BR102012027064B1 - Dispositivo para medição de parâmetros ou para extração de amostras em fusões de ferro ou aço - Google Patents

Dispositivo para medição de parâmetros ou para extração de amostras em fusões de ferro ou aço Download PDF

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Abstract

dispositivo para medição de parâmetros ou para extração de amostras em fusões de ferro ou aço. a presente invenção refere-se a um dispositivo para medição de parâmetros ou para extração de amostras em fusões de ferro ou aço, bem como para extração de amostras de uma escória apoiada sobre uma fusão de ferro ou aço, com tubo de suporte, que apresenta uma extremidade de imersão e uma superfície circunferencial lateral, em cuja extremidade de imersão está disposta uma cabeça de medição, que apresente uma extremidade de imersão e uma superfície circunferencial lateral, sendo que na extremidade de imersão da cabeça de medição está disposto pelo menos um sensor ou uma abertura de entrada para uma câmara de amostras existente no interior do dispostivo, e consiste no fato de que na superfície circunferencial lateral do tubo de suporte ou da cabeça de medição está disposta uma abertura de entrada, que através de um canal de entrada sai em uma ante-câmara disposta no interior do tubo de suporte ou da cabeça de medição e que a antecâmara em sua extremidade afastada da extremidade de imersão da cabeça de medição apresenta uma abertura de entrada,que sai em um lado da antecâmara afastado da extremidade de imersão, em uma câmara de amostras de escória disposta no interior do dispositivo.

Description

[001] A presente invenção refere-se a um dispositivo para medição de parâmetros ou para a extração de amostras em fusões de ferro ou aço, bem como para extração de amostras de escória apoiada sobre uma fusão de ferro ou aço, com um tubo de suporte, que apresenta uma extremidade de imersão e uma superfície circunferencial lateral, em cuja extremidade de imersão está disposta uma cabeça de medição, que apresenta uma extremidade de imersão e uma superfície circunferencial lateral, sendo que na extremidade de imersão da cabeça de medição está disposto pelo menos um sensor ou uma abertura de entrada para uma câmara de amostras existente no interior do dispositivo.
[002] Esses dispositivos são conhecidos, por exemplo, do documento DE 197 58 595 B4. Aqui, estão descritos dispositivos, em cujo lado frontal estão dispostos tanto um elemento térmico como também uma abertura de entrada para uma câmara de amostras. A câmara de amostras é apropriada para amostras de escória. Além disso, no lado frontal desse dispositivo está disposta uma outra entrada para uma câmara de amostras, que é apropriada para extração de amostras de fusões metálicas. Um outro dispositivo conhecido desse documento apresenta um extrator de amostras com duas aberturas de entrada laterais.
[003] Extratores de amostras similares são conhecidos do documento DE 197 52 743 C5. Extratores de amostra para amostras de escória são conhecidos, além disso, do documento EP 1 183 513 B1. Os mesmos correspondem, substancialmente, aos extratores de amostras conhecidos do documento A97 58 595 B4.
[004] Extratores de amostras para fusões metálicas, nos quais se
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2/8 depositam escória e outras inclusões não metálicas de metal líquido são conhecidos, por exemplo, dos documentos DE 41 29 930 A1 ou US 5,415,052 ou US 5,515,739. Aqui, são coletadas impurezas, em cada caso, em uma antecâmara disposta a montante da câmara de amostras para fusões metálicas, que na entrada da fusão metálica na câmara de amostras deve ser separada da fusão metálica, para aperfeiçoar a qualidade das amostras metálicas.
[005] É tarefa da presente invenção aperfeiçoar extratores de amostras, particularmente, para a extração de amostras de escória e pôr à disposição amostras de alta qualidade e que possibilitam uma análise precisa.
[006] A invenção está caracterizada, particularmente, pelo fato de eu na superfície circunferencial lateral do tubo de suporte ou da cabeça de medição está disposta uma abertura de entrada, que ai através de um canal de entrada em uma antecâmara disposta no interior do tubo de suporte ou da cabeça de medição e que a antecâmara apresenta em sua extremidade afastada da extremidade de imersão da cabeça de medição uma abertura de entrada, que sai em uma câmara de amostras de escória, disposta no interior do dispositivo, em um lado da antecâmara afastado da extremidade de imersão.
[007] Desse modo, é possível, por um lado, uma medição ou extração de amostra no lado frontal do dispositivo, que imerge profundamente na fusão de aço, bem como uma extração de amostra de um local situado a um nível mais alto, que se situa na região de uma camada de escória apoiada sobre a fusão de aço. Aqui, a escória é primeiramente guiada para uma antecâmara e, depois, a uma câmara de amostras, sendo que a escória, por ser mais leve do que a fusão de aço, sobe e proporções de fusão metálica, que eventualmente penetram junto na antecâmara, permanecem na antecâmara. Desse modo, podem ser obtidas amostras de escória de alta qualidade.
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3/8 [008] Como a profundidade de imersão, por um lado, e a espessura da camada de escória apoiada sobre a fusão de aço, por outro lado, são conhecidas de modo relativamente preciso, a profundidade de imersão do dispositivo pode ser controlado de modo muito preciso, de tal modo que o lado frontal fica disposto na fusão metálica, enquanto a abertura de entrada lateral está disposta na camada de escória.
[009] Nas sondas de imersão aqui descritas, uma cabeça de medição é, em geral, um componente, disposto separadamente na extremidade de imersão de um tubo de suporte, no qual ou dentro do qual estão dispostos sensores ou câmaras de amostras. Essas cabeças de medição, na maioria das vezes são formadas, substancialmente, de metal, particularmente, de aço ou de areia de fundição ou cimento. Os tubos de suporte são formados, em geral, de papelão e são inseridos sobre chamadas lanças, que são peradas automaticamente ou manualmente e com a quais os tubos de suporte são inseridos com a cabeça de medição na fusão. As lanças são apropriadas para um uso múltiplo, enquanto os tubos de suporte com a cabeça de medição estão consumidos depois de uma medição e precisam ser substituídos.
[0010] Particularmente, é vantajoso que na superfície circunferencial lateral do tubo de suporte esteja disposta uma camada de proteção injetada metálica. A camada de proteção injetada pode estar formada, vantajosamente, de modo tubular, sendo que ela se encosta perifericamente na parede externa do tubo de suporte.
[0011] Convenientemente, a camada de proteção injetada pode circundar a abertura de entrada, disposta na superfície circunferencial lateral do tubo de suporte, mas sendo que ela não cobre ou encobre a própria abertura de entrada. A camada de proteção injetada pode apresentar, particularmente, uma superfície afastada do tubo de suporte, portanto, apontada radialmente para fora, de pelo menos 250 cen
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4/8 tímetros quadrados. Isso é vantajoso, por exemplo, em tubos de suporte convencionais, com um diâmetro de aproximadamente 80 milímetros.
[0012] A camada de proteção injetada protege o material do tubo de suporte na vizinhança direta da abertura de entrada e impede, com isso, que na imersão do tubo de suporte na camada de escória, partes do tubo de suporte ou de seus produtos de combustão cheguem à antecâmara e, subsequentemente, à câmara de amostras, e adulterem a amostra. Desse modo, a qualidade da amostra é aperfeiçoada. De preferência, a camada de proteção injetada circunda o tubo de suporte de uma extremidade de imersão até acima da abertura de entrada, disposta na superfície circunferencial lateral do tubo de suporte.
[0013] A camada de proteção injetada pode estar formada de modo relativamente fino, por exemplo, com uma espessura de aproximadamente 0,5 milímetro. Isso é vantajoso para que a camada de proteção injetada proteja o tubo de suporte, durante a penetração do dispositivo na camada de escória, de modo que está garantido um enchimento de alta qualidade da câmara de amostra com escória. Depois, a camada de proteção injetada pode convenientemente, dissolver-se, para que, depois da retirada do dispositivo da fusão, seja possível uma retirada mais fácil da câmara de amostras com a amostra do dispositivo.
[0014] É vantajoso que a distância entre a extremidade de imersão da cabeça de medição e da abertura de entrada, disposta na superfície circunferencial lateral do tubo de suporte ou da cabeça de medição, seja menor que 50 centímetros. Além disso, é vantajoso que essa distância seja maior do que 15 centímetros. Desse modo, ocorre um posicionamento muito seguro da abertura de entrada, disposta lateralmente na camada de escória, com simultânea profundidade de imersão suficiente da extremidade de imersão da cabeça de medição
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5/8 na fusão de ferro ou aço.
[0015] O volume da antecâmara é convenientemente maior do que o volume da câmara de amostras de escória, de modo que é possível uma separação suficiente da escória do material total que está entrando e a amostra de escória na câmara de amostras apresenta uma qualidade ótima. Nesse caso, pode ser vantajoso que a antecâmara tenha aproximadamente o dobro do tamanho da câmara de amostras. Além disso, é vantajoso que o diâmetro da abertura de entrada na antecâmara, disposta na superfície circunferencial lateral, seja maior do que o diâmetro da abertura de entrada, que sai na câmara de amostras de escória. A abertura de entrada, disposta na superfície circunferencial lateral, Poe estar coberta por um material combustível, particularmente, por papel ou papelão.
[0016] Além disso, é vantajoso que a câmara de amostras de escória esteja limitada em sua extremidade afastada da antecâmara, por placas metálicas, uma vez que, por um lado, isso favorece o processo de esfriamento da amostra e, por outro lado, gera uma superfície de amostra lisa, que pode ser usada para a análise.
[0017] É vantajoso, além disso, que a câmara de amostras de escória esteja limitada entre sua extremidade voltada para a antecâmara e sua extremidade afastada da antecâmara por uma parede formada conicamente, uma vez que, desse modo, é possível uma retirada mais fácil da amostra da câmara de amostras.
[0018] A seguir, a invenção é explicada mais detalhadamente, por exemplo, por meio de desenhos.
[0019] Nos desenhos mostram [0020] figura 1 uma extremidade de imersão de um dispositivo de acordo com a invenção [0021] figura 2 uma outra modalidade do dispositivo de acordo com a invenção
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6/8 [0022] figura 3 a extremidade de imersão do dispositivo de acordo com a invenção em corte.
[0023] Na modalidade representada na figura 1 está previsto um tubo de suporte 1 de papelão para suporte de uma cabeça de medição
2. A cabeça de medição 2 está disposta na extremidade de imersão do tubo de suporte 1. A mesma está formada por areia de fundição ou cimento. Sua extremidade de imersão está dotada de uma tampa de proteção 3, que protege os sensores dispostos na cabeça de medição 2 ou as câmaras de amostras no transporte e na imersão pela camada de escória. A tampa de proteção 3 está formada de aço. Acima da cabeça de medição 2, a uma distância de aproximadamente 20 - 25 centímetros da extremidade de imersão (da tampa de proteção 3) está disposta lateralmente no tubo de suporte 1 uma abertura de entrada 4.
[0024] A extremidade de imersão do tubo de suporte 1, começando da cabeça de medição 2 até alguns centímetros acima da abertura de entrada 4, está envolta por uma camada de proteção injetada 5 com espessura de aproximadamente 0,5 milímetro. A camada de proteção injetada 5 pode estar formada de aço. A abertura de entrada 4 está coberta em seu lado externo por uma camada de papelão.
[0025] Na figura 2 está representada uma disposição similar, sendo que a camada de proteção injetada 5' não começa já na extremidade de imersão do tubo de suporte 1, portanto, diretamente na cabeça de medição 2, mas apenas alguns centímetros abaixo., portanto, começa antes da abertura de entrada 4 na direção de imersão e estende-se na extremidade afastada da extremidade de imersão até alguns centímetros atrás da abertura de entrada 4.
[0026] Na figura 3 estão representados detalhes de uma modalidade de um dispositivo de acordo com a invenção. Na cabeça de medição 2 está disposto um sensor de oxigênio 6 coberto por uma tampa de proteção. O sensor de oxigênio 6 é um sensor eletroquímico. O
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7/8 contato de banho 7 correspondente como contraelétrodo também está disposto na cabeça de medição 2. Além disso, a cabeça de medição 2 inclui um elemento térmico como sensor de temperatura 8, que também está protegido com uma tampa. Convenientemente, na extremidade de imersão da cabeça de medição 2 está disposta uma abertura de entrada 9 para uma câmara de amostras 10 para fusão metálica. [0027] A abertura de entrada 4 lateral está formada pro um tubo de quartzo 11, que é fixado pelo cimento 12 no tubo de suporte 1. O tubo de quartzo 11 sai na antecâmara 13 para a extração de amostras de escória e ali é retida por um suporte metálico 14. Em sua extremidade afastada da extremidade de imersão, a antecâmara 13 apresenta uma abertura de entrada 15 para a câmara de amostras de escória 16. A abertura de entrada 4 tem um diâmetro com um tamanho aproximadamente três vezes maior do que a abertura de entrada 15. A abertura de entrada 4 está coberta por uma camada de papelão 17, que fecha a antecâmara 13 e a câmara de amostras de escória 16, antes da extração de mostras e impede a penetração involuntária de material na antecâmara 13 ou na câmara de amostras de escória 16.
[0028] A câmara de amostras de escória 16 está limitada em sua extremidade de imersão e em sua extremidade afastada da extremidade de imersão por discos de aço 18, 18', sua superfície circunferencial 19 lateral também está formada de aço. Ela está formada de modo levemente cônico, para que a amostra solidificada possa ser retirada mais facilmente. O diâmetro da antecâmara 13, bem como o diâmetro médio da câmara de amostras de escória 16 perfaz aproximadamente 35 milímetros, a antecâmara 13 apresenta um volume com o dobro do tamanho da câmara de amostras de escória 16. O volume da câmara de amostras de escória 16 perfaz aproximadamente 40 centímetros cúbicos, de modo que a amostra de escória apresenta um peso de 80 gramas. Em geral, são necessários pelo menos 40 gramas para uma
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8/8 análise de escória.
[0029] Dentro do tubo de suporte 1 estão dispostos chamados tubos de papelão internos 20; 20', com ajuda dos quais a câmara de amostras de escória 16, a antecâmara 13, bem como outras peças de montagem interna são fixadas. Desse modo, é possível uma produção relativamente simples do dispositivo e um ajuste preciso das partes individuais.

Claims (12)

1. Dispositivo para medição de parâmetros ou para extração de amostras em fusões de ferro ou aço, bem como para extração de amostras de uma escória apoiada sobre uma fusão de ferro ou aço, com um tubo de suporte (1), que apresenta uma extremidade de imersão e uma superfície circunferencial (19) lateral, em cuja extremidade de imersão está disposta uma cabeça de medição (2), que apresenta uma extremidade de imersão e uma superfície circunferencial (19) lateral, sendo que na extremidade de imersão da cabeça de medição (2) está disposto pelo menos um sensor ou uma abertura de entrada (9) para uma câmara de amostras (10) existente no interior do dispositivo, caracterizado pelo fato de que na superfície circunferencial (19) lateral do tubo de suporte (1) ou da cabeça de medição (2) está disposta uma abertura de entrada (4), que através de um canal de entrada sai em uma antecâmara (13) disposta no interior do tubo de suporte (1) ou da cabeça de medição (2) e que a antecâmara (13) em sua extremidade afastada da extremidade de imersão da cabeça de medição (2) apresenta uma abertura de entrada (15), que sai em um lado da antecâmara (13) afastado da extremidade de imersão em uma câmara de amostras de escória (16) disposta no interior do dispositivo.
2/3
2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na superfície circunferencial (19) lateral do tubo de suporte (1) está disposta uma camada de proteção injetada (5).
3/3 mara (13) e sua extremidade afastada da antecâmara (13) por placas metálicas.
3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a camada de proteção injetada (5) está formada de modo tubular.
4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que a camada de proteção injetada (5) circunda a abertura de entrada (4) disposta na superfície circunferencial (19) lateral do tubo de suporte (1) e, de preferência, não cobre a mesma.
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5. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato de que a camada de proteção injetada (5) apresenta uma superfície afastada do tubo de suporte (1) de pelo menos 250 cm2.
6. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a distância entre a extremidade de imersão da cabeça de medição (2) e a abertura de entrada (4), disposta na superfície circunferencial (19) lateral do tubo de suporte (1) ou da cabeça de medição (2) é menor do que 50 cm.
7. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a distância entre a extremidade de imersão da cabeça de medição (2) e a abertura de entrada (4), disposta na superfície circunferencial (19) lateral do tubo de suporte (1) ou da cabeça de medição (2) é maior do que 15 cm.
8. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o volume da antecâmara (13) é maior do que o volume da câmara de amostras de escória (16).
9. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o diâmetro da abertura de entrada (15) na antecâmara (13), disposta na superfície circunferencial (19) lateral do tubo de suporte (1), é maior do que o diâmetro da abertura de entrada (9) que sai na câmara de amostras (10) de escória.
10. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a abertura de entrada (4), disposta na superfície circunferencial (19) lateral do tubo de suporte (1), está coberta por um material combustível, particularmente, por papel ou papelão.
11. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a câmara de amostras de escória (16) está limitada em sua extremidade voltada para a antecâPetição 870190004375, de 15/01/2019, pág. 13/19
12. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a câmara de amostras de escória (16) está limitada entre sua extremidade voltada para a antecâmara (13) e sua extremidade afastada da antecâmara (13) por uma parede formada conicamente.
BR102012027064-1A 2011-10-20 2012-10-22 Dispositivo para medição de parâmetros ou para extração de amostras em fusões de ferro ou aço BR102012027064B1 (pt)

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