一種制作鋼水取樣器的工裝的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型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。
【背景技術】
[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，用于指導冶煉過程。準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)品進行了一系列的改進，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架以及設置在所述機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)應用前景。但是該申請設計的同時取樣測溫的裝置仍舊存在諸多不足，上述裝置需要設置機架，并且該機架需要有足夠的空間設置測溫探頭和取樣探頭，這就使得整體設計復雜，增加了制造成本。另一方面，機架本身會增加取樣器的重量，這樣會增加運輸方面的成本。該新型取樣器工人操作的時候，同時需要負擔傳統(tǒng)單獨取樣器重量2-4倍的新型取樣器，對工人的身體素質(zhì)、操作的穩(wěn)定性都帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]1.要解決的技術問題
[0006]針對現(xiàn)有技術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，本實用新型提供了一種制作鋼水取樣器的工裝。它制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.技術方案
[0008]本實用新型的目的通過以下技術方案實現(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、外護套管和內(nèi)護套管，還包括金屬套管；其中:內(nèi)護套管的外徑和外護套管內(nèi)徑相同，內(nèi)護套管套在外護套管的下半部分；墊板為圓形，覆蓋于內(nèi)護套管的上端面；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)徑和外護套管內(nèi)徑相同，并置于外護套管的上端面；覆膜砂為顆粒狀，填充于金屬套管、外護套管、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置有綁帶；在墊板以上、垂直于外護套管內(nèi)壁固定設置加強筋。
[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)固定設置有鋁線。
[0015]優(yōu)選地，金屬帽的密封端開有預熱孔；填充面至外護套管上端面的垂直距離為整個覆膜砂高度的2/3?5/6 ;加強筋有2條，左右對稱設置。
[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)護套管套在外護套管的下半部分，墊板覆蓋于內(nèi)護套管的上端面，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，并在石英管頂端預留間隙，插入時插在覆膜砂填充面中心處；
[0022]D、裝架:重復以上工序，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，烘箱溫度設定在300?400°C，快速升溫加熱，時間:40?60分鐘；升溫到設定溫度后，即停止加熱；快速升溫的目的是防止內(nèi)護套管、夕卜護套管在持續(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)護套管內(nèi)，即為鋼水取樣器成品。
[0027]3.有益效果
[0028]采用本實用新型提供的技術方案，與已有的公知技術相比，具有如下顯著效果:
[0029](I)本實用新型制作鋼水取樣器的工裝，金屬套管的設置的初衷是為了減少外護套管長度，進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利用，外護套管之上的覆膜砂成型后無需外護套管的防護，但為了避免成型后的覆膜砂脫離取樣器，還需要部分外護套管對其防護，以保證兩者之間的固定效果；意想不到的是，這種設計還有促進取樣后鋼水樣劑成型快的效果，經(jīng)計時試驗確認，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)對石英管有防護作用，樣盒4取樣后，覆膜砂內(nèi)有機成分吸熱融化，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)反應時間短，其它元素進入樣劑的機會也大大減少，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)本實用新型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?；定位孔的設置，能盡量保證樣盒在外護套管的中間位置；
[0031](3)本實用新型制作鋼水取樣器的工裝，金屬帽的定位環(huán)A和樣盒的定位環(huán)B的設置，能分別保證金屬帽在填充面的中心位置和樣盒在外護套管的中間位置，并提高了操作的方便性，先將樣盒定位好再填充覆膜砂，金屬帽沿定位環(huán)A插入填充面即可；
[0032](4)本實用新型制作鋼水取樣器的工裝，綁帶的設置，避免樣盒在充砂時分開，從而導致覆膜砂混入樣盒；加強筋的設置，能有效的避免覆膜砂受熱凝固成一個整體再冷卻后和外護套管分離而導致覆膜砂脫套；
[0033](5)本實用新型制作鋼水取樣器的工裝，定位環(huán)B為網(wǎng)孔狀，以避免影響覆膜砂的填充；金屬帽為鐵帽時，應用于無氧工序；金屬帽為鋁帽時，應用于有氧工序；金屬套管的制作可以因地制宜，一般的金屬都可；以提高適用范圍；
[0034](6)本實用新型制作鋼水取樣器的工裝，樣盒鋁線的設置，適用于有氧工序的取樣；
[0035](7)本實用新型制作鋼水取樣器的工裝，預熱孔的設置，部分熱量通過預熱孔先期進入金屬帽對其進行預熱，有效的避免金屬帽因內(nèi)外受熱不均而影響取樣；2條加強筋的設置，可以進一步減少外護套管的長度，有效的降低生產(chǎn)成本；
[0036](8)本實用新型制作鋼水取樣器的工裝，定位環(huán)B的材質(zhì)為樹脂，定位的目的達到后，后序的加熱處理后樹脂融化于覆膜砂內(nèi)，達到消失模的效果；樹脂覆膜砂成本低、易成型、易填充，受熱冷卻后易分散；
[0037](9)本實用新型制作鋼水取樣器的工裝，隔離膜的設置，避免金屬套管和覆膜砂粘連不易拆卸；“圓鼓”形樣盒內(nèi)部空腔，制得的樣劑表面光滑無毛刺，容易脫模，也容易進行檢測試驗；
[0038](10)本實用新型的工裝制作取樣器的方法，工序簡單，可以流水線作業(yè)，還可以進一步實現(xiàn)電氣自動化生產(chǎn)；
【附圖說明】
[0039]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]附圖標記:1、金屬帽；2、石英管；3、覆膜砂；4、樣盒；5、墊板；6、外護套管；7、內(nèi)護套管；8、金屬套管；9、綁帶；11、預熱孔；51、定位孔；61、加強筋；81、定位環(huán)A ;82、定位環(huán)B。
【具體實施方式】
[0041]下面結(jié)合說明書附圖和具體的實施例，對本實用新型作詳細描述。
[0042]實施例1
[0043]本實施例的一種制作鋼水取樣器的工裝，包括金屬帽1、石英管2、覆膜砂3、樣盒
4、墊板5、外護套管6和內(nèi)護套管7，還包括金屬套管8 ;其中:內(nèi)護套管7的外徑和外護套管6內(nèi)徑相同，都為牛皮紙質(zhì)，內(nèi)護套管7套在外護套管6的下半部分；墊板5為圓形，也為紙質(zhì)，覆蓋于內(nèi)護套管7的上端面；樣盒4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5的圓心處，為鐵質(zhì)；石英管2無縫插入樣盒4 “乒乓球拍”圓形手柄內(nèi)部；金屬套管8在本實施例中為鐵質(zhì)，其內(nèi)徑和外護套管6內(nèi)徑相同，并置于外護套管6的上端面；覆膜砂3為顆粒狀，填充于金屬套管8、外護套管6、墊板5組成的空腔和樣盒4之間的空隙內(nèi)，填充面低于金屬套管8管口，本實施例中位于金屬套管8的中間；金屬帽I開口端插入覆膜砂3的填充面內(nèi)部0.5cm，密封端罩在石英管2的頂部，材質(zhì)為