CN105385804A - 集成砂座及复合探头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成砂座及TCS复合探头，该TCS复合探头包括集成砂座，集成砂座包括砂座本体，砂座本体上设有安装通道，安装通道内设有测温单元，砂座本体后端设有第一安装槽，其上安装有定碳单元，砂座本体前端开设引流通孔，引流通孔与第一安装槽连通，集成砂座上安装有中孔泥头，中孔泥头后端连接保护管，保护管内腔插置有连接管，连接管安装于集成砂座后端，连接管内由前向后设有定碳单元和取样单元，定碳单元插置于第一安装槽内，取样单元后端连接尺寸调节结构。本发明结构紧凑，可提高产品的测试质量，其可手持操作或与转炉副枪配合使用，可与不同尺寸的转炉副枪配合使用，提高了通用性。

Description

集成砂座及复合探头

技术领域

本发明涉及炼钢技术领域，具体涉及一种TCS复合探头及该复合探头上的集成砂座。

背景技术

转炉副枪配合用的TCS复合探头是自上世纪90年代末随转炉副枪自动冶炼技术和设备引进国内，发展已近20年，但因为冶金行业的专业性和特殊性，同时受国内钢铁行业冶炼技术的限制，与国外同行业技术相比，其技术水平仍停留在引进时期水平，同时受国内钢铁行业整体形势的影响和市场化需求，近年来，复合探头的市场发展和技术突破主要存在以下几方面的不足：

如图1所示现有TCS复合探头的结构示意图，其包括耐火材质的偏心泥头1’，偏心泥头1’上沿轴向设有安装通道2’，安装通道2’内设有测温单元3’，偏心泥头1’的前端安装有金属材料制成的第一保护帽4’，安装通道2’的前端安装有用于保护测温单元3’的第二保护帽5’，该第二保护帽5’也是由金属材料制成。偏心泥头1’的后端连接有纸质的保护管6’，保护管6’上设有一个第一通孔7’和一个第二通孔8’，保护管6’的内腔安装有纸质的连接管9’，连接管9’上由前向后设有一个第三通孔10’、一个第四通孔11’及多个排气孔12’，其中第三通孔10’与第一通孔7’为同轴设计，第四通孔11’与第二通孔8’同轴设计，连接管9’的前端安装有弹簧底座13’，弹簧底座13’的前端抵在偏心泥头1’的后端，连接管9’的内腔前部安装有取样单元14’，取样单元14’与弹簧底座13’之间设有第一弹簧15’，取样单元14’由前向后包括双厚度状的样盒16’、聚酯砂材料的样盒底座17’、取样铁管18’及连接座19’，样盒16’的开口朝后，样盒16’的后部与连接管9’之间通过样盒底座17’连接固定，样盒底座17’与取样铁管18’的前端连接，取样铁管18’的后端连接连接座19’，取样铁管18’上设有取样引流口20’，取样引流口20’与第一通孔7’和第三通孔10’是同轴设计，连接座19’的后端设有定碳单元21’，取样单元14’与定碳单元21’之间设有第二弹簧22’，定碳单元21’包括与第二弹簧22’接触的定碳电耦丝连接结构23’，定碳电耦丝连接结构23’的后端连接有纸质的定碳室外管24’，定碳室外管24’上设有第五通孔25’，定碳室外管24’的内腔设有铁质的定碳室内管26’，定碳室内管26’上设有定碳引流口27’，其中定碳引流口27’与第二通孔8’、第四通孔11’和第五通孔25’为同轴设计，在定碳室外管24’与定碳室内管26’的后端连接有聚酯砂材料的碳尾28’，连接管9’的后端连接有尺寸调节结构29’，尺寸调节结构29’位于保护管6’的内腔后部，尺寸调节结构29’包括设于保护管6’内腔中心的接插件管30’，接插件管30’外表面后端套接有导向管31’，导向管31’固定于保护管6’的内腔，接插件管30’的内腔后端连接有接插件32’，接插件32’的后端用于连接仪表等。通常我们把从测温单元3’到定碳单元21’之间的部分叫做功能部件区。

使用时，将该TCS复合探头前端插入高温钢液中，钢液将第一保护帽4’和第二保护帽5’熔化后，通过偏心泥头1’的安装通道2’与测温单元3’接触，使测温单元3’可测得钢液温度，探头逐渐往下插，当钢液与保护管6’接触后，钢液将通过保护管6’的第一通孔7’及连接管9’上的第三通孔10’进入，又通过取样引流口20’进入取样铁管18’内腔，最终进入样盒16’内腔进行取样。探头继续往下插，钢液从保护管6’上的第二通孔8’、连接管9’的第四通孔11’、定碳室外管24’上的第五通孔25’进入，又从定碳引流口27’进入定碳室内管26’中与定碳电耦丝连接结构23’的电耦丝接触，从而实现对钢液的定碳功能。

但是由于定碳单元21’安装在功能部件区的末端，一方面，因定碳单元21’安装位置靠后，而TCS复合探头向下插入钢液深度相对较浅，因此定碳测试响应速度较慢、测量周期时间短；另一方面，因定碳单元21’采取沿径向引流模式，受钢液表层质量、钢液流动速度等因素影响，在实际测量中，容易因钢渣堵塞影响引流，从而影响定碳单元21’的测量质量。要提高定碳单元21’的测试质量，就需进一步的改进定碳单元21’结构的模式及位置。

另外现有的TCS复合探头规格主要是2000mm和2050mm两种，只能与配套的大型副枪使用，直接影响了探头产品在不同设备、钢厂使用的通用性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成砂座及TCS复合探头，其结构紧凑，可提高产品的测试质量，其可手持操作或与转炉副枪配合使用，可与不同尺寸的转炉副枪配合使用，提高了通用性。

为了达到上述目的，本发明提供一种集成砂座，包括砂座本体，所述砂座本体上设有用于安装测温单元的安装通道，其中所述砂座本体的后端设有用于安装定碳单元的第一安装槽，所述砂座本体上开设有贯通其前端的引流通孔，所述引流通孔与第一安装槽连通。

进一步地，所述引流通孔的孔壁向后延伸至第一安装槽的内腔后部。

进一步地，所述引流通孔沿所述砂座本体的轴向设置。

进一步地，所述安装通道开设于砂座本体的前端至侧壁的前部之间。

进一步地，所述安装通道由开设于砂座本体前端的第二安装槽及开设于砂座本体侧壁前部的第三安装槽连接构成。

进一步地，所述砂座本体的外表面前端设有环形第一开口槽，所述砂座本体的外表面后端设有环形第二开口槽。

一种TCS复合探头，包括砂座和设于砂座后面的保护管，所述保护管的内腔插置有连接管，其特征在于，所述砂座为所述的集成砂座，所述集成砂座的安装通道内安装有测温单元，所述集成砂座套接于中孔泥头内，所述中孔泥头的后端连接所述保护管，所述连接管安装于集成砂座的第二开口槽上，所述连接管内由前向后设有定碳单元和取样单元，所述定碳单元插置于第一安装槽内，所述取样单元后端连接尺寸调节结构。

进一步地，所述定碳单元与取样单元之间设有第一纸管，所述取样单元的后端设有第二纸管，所述第一纸管和第二纸管均固定于连接管的内腔。

进一步地，所述第一纸管与取样单元之间设有弹簧。

进一步地，所述中孔泥头上安装有金属材料制成的第一保护帽，所述第一开口槽上安装有金属材料制成的第二保护帽。

采用上述方案后，本发明集成砂座及TCS复合探头具有以下有益效果：

1、本发明通过在集成砂座上增设一安装定碳单元的第一安装槽及与第一安装槽相通的安装引流孔，使定碳单元的径向引流模式改为轴向引流模式，并进一步优化定碳引流口结构外型，这样设计便于钢液的灌入，另一方面，将定碳引流口直接提前至集成砂座的前端，在实际测量中，能够保证定碳单元快速与钢液接触，降低探头插入深度和液面质量等对其影响，从而提高了定碳单元的测试质量；

2、本发明将测温单元和定碳单元均设置于集成砂座上，这样设计使TCS复合探头的长度大大缩短，功能部件区的结构更紧凑、集中，有利于不同长度尺寸产品的部件布置，即在实际生产中，在1500～2050mm探头产品长度范围内，TCS复合探头的产品可通过尺寸调节结构的调整来实现产品长度分类，即可通过改变接插件管、导向管及保护管等纸管的长度，来实现探头长度尺寸的变化调整，扩大了产品的通用性；

3、本发明的关键部件集中在功能部件区，其部件结构、生产工艺基本类似，可作为通用部件(或基础部件)、标准工序生产制造，便于生产控制；

4、与现有TCS复合探头产品相比，本案的功能部件区结构更为集中、紧凑，同时也减少了定碳室内管、定碳室外管、碳尾、弹簧等多个部件的使用，降低了产品的原材料成本。

附图说明

图1是现有TCS复合探头的结构示意图；

图2是本发明集成砂座的实施例一结构示意图；

图3是本发明集成砂座的实施例二结构示意图；

图4是本发明集成砂座的实施例三结构示意图；

图5是本发明集成砂座的实施例四结构示意图；

图6是本发明集成砂座的实施例五结构示意图；

图7是本发明集成砂座的实施例六前视结构示意图；

图8是本发明集成砂座的实施例六后视结构示意图；

图9是本发明集成砂座的实施例六右视结构示意图；

图10是本发明TCS复合探头的实施例一结构示意图；

图11是图10的集成砂座与定碳单元的装配结构示意图；

图12是本发明TCS复合探头的实施例二结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。

如图2所示本发明集成砂座的实施例一结构示意图，包括砂座本体1，砂座本体1上设有用于安装测温单元2的安装通道3，该安装通道3为贯穿砂座本体1前、后端的通孔，砂座本体1的后端设有用于安装定碳单元4的第一安装槽5，砂座本体1上开设有贯通其前端的引流通孔6，该引流通孔6与第一安装槽5连通。

该集成砂座实施例安装于TCS复合探头时，测温单元2安装于安装通道3内，而定碳单元4安装于第一安装槽5内，其结构设计及布置设计使定碳单元4改变了原来采用径向引流的模式，改为现在的轴向引流模式，使钢液从探头前端直接引入，测量中能够保证定碳单元4快速与钢液接触，降低探头插入深度和液面质量等对其影响，从而提高了定碳单元4的测试质量，而且这样设计使TCS复合探头的长度大大缩短，使探头的功能部件区结构更紧凑、集中，有利于不同长度尺寸产品的部件布置。

如图3所示本发明集成砂座的实施例二结构示意图，其大部分结构与图2所述实施例结构相同，不同之处是：引流通孔6的孔壁7向后延伸至第一安装槽5的内腔后部。之所以这样设计，是为了防止探头退出钢液时，第一安装槽5内灌入的钢液沿引流通孔6溢流出。

如图4所示本发明集成砂座的实施例三结构示意图，其大部分结构与图3所述实施例结构相同，不同之处是：引流通孔6沿砂座本体1的轴向设置，贯穿砂座本体1的前端和第一安装槽5。这样设计便于钢液的灌入。

如图5所示本发明集成砂座的实施例四结构示意图，其大部分结构与图4所述实施例结构相同，不同之处是：安装通道3开设于砂座本体1的前端至侧壁的前部之间。这样设计使安装通道3的长度缩短，使其适合于测温单元2的尺寸安装。

如图6所示本发明集成砂座的实施例五结构示意图，其大部分结构与图5所述实施例结构相同，不同之处是：安装通道3由开设于砂座本体1前端的第二安装槽8及开设于砂座本体1侧壁前部的第三安装槽9连接构成，此实施例第二安装槽8垂直于第三安装槽9，第二安装槽8用于放置测温单元2的结构部分，而第三安装槽9用于测温单元2的线路穿出，这样设计使结构更加紧凑。

如图7、图8和图9所示本发明集成砂座的实施例六前视、后视及右视结构示意图，其大部分结构与图6所述实施例结构相同，不同之处是：砂座本体1的外表面前端设有环形第一开口槽10，砂座本体1的外表面后端设有环形第二开口槽11。第一开口槽10用于安装保护帽，保护测温单元2和定碳单元4。

如图10所示本发明TCS复合探头的实施例一结构示意图，包括集成砂座，此处集成砂座的结构可以选择图2至图9中任一实施例，均为本发明保护的范围，在本实施例中选择图7所述的结构，结合图11所示，该集成砂座套接于耐火材质的中孔泥头12内，中孔泥头12的后端连接有纸质的保护管13，保护管13的内腔插置有纸质的连接管14，连接管14安装于集成砂座的第二开口槽11上。集成砂座的安装通道3内安装有测温单元2，集成砂座的第一安装槽5内安装定碳单元4，中孔泥头12上安装有金属材料制成的第一保护帽15，第一开口槽10上安装有金属材料制成的第二保护帽16。第一保护帽15和第二保护帽16是用于保护测温单元2和定碳单元4，这样设计结构简单、安装方便，连接管14内由前向后设有定碳单元4和取样单元17，定碳单元4插置于第一安装槽5内，此处定碳单元4和取样单元17均为现有技术，对其结构不再赘述。取样单元17的后端且位于保护管13的内腔后部安装有尺寸调节结构18，该尺寸调节结构18也是现有技术，此处不再赘述。尺寸调节结构18的后端连接议表等。由于尺寸调节结构18可以调节，在产品定型后，可通过调整尺寸调节结构18的接插件管19、导向管20和保护管13的长度尺寸，实现各种型号TCS复合探头产品的定长。

本发明TCS复合探头在进入炉内测试钢液时，钢液通过安装通道3与测温单元2接触，通过引流通孔6进入第一安装槽5内与定碳单元4接触，测温单元2、定碳单元4通过钢液的结晶、液相等变化分别测试钢液温度及碳含量等，获取测温、定碳等数据。

如图12所示本发明TCS复合探头的实施例二结构示意图，其大部分结构与图10所述实施例结构相同，不同之处是：定碳单元4与取样单元17之间设有第一纸管21，取样单元17的后端设有第二纸管22，第一纸管21和第二纸管22均通过螺钉或其它连接方式固定于连接管14的内腔。第一纸管21与取样单元17之间设有弹簧23。这样设计可以保护功能部件区的各部件保持在原有位置，不会随意乱动。

从上述图10至图12所述的本发明TCS复合探头的实施例可知，本发明通过将测温单元2和定碳单元4均设置于集成砂座上，使定碳单元4的由原先的径向引流模式改为现在的轴向引流模式，其不但方便钢液的灌入，还使定碳单元4的引流口(即引流通孔6)直接提前至集成砂座的前端，保证了定碳单元4快速与钢液接触，降低了探头插入深度和液面质量等对其的影响，从而提高了定碳单元4的测试质量；并且该设计使TCS复合探头的长度大大缩短，功能部件区的结构更紧凑、集中，有利于不同长度尺寸产品的部件布置，即在实际生产中，在1500～2050mm探头产品长度范围内，TCS复合探头的产品可通过尺寸调节结构18的调整实现了产品的长度分类，即通过改变接插件管19、导向管20及保护管13等纸管的长度，来实现探头长度尺寸可变化调整，扩大了产品的通用性；由于本发明的关键部件集中在功能部件区，其部件结构、生产工艺基本类似，可作为通用部件(或基础部件)、标准工序生产制造，便于生产控制；与现有TCS复合探头产品相比，本案的功能部件区结构更为集中、紧凑，同时也减少了定碳室内管、定碳室外管、碳尾、弹簧等多个部件的使用，降低了产品的原材料成本。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种集成砂座，包括砂座本体，所述砂座本体上设有用于安装测温单元的安装通道，其特征在于，所述砂座本体的后端设有用于安装定碳单元的第一安装槽，所述砂座本体上开设有贯通其前端的引流通孔，所述引流通孔与第一安装槽连通。

2.如权利要求1所述的集成砂座，其特征在于，所述引流通孔的孔壁向后延伸至第一安装槽的内腔后部。

3.如权利要求2所述的集成砂座，其特征在于，所述引流通孔沿所述砂座本体的轴向设置。

4.如权利要求3所述的集成砂座，其特征在于，所述安装通道开设于砂座本体的前端至侧壁的前部之间。

5.如权利要求4所述的集成砂座，其特征在于，所述安装通道由开设于砂座本体前端的第二安装槽及开设于砂座本体侧壁前部的第三安装槽连接构成。

6.如权利要求5所述的集成砂座，其特征在于，所述砂座本体的外表面前端设有环形第一开口槽，所述砂座本体的外表面后端设有环形第二开口槽。

7.一种TCS复合探头，包括砂座和设于砂座后面的保护管，所述保护管的内腔插置有连接管，其特征在于，所述砂座为权利要求1-6之一所述的集成砂座，所述集成砂座的安装通道内安装有测温单元，所述集成砂座套接于中孔泥头内，所述中孔泥头的后端连接所述保护管，所述连接管安装于集成砂座的第二开口槽上，所述连接管内由前向后设有定碳单元和取样单元，所述定碳单元插置于第一安装槽内，所述取样单元后端连接尺寸调节结构。

8.如权利要求7所述的TCS复合探头，其特征在于，所述定碳单元与取样单元之间设有第一纸管，所述取样单元的后端设有第二纸管，所述第一纸管和第二纸管均固定于连接管的内腔。

9.如权利要求8所述的TCS复合探头，其特征在于，所述第一纸管与取样单元之间设有弹簧。

10.如权利要求9所述的TCS复合探头，其特征在于，所述中孔泥头上安装有金属材料制成的第一保护帽，所述第一开口槽上安装有金属材料制成的第二保护帽。