一種用于焦炭顯微組織測定的微結焦制樣裝置及方法
【專利摘要】本發明公開一種用于焦炭顯微組織測定的微結焦制樣裝置及方法，包括支撐構件，壓實構件，以及筒體構件三大部分。支撐構件由支架底座，支架，橫梁固定形成門型結構，在底座的中間部位有一個用于放置筒體的圓型底座；壓實構件由壓實重塊，砸實重錘，擋片，錘頭和撞針組成；筒體構件由筒壁，底座和壓蓋構成，壓蓋中心設置揮發份放散孔。本發明可制成大小適宜的微型焦炭樣品，放入橡膠模具成型，經過打磨拋光后可直接在顯微鏡下觀測，煤粉用量少，制樣時間短，避免了傳統方法粉碎過程對焦炭組織的破壞，并且在顯微鏡下實現連續測定焦炭微觀組織結構，便捷、準確。
【專利說明】一種用于焦炭顯微組織測定的微結焦制樣裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于焦炭顯微組織測定的微結焦制樣裝置及方法，屬于焦化學科中焦炭顯微組織結構性質研究領域。
【背景技術】
[0002]焦炭在高爐煉鐵中起到還原，熱源和支持骨架的作用，隨著高爐向大容積發展，對焦炭冷態強度、熱態性能的要求越來越高。焦炭的顯微組織結構是焦炭的冷態強度和熱態性能的重要影響因素之一。傳統用于焦炭顯微組織測定的制樣方法是制取大塊焦炭，然后粉碎，篩分0.2mm-1.0mm的焦粉顆粒,利用樹脂固化成型后制成2.5cmX2.5cmX2.0cm大小的樣品，打磨拋光后在顯微鏡下觀測。每次制樣需要大量的煤粉，并且結焦后需要將焦炭粉碎成顆粒，粉碎過程中對焦炭組織造成一定的破壞作用，并且由于焦粉顆粒是分散在樹脂中的，測定過程中需要不斷的在焦炭顆粒與樹脂固化物之間跳躍檢測，十分繁瑣，影響測量的準確性。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提出一種用于焦炭顯微組織測定的微結焦制樣裝置及方法，以解決現有技術用煤量大，結焦時間長，粉碎過程破壞焦炭組織結構，測定過程不連續，影響測量結果準確性的缺陷。本發明用煤少，結焦時間短，省去焦炭粉碎過程，顯微鏡下可以觀測到連續的焦炭組織結構，實現連續檢測，測量便捷、準確。
[0004]為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為:
[0005]支撐構件由底座、支架和橫梁固定成門型結構；壓實構件由壓實重塊，砸實重錘，擋片，錘頭和撞針組成，所述壓實重塊通過一根鋼條和兩塊鋼板固定在底座上；擋片橫向通過兩側螺母固定于支架上，縱向通過滑桿固定在橫梁上；砸實重錘穿在擋片上的滑桿上，通過一個螺母調節位置；錘頭固定在擋片下端，中心設置一根撞針；制樣時筒體放置于底座中心的圓形底座上，制樣后將蓋子插入筒體。
[0006]所述的壓實構件中心設置一個U型凹槽，壓實構件可以向前翻轉，壓制樣品時壓實構件U型凹槽透過固定在橫梁上的滑桿，水平壓在擋片上。
[0007]所述的砸實重錘為中空的圓柱筒體，通過一個螺母固定在中心的滑桿上，該重錘可以上下滑動，并且通過螺母可以固定在不同高度位置。
[0008]所述的錘頭固定在擋片上，錘頭外徑略小于放置煤粉筒體的內徑，兩者之間差值為 0.5mmο
[0009]所述的撞針通過螺紋旋轉固定在錘頭上，撞針為異型結構，撞針的半徑為5mm，用于在煤的中心扎出一柱形孔，釋放揮發份。
[0010]所述的筒體由底座和筒壁組成，通過螺紋連接，筒體的深度大于錘頭與撞針的總長度，差值為IOmm,錘頭頂端距離筒體底端的距離為20mm。
[0011]所述的蓋子上端與下端同為圓柱體形狀，下端圓柱體的長度，直徑與錘頭相同，蓋子的中心設置一個圓柱形孔洞，其內徑與撞針的直徑相同。
[0012]一種如前述所述的用于焦炭顯微組織測定的微結焦制樣裝置所使用的方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0013]I)將粒度小于3mm，空氣干燥基水分小于10%的煤粉填滿筒體，刮平，放在制樣裝置底座中心的圓形底座上，放下錘頭，將砸實重錘調整到上端，放平壓實重塊，壓在擋片上，松開砸實重錘的螺母，將砸實重塊上升到最高點后向下砸壓實重塊，直到撞針和錘頭完全深入筒體中；
[0014]2)將蓋子插入筒體，放入事先溫度升至850°C-950°C的馬弗爐中加熱15-20min結焦，結焦后將樣品從馬弗爐中取出，用水熄方式熄焦；
[0015]3)將熄焦后的焦塊取出，放在50°C干燥箱中，烘干Ih ；
[0016]4)將烘干后的焦炭用鋸條鋸斷上部，下部焦塊的高度為10_15mm為益；
[0017]5)將焦塊放入橡膠模具中，注入樹脂，干燥；
[0018]6)干燥成型后利用磨拋機打磨，露出圓形焦炭界面后，繼續打磨Imm厚度左右，去掉焦炭氧化層，拋光，制樣完畢，用于顯微鏡觀測。
[0019]與現有技術相比，本發明用煤量少，大大縮短了制樣時間，簡化了制樣步驟，并且避免了粉碎焦炭對焦炭組織界面的破壞作用，可以觀測到連續的焦炭組織結構，消除了傳統技術檢測時需要在樹脂與焦炭顆粒之間不停跳躍切換的弊病，顯著提高測量的準確性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，以下將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，以下描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖所示實施例得到其它的實施例及其附圖。
[0021]圖1為本發明的一種焦炭顯微組織測定制樣裝置的主體構件示意圖，包括支架構件、壓實構件；
[0022]圖2a為裝煤粉樣品的筒體構件示意圖，包括筒壁與底部構件；
[0023]圖2b為筒體的蓋子構件示意圖，包括插入部位，封頭部位與揮發份釋放孔；
[0024]圖3a為常規制樣方法制成的焦炭顯微組織檢測樣品示意圖；
[0025]圖3b為本發明制樣裝置制成的焦炭顯微組織檢測樣品示意圖。
【具體實施方式】
[0026]以下將結合附圖對本發明各實施例的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所得到的所有其它實施例，都屬于本發明所保護的范圍。
[0027]參見圖1、圖2a、圖2b，本發明公開一種用于焦炭顯微組織測定的微結焦制樣裝置及方法，包括支撐構件，壓實構件，以及筒體構件三大部分組成。支撐構件由支架底座(1)，支架(9)，橫梁(8)固定形成門型結構，在底座(I)的中間部位有一個用于放置筒體的圓型底座⑵；壓實構件由壓實重塊(6)，砸實重錘(11)，擋片(5)，錘頭(13)和撞針(14)組成；筒體構件由筒壁(17)，底座(19)和壓蓋(21)構成，壓蓋中心設置揮發份放散孔(20)。本發明可制成大小適宜的微型焦炭樣品，放入橡膠模具成型，經過打磨拋光后可直接在顯微鏡下觀測，煤粉用量少，制樣時間短，避免了傳統方法粉碎過程對焦炭組織的破壞，并且在顯微鏡下實現連續測定焦炭微觀組織結構，便捷、準確。
[0028]下面結合附圖對本發明的技術內容進行更加詳細地描述。
[0029]1.將粒度小于3mm，空氣干燥基水分小于10%的待測煤粉顆粒裝入圖2a的筒體中，裝滿筒體，刮平筒體上表面；
[0030]2.將筒體放入圖1裝置中心的圓形底座上，旋開擋片兩側的螺母，將錘頭與撞針壓入筒體中；
[0031]3.將砸實重錘固定在中心滑動桿的上方，把壓實重塊扳倒，平壓在擋片上；
[0032]4.將砸實重錘的螺母松開，把砸實重錘滑到最上方，松開，讓砸實重錘自然下落，砸到壓實重塊上，反復重復此動作，直到錘頭與撞針完全壓入到筒體中，停止；
[0033]5.從底座中取出筒體，將蓋子插入筒體中，保持蓋子中心的揮發份擴散空無堵塞；
[0034]6.將筒體與蓋子一起放入預先加熱至850°C _950°C的馬弗爐中加熱15_20min結焦，結焦后將樣品從馬弗爐中取出，用水熄方式熄焦；
[0035]7.拔出蓋子，并將筒體的底座旋開，取出筒體中的焦炭，放入50°C干燥箱中烘干Ih ；
[0036]8.將烘干后的焦炭用鋸條鋸斷上部，使下部焦炭的高度為10_15mm為益；
[0037]9將焦塊放入至的橡膠模具中，倒入樹脂，自然固化成型；
[0038]10.取出固化成型的樣品，先利用磨拋機粗磨，露出圓形焦炭的界面后，繼續打磨Imm左右，去掉焦炭表面與空氣接觸的氧化層，之后再進行細磨，拋光，當樣品表面光滑，無劃痕后制樣完畢，用于顯微鏡觀測；
[0039]11.圖3b為本發明制成的焦炭顯微組織檢測樣品示意圖，與圖3a所示的常規制樣方法制成的焦炭顯微組織檢測樣品示意圖相比較，圖3b中的焦炭組織連續，清晰，檢測方便，準確。
[0040]本發明提供的各種實施例可根據需要以任意方式相互組合，通過這種組合得到的技術方案，也在本發明的范圍內。
[0041]顯然，本領域技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若對本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也包含這些改動和變型在內。
【權利要求】
1.一種用于焦炭顯微組織測定的微結焦制樣裝置，其特征在于: 支撐構件由底座、支架和橫梁固定成門型結構；壓實構件由壓實重塊，砸實重錘，擋片，錘頭和撞針組成，所述壓實重塊通過一根鋼條和兩塊鋼板固定在底座上；擋片通過一根鋼條和兩側螺母固定于支架上；砸實重錘穿在固定于橫梁與擋片之間的滑桿上，通過一個螺母調節位置；錘頭固定在擋片下端，中心設置一根撞針；制樣時筒體置于底座中心的凹型底座上，制樣后將蓋子插入筒體。
2.如權利要求1所述的一種用于焦炭顯微組織測定的微結焦制樣裝置，其特征在于:所述壓實構件的中心設置一個U型凹槽，壓實構件可以向前翻轉，壓制樣品時壓實構件透過固定在橫梁上的滑桿，平壓在擋片上。
3.如權利要求1所述的一種用于焦炭顯微組織測定的微結焦制樣裝置，其特征在于:所述砸實重錘為可上下滑動的中空的圓柱筒體。
4.如權利要求1所述的一種用于焦炭顯微組織測定的微結焦制樣裝置，其特征在于:所述撞針固定在錘頭上，撞針為十字型型結構。
5.如權利要求1所述的一種用于焦炭顯微組織測定的微結焦制樣裝置，其特征在于:所述蓋子的上端與下端同為圓柱體結構，壓蓋的中心設置一個圓柱形孔洞，其內徑與撞針的直徑相同，用于放散揮發份氣體。
6.如權利要求1-5任一項所述的一種用于焦炭顯微組織測定的微結焦制樣裝置所使用的方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)將粒度小于3_，空氣干燥基水分小于10%的煤粉填滿筒體，刮平，放在制樣裝置底座中心的圓形底座上，放下錘頭，將砸實重錘調整到上端，再將壓實重塊平壓在擋片上，松開砸實重錘的螺母，將砸實重塊上升到最高點后向下砸壓實重塊，直到撞針和錘頭完全深入筒體中； 2)把蓋子插入筒體中，再將筒體放入事先溫度升至850°C_950°C的馬弗爐中加熱15-20min結焦，結焦后將樣品從馬弗爐中取出，用水熄方式熄焦； 3)將熄焦后的焦塊取出，放在50°C干燥箱中，烘干Ih； 4)將烘干后的焦炭用鋸條鋸斷上部，下部焦塊的高度為10-15mm； 5)將焦塊放入橡膠模具中，注入樹脂，固化成型； 6)固化成型后用磨拋機打磨，露出圓形焦炭界面后，繼續打磨掉Imm厚度左右，去掉焦炭氧化層，拋光，制樣完畢，用于顯微鏡觀測。
【文檔編號】G01N1/28GK103983486SQ201410116279
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月26日 優先權日:2014年3月26日
【發明者】呂青青, 杜屏, 周俊蘭 申請人:江蘇省沙鋼鋼鐵研究院有限公司