CN106248433A - 用于熔融金属的浸入装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于熔融金属的浸入装置。本发明还涉及一种用于制造钢的方法。本发明的目的是提供一种用于熔融金属的浸入装置，其允许进行无故障操作。本发明的目的通过一种用于熔融金属的浸入装置来解决，该浸入装置包括测量头、用于测量头的承载件以及矛状件，该矛状件借助可分离的管状连接组件以可分离的方式连接到承载件或者能够被连接到承载件。存在从矛状件到可分离的管状连接组件的气体路径以及在矛状件的连接表面和可分离的管状连接组件之间的气密连接。所述管状连接组件包括呈翅片的形式的擦拭装置，在将管状连接组件附接到矛状件和/或将管状连接组件从矛状件分离的过程中，该擦拭装置擦拭所述矛状件的连接表面。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于熔融金属的浸入装置，该浸入装置包括用于测量头的承载件和矛状件(lance)，所述矛状件借助可分离的管状连接组件以可分离的方式连接到所述承载件或者能够被连接到所述承载件，该浸入装置包括从所述矛状件到所述可分离的管状连接组件的气体路径以及在所述矛状件的连接表面和所述可分离的管状连接组件之间的气密连接。本发明还涉及一种用于制造钢的方法。
背景技术
从EP 0143498A2已知包括矛状件和承载件的浸入装置。如从US 2014/0318276A1已知的，浸入装置的矛状件借助可分离的管状连接组件或者联接件连接到承载件或者能够被连接到承载件。
承载件的测量头可以包括用于从熔点高于600℃的熔融物提取样品的取样器，具体地用于金属或者冰晶石熔融物，尤其是铁或者钢熔融物。承载件可以具有浸入端和布置在承载件的浸入端上的样品室组件。该组件可以具有进入开口和用于熔融物的样品腔，并且能够至少部分地布置在承载件内。
承载件的测量头可以包括一个或多个传感器。传感器输出端子电附接到矛状件的触头端。
矛状件用于自动化机器操纵或者手工操纵具有测量头的承载件。利用矛状件，将包括测量头的承载件浸入在金属熔融物中并且在获得测量值和/或样品之后从熔融物取出。具有测量头的承载件是在使用一次之后被弃置的一次性物品，而矛状件被多次使用。
例如在US 5515739和US 8479579B2中描述了具有用于获得测量值和金相样品的测量头的一次性承载件。这些装置通常包括具有传感器的测量头，传感器用于检测液态钢的温度、氧含量、碳含量、熔池液位和代表性样品中的一个或多个。测量头由承载件支撑，从而保护内部配线和电连接件。承载件由纸板管的迭层组成。在浸入到熔融金属中的过程中，纸板的外周快速地退化但是足够厚而能持续几十秒，在这期间，获得测量值和从熔池取出的金相金属样品。将测量头从矛状件上移除，取回金相样品并且丢弃用过的探头。传感器的DC电压数据被自动地馈送到计算机，计算机将实际熔池条件与模型预测对比，以指示待采取的进一步动作来将钢制造过程完成至目标要求。
输入数据的准确度取决于探头的输出连接件和矛状件的接收触头之间的高质量电连接。尽管例如传感器的连接件仅使用一次并且传感器在每次使用之后被丢弃，但矛状件的接收触头必须被设计成能经受重复使用。当被浸入到熔融钢中时，纸板承载件被加热，从而使存在于纸板承载件中的水蒸汽、焦油和树脂排出。水蒸汽运送这些焦油和树脂，这些焦油和树脂沉积在电触头的较冷金属部分上以及其壳体上，从而导致电传感器信号的中断和劣化，从而造成数据不可用或者造成资料不正确。矛状件的每次连续使用会沉积越来越多的焦油和树脂，并且当这些焦油和树脂变硬时，它们对随后的电连接产生屏障，从而必需执行严格的清洁方案，这样既费劳力又费时间。为了杜绝该情况，将少量的氮气吹扫气体沿辅助矛状件的内部中空部分向下输送并且出现在矛状件的连接件端部处，以从触头上冲掉蒸汽。尽管该吹扫是一种改进，但其不能完全解决问题。辅助矛状件的这样的内部中空部分是本发明的意义内的气体路径的一部分。
在JP 2000-28438A中详细描述了该状况和解决方案。浸入装置配备有电子电路，该电子电路将DC电压信号数字化，并且首先借助单个天线用线传送这些信号然后借助无线电传输进行传送，因此规避了而不是消除了水、焦油和树脂沉积在矛状件的电触头构件上的问题。清洁的时间和花费与无线电发射器的附加技术工作相当，并且因此作用是有限的。
借助如在US 2014/0318276A1中描述的取样器，从矛状件到取样室可以使用惰性气体吹送。需要可再生的气体压力来获得这些快速分析样品，由此需要这样的电和气体接触系统，该系统无水、焦油和树脂的冷凝物，水、焦油和树脂的冷凝物会妨碍矛状件测量系统的无故障操作。
具有管状端部的矛状件在外周上可以包括O形环密封件。包括O形环密封件的该管状端部必须被插入到联接件或者承载件的可分离的管状连接组件中，以在矛状件和联接件(相应地承载件)之间提供气密连接。矛状件和联接部件因此提供可以被引到取样室的气体路径。
在浸入时，吹扫气体流则是如预期那样的，然而一旦联接件断开连接，则可能发生焦油和树脂在O形环上的沉积，从而阻止了矛状件的管状端部和另一联接件的管之间的气密连接。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于熔融金属的浸入装置，其允许进行无故障操作。
本发明的目的通过一种包括权利要求1的特征的浸入装置来解决。从属权利要求涉及本发明的优选实施方式。
一种根据权利要求1的主题的用于熔融金属的浸入装置包括测量头、用于所述测量头的承载件以及矛状件，该矛状件借助可分离的管状连接组件以可分离的方式连接到所述承载件或者能够被连接到所述承载件。存在从所述矛状件到所述承载件的气体路径。所述管状连接组件或者所述承载件包括一个或多个擦拭装置，在将管状连接组件(相应地所述承载件)附接到矛状件和/或将管状连接组件(相应地所述承载件)从矛状件分离的过程中，该擦拭装置擦拭矛状件的连接表面。
因此，更换所述承载件(相应地与所述管状连接组件一起的承载件)能清洁所述矛状件的连接表面，这保证了所述矛状件的管状端部和管状连接组件之间的气密连接并且允许进行无故障操作。
在本发明的优选实施方式中，所述擦拭装置是能实现良好清洁效果的一个或多个翅片。
在本发明的优选实施方式中，所述擦拭装置和所述管状连接组件由一体件制成。一个优点是减少了部件的数量。
在本发明的优选实施方式中，当将所述管状连接组件连接到所述矛状件时，所述一个或多个擦拭装置压靠在所述矛状件的连接表面上，这样能实现良好的清洁效果。如果在所述承载件和所述矛状件之间存在直接连接，也产生同样的效果。
在本发明的优选实施方式中，所述擦拭装置从所述管状连接组件(相应地所述承载件)的管状表面突出，这样能实现良好的清洁效果。
在本发明的优选实施方式中，所述擦拭装置借助一个多个狭缝与所述管状连接组件(相应地所述承载件)的管状表面分离，这样，由于擦拭装置的行为更灵活所以能实现良好的清洁效果。
在本发明的优选实施方式中，所述一个或多个擦拭装置是环形的，这样能在矛状件的连接表面和可分离的管状连接组件(相应地所述承载件)之间实现良好的气密连接。
在本发明的优选实施方式中，所述矛状件的连接表面是矛状件的管状端部的内表面。所述连接表面因此受到保护，这样能防止连接表面受到污染。
在本发明的优选实施方式中，所述擦拭装置由金属或塑料形成，这样能实现良好的清洁效果。
在本发明的优选实施方式中，所述擦拭装置在矛状件的连接表面和可分离的管状连接组件(相应地所述承载件)之间提供气密连接。为了提供气密连接，像O形环之类的另外的部件也是可行的但不是必需的，这样减少了部件的数量。
在本发明的优选实施方式中，所述承载件包括纸板管。
在本发明的优选实施方式中，所述测量头包括传感器或者用于熔融金属的取样器，该感测器用于检测熔融金属的温度、熔融金属的氧含量、熔融金属的碳含量或者熔融金属的熔池液位。
在本发明的优选实施方式中，出于稳定性原因，所述矛状件由金属形成。
在本发明的优选实施方式中，所述矛状件和所述承载件覆盖内部配线和/或一个或多个电连接件。
附图说明
图1示出了作为本发明的示例的浸入装置的截面图。
具体实施方式
图1中示出了根据本发明的用于熔融金属的浸入装置的截面图，该浸入装置包括用于测量头的承载件和呈中空管1的形式的矛状件，承载件包括中空管2。矛状件1能够借助可分离的管状连接组件3连接到包括管2的承载件。
浸入装置包括气体路径4，当管状矛状件1、管状连接组件3和管状承载件3连接在一起时，该气体路径4由管状矛状件1、管状连接组件3和管状承载件3提供。
可分离的管状连接组件包括位于该管状连接组件3的外周上的呈三个环形翅片5的形式的擦拭装置，在将管状连接组件3插入矛状件1中的过程中以及在将管状连接组件3从矛状件1中分离的过程中，该擦拭装置擦拭矛状件1的内连接表面(也称连接表面)6。翅片5和管状连接组件3由一体件制成，以避免生产多个零件并且不需要将翅片5附接到管状连接组件3。另外，一体件生产带来的优点是将翅片5以可靠且气密的方式连接到管状连接组件3。由于翅片5延伸超过内连接表面6的周面(由虚线7表示)，因此当将管状连接组件3连接到矛状件1时，翅片5压靠在矛状件1的连接表面6上。结果，在翅片5和内连接表面6之间存在气密连接。由于每个翅片5均以圆形方式围绕管状连接组件3，因此当将管状连接组件3插入到矛状件1中时，在矛状件1和管状连接组件3之间存在气密连接。
如图1所示，翅片5从管状连接组件3的管状外表面8突出。翅片5借助圆形狭缝9与管状连接组件3的相邻管状外表面8分离，从而使得翅片更加柔韧，这样能实现良好的清洁效果和可靠的气密连接。
矛状件1的连接表面6是矛状件1的管状端部10的内表面。如图1所示，矛状件1的内径可以与管状端部10的内径相比较小。
承载件的中空管2可以是纸板管。矛状件1能够由金属制成，管状连接组件3由塑料制成。矛状件1和承载件的中空管2覆盖内部配线11、12以及电连接件13、14。当将矛状件1经由管状连接组件3附接到承载件的中空管2时，承载件的中空管2的电连接件14被插入到矛状件1的电连接件13中。
用于承载件的中空管2和矛状件1的环形止动件15从管状连接组件3的外表面8突出，这样便于操纵连接部。
承载件的中空管2的内径与管状连接组件的外表面16的直径相比较小，只有渐缩端部17除外。因此，可以将包括外表面16的端部以气密的方式引入到承载件的中空管2中。
承载件可以包括例如由纸板形成的外部中空轴。测量头可以被附接到外部中空轴的浸入端。承载件的外部中空轴的长度可以为2m至3m，例如，长度大约为2.5m。当将矛状件1连接到承载件时，承载件的外部中空轴可以覆盖矛状件1的一部分。
Claims (15)
1.一种用于熔融金属的浸入装置，该浸入装置包括测量头、用于所述测量头的承载件(2)以及矛状件(1)，该矛状件(1)优选地借助可分离的连接组件(3)以可分离的方式连接到所述承载件(2)或者能够被连接到所述承载件(2)，该浸入装置包括从所述矛状件(1)到所述承载件(2)的气体路径(4)，其特征在于，存在擦拭装置(5)，在附接所述矛状件(1)和/或分离所述矛状件(1)的过程中，该擦拭装置(5)擦拭所述矛状件(1)的连接表面(6)。
2.根据前一权利要求所述的浸入装置，其特征在于，所述擦拭装置是一个或多个翅片(5)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的浸入装置，其特征在于，所述擦拭装置(5)是以一体件制成的所述可分离的连接组件(3)的一部分。
4.根据前述权利要求中任一项所述的浸入装置，其特征在于，所述擦拭装置(5)压靠在所述矛状件(1)的所述连接表面(6)上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的浸入装置，其特征在于，所述擦拭装置(5)从所述可分离的连接组件(3)的管状表面(8)突出或者从所述承载件(2)的管状表面突出。
6.根据前述权利要求中任一项所述的浸入装置，其特征在于，所述擦拭装置(5)借助一个或多个狭缝(9)与所述可分离的连接组件(3)的管状表面(8)分离或者与所述承载件(2)的管状表面分离。
7.根据前述权利要求中任一项所述的浸入装置，其特征在于，所述擦拭装置(5)是环形的。
8.根据前述权利要求中任一项所述的浸入装置，其特征在于，所述矛状件(1)的所述连接表面(6)是所述矛状件(1)的管状端部(10)的内表面。
9.根据前述权利要求中任一项所述的浸入装置，其特征在于，所述擦拭装置(5)提供所述矛状件(1)的所述连接表面(6)和可所述分离的连接组件(3)之间的气密连接。
10.根据前述权利要求中任一项所述的浸入装置，其特征在于，所述擦拭装置(5)是气密连接的一部分。
11.根据前述权利要求中任一项所述的浸入装置，其特征在于，所述承载件包括纸板管(2)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的浸入装置，其特征在于，所述测量头包括传感器或者用于熔融金属的取样器，该传感器用于检测熔融金属的温度、熔融金属的氧含量、熔融金属的碳含量或者熔融金属的熔池液位。
13.根据前述权利要求中任一项所述的浸入装置，其特征在于，所述矛状件(1)由金属形成。
14.根据前述权利要求中任一项所述的浸入装置，其特征在于，所述矛状件(1)和所述承载件(2)覆盖内部配线(11，12)和/或一个或多个电连接件(13，14)。
15.一种用于制造钢的方法，其特征在于，使用根据前述权利要求中任一项所述的浸入装置来控制熔融金属并且所述承载件(2)和所述测量头在被用于控制熔融金属之后被更换。
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