CN103154698A - 双重采样复合探头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多功能复合探头，该多功能复合探头在钢铁厂精炼工序中，安装于测温枪的支架后浸渍于熔液，从而发挥对于熔融金属的测温、定氧等传感功能和试样采集功能。本发明的双重采样复合探头在长轴的多重保护管的一侧端部安装了具有试样采集用采样仪和传感器的壳块、且包括与上述传感器电连接的连接器，上述双重复合探头的特征在于，在上述壳块形成有传感器孔，以插入并配置两个采样仪和传感器。根据本发明可以提供复合探头，该复合探头通过一次探头测定，不仅获得熔融金属的测温、定氧信息，还能同时采集两个试样，从而应对有可能发生的分析不良，能贡献于精炼效率的上升及成本的节省，并且能适用于多种钢种。
Description
技术领域
本发明涉及一种多功能复合探头，该多功能复合探头在钢铁厂精炼工序中，安装于测温枪的支架后浸渍于熔液，从而发挥对于熔融金属的测温、定氧等传感功能和试样采集功能。
背景技术
一般而言，在钢铁厂精炼工序中，用于测定熔融金属的温度及分析成分的试样采集方法可以在利用消耗型热电偶进行测温作业后，使用浸渍取样器另行实施试样采集作业，但在大部分情况下会使用如下方式：在熔融金属中浸渍复合探头一次，从而同时进行测温及试样采集作业。
如图6所示，通常的复合探头中，测温传感器1和采样仪2插入于内部纸管3进行设置，在上述内部纸管3中装有一种能使探头和支架电连接的连接器4，将上述连接器4和测温传感器1电连接的补偿导线相结合，从而形成测温传感器1和采样仪2构成一体化的单元结构。并且，具有在熔液浸渍时用于保护上述单元的外部纸管5，在其后端部具有由支架引导纸管6组装的形态，以在将探头安装于支架时，容易使探头连接器和支架连接器电连接。
但是，根据如上所述的现有技术，为了利用复合探头对熔融金属进行测温(temperature determination)、定氧(oxygen determination)等信息收集而实施测定时，一次测定采集到一个试样，所采集的试样将移送至分析室进行分析。但是，由于试样的不良等原因，往往发生分析失败，在此情况下，再次利用探头重新进行试样采集作业，并进行分析。而这会增加精炼工序的时间，导致生产率降低，产生因再测定导致的能源浪费、耐火材料侵蚀增加及待机时间延长等成本上升的问题。
并且，近年来，随着高品质高功能产品需要的增加，从生产规划到生产的时间的缩短，由于快捷的生产钢种的变化，同时实现了多种制钢处理。由此，虽然根据钢种具有多种物理性质变化，但随之而来的探头的变化因设备、费用等问题很难实现多种变化，因此，存在需要将复合探头应对多种钢种的生产而使用的困难。
尤其，试样采集根据钢水的过热度、成分、根据成分的粘性、熔渣物理性质等非常多样的条件而其成功率大大不同，并且，由于需要覆盖更宽的范围，因此，用一种取样器(或复合探头)满足所有条件是有限的。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于，提供一种复合探头，该复合探头通过一次探头测定，不仅获得测温、定氧信息，还能采集两个试样，来应对有可能发生的分析不良，由此能够贡献于精炼效率的上升及成本的节省效果，并且能适用于多种钢种。
解决问题的手段
为了达成上述目的，本发明的双重采样复合探头，在长轴的多重保护管的一侧端部安装了具有试样采集用采样仪和传感器的壳块(Shell block)、且包括与上述传感器电连接的连接器，上述双重采样复合探头的特征在于，在上述壳块形成有传感器孔，以插入并配置两个采样仪和传感器。
并且，本发明的特征在于，在上述两个采样仪的前端部分别形成有钢水流入口；上述两个采样仪设置于上述壳块的外廓侧面的内部；上述传感器孔设置于上述壳块的中央的内部；上述壳块的前端部进一步形成陶瓷头部，该陶瓷头部具有上述壳块的钢水流入口及与传感器孔对应的孔，并且具有传感器孔向外侧突出的形状。
并且，本发明的特征在于，上述壳块的2个钢水流入口分别具有不同的口径；并且上述壳块的2个钢水流入口具有相同的口径，具体而言，在安装于同一壳块的上述陶瓷头部上形成各2个的上面流入口及下面流入口26中的某一侧利用石英管调整，使得供钢水流入的孔分别具有不同的口径；上述壳块的下端部的特征在于，在外缘具有轴向槽，并在中央部形成有突出部；上述陶瓷头部的突出的传感器孔与钢水流入口的前端形成5mm以上的高度差。
发明的效果
根据本发明，可以提供一种复合探头，该复合探头通过一次探头测定，不仅获得熔融金属的测温、定氧信息，还能同时采集两个样本，从而应对有可能发生的分析不良，能贡献于精炼效率的上升及成本的节省，并且能适用于多种钢种。
即，即使由于试样不良等原因产生分析失败，也无需再次进行试样采集和分析，因此能够预防精炼工序的增加，还能提前去除由于再次测定而产生的能源浪费、耐火材料侵蚀增加及待机时间延长等成本上升因素。
并且，基于钢种的物理性质的变化、钢水的过热度、成分、基于成分的粘性、熔渣物理性质等多种条件下，由于一次只采集一种试样，因此，具有能够大大提高所降低的试样采集成功率的效果。
附图说明
图1是本发明的双重采样复合探头的截面示意图。
图2a是本发明的由壳块和陶瓷头部组装的立体图。
图2b是上述图2a的截面图。
图3a是本发明的陶瓷头部的下面部的立体示意图。
图3b是本发明的陶瓷头部的上面部的立体示意图。
图4是本发明的左侧及右侧壳块的立体示意图。
图5是本发明的由壳块和陶瓷头部组装的状态下的纵截面示意图。
图6是现有技术的复合探头的示意图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明进行更详细进行说明。图1是本发明的双重采样复合探头的截面示意图。图2a是本发明的由壳块和陶瓷头部组装的立体图。图2b是上述图2a的截面图。
如图1所示，本发明的复合探头10在长轴的多重保护管11的一侧端部安装了具有试样采集用采样仪12和传感器13的壳块14。上述传感器13通过传感器孔17与连接器电连接，而连接器15则与主计算机相连接，来交换所需的信号。由此传感器13所收集到的测温、定氧等有关熔融金属的测定信息向主计算机传送。
如图4所示，上述壳块14分离成左侧及右侧2个壳块。在壳块14形成有装进熔融金属的试样的2个采样仪12，在采样仪12的前端部分别形成有钢水流入口16。
在上述壳块14的中央部形成有用于与传感器13电连接的传感器孔17。即，当在上述左右侧壳块的上端部设置陶瓷头部并进行结合时，上述2个采样仪12将会设置于上述壳块的外廓侧面的内部，而上述传感器孔17则设置于上述壳块的中央的内部。壳块14的正中央存在传感器孔17，由此能够防止钢水所导致的补偿导线的劣化。
概括来说，本发明的复合探头是以2个采样仪12为最外廓、测温及定氧传感器为正中央进行配置的结构。因此，本发明的复合探头通过一次探头测定采集两个试样，来确保预备试样，从而能够防止因试样分析不良而引起的精炼时间的增加。并且，将测温及定氧传感器配置于中央，借助测定波形的稳定性，有利于确保测定值的可靠性，由于补偿导线能贯通纸管的内侧，因此，还能提高作业性。
在上述壳块14的下端部的外缘具有轴向槽18，并在上述壳块14的中央部形成突出部19。上述轴向槽18的适当深度优选为10mm以上，上述突出部19的适当长度优选为30mm以上。如上所述，具有轴向槽18和突出部19的理由在于，为了与探头的多重保护管11等进行结合时，形成更为坚固的双重结合结构。由于探头测定后，固定传感器13的陶瓷头部20及壳块14等因自身的重量，有可能存在向内部脱落的可能性，因此，采用既安全又坚固的双重结合结构，来排除探头的前端部的脱落可能性。
如图3a及图3b所示，上述陶瓷头部20由下面部21和上面部22形成，并具有与上述壳块14的钢水流入口16对应的下面流入口25和上面流入口26，并且，形成与上述壳块14的传感孔17对应的下面传感器孔27-1和上面传感器孔27-2。形成于上述上面部22的上面传感器孔27-2具有向外侧突出的形状。
向上述陶瓷头部20的上面部22突出的上面传感器孔27-2与钢水流入口16的前端形成5mm以上的高度差。如此形成高度差的理由在于，在探头的前端部由于共存传感器部和试样采集部，因此，使探头的头部增大，并且，通过探头来测定钢水时，由于受到测定干扰，会因温度下降及测定波形不稳定等原因，给测定值带来影响。因此，通过将传感器与试样采集部隔开，可以提高测定的准确度。
在对陶瓷头部20和壳块14进行结合时，首先将左右侧壳块14进行相接并聚集后，首先将作为下面部21的陶瓷头部设置于壳块14的上端部。形成于下面部的突起23插入形成于壳块14的上端部的突起插入槽24进行固定。然后，将陶瓷头部上面部22在下面部21上进行钩状结合或者进行螺旋结合，从而紧紧地固定陶瓷头部20和壳块14。
上述壳块的2个钢水流入口能够分别具有不同的口径。如果壳块14的2个钢水流入口16具有不同的口径，则用于覆盖其上部的陶瓷头部20的下面流入口25及上面流入口26也会调整为与其对应的合适的口径。2个钢水流入口分别具有不同孔径的理由在于，由于不同生产钢种的钢水的流动性之差，在采取样本时，根据钢种产生未填充或填充于采样仪这样的试样的填充性存在差异。
根据发明人的测定结果，一般钢种的情况下，直径为Φ7mm的流入口的试样填充性较佳，但在超低钢种或API钢种的情况下，直径为Φ6mm的流入口的试样填充性较佳。因此，为了在不区分钢种的情况下确保试样填充性，两个钢水流入口的大小应不同。
如上所述，作为使2个钢水流入口设置成不同大小的方法，有这样的方法：将在壳块14的2个钢水流入口16中的某一侧的流入口设置成不同大小，随之对陶瓷头部20的上面流入口25及下面流入口26的大小全部进行调整。
但是，更好的方法是将壳块14的钢水流入口16及陶瓷头部20的上面流入口25及下面流入口26的大小都制成相同大小后，在陶瓷头部20的上面流入口25和/或下面流入口26中的某一侧的钢水流入通道附着、固定石英管，来调整其大小。如此一来，所有流入口的大小先是以相同大小来进入到探头的制作，因此，制作探头时，能去除组装的方向性，从而提高作业性，并且在组装后也能用石英管对熔融金属的流入口径进行简单的调节。
换句话说，壳块的2个钢水流入口具有相同的口径，但通过在安装于同一壳块的上述陶瓷头部上形成各2个的上面流入口及下面流入口26中的某一侧附着、固定石英管，从而简单地使供钢水流入的2个孔分别具有不同的口径。
本发明的复合探头作为传感器固定体，形成陶瓷头部和壳块的结合体，壳块作为左右密闭型结合体，起到完全包裹采样仪12的作用。并且，配置于探头的前端的陶瓷头部20的作用在于，将壳块14浸渍于钢水时，防止因涂敷于铸造砂的树脂(resin)引起的气体(有机碳等)的影响导致的测定值的可靠性降低及试样污染。
而且，壳块14为了确保左右分离性而使用铸造砂，并且为了确保冷却功能，壳块14由左右密闭型结合体形成。这是因为在进行前端流入式试样采集的情况下，在探头测定后上升时，由于采集到的钢水少量流出而发生后端部未填充现象，因此，通过密闭型结构确保采样仪12的冷却功能，从而确保试样填充性。
在精炼工序中，利用本发明的复合探头进行测温、定氧等测定熔融金属的属性的结果可以确认，没有发生测定失败，且测定波形的稳定性良好，试样填充性及健全性良好，而试样成分分析结果也与现有的探头没有差异，并且能成功采集2个试样。
符号说明
Claims (8)
1.一种双重采样复合探头，其在长轴的多重保护管的一侧端部安装了具有试样采集用采样仪和传感器的壳块、且包括与上述传感器电连接的连接器，上述双重复合探头的特征在于，在上述壳块形成有传感器孔，以插入并配置两个采样仪和传感器。
2.根据权利要求1所述的双重采样复合探头，其特征在于，在上述两个采样仪的前端部分别形成有钢水流入口。
3.根据权利要求2所述的双重采样复合探头，其特征在于，
上述两个采样仪设置于上述壳块的外廓侧面的内部；
上述传感器孔设置于上述壳块的中央的内部。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的双重采样复合探头，其特征在于，在上述壳块的前端部进一步形成陶瓷头部，该陶瓷头部具有上述壳块的钢水流入口及与传感器孔对应的孔，并且具有传感器孔向外侧突出的形状。
5.根据权利要求4所述的双重采样复合探头，其特征在于，上述壳块的2个钢水流入口分别具有不同的口径。
6.根据权利要求4所述的双重采样复合探头，其特征在于，
上述壳块的2个钢水流入口具有相同的口径；
在安装于同一壳块的上述陶瓷头部上形成各2个的上面流入口及下面流入口(26)中的某一侧附着、固定石英管，使得供钢水流入的通道分别具有不同的口径。
7.根据权利要求4所述的双重采样复合探头，其特征在于，在上述壳块的下端部的外缘具有轴向槽，并在中央部形成有突出部。
8.根据权利要求4所述的双重采样复合探头，其特征在于，上述陶瓷头部的突出的传感器孔与钢水流入口的前端形成5mm以上的高度差。
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