一種制作鋼水取樣器的工裝及其制作鋼水取樣器的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制作鋼水取樣器的工具，具體涉及一種制作鋼水取樣器的工裝及其制作鋼水取樣器的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼水取樣是在液態(tài)鋼水中迅速取出制樣，供光譜快速分析，從而獲得該爐鋼水的組份、均質(zhì)性等情況，用于指導(dǎo)冶煉過程。準(zhǔn)確采集到鋼水溫度和組份等數(shù)據(jù)的基本前提是，從取樣到獲得分析結(jié)果的時間盡可能短。如果取樣速度慢，再精密的儀器的分析結(jié)果也是沒有參考價值的。因此，取樣速度是關(guān)鍵，研制簡便、快速的取樣器是煉鋼爐前光譜分析能否成功的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的取樣器是將樣盒全部埋入紙?zhí)坠軆?nèi)中央，并且將樣盒卡住，然后在紙?zhí)坠芏丝谏仙w上鐵帽。這種取樣器弊端較多，樣盒全部埋入紙質(zhì)套管中不利于制樣快速散熱，制樣成型慢，正常取樣需要8秒甚至更長。同時樣盒大部分都卡在紙質(zhì)套管中，制樣難以取出，增加了勞動強(qiáng)度和取樣檢測的時間。
[0003]針對以上問題，本案申請人曾提出了一件申請?zhí)枮?01120345166.9的專利:一種新型的鋼水取樣器，基于保密的需要，該申請案當(dāng)初沒有公開制作工裝和制作過程。在具體生產(chǎn)過程中，申請人對該產(chǎn)品進(jìn)行了一系列的改進(jìn)，解決了樣盒歪偏、金屬帽不正、金屬套管拆卸困難、覆膜砂脫套、取樣過程中出現(xiàn)金屬帽融化不均勻等問題，具體生產(chǎn)用工裝和制作過程也進(jìn)行了完善。
[0004]申請?zhí)枮?01410275687.X的專利，公開了一種同時取樣測溫的裝置。所述同時取樣測溫的裝置包括機(jī)架以及設(shè)置在所述機(jī)架上的測溫探頭和取樣探頭。該同時取樣測溫的裝置一次動作能夠同時實現(xiàn)測溫和取樣，不僅能夠保證測溫和取樣分析結(jié)果均是針對同一時間點(diǎn)的鋼水，而且還能夠大大節(jié)約測溫取樣的時間，提高了效率，極具工業(yè)應(yīng)用前景。但是該申請設(shè)計的同時取樣測溫的裝置仍舊存在諸多不足，上述裝置需要設(shè)置機(jī)架，并且該機(jī)架需要有足夠的空間設(shè)置測溫探頭和取樣探頭，這就使得整體設(shè)計復(fù)雜，增加了制造成本。另一方面，機(jī)架本身會增加取樣器的重量，這樣會增加運(yùn)輸方面的成本。該新型取樣器工人操作的時候，同時需要負(fù)擔(dān)傳統(tǒng)單獨(dú)取樣器重量2-4倍的新型取樣器，對工人的身體素質(zhì)、操作的穩(wěn)定性都帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]1.要解決的技術(shù)問題
[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在制作的鋼水取樣器存在取樣時間長、成型慢、樣盒和金屬帽歪偏造成受熱不均的問題，本發(fā)明提供了一種制作鋼水取樣器的工裝及其制作鋼水取樣器的方法。它可得的鋼水取樣器實現(xiàn)了取樣迅速、樣盒容易取出、受熱均勻的目的，而且制造成本低，降低了取樣成本。
[0007]2.技術(shù)方案
[0008]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0009]一種制作鋼水取樣器的工裝，包括金屬帽、石英管、覆膜砂、樣盒、墊板、外護(hù)套管和內(nèi)護(hù)套管，還包括金屬套管；其中:內(nèi)護(hù)套管的外徑和外護(hù)套管內(nèi)徑相同，內(nèi)護(hù)套管套在外護(hù)套管的下半部分；墊板為圓形，覆蓋于內(nèi)護(hù)套管的上端面；樣盒呈“乒乓球拍”狀的扁平結(jié)構(gòu)，是由對稱的兩半扣合而成，并垂直倒立于墊板的圓心處；石英管無縫插入樣盒“乒乓球拍”圓形手柄內(nèi)部；金屬套管內(nèi)徑和外護(hù)套管內(nèi)徑相同，并置于外護(hù)套管的上端面；覆膜砂為顆粒狀，填充于金屬套管、外護(hù)套管、墊板組成的空腔和樣盒之間的空隙內(nèi)，填充面低于金屬套管管口 ；金屬帽開口端插入覆膜砂的填充面，其密封端罩在石英管的頂部。
[0010]優(yōu)選地，金屬帽中心正對覆膜砂的填充面中心插入覆膜砂內(nèi)；墊板中心處設(shè)置樣盒的定位孔。
[0011]優(yōu)選地，金屬套管內(nèi)沿內(nèi)壁分別設(shè)置金屬帽的定位環(huán)A和樣盒的定位環(huán)B;定位環(huán)A的內(nèi)徑和金屬帽的外徑相同，定位環(huán)B的內(nèi)徑和樣盒的“乒乓球拍”圓形手柄的外徑相同。
[0012]優(yōu)選地，樣盒圓形手柄外壁設(shè)置有綁帶；在墊板以上、垂直于外護(hù)套管內(nèi)壁固定設(shè)置加強(qiáng)筋。
[0013]優(yōu)選地，定位環(huán)B為網(wǎng)孔狀；金屬帽為鐵帽或鋁帽；金屬套管為鐵制或銅制或鋁制。
[0014]優(yōu)選地，樣盒的“乒乓球拍”圓形手柄內(nèi)固定設(shè)置有鋁線。
[0015]優(yōu)選地，金屬帽的密封端開有預(yù)熱孔；填充面至外護(hù)套管上端面的垂直距離為整個覆膜砂高度的2/3?5/6 ;加強(qiáng)筋有2條，左右對稱設(shè)置。
[0016]優(yōu)選地，定位環(huán)B的材質(zhì)為樹脂；覆膜砂為樹脂覆膜砂。
[0017]優(yōu)選地，金屬套管內(nèi)壁和覆膜砂之間設(shè)置隔離膜；樣盒的圓形內(nèi)部空腔部分為光滑弧面“圓鼓”形。
[0018]一種鋼水取樣器工裝制作鋼水取樣器的方法，其步驟為:
[0019]A、工裝的組裝:將內(nèi)護(hù)套管套在外護(hù)套管的下半部分，墊板覆蓋于內(nèi)護(hù)套管的上端面，樣盒垂直倒立于墊板的圓心處，石英管無縫插入樣盒“乒乓球拍”圓形手柄內(nèi)部，金屬套管置于外護(hù)套管的上端面；
[0020]B、充砂:用漏斗將定量的覆膜砂填充工裝內(nèi)部空隙，填充面低于金屬套管管口，并保證石英管上部露出覆膜砂的填充面；
[0021]C、戴帽:將金屬帽開口端插入覆膜砂內(nèi)部、密封端罩住石英管，并在石英管頂端預(yù)留間隙，插入時插在覆膜砂填充面中心處；
[0022]D、裝架:重復(fù)以上工序，制得生產(chǎn)需要數(shù)量的取樣器工裝，再將其逐個平穩(wěn)的裝入工裝架，避免金屬帽歪倒；
[0023]E、加熱:將工裝架轉(zhuǎn)入烘箱后加熱，烘箱溫度設(shè)定在300?400°C，快速升溫加熱，時間:40?60分鐘；升溫到設(shè)定溫度后，即停止加熱；快速升溫的目的是防止內(nèi)護(hù)套管、夕卜護(hù)套管在持續(xù)高溫下燒焦的同時，覆膜砂高溫下成型物質(zhì)能夠受熱熔化；
[0024]F、冷卻:將工裝架轉(zhuǎn)移出烘箱后，采用風(fēng)冷在5分鐘內(nèi)將工裝架降至室溫，覆膜砂內(nèi)的成型物質(zhì)成分冷卻成型；
[0025]G、拆卸:輕磕工裝頭部，逐一將工裝上的金屬套管拆卸后即為鋼水取樣器半成品;
[0026]H、裝取樣桿:按規(guī)格要求將取樣桿從取樣器底部插入內(nèi)護(hù)套管內(nèi)，即為鋼水取樣器成品。
[0027]3.有益效果
[0028]采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下顯著效果:
[0029](I)本發(fā)明制作鋼水取樣器的工裝，金屬套管的設(shè)置的初衷是為了減少外護(hù)套管長度，進(jìn)而降低取樣器的生產(chǎn)成本，取樣器出倉后，金屬套管拆卸后重復(fù)利用，外護(hù)套管之上的覆膜砂成型后無需外護(hù)套管的防護(hù)，但為了避免成型后的覆膜砂脫離取樣器，還需要部分外護(hù)套管對其防護(hù)，以保證兩者之間的固定效果；意想不到的是，這種設(shè)計還有促進(jìn)取樣后鋼水樣劑成型快的效果，經(jīng)計時試驗確認(rèn)，樣劑成型時間縮短了 2?4秒，經(jīng)分析原因，取樣時頭部的覆膜砂直接和鋼水接觸，在短時間內(nèi)對石英管有防護(hù)作用，樣盒4取樣后，覆膜砂內(nèi)有機(jī)成分吸熱融化，此時覆膜砂變得透氣性好、散熱快，取樣后，樣劑可快速散熱冷卻成型，取樣時間縮短。還有一個效果是，覆膜砂經(jīng)高溫鋼水直接浸泡后變得酥松，輕磕取樣器頭部覆膜砂即散落，取樣樣盒可方便取出，因而制樣也易于取出。而成型快的樣劑由于降溫快，與外界環(huán)境內(nèi)的物質(zhì)反應(yīng)時間短，其它元素進(jìn)入樣劑的機(jī)會也大大減少，制得樣劑的檢測結(jié)果能夠更加精確反映鋼水的實際情況；
[0030](2)本發(fā)明制作鋼水取樣器的工裝，插入的金屬帽不偏不倚，避免吸熱和散熱的不均勻?qū)е轮频玫臉觿┎环显囼炓?；定位孔的設(shè)置，能盡量保證樣盒在外護(hù)套管的中間位置；
[0031](3)本發(fā)明制作鋼水取樣器的工裝，金屬帽的定位環(huán)A和樣盒的定