用于在熔融金屬中進行取樣的測量探針的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于在熔融金屬中，尤其是在熔融鋼中進行取樣的測量探針，所述測量探針具有布置在支撐管的浸入端上的測量頭，由此所述測量頭包括至少一個樣品室，由此所述樣品室包括進料道，所述進料道的一端通向樣品室，并且所述進料道的第二端包括從測量頭的正面突出的進料口，所述測量頭的正面背對支撐管，并且進料口被保護罩覆蓋，其特征在于保護罩被布置在進料道的外面、沿進料方向處在進料口的上游并且離進料口一定距離處，由此保護罩覆蓋了進料口，并且由此保護罩并沒有在橫向上完全地包圍進料道。
【專利說明】用于在熔融金屬中進行取樣的測量探針
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在熔融金屬中、尤其是在熔融鋼中進行取樣的測量探針，所述測量探針具有布置在支撐管的浸入端上的測量頭，由此所述測量頭包括至少一個樣品室，由此所述樣品室包括進料道，所述進料道的一端通向樣品室，且所述進料道的第二端包括從測量頭的正面突出的進料口，所述測量頭的正面背對支撐管，并且進料口被保護帽覆蓋。
【背景技術(shù)】
[0002]這種類型的測量探針是已知的，例如從DE102010024282A1中可知。所述探針的目的是在轉(zhuǎn)爐中進行測量。在轉(zhuǎn)爐中，使用噴槍將氧氣吹入熔融金屬中。熔融金屬中(例如熔融鋼中)的氣泡可能會極大地干擾取樣，原因是這些氣泡可能會進入樣品室，使樣品出問題從而難以進行分析。類似的取樣器是已知的，例如從DE102005060493B3中可知。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是改進現(xiàn)有的取樣器從而實現(xiàn)高質(zhì)量的取樣。
[0004]通過獨立權(quán)利要求中的特征來達到該目的。從屬權(quán)利要求中則說明了優(yōu)選的改進。
[0005]通過將保護罩布置在進料道的外面、沿進料方向處在進料口的上游并且離被保護帽覆蓋的進料口一定距離處，由此保護罩覆蓋了進料口，并且由此保護罩并沒有在橫向上完全地包圍進料道，從而熔融金屬中存在的氣泡以及在(例如)氧氣吹入轉(zhuǎn)爐過程中形成的氣泡不會處在進料口的保護帽的正前方，因此，一旦保護帽融掉，這些氣泡也不會進入樣品室，而是通過保護罩被偏移。為實現(xiàn)向轉(zhuǎn)爐中吹入氣體，一方面，可通過吹風(fēng)槍吹入氧氣?’另一方面，可通過底部噴嘴吹入惰性氣體。已明顯看出，本發(fā)明可以獲得明顯更好的、無氣孔的樣品。
[0006]所述保護帽是一種常規(guī)的保護帽，當(dāng)測量頭浸入熔融金屬中時保護帽會熔化或溶解，使得樣品室的進料口暴露出來。就保護罩來說，將其布置在離具有保護帽的進料口一定距離處是有必要的。在這種情況下，保護罩覆蓋了進料口，其方式為使得從進料道的軸向方向看，保護罩的輪廓包圍了進料道的進料口的輪廓。為方便起見，用支架將保護罩支撐在測量頭上。
[0007]必須恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計保護罩的支架與形狀，使得進料口與保護罩之間存在一橫向開口，熔融金屬可通過所述橫向開口進入進料道中。在此上下文中，“橫向”應(yīng)該是指偏離進料道的軸的方向，優(yōu)選地大概是所述軸的徑向。
[0008]優(yōu)選地，保護罩相比于進料口的保護帽對于熔融鋼具有更強的抵抗力。所述更強的抵抗力可通過更耐久的材料或更厚的材料來實現(xiàn)。優(yōu)選地，保護罩被布置在測量頭的正面上，由此將其附著在測量頭的表面上或用支架支撐在測量頭自身內(nèi)。
[0009]具體而言，所提供的保護罩可以是成角度的或彎曲的條狀材料，因為這樣不僅使生產(chǎn)更容易，而且還使開口更大以便熔融金屬流入。保護罩可由金屬、陶瓷或石英制成。
[0010]有利的是，在保護罩與進料道之間形成一個表面，所述表面沿保護罩的方向在進料道的虛擬延伸物上形成其圓周并且大于進料口的表面區(qū)域，使得流入進料道中的熔融金屬可暢通地抵達，并且不存在可能與氣泡的形成有關(guān)的撕裂。具體而言，有利的是，進料口與保護罩之間沿進料道的方向所取的距離至少是進料口直徑的一半。
[0011]優(yōu)選地，適當(dāng)?shù)卦O(shè)置測量探針使得測量頭的正面在一側(cè)被熔渣帽覆蓋，所述測量頭的正面具有進料道與保護罩。通過這種方式，保護罩被布置在熔渣帽與進料道的保護帽之間。熔渣帽在運輸測量探針的過程中以及在測量探針浸入并穿過熔渣的過程中保護測量頭的正面，使得熔渣不會損壞保護罩或進料道。
[0012]最遲在測量頭刺入熔融金屬中時，熔渣帽自身就會溶解，然后測量頭的正面(進料道附接在其上)便會暴露在熔融金屬中，使得進料道的保護帽溶解，熔融金屬便可進入樣品室中。有利的是，有至少一個傳感器被布置在測量頭上，用于測量溫度或者熔融金屬的任何其他參數(shù)。為方便起見，所述傳感器也布置在測量頭的正面，并且被熔渣帽覆蓋。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]以下基于附圖對本發(fā)明的示例性實施例做出更詳細的說明。附圖中，
[0014]圖1:所示為根據(jù)本發(fā)明的測量探針在轉(zhuǎn)爐中的應(yīng)用；
[0015]圖2:所示為根據(jù)本發(fā)明的測量探針的測量頭的示意圖；以及
[0016]圖3:所示為測量探針的剖視圖。
【具體實施方式】
[0017]圖1所示為具有內(nèi)襯2的轉(zhuǎn)爐I。轉(zhuǎn)爐I包含熔融鋼3，熔渣層4浮于熔融鋼3上。在鋼鐵生產(chǎn)中，通過底板噴嘴5穿過轉(zhuǎn)爐I的底部將氬氣吹入熔融金屬中。用吹風(fēng)槍6將氧氣從上方吹入。除了吹風(fēng)槍6之外，還向轉(zhuǎn)爐中引入所謂的副槍7，所述副槍具有測量探針8，測量頭9被布置在測量探針8的浸入端上。
[0018]測量和/或取樣過程發(fā)生在吹入氧氣時，通常是吹入氧氣結(jié)束前大約2分鐘。測量在此環(huán)境下的溫度，并且取樣以測定(例如)熔融鋼的含碳量。測量結(jié)果可用于修正吹風(fēng)模型從而能夠改變?nèi)廴阡摰馁|(zhì)量。
[0019]在吹入氧氣之后可進行第二次測量。在這種情況下，在熔融鋼中測量的通常不僅是溫度，而且還有活性氧含量，并且進行取樣以在實驗室中測定鋼的最終成分。含氧量可用于在幾秒之內(nèi)測定鋼中的當(dāng)前碳含量。此外，可預(yù)先計算出脫氧劑(鋁)的需要量。
[0020]除了吹入氧氣且隨后形成氣泡使得阻礙或干擾取樣的上述作用之外，通過底部噴嘴5吹入氣體也可能對取樣產(chǎn)生干擾作用，因為該氣體沿已浸入的測量探針的方向上升，使得它正好與測量探針和進料口相遇，除非測量探針和進料口受到保護。此外，吹風(fēng)槍的活動也導(dǎo)致少量熔渣進入熔融鋼。所述熔渣也會干擾取樣。
[0021]根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的測量探針在這一方面提供了改進，因為保護罩使氣泡和渣粒偏離進料口。
[0022]圖2所示為測量頭。測量頭的基體由兩個用鑄模砂制成的部分10、11組成，，所述部分10、11在背對浸入端的一端上包括鉆孔12，螺釘延伸穿過鉆孔12以便將這兩個部分IOUl彼此固定到一起。所述兩件式設(shè)計簡化了樣品室與傳感器的組裝。
[0023]進料道14在測量頭的正面13上從測量頭的內(nèi)部延伸到外部。在測量頭的內(nèi)部，進料道連接到樣品室15上(見圖3)。熱電偶16也被布置在正面13上。熱電偶16附著在熱電偶嵌件17中。保護帽18同時覆蓋熱電偶16與進料道14。
[0024]保護罩19被布置成鄰近于樣品室15的進料道14。保護罩19由彎曲的片狀金屬條形成，該片狀金屬條被附著到測量頭的正面13上，在進料道的側(cè)面延伸，并且在進料道的進料口的上游彎曲，這樣一來該片狀金屬條便覆蓋了進料道14的進料口。進料口與保護罩19之間的距離略大于進料口直徑的一半。進料口本身并未在圖2中示出，因為它被保護帽18蓋住了。
[0025]熔渣帽20被布置在測量頭的正面13上、包圍并完全覆蓋正面13，布置在正面上的元件(即，熱電偶16與進料道14)包括在內(nèi)，相應(yīng)保護帽18與保護罩19也包括在內(nèi)。因此，保護罩19被布置在進料道14的保護帽18與熔渣帽20之間。
[0026]圖3所示為測量頭的內(nèi)部的剖視圖和/或測量頭的一部分11的截斷部分的圖。測量頭的兩個部分10、11可借助接合相應(yīng)另一部分的凹陷22的螺柱21來相對于彼此進行調(diào)整。圖3所示的樣品室15是扁平樣品室，其通常被設(shè)計成具有兩個厚度不同的部分。
[0027]進料道由石英管23形成，其進料口 24被保護帽18封閉。樣品室15背對進料道的一端包括排氣口 25，當(dāng)熔融金屬流入時，存在于樣品室15中的氣體便通過排氣口 25排出。圖3中沒有示出布置在熱電偶嵌件17的接觸部分26上的信號線，所述信號線從測量頭的后端引出。
[0028]將測量頭插在硬紙管27、28上，并用耐火粘合劑29將測量頭附著到外硬紙管上。兩個硬紙管27、28的組合用于使測量頭的固定穩(wěn)定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在熔融金屬中、尤其是在熔融鋼中進行取樣的測量探針，所述測量探針具有布置在支撐管(27)的浸入端上的測量頭(9)，由此所述測量頭(9)包括至少一個樣品室(15)，由此所述樣品室(15)包括進料道(14)，所述進料道(14)的一端通向所述樣品室(15)，并且所述進料道(14)的第二端包括從所述測量頭(9)的正面突出的進料口(24)，所述測量頭(9)的正面背對所述支撐管(27)，并且所述進料口(24)被保護帽(18)覆蓋，其特征在于保護罩(19)被布置在所述進料道(14)的外面、沿進料方向處在所述進料口(24)的上游并且離所述進料口(24)—定距離處，由此所述保護罩(19)覆蓋了所述進料口(24)，并且由此所述保護罩(19)并沒有在橫向上完全地包圍所述進料道(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量頭，其特征在于所述保護罩(19)相比于所述進料口(24)的所述保護帽(18)對于熔融鋼具有更強的抵抗力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測量頭，其特征在于所述保護罩(19)是布置在所述測量頭(9)的所述正面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的測量頭，其特征在于所提供的所述保護罩(19 )是成角度的條狀材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的測量頭，其特征在于所述保護罩(19)是由金屬、陶瓷或石英制成。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的測量頭，其特征在于在保護罩(19)與進料道(14)之間形成了一個表面，所述表面沿所述保護罩(19)的方向在所述進料道(14)的虛擬延伸物上形成其圓周并且大于所述進料口(24)的表面區(qū)域。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的測量頭，其特征在于進料口(24)與保護罩(19)之間沿所述進料道(14)的方向所取的距離至少是所述進料口(24)直徑的一半。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的測量頭，其特征在于所述測量頭(9)的所述正面被熔渣帽(20)覆蓋，所述正面具有所述進料道(14)與所述保護罩(19)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的測量頭，其特征在于至少一個傳感器(16)被布置在所述測量頭(9)上，用于測量溫度或者熔融金屬的任何其他參數(shù)。
【文檔編號】G01N1/10GK103630423SQ201310310944
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月24日
【發(fā)明者】德里·拜恩斯, 埃里克·B·博特爾斯 申請人:賀利氏電子耐特國際股份公司