此，新旧硅钼棒电热元件可以混合使用。

12、本设备采用WRR2-120B双支铂铑30-铂铑6 分度号B 温度0-1600 保护管材质刚玉质的双铂铑热电偶。

双铂铑热电偶是由两组两种不同成分的导体两端接合成回路形成，也叫双支铂铑。

当两接合点温度不同时，就会在回路内产生热电流。

如果热电偶的工作端与参比端存在有温差时，显示仪表将会批示出热电偶产生的热电势所对应的温度值。

熔体粘度测定时会加热到1600℃左右，单铂铑或其他形式的热电偶温度低于1600℃，且双铂铑热电偶的保护管材质不能为高铝质。

五、技术参数
1、电阻炉
长期工作温度1600℃，最高加热温度1700℃；
控温、测温精度：±0.5℃。

2、升降机构
有效行程：700mm；
控制精度：0.5mm；
测量精度：0.05mm。

3、低温恒温槽
温度范围：5～95℃；
精度：0.1℃；
内胆容积：6L；
电源：220V±10% 50Hz±5%；
功率：1.5KW；
外形尺寸：420*390*850（mm）；泵流量：10L/min。

4、熔体粘度测试单元
粘度测头：1～32r/min可设；
粘度测量范围：0.05 Pa·S ～20Pa·S。

5、高纯石墨坩埚
外形尺寸(内径* 深)：Φ40*90mm。

6、粘度测头
标配：Φ15*20(mm)、Φ5*20(mm)；材质：钼；
7、侧壁B偶变送器及B偶
最高使用温度：1800℃；
长期工作温度：1650℃；
外套管材质：刚玉；
B偶变送器：4～20mA输出；
工作电压：DC24V；
外形尺寸：Φ8 *220(mm)。

8、中心B偶变送器及B偶
最高使用温度：1800℃；
长期工作温度：1650℃；
外套管材质：刚玉；
B偶变送器：4～20mA输出；
工作电压：DC24V；
外形尺寸：Φ8*365(mm)。

9、自动控制中心
西门子PLC；
起始升温软启动；
PID闭环控温；
超高温报警；
降温连续控制；
定温控制；
两点测温，超差报警。

10、数据处理
计算机远程控；
可选定温测试；
可选降温连续测试；
实时显示控温曲线；
显示熔体粘度测试过程的粘度曲线；
输出数据分析报告。

11、电源电压：AC380V,50HZ,三相五线制
六、设备简图
1.电子天平
2.炉架
3.同步电机
4.扭矩传感器
5.转杆
6.炉管
7.高温炉
8.坩埚
9.转头
10.轴承11.电动机12.炉子升降机构13.控制柜14.显示器15.打印机16.键盘17.主机18.接口箱
七、设备预算
高纯石墨坩埚45元
1700型U硅钼棒62*6=372元
热电偶1100元
不锈钢铁皮300元（2500/吨）
耐火砖 4.5*40=180元
测头380元
计算机4000元。