CN204903443U - 钢水中夹杂物快速检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钢水中夹杂物快速检测装置，包括检测探头和与检测探头配合的测量导杆。检测探头包括纸保护套管、卡设在纸保护套管底端的套管底板和固定在套管底板下部的电极保护罩，套管底板上嵌设有钼电极阳极和钼电极阴极，钼电极阳极外围设置有氧化锆管，氧化锆管的中部设置有钢水流入口。测量导杆为中空结构，包括由绝缘材料制成的导杆底板，导杆底板与套管底板抵触，导杆底板上设置电极接触点，电极接触点均与导线的一端相连，导线的另一端伸出测量导杆的顶端面并与外部分析测量仪器相连。使用时，测量导杆套设在纸保护套管内。本实用新型结构简单、操作方便，能在线检测钢水中夹杂物的数量及尺寸大小。

Description

钢水中夹杂物快速检测装置

技术领域

本实用新型涉及钢铁冶炼领域，具体的是指一种钢水中夹杂物快速检测装置。

背景技术

金属中的夹杂物会对母材产生较大的危害，因此，对金属中的夹杂物研究研究显得非常重要。在炼钢生产过程中，对钢水中夹杂物的检测一直都是人们关注的重点。

钢水中夹杂物检测方法有很多，比较常见的有以下几种：

(1)金相显微镜观测，以往用来研究钢中非金属夹杂物的方法采用最多的就是金相显微镜观测方法，该方法只能大概了解夹杂物的某些信息，无法对钢中的夹杂物进行较全面的认识。

(2)大样电解法，大样电解的方法也只能提取出钢中的较大尺寸的非金属夹杂物，对超细非余属夹杂物也无能为力，且试验过程需要较长的时间。

(3)X射线光电子光谱法(xPS)，此法在高真空下采用x射线来检测钢水中夹杂物，适合于检测尺寸大于10um的夹杂物的化学状态。

以上几种方法都能检测钢水中夹杂物，但是检测结果存在滞后性问题。

液态金属洁净度分析法也叫电敏感区(ElectriealSensingZone)在线检测法，又称ESZ法，液态金属洁净度分析法是一种在线检测夹杂物方法，是80年代中期才发展起来的，能快速检测铝液中夹杂物。它是以阻抗脉冲技术原理为依据实现检测的，适用于导电液体中悬浮的非导电夹杂物的在线测试。

液态金属洁净度分析法的工作原理如图1所示，导电流体内悬浮着非导电夹杂物。将一侧壁打孔的绝缘材质取样管插入被测导电液体中，图l(a)中给出了取样管沿小孔径向剖面图。若小孔内充满电场,且各点均有一定的电位，则此时的小孔区称为电敏感区。当有一个绝缘粒子通过电敏感区时，会影响电敏感区内电场分布，改变电敏感区的电性质。若导电液体电阻率远小于粒子的电阻率，则最终会导致电敏感区内电阻值升高。

在有电流通过的情况下，这种电阻的变化表现为在t3-t1区间内连续的电压脉冲，如图1(b)所示。该脉冲变化的幅度与非导微粒的体积及小孔孔径有关。当小孔孔径确定时，脉冲变化的幅度就与非导电微粒的体积有一定的比例关系；脉冲变化的宽度与非导电微粒在导电液体中运动的速度及取样管壁厚有关；脉冲个数等于通过电敏感区的粒子数。可见，通过适当检测方法获取电压脉冲，并通过分析便可间接得到夹杂颗的粒径信息。

综上所述，液态金属洁净度分析法是一种能实时检测夹杂物的方法，能为工业生产提供很好的实时数据。因此，提供一种以液态金属洁净度分析法为依据的钢水中夹杂物快速检测装置显得很有必要。

发明内容

本实用新型的目的就是要提供一种钢水中夹杂物快速检测装置，其结构简单、操作方便，能在线检测钢水中夹杂物的数量及尺寸大小。

为实现上述目的，本实用新型所设计的钢水中夹杂物快速检测装置，包括检测探头和与检测探头配合的测量导杆。

检测探头包括纸保护套管、卡设在纸保护套管底端的由绝缘材料制成的套管底板和固定在套管底板下部的电极保护罩，套管底板上嵌设有钼电极阳极和钼电极阴极，钼电极阳极的顶端和钼电极阴极的顶端均伸出套管底板的上表面，钼电极阳极外围设置有氧化锆管，氧化锆管的中部设置有钢水流入口，钼电极阳极的底端在钢水流入口以下；钼电极阳极、钼电极阴极和氧化锆管均设置在电极保护罩内部。

测量导杆为中空结构，包括由绝缘材料制成的导杆底板，导杆底板与套管底板抵触，导杆底板上设置有两个分别与钼电极阳极的顶端和钼电极阴极的顶端配合的电极接触点，两个电极接触点分别与两条导线的一端相连，两条导线的另一端分别伸出测量导杆的顶端面并与外部分析测量仪器的对应接头相连。

使用时，测量导杆套设在纸保护套管内，纸保护套管的内径与测量导杆的外径相等。

进一步地，纸保护套管内径为40mm，外径为44mm，长度为1000mm；测量导杆外径为40mm，长度为5000mm。

更进一步地，电极保护罩为铝质保护罩。

再进一步地，套管底板和导杆底板均为二氧化硅材质的底板。

本实用新型的工作原理为：在进行钢水中夹杂物检测分析时，外部分析测量仪器通电，将测量导杆插入到纸保护套管内，使两个电极接触点对应与钼电极阳极的顶端和钼电极阴极连接，接通信号；然后将检测探头插入钢水中，由于钢液温度为1500℃以上，当检测探头通过钢水表面的钢渣后电极保护罩熔化，由于氧化锆管内部为真空，钢水很快通过钢水流入口进入到氧化锆管内，钢水流入口为电敏感区，此时通过钢水流入口的钢水中夹杂物就会产生脉冲信号，脉冲信号通过测量导杆内部的导线传递到外部分析测量仪器中，外部分析测量仪器记录脉冲信号并通过脉冲信号得到夹杂物的数量及尺寸大小。

本实用新型的优点在于：

其一，本实用新型能在线检测钢水中夹杂物的数量及尺寸大小，为钢水洁净度控制提供及时有效的数据，对改进工艺提供很好的参考；

其二，本实用新型结构简单，检测快速，操作方便。

附图说明

图1为液态金属洁净度分析法的工作原理图；

图2为本实用新型使用时的结构示意图；

图3为检测探头的结构示意图；

图4为测量导杆的结构示意图。

图中：纸保护套管1；套管底板2；测量导杆3(其中，导杆底板3a，电极接触点3b)；电极保护罩4；钼电极阳极5；钼电极阴极6；氧化锆管7(其中，钢水流入口7a)；导线8；检测探头9。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述，但该实施例不应该理解为对本实用新型的限制。

图中所示的一种钢水中夹杂物快速检测装置，包括检测探头9和与检测探头9配合的测量导杆3，检测探头9包括纸保护套管1、卡设在纸保护套管1底端的由绝缘材料制成的套管底板2和固定在套管底板2下部的电极保护罩4，套管底板2上嵌设有钼电极阳极5和钼电极阴极6，钼电极阳极5的顶端和钼电极阴极6的顶端均伸出套管底板2的上表面，钼电极阳极5外围设置有氧化锆管7，氧化锆管7的中部设置有钢水流入口7a，钼电极阳极5的底端在钢水流入口7a以下；钼电极阳极5、钼电极阴极6和氧化锆管7均设置在电极保护罩4内部。

测量导杆3为中空结构，包括由绝缘材料制成的导杆底板3a，导杆底板3a与套管底板2抵触，导杆底板3a上设置有两个分别与钼电极阳极5的顶端和钼电极阴极6的顶端配合的电极接触点3b，两个电极接触点3b分别与两条导线8的一端相连，两条导线8的另一端分别伸出测量导杆3的顶端面并与外部分析测量仪器的对应接头相连。

使用时，测量导杆3套设在纸保护套管1内，纸保护套管1的内径与测量导杆3的外径相等。

纸保护套管1内径为40mm，外径为44mm，长度为1000mm；测量导杆3外径为40mm，长度为5000mm。

电极保护罩4为铝质保护罩。

套管底板2和导杆底板3a均为二氧化硅材质的底板。

在进行钢水中夹杂物检测分析时，外部分析测量仪器通电，将测量导杆3插入到纸保护套管1内，使两个电极接触点3b对应与钼电极阳极5的顶端和钼电极阴极6连接，接通信号；然后将检测探头9插入钢水中，由于钢液温度为1500℃以上，当检测探头9通过钢水表面的钢渣后电极保护罩4熔化，由于氧化锆管7内部为真空，钢液很快通过钢水流入口7a进入到氧化锆管7内，钢水流入口7a为电敏感区，此时通过钢水流入口7a的钢水中夹杂物就会产生电压脉冲，脉冲信号通过测量导杆3内部的导线8传递到外部分析测量仪器中，外部分析测量仪器记录脉冲信号并通过脉冲信号得到夹杂物的数量及尺寸大小。

纸保护套管1可以使测量导杆3不被高温钢水损害，保障脉冲信号传输正常。

测量导杆3的作用是将脉冲信号传输到外部分析测量仪器中，并作为支撑导杆，使检测探头9能顺利进出钢水。

检测完成后测量探头9需要进行更换。

本说明书中未作详细描述的内容，属于本专业技术人员公知的现有技术。

Claims (5)

1.一种钢水中夹杂物快速检测装置，包括检测探头(9)和与所述检测探头(9)配合的测量导杆(3)，其特征在于：

所述检测探头(9)包括纸保护套管(1)、卡设在所述纸保护套管(1)底端的由绝缘材料制成的套管底板(2)和固定在所述套管底板(2)下部的电极保护罩(4)，所述套管底板(2)上嵌设有钼电极阳极(5)和钼电极阴极(6)，所述钼电极阳极(5)的顶端和所述钼电极阴极(6)的顶端均伸出所述套管底板(2)的上表面，所述钼电极阳极(5)外围设置有氧化锆管(7)，所述氧化锆管(7)的中部设置有钢水流入口(7a)，所述钼电极阳极(5)的底端在所述钢水流入口(7a)以下；所述钼电极阳极(5)、所述钼电极阴极(6)和所述氧化锆管(7)均设置在所述电极保护罩(4)内部；

所述测量导杆(3)为中空结构，包括由绝缘材料制成的导杆底板(3a)，所述导杆底板(3a)与所述套管底板(2)抵触，所述导杆底板(3a)上设置有两个分别与所述钼电极阳极(5)的顶端和所述钼电极阴极(6)的顶端配合的电极接触点(3b)，所述两个电极接触点(3b)分别与两条导线(8)的一端相连，所述两条导线(8)的另一端分别伸出所述测量导杆(3)的顶端面并与外部分析测量仪器的对应接头相连；

使用时，所述测量导杆(3)套设在所述纸保护套管(1)内，所述纸保护套管(1)的内径与所述测量导杆(3)的外径相等。

2.根据权利要求1所述的钢水中夹杂物快速检测装置，其特征在于：所述纸保护套管(1)内径为40mm，外径为44mm，长度为1000mm；所述测量导杆(3)外径为40mm，长度为5000mm。

3.根据权利要求1或2所述的钢水中夹杂物快速检测装置，其特征在于：所述电极保护罩(4)为铝质保护罩。

4.根据权利要求1或2所述的钢水中夹杂物快速检测装置，其特征在于：所述套管底板(2)和所述导杆底板(3a)均为二氧化硅材质的底板。

5.根据权利要求3所述的钢水中夹杂物快速检测装置，其特征在于：所述套管底板(2)和所述导杆底板(3a)均为二氧化硅材质的底板。