一種鋁電解槽高溫熔體內的可視化檢測裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種鋁電解槽高溫熔體內的可視化檢測裝置，構成包括工業內窺鏡（１）和由內管（２）和外管（３）構成的冷卻套管；外管（３）的端部設有石英玻璃（４），工業內窺鏡（１）的窺頭位于石英玻璃（４）內側，工業內窺鏡（１）電纜從內管（２）另一端穿出，內管（２）的端口與石英玻璃（４）的內側面之間設有間隙。本實用新型專利技術直觀性好，測量時不受熔體溫度、化學成分、插入鋼棒直徑，插入時間等的影響，標定容易，誤差小。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種鋁電解槽高溫熔體內的可視化檢測裝置。
技術介紹
目前通用的鋁電解槽呈一個長方體的箱形，內部裝有900 1000°C左右的熔融冰 晶石電解液和鋁液。現在的電解槽越來越大，電流強度達到400 500kA，大電流必然產生 強磁場。槽內的電解質液和鋁液都是高溫導電流體，在磁場中必然受電磁力，并在電磁力驅 動下運動和波動。這種運動對電解過程有重大影響，我們需要了解和檢測鋁電解槽內熔體 的運動和波動。現有技術檢測鋁電解槽內熔體的運動和波動是采用鋼棒侵蝕法，即把鋼棒插進電 解槽熔體，一定時間后取出，測量鋼棒受熔體侵蝕的量和方向，以此決定熔體的流動速度和 方向。這種測量是間接測量法，受熔體溫度、化學成分、插入鋼棒直徑，插入時間等的影響 大，標定困難，誤差大。目前還沒有電解槽高溫熔體內的可視化檢測裝置。
技術實現思路
本技術的目的在于，提供一種鋁電解槽高溫熔體內的可視化檢測裝置。它在 測量時，不受熔體溫度、化學成分、插入鋼棒直徑，插入時間等的影響，標定容易，誤差小。本技術的技術方案一種鋁電解槽高溫熔體內的可視化檢測裝置，包括工業 內窺鏡；還包括由內管和外管構成的冷卻套管；外管的端部設有石英玻璃，工業內窺鏡的 窺頭位于石英玻璃內側，工業內窺鏡電纜從內管另一端穿出，內管的端口與石英玻璃的內 側面之間設有間隙。前述的裝置中，所述的內管與外管之間設有支架。前述的裝置中，所述內管的另一端口設有三通，三通與內管的端口密封連接，三通 另兩個端口一個與壓縮空氣連接，另一個為工業內窺鏡的電纜穿出孔。前述的裝置中，所述外管外部套有氧化鋁陶瓷管。與現有技術相比，本技術采用工業內窺鏡測量電解槽內高溫熔體的運動參 數，直觀性好，同時在測量時，不受熔體溫度、化學成分、插入鋼棒直徑，插入時間等的影響， 標定容易，誤差小。為電解槽內高溫熔體的可視化檢測進行了開創性的探索。附圖說明圖1是本技術的結構示意圖。附圖中的標記為1-工業內窺鏡，2-內管，3-外管，4-石英玻璃，5-支架，6-三通， 7-氧化鋁陶瓷管。具體實施方式以下結合附圖和實施例對本技術作進一步的詳細說明。實施例。本技術的結構如圖1所示，本技術的一種鋁電解槽高溫熔體內 的可視化檢測裝置是用工業內窺鏡1測量電解槽內高溫熔體的運動參數；將工業內窺鏡的 窺頭插入冷卻套管內，在冷卻套管的端部安裝石英玻璃，工業內窺鏡的窺頭透過石英玻璃 觀察電解槽內的高溫熔體。在所述石英玻璃前端周圍涂一圈炭粉與浙青的混合物，炭粉顆 粒在高溫下顯示出比熔液更亮的點，在流動的熔體沖刷下，高亮的炭粉顆粒從石英玻璃前 劃過，根據炭粉顆粒從石英玻璃前劃過的方向和速度可測得熔體在石英玻璃前的流動方向 和速度。所述冷卻套管為雙層管，窺頭從內管插至石英玻璃后端，同時將壓縮空氣也從內管 的孔中吹入，直接吹在石英玻璃上然后從內管與外管之間的間隙排出，對冷卻套管和石英 玻璃進行冷卻。在所述冷卻套管外套有氧化鋁陶瓷管，防止冷卻套管的鐵質溶入電解槽降 低鋁液的純度。一種鋁電解槽高溫熔體內的可視化檢測裝置，包括工業內窺鏡1 ；還包括由內管2 和外管3構成的冷卻套管；外管3的端部設有石英玻璃4，工業內窺鏡1的窺頭位于石英玻 璃4內側，工業內窺鏡1電纜從內管2另一端穿出，內管2的端口與石英玻璃4的內側面之 間設有間隙。內管2與外管3之間設有支架5。內管2的另一端口設有三通6，三通6與內 管2的端口密封連接，三通6另兩個端口一個與壓縮空氣連接，另一個為工業內窺鏡1的電 纜穿出孔；在外管3的外部套上氧化鋁陶瓷管7即成。本技術的實施過程及原理由于本技術要測量的對象是鋁電解槽內的高溫熔液，其溫度在900 1000°C 之間，并具有強侵蝕性，能溶解鋼鐵。高溫熔液中的熔融冰晶石還可以溶解最常用的耐火材 料氧化鋁。因此本技術要解決問題主要有兩點，首先要解決耐高溫問題，其次要解決如 何看清楚高溫熔液流動方向和速度的問題。本技術所用的工業內窺鏡1是成熟產品，型號為Kn-VI超便攜工業電子內窺 鏡，工業內窺鏡1端頭是電子攝像頭，連接有電纜，兩者都不耐高溫。因此耐高溫是要解決 的首要問題，本技術是在工業內窺鏡1外設置冷卻套管，冷卻套管為雙層鋼管，在鋼套 管的端頭安裝一塊石英玻璃，可以透過玻璃觀察槽內的高溫熔體。工業內窺鏡1插入內管 2。壓縮空氣也通入內管2，形成持續的空氣流，直接吹在石英玻璃4上，然后反折回來從內 管2和外管3之間的間隙排出，以冷卻石英玻璃4和工業內窺鏡的窺頭和電纜。為了降低 保護套管插入熔體后的升溫速度，增強冷卻保護效果，在外鋼管外再套一根氧化鋁陶瓷管， 因為陶瓷管傳熱慢，同時在測量觀測的時候，也可防止冷卻套管會被高溫熔液溶解，溶出的 鐵雜質進入電解槽會降低鋁溶液的純度，氧化鋁進入電解槽不會降低鋁的純度。900 1000°C左右的熔融冰晶石電解液和鋁液是紅熱的液體，不透明。透過內窺 鏡看到的可能只是一片紅色，可能會看不出熔體的流動。為了看清楚熔體的流動方向和速 度，本技術是在冷卻套管頂端的石英玻璃片周邊，涂一圈炭粉拌浙青的混合物，炭粉被 紅熱的熔液沖刷下來，隨熔液流動，炭粉顆粒更紅亮，可由此判定熔液的流速。為了保證測量數據的準確性，要盡量減少測量管對熔體的流動的影響。因此，要選 擇最細的內窺鏡，冷卻套管也盡可能小。因為冷卻套管插進槽子會改變熔體的流動，而偏離 原來的流速，同時要保證壓縮空氣的流量足夠冷卻內窺鏡。工業內窺鏡鏡頭的攝像頭得到的圖像可同步對實時圖像進行錄制、儲存、回放等， 還可與計算機連接，對實現回放、凍結、局部放大、存儲、打印等功能。以便于對測得的數據進行分析處理。權利要求1.一種鋁電解槽高溫熔體內的可視化檢測裝置，包括工業內窺鏡(1)；其特征在于還 包括由內管(2)和外管(3)構成的冷卻套管；外管(3)的端部設有石英玻璃(4)，工業內窺 鏡(1)的窺頭位于石英玻璃(4)內側，工業內窺鏡(1)電纜從內管(2)另一端穿出，內管 (2)的端口與石英玻璃(4)的內側面之間設有間隙。2.根據權利要求1所述的鋁電解槽高溫熔體內的可視化檢測裝置，其特征在于所述 的內管⑵與外管⑶之間設有支架(5)。3.根據權利要求1所述的鋁電解槽高溫熔體內的可視化檢測裝置，其特征在于所述 內管⑵的另一端口設有三通(6)，三通(6)與內管⑵的端口密封連接，三通(6)另兩個 端口一個與壓縮空氣連接，另一個為工業內窺鏡(1)的電纜穿出孔。4.根據權利要求1或2所述的鋁電解槽高溫熔體內的可視化檢測裝置，其特征在于 所述外管(3)外部設有氧化鋁陶瓷管(7)。專利摘要本技術公開了一種鋁電解槽高溫熔體內的可視化檢測裝置，構成包括工業內窺鏡(1)和由內管(2)和外管(3)構成的冷卻套管；外管(3)的端部設有石英玻璃(4)，工業內窺鏡(1)的窺頭位于石英玻璃(4)內側，工業內窺鏡(1)電纜從內管(2)另一端穿出，內管(2)的端口與石英玻璃(4)的內側面之間設有間隙。本技術直觀性好，測量時不受熔體溫度、化學成分、插入鋼棒直徑，插入時間等的影響，標定容易，誤差小。文檔編號G01N21/01GK201788140SQ20102023793公開日2011年4月6日 申請日期2010年6月25日 優先權日20本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鋁電解槽高溫熔體內的可視化檢測裝置，包括工業內窺鏡（１）；其特征在于：還包括由內管（２）和外管（３）構成的冷卻套管；外管（３）的端部設有石英玻璃（４），工業內窺鏡（１）的窺頭位于石英玻璃（４）內側，工業內窺鏡（１）電纜從內管（２）另一端穿出，內管（２）的端口與石英玻璃（４）的內側面之間設有間隙。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王愚，
申請(專利權)人：貴陽鋁鎂設計研究院，
類型：實用新型
國別省市：52[中國|貴州]