TW202016526A - 用於高氧氣與低氧氣應用之熔融金屬取樣器 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種用於自特別是一熔融鋼浴之一熔融金屬浴獲取樣本之取樣器，該取樣器包含： 一承載管，其具有一浸潤端； 一樣本室總成，其配置於該承載管之該浸潤端上，該樣本室總成包含一蓋板及一外殼，其中該外殼包含具有一開口之一浸潤端； 一流入導管，其具有用於接收熔融金屬之一第一端及與該第一端相對之一第二端，其中該第二端與該開口連通，其中該開口經構形以自該流入導管接收該熔融金屬； 一量測頭，其中該樣本室及該流入導管之該第二端至少部分地配置於該量測頭中；及 一去氧劑材料，其沿該流入導管之一中心軸線而配置，其中該去氧劑材料之至少部分在該量測頭內部配置於該流入導管之該第二端附近，且其中該流入導管包含第一耦接構件，該第一耦接構件配置於該流入導管之該第二端上，其中該去氧劑材料包含第二耦接構件，該第二耦接構件用以在該流入導管上與該第一耦接構件相互作用以將該去氧劑材料錨定於沿該流入導管之該中心軸線之一位置。本發明亦係關於一種用於自特別是一熔融鋼浴之一熔融金屬浴獲取樣本之取樣器，該取樣器包含： 一承載管，其具有一浸潤端； 一樣本室總成，其配置於該承載管之該浸潤端上，該樣本室總成包含一蓋板及一外殼，其中該外殼包含具有一開口之一浸潤端； 一流入導管，其具有用於接收熔融金屬之一第一端及與該第一端相對之一第二端，其中該第二端與該開口連通，其中該開口經構形以自該流入導管接收該熔融金屬； 一量測頭，其中該樣本室及該流入導管之該第二端至少部分地配置於該量測頭中；及 一金屬襯套，其中該金屬襯套將該流入導管耦接至該樣本室。

Description

用於高氧氣與低氧氣應用之熔融金屬取樣器
本發明係關於用於在高氧氣與低氧氣應用兩者中自特別是熔融鋼浴之熔融金屬浴獲取樣本之取樣器。
在金屬處於其熔融狀態下之加工期間，有必要在製程之各種階段獲得熔融金屬之代表性樣本，例如用於分析或評估金屬樣本之化學組成或金相結構。用於在製造及進一步加工期間分析熔融金屬之不同方法在此項技術中係已知的。
過去，常常使用電弧火花光發射光譜學(spark-optical emission spectroscopy)(火花OES)設備來判定凝固金屬樣本之組成。火花OES涉及激發組成需要被知道之目標樣本之原子，及檢查由原子在自激發態轉變至較低能態期間發射之光子之波長。週期表中之每一元素在其原子自激發態返回至較低能態時發射離散波長之特性集。藉由偵測及分析此等波長，可根據校準曲線判定樣本之元素組成，藉此展示光譜強度比(亦即，元素之絕對輻射功率/基材金屬之絕對輻射功率)與標準樣本中之元素之濃度之間的關係。
為了平鋪於光譜儀之分析開口上，金屬樣本不能具有任何延伸部且金屬樣本之分析表面必須平滑。樣本或樣本外殼不能存在將會破壞分析表面之平面之部分。樣本必須跨越光譜儀之分析開口，且具有足夠的平坦度以促進火花室之惰性氣體淨化並呈現朝向陽極之相連樣本表面。
用以獲得金屬之代表性分析之程序及製程在此項技術中係熟知的，如在In Dulski, T.R. A Manual for the Chemical Analysis of Metals, ASTM International, 1996中所描述。迄今為止，通常已咸信，金屬樣本及用於其分析之儀器配置彼此獨立，且因而，一者不會影響另一者。
提供用於光譜分析之固態金屬之試片或盤片的習知取樣裝置係已知的。由此類取樣裝置獲得之凝固金屬試片之幾何形狀及尺寸有時將特定於金屬或金相需要之類型。由用於火花OES分析之浸潤裝置獲得之樣本之一般類別為具有盤片或橢圓形形狀及28至40 mm之直徑或長長度的樣本。最常見的是，此類樣本具有約32 mm之直徑或長長度及4至12 mm之厚度。通常被稱為棒棒糖狀取樣器之一些取樣器可根據使用者之要求而生產不同形狀之樣本，範圍為圓形至橢圓形或更長，但大多數樣本仍具有約32 mm之直徑或長長度。通常被稱為雙厚度取樣器之其他取樣器在同一樣本內組合兩種厚度。
經設計成獲得熔融金屬之樣本以用於藉由火花OES進行分析之典型取樣裝置包括樣本室或模腔，樣本室或模腔經構形以在取樣裝置浸潤至熔融金屬浴中後就被填充有熔融金屬。定界模腔或取樣室之模具通常為兩部分式蚌殼型配置或環，該環在其上側及下側上由平板覆蓋。一旦金屬樣本凝固，就捨棄模具，且將樣本輸送至火花OES以供分析。
美國專利第3,646,816號描述了此類型之消耗性浸潤取樣器，其中類盤片樣本之兩個平坦表面由用以達成較快速凍結之冷凍板及在分析之前需要較少清理之一對較平滑表面形成。諸如美國專利第4,211,117號之其他先前技術專利係關於相似概念，而美國專利第4,401,389號及第5,415,052號提供了此冶金樣本與其他感測器組合之實例，該等其他感測器中之一者可為溫度量測感測器。
由習知取樣裝置生產之樣本具有在平行於光譜儀開口之方向上為約32 mm之直徑及在垂直於光譜儀開口之方向上為4至12 mm之厚度。已發現，習知厚度之凝固樣本需要對0.8至5 mm之鑄造表面進行表面研磨，以便達成無金屬及非金屬隔離之分析表面。習知樣本可僅在製備製程之後才達成此表面狀態以產生一幾何形狀，該幾何形狀在平行於光譜儀開口之方向上直徑通常為至少28 mm，並具有在垂直於該開口之方向上通常小於12 mm之厚度。此製備後幾何形狀常常由機械地研磨樣本表面之預分析製備設備處置，且亦便於由自製備推進樣本經由分析及移除以等待下一樣本之機器人操控器處置。
消除對表面製備之需要會縮短分析時間，並在經濟上有利於金屬生產者。對此問題之各種解決方案描述於EP3336513A1、EP3336514A1、EP3336512A1及EP3336511A1中。此等文件係關於直接分析(DA)取樣器，該等DA取樣器為新開發類型之熔融金屬浸潤取樣器，其生產DA樣本。DA樣本在被分析之前不需要任何種類之表面製備，且因此藉由利用OES分析方法，可在適時化學反應結果之可用性以及實驗室時間節省方面產生顯著的經濟效益。詳言之，前述先前技術描述了樣本腔之均一填充及熔融金屬樣本之快速冷凍，使得經呈現以供分析之整個樣本區段均一地凍結而較佳地無表面氧化。凝固金屬之熱含量減少以使經取樣金屬在自取樣室模具移除之前接近室溫。所獲得之樣本相比於先前技術中所描述之樣本具有較小體積，使得不必要的大樣本體積不會妨礙熔融金屬樣本之快速凝固。因此，可在無表面製備之情況下藉由火花OES分析EP3336513A1、EP3336514A1、EP3336512A1及EP3336511A1中所描述之樣本，且藉此取得了潛在的經濟效益。
用於高氧氣應用(諸如在轉換器製程中、在電弧爐EAF製程中，或在澆桶處理期間)之DA取樣器通常包含去氧劑材料。舉例而言，在澆桶處理期間，取決於等級要求，藉助於鋁或矽使鋼去氧。倘若在不添加去氧劑之情況下將高氧氣鋼冷卻，則氧氣將會被排出。此經排出氧氣將與液態鋼中之碳再結合，從而形成CO氣泡。此類反應可相當劇烈。倘若鋼將凍結，則此等氣泡將截留於凝固結構中。
因此，經產生用於高氧氣應用中之取樣器需要含有去氧劑材料。鋁材料常常用作去氧劑材料。然而，亦可使用比如鋯材料及/或鈦材料之其他材料。
取樣器中之去氧劑材料之量通常為樣本質量之大約0.2%至0.3%。將去氧劑材料添加至取樣器之許多不同方式係已知的，最常見的是在取樣器之流入導管中使用箔或在流入導管之極端處使用一種類型之鉚釘。添加去氧劑材料(例如鋁)之前述方法不適合與在填充樣本之前的氬氣沖洗週期組合。在填充開始之前，鉚釘將熔融並溶解於鋼浴中。箔之使用，常常應用為S形狀，將鋁與石英管之摩擦用作固定。此摩擦不足以耐受淨化力，而鋁由於來自浴之預加熱而減弱。用以獲得此固定之膠或膠合劑之應用將會影響分析輸出。測試已表明，展示極高或極低鋁含量之樣本亦將展示待分析之其他元素(尤其是碳)之較大偏差。
在具有大約100 g之典型樣本重量之標準樣本(例如棒棒糖狀樣本)中，存在多得多的時間可用於使去氧劑材料溶解，且此等樣本將研磨至0.8 mm之深度以產生潔淨均質分析表面。即使在第一進入鋼可能會失去一些碳之情況下，此鋼亦將可見於遠離入口點之遠端處的樣本之小拐角中。然而，典型DA樣本具有介於3與10 g之間的質量，並展示小於4 mm之厚度，通常為大約2 mm。雖然樣本極小，但用以獲得該樣本中所添加之去氧劑材料之均質分佈的可用時間(亦即，填充時間)極短，且樣本之外表面處之層中的去氧劑材料之高含量通常被發現為不可接受。促成問題之原因為，大多數高氧氣應用，更尤其是轉換器應用，具有極寬溫度及氧氣範圍。極其重要的是在此應用範圍之外端處獲得良好結果。吾人可考慮大約1550℃直至1750℃之總溫度範圍及100至2000 ppm之氧氣範圍。即使可出現超出此範圍之值，但應將其視為例外。應亦提及，在此應用內，取樣製程係藉助於自動浸潤噴槍而進行。歸因於製程之差異及容器之內襯磨損，浸潤深度可在約20 cm直至1公尺之間變化。浸潤深度之此差異將產生樣本之填充速度之許多差異。另一問題為，此等樣本係鋼之加工期間被獲取，其結果為分析值不能與其他分析值進行比較。
因此，本發明之第一目標係以使得避免前述問題之方式添加去氧劑材料。
又，歸因於自用於組裝樣本室總成之膠及膠合劑排出之碳及氫組分，亦即，碳氫化合物，經產生用於低氧氣應用中之已知先前技術取樣器會遭受錯誤的量測結果。
傳統上，流入導管以實質上氣密性方式安裝至樣本室總成之外殼。當取樣器浸沒於熔融金屬中時，流入導管之浸潤端與熔融金屬接觸。流入導管之材料，例如石英材料，將會將熱輻射至樣本室總成並將正由蓋板及外殼形成之鑄模預加熱。存在於此部位處之組分將開始分解。含碳組分將開始釋放將進一步冷凝於鑄模中之含碳氣體。此外，一旦樣本室被填充，此等組分就將被形成並冷凝於樣本之表面上。雖然樣本之目標為無製備樣本，但此冷凝將會影響分析結果並導致錯誤的碳讀數。
因此，本發明之第二目標係提供一種提供可供獲取精確碳讀數之樣本之取樣器。
本發明提供一種用於自特別是一熔融鋼浴之一熔融金屬浴獲取樣本之取樣器，該取樣器包含： 一承載管，其具有一浸潤端； 一樣本室總成，其配置於該承載管之該浸潤端上，該樣本室總成包含一蓋板及一外殼，其中該外殼包含具有一開口之一浸潤端； 一流入導管，其具有用於接收熔融金屬之一第一端及與該第一端相對之一第二端，其中該第二端與該開口連通，其中該開口經構形以自該流入導管接收該熔融金屬； 一量測頭，其中該樣本室及該流入導管之該第二端至少部分地配置於該量測頭中；及 一去氧劑材料，其沿該流入導管之一中心軸線而配置，其中該去氧劑材料之至少部分在該量測頭內部配置於該流入導管之該第二端附近，且其中該流入導管包含第一耦接構件，該第一耦接構件配置於該流入導管之該第二端上，其中該去氧劑材料包含第二耦接構件，該第二耦接構件用以在該流入導管上與該第一耦接構件相互作用以將該去氧劑材料錨定於沿該流入導管之該中心軸線之一位置。
有利地，在第一進入鋼可將由該蓋板及該外殼形成之該樣本室之一腔冷卻之前，剛性地安裝及固持於適當位置之該去氧劑材料可溶解於進入該腔之該鋼中。在該樣本室之進入路徑中沿該中心軸線而配置之該去氧劑材料能夠耐受一淨化氣體在淨化時之力，在填充期間進入單元之液態鋼之力，且該去氧劑材料亦能夠在填充之第一時刻立即溶解，亦即，自該材料不被推動至一側壁以後。
已意外地發現，根據本發明之結構設計在該熔融金屬浴中之該取樣器之預加熱期間最小化該淨化氣體之力並最小化該去氧劑材料自該鋼浴之預加熱，從而減弱該去氧劑材料。此允許極接近於該量測頭之該浸潤端安裝該去氧劑，即使是在沖洗週期期間達到200℃至300℃之部位處亦如此。此部位可容易在任何類型之量測頭中被量測，其為較佳安裝/錨定位置。
在一個實施例中，該去氧劑材料包含一鋁材料。儘管鋁具有一極低熔點，但其為較佳去氧劑材料，此係因為諸如鋯之其他高熔點材料不會熔融並需要溶解於液態鋼中。此更加耗時並在用於小DA型樣本時不能在整個應用範圍內使用。然而，亦可使用比如一鋯材料及/或一鈦材料之其他材料。
在另一實施例中，該去氧劑材料被塑形為一平坦片，該平坦片具有0.05至0.2 mm、更佳地為0.1至0.15 mm、最佳地為0.125 mm之一厚度。
較厚材料將在低溫應用中展示不良結果，而在高溫應用下，去氧劑材料之較薄片在預加熱之後將不耐受進入鋼流之力。
在又一實施例中，去氧劑材料之量對應於樣本質量之0.1%至0.5%，較佳地為0.2%至0.3%。
在另一實施例中，該流入導管包含一石英材料，較佳地為一熔凝石英材料。
在又一實施例中，該第一耦接構件係由該流入導管之材料中之至少一個凹部、較佳地為兩個凹部實現，該或該等凹部朝向該流入導管之該第二端而配置，且其中該第二耦接構件係由至少一個突出部、較佳地為兩個突出部實現，該或該等突出部用以在該流入導管上與該第一耦接構件相互作用以將該去氧劑材料錨定於沿該流入導管之該中心軸線之該位置。
在一替代實施例中，該第一耦接構件係由該流入導管之材料中之至少一個突出部、較佳地為兩個突出部實現，該或該等突出部朝向該流入導管之該第二端而配置，且其中該第二耦接構件係由至少一個凹部、較佳地為兩個凹部實現，該或該等凹部用以在該流入導管上與該第一耦接構件相互作用以將該去氧劑材料錨定於沿該流入導管之該中心軸線之該位置。
在一個實施例中，出於去氧之目的而添加之該去氧劑材料可被劃成兩個部分。與氧氣反應之第一部分溶解於液態鋼中並反應以形成氧化鋁(放熱反應)，且一第二部分溶解於鋼微結構中(吸熱反應)。倘若鋁位於該流入導管中之一較冷區域中，則鋁將具有可用於溶解於鋼中之較少時間及能量。不良溶解之鋁將會針對待分析之幾乎所有元素導致相當大的分析差異。
在一實施例中，該等第一及第二耦接構件經調適以抵抗一淨化氣體之力以將該去氧劑材料注入至該熔融金屬浴中。
本發明亦提供一種用於自特別是一熔融鋼浴之一熔融金屬浴獲取樣本之取樣器，該取樣器包含： 一承載管，其具有一浸潤端； 一樣本室總成，其配置於該承載管之該浸潤端上，該樣本室總成包含一蓋板及一外殼，其中該外殼包含具有一開口之一浸潤端； 一流入導管，其具有用於接收熔融金屬之一第一端及與該第一端相對之一第二端，其中該第二端與該開口連通，其中該開口經構形以自該流入導管接收該熔融金屬； 一量測頭，其中該樣本室及該流入導管之該第二端至少部分地配置於該量測頭中；及 一金屬襯套，其中該金屬襯套將該流入導管耦接至該樣本室。
有利地，藉由使用一金屬襯套以用於將該流入導管耦接至該樣本室，沒有膠或膠合劑正用於該兩個組件之該耦接。此係因為：在與樣本腔進行直接連通之區域中施加於該量測頭內之該流入導管上或處的膠及膠合劑將會在該取樣器之預加熱時期期間燃燒及分解。在沖洗週期期間在以低量使用之情況下，施加於該量測頭之該浸潤端外部的膠及膠合劑將會燃燒或分解並溶解於液態鋼浴中。因此，較佳的是，該金屬襯套之厚度儘可能低，例如在到達該液態鋼浴中之最深浸潤點之後對於5秒之沖洗週期不超過1 mm。
又，配置於該金屬襯套中之該流入導管可在浸潤製程期間藉助於鋼鐵水靜壓力而固持於適當位置，且滲透於該流入導管與該金屬襯套之間的小間隙中之液態鋼將凍結。然而，僅僅藉由與該襯套之摩擦之一固定可足以將入口導管保持於適當位置。
此總成之一額外益處為其機械穩定性及生產簡易性。此總成之另一額外益處為該樣本在鑄模中之一改良固定。在該取樣器浸潤於該浴中之後，該量測頭將落至地面，及/或該量測頭將被移除以恢復該取樣器。在兩種情況下，該流入導管皆可能會斷裂。此斷裂將到達該樣本室中之該流入導管之上端，從而造成該樣本在該樣本室中之固定不充分。藉由使該流入導管之該端朝向該量測頭之該浸潤端移動，可針對該樣本在該樣本室中之固定而達成極佳結果。
在一實施例中，該金屬襯套經調適以自該樣本室總成到達至該流入導管之該第一端。
有利地，使用自該樣本室總成到達該第一端或該流入導管之浸潤端的一金屬襯套會允許產生一乾燥安裝，亦即，無需使用膠及/或膠合劑之一安裝。此類金屬襯套可具有大約40 mm之一長度，其中約20 mm位於該量測頭之該浸潤端外部。
被視為極其有益的是應用將到達該量測頭之該浸潤端的一金屬襯套。有利地，此類金屬襯套圍繞入口銷產生一增加之永久性外徑。歸因於沖洗週期，該流入導管將被預加熱並將不會在該量測頭之該浸潤端外部凝固。在進行取樣之後，該取樣器可掉落至現場，且該樣本可藉助於力(亦即，錘擊)而恢復。此力可足以使一熱入口銷彎曲。該金屬襯套防止該銷之彎曲。倘若該銷將會在該樣本之分析表面之方向上彎曲，則該樣本不能在不移除該銷之情況下定位於火花OES器具上，從而消耗大量時間。
在另一實施例中，該金屬襯套沿其長度具有至少兩種不同壁厚度及/或直徑。
該金屬襯套可遍及其長度具有不同壁厚度及直徑。藉由在不降低所要機械強度之情況下應用壁厚度之局部降低，可最小化該量測頭外部之該金屬襯套之壁厚度且可最小化至該樣本之熱轉移。此類金屬襯套可由若干壓入配合零件製成，或甚至可自單件金屬進行機器加工。兩個結構設計被視為屬於本發明之範疇內。吾人可考慮將該取樣器之該浸潤端降低為較接近於該量測頭之該浸潤端，而無需改變該流入導管之長度，然而此將會產生自該鋼浴至該取樣器之一高熱流通量。
在一實施例中，該金屬襯套包含一鋁材料。
在另一實施例中，該流入導管包含一石英材料，較佳地為一熔凝石英材料。
在又一實施例中，該金屬襯套具有10至40 mm之一長度、4 mm之一內徑，及6 mm之一外徑。
在一實施例中，該金屬襯套被壓入至該樣本室中以用於將該流入導管耦接至該樣本室。
在另一實施例中，該取樣器包含支撐於該承載管上並經調適以容納該樣本室之至少部分的一量測頭，且其中該金屬襯套之至少部分延伸至該量測頭之外。
在一實施例中，該取樣器包含附接至該流入導管之該第一端的一保護頂蓋。
在另一實施例中，該襯套包含在該襯套之一外表面上的凹槽以最小化至該樣本室總成之熱轉移。
圖1及圖2展示根據本發明之第一實施例的用於自熔融金屬浴獲取樣本之取樣器1的示意性截面圖。取樣器1適合於浸潤於熔融鋼中並對熔融鋼取樣。所展示之取樣器1包含可由樹脂黏結矽砂製成之量測頭3。量測頭3支撐於承載管5上，承載管5可為紙質承載管。在使用中，探針固持器或噴槍(未圖示)較佳地插入至承載管5之內部容積中以提供為將量測頭3在浸潤方向I上浸沒於熔融金屬浴(未圖示)之表面下方所必要的機械作用。
量測頭3包含用於收集及提取熔融金屬之樣本之樣本室總成7。如所展示之樣本室總成7為由外殼9及蓋板11構成之兩部分式樣本室。外殼9較佳地由一或多種材料形成，該一或多種材料為良好的熱及電導體，諸如但不限於鋁、銅及具有相似熱及電導率性質之其他金屬，以用於電耦接至所提取之金屬樣本。樣本室總成7之外殼9及蓋板11可藉由夾具13固持在一起，其中壓縮力足以抵抗樣本室總成7之兩個零件9、11歸因於流入及填充樣本室總成7之熔融金屬之力而分離的趨勢。夾具13可為金屬夾具。
圖1及圖2亦展示具有第一端及對置第二端之量測頭3。量測頭3之第一端對應於量測頭3之浸潤端15。量測頭3之第二端經構形以面向噴槍或探針固持器。又，樣本室總成7具有第一端及對置第二端。樣本室總成7之第一端對應於樣本室總成7之浸潤端17。熟習此項技術者將理解，片語「浸潤端」意謂首先浸潤至熔融金屬中之本體之端。樣本室總成7之第一端附接至流入導管19，其中在外殼9中之開口處接收該流入導管。流入導管19使熔融金屬能夠自熔融金屬浴流動至樣本室總成7中。因此，熔融金屬在平行於樣本腔之中心軸線X的浸潤方向I上引入至樣本室總成7中。流入導管19可由石英材料製成，更佳地由熔凝石英材料製成。
圖1及圖2亦展示可為沿流入導管7之中心軸線X而配置之鋁的去氧劑材料21。亦可看出，去氧劑材料21之部分在量測頭3內部配置於流入導管19之第二端附近。
圖1及圖2中亦展示在流入導管19處之第一耦接構件23，其可在流入導管19之材料中被實現為凹部或突起部。去氧劑材料21包含可被實現為突起部之第二耦接構件25，該等突起部與第一耦接構件23之對應凹部相互作用，或反之亦然。歸因於圖1及圖2中所展示之耦接構件23、25，去氧劑材料21可在樣本室總成9之進入路徑中沿中心軸線X可靠地固持，且因此能夠耐受淨化氣體在淨化時之力，及在填充期間進入單元之液態鋼之力。
又，圖1及圖2展示配置於流入導管19之第一端處之頂蓋27。當流入導管之第一端浸沒於熔融金屬中時，頂蓋27將熔融，且熔融金屬可流過流入導管19。圖1及圖2中進一步展示將流入導管19耦接至樣本室總成7之外殼9之金屬襯套29。然而，金屬襯套29對於此實施例僅僅係選用的。流入導管19亦可藉助於膠或膠合劑而附接至外殼9。
圖3及圖4展示根據本發明之第二實施例之取樣器1'的示意性截面圖。
取樣器1'適合於浸潤於熔融鋼中並對熔融鋼取樣。所展示之取樣器1'包含可由樹脂黏結矽砂製成之量測頭3'。量測頭3'支撐於承載管5'上，承載管5'可為紙質承載管。在使用中，探針固持器或噴槍(未圖示)較佳地插入至承載管5'之內部容積中以提供為將量測頭3'在浸潤方向I上浸沒於熔融金屬浴(未圖示)之表面下方所必要的機械作用。
量測頭3'包含用於收集及提取熔融金屬之樣本之樣本室總成7'。如所展示之樣本室總成7'為由外殼9'及蓋板11'構成之兩部分式樣本室。外殼9'較佳地由一或多種材料形成，該一或多種材料為良好的熱及電導體，諸如但不限於鋁、銅及具有相似熱及電導率性質之其他金屬，以用於電耦接至所提取之金屬樣本。樣本室總成7'之外殼9'及蓋板11'可藉由夾具13'固持在一起，其中壓縮力足以抵抗樣本室總成7'之兩個零件9'、11'歸因於流入及填充樣本室總成7'之熔融金屬之力而分離的趨勢。夾具13'可為金屬夾具。
圖3及圖4亦展示具有第一端及對置第二端之量測頭3'。量測頭3'之第一端對應於浸潤端15'。量測頭3'之第二端經構形以面向噴槍或探針固持器。又，樣本室總成7'具有第一端及對置第二端。樣本室總成7'之第一端對應於浸潤端17'。熟習此項技術者將理解，片語「浸潤端」意謂首先浸潤至熔融金屬中之本體之端。樣本室總成7'之第一端附接至流入導管19'，其中在外殼9'中之開口處接收該流入導管。流入導管19'使熔融金屬能夠自熔融金屬浴流動至樣本室總成7'中。因此，熔融金屬逆著平行於樣本腔之中心軸線X的浸潤方向I引入至樣本室總成7'中。流入導管19'可由石英材料製成，更佳地由熔凝石英材料製成。
如圖3及圖4中所展示，取樣器1'亦包含可包含鋁材料之金屬襯套29'。金屬襯套29'可具有10至40 mm之長度、4 mm之內徑，及6 mm之外徑。在所展示之實施例中，金屬襯套29'被壓入至樣本室總成7'之外殼9'中以用於將流入導管19'耦接至樣本室總成7'。
圖5展示圖4之細節「A」。如所展示，金屬襯套29'自樣本室總成7'一直向下到達流入導管19'之第一端，並藉此環繞流入導管19'。又，可看出，金屬襯套29'沿其長度具有至少兩種不同壁厚度及/或直徑。
申請專利範圍、說明書及圖式中所揭示之特徵對於本發明之不同實施例而言可為基本的，此既係單獨地或又係在彼此的任何組合中。
1:取樣器 1':取樣器 3:量測頭 3':量測頭 5:承載管 5':承載管 7:樣本室總成 7':樣本室總成 9:外殼 9':外殼 11:蓋板 11':蓋板 13:夾具 13':夾具 15:量測頭之浸潤端 15':量測頭之浸潤端 17:樣本室之浸潤端 17':樣本室之浸潤端 19:流入導管 19':流入導管 21:去氧劑材料 23:第一耦接構件 25:第二耦接構件 27:頂蓋 27':頂蓋 29:金屬襯套 29':金屬襯套 A:細節 I:浸潤方向 X:中心軸線
以下示意性圖式結合一些例示性說明而展示用於改良對本發明之理解的本發明之態樣，其中 圖1及圖2     展示根據本發明之第一實施例之取樣器的示意性截面圖； 圖3及圖4 展示根據本發明之第二實施例之取樣器的示意性截面圖；且 圖5展示圖4之細節「A」。
1:取樣器
3:量測頭
5:承載管
7:樣本室總成
9:外殼
11:蓋板
13:夾具
15:量測頭之浸潤端
17:樣本室之浸潤端
19:流入導管
21:去氧劑材料
23:第一耦接構件
25:第二耦接構件
27:頂蓋
29:金屬襯套
I:浸潤方向
X:中心軸線

Claims (15)

  1. 一種用於自特別是一熔融鋼浴之一熔融金屬浴獲取樣本之取樣器，該取樣器包含： 一承載管，其具有一浸潤端； 一樣本室總成，其配置於該承載管之該浸潤端上，該樣本室總成包含一蓋板及一外殼，其中該外殼包含具有一開口之一浸潤端； 一流入導管，其具有用於接收熔融金屬之一第一端及與該第一端相對之一第二端，其中該第二端與該開口連通，其中該開口經構形以自該流入導管接收該熔融金屬； 一量測頭，其中該樣本室及該流入導管之該第二端至少部分地配置於該量測頭中；及 一去氧劑材料，其沿該流入導管之一中心軸線而配置，其中該去氧劑材料之至少部分在該量測頭內部配置於該流入導管之該第二端附近，且其中該流入導管包含第一耦接構件，該第一耦接構件配置於該流入導管之該第二端上，其中該去氧劑材料包含第二耦接構件，該第二耦接構件用以在該流入導管上與該第一耦接構件相互作用以將該去氧劑材料錨定於沿該流入導管之該中心軸線之一位置。
  2. 如請求項1之取樣器，其中該去氧劑材料包含一鋁材料。
  3. 如請求項1或2之取樣器，其中該去氧劑材料被塑形為一平坦片，該平坦片具有0.05至0.2 mm、更佳地為0.1至0.15 mm、最佳地為0.125 mm之一厚度。
  4. 如前述請求項中任一項之取樣器，其中去氧劑材料之量對應於樣本質量之0.1%至0.5%，較佳地為0.2%至0.3%。
  5. 如前述請求項中任一項之取樣器，其中該流入導管包含一石英材料，較佳地為一熔凝石英材料。
  6. 如前述請求項中任一項之取樣器，其中該第一耦接構件係由該流入導管之材料中之至少一個凹部、較佳地為兩個凹部實現，該或該等凹部朝向該流入導管之該第二端而配置，且其中該第二耦接構件係由至少一個突出部、較佳地為兩個突出部實現，該或該等突出部用以在該流入導管上與該第一耦接構件相互作用以將該去氧劑材料錨定於沿該流入導管之該中心軸線之該位置。
  7. 如前述請求項中任一項之取樣器，其中該第一耦接構件係由該流入導管之材料中之至少一個突出部、較佳地為兩個突出部實現，該或該等突出部朝向該流入導管之該第二端而配置，且其中該第二耦接構件係由至少一個凹部、較佳地為兩個凹部實現，該或該等凹部用以在該流入導管上與該第一耦接構件相互作用以將該去氧劑材料錨定於沿該流入導管之該中心軸線之該位置。
  8. 一種用於自特別是一熔融鋼浴之一熔融金屬浴獲取樣本之取樣器，該取樣器包含： 一承載管，其具有一浸潤端； 一樣本室總成，其配置於該承載管之該浸潤端上，該樣本室總成包含一蓋板及一外殼，其中該外殼包含具有一開口之一浸潤端； 一流入導管，其具有用於接收熔融金屬之一第一端及與該第一端相對之一第二端，其中該第二端與該開口連通，其中該開口經構形以自該流入導管接收該熔融金屬； 一量測頭，其中該樣本室及該流入導管之該第二端至少部分地配置於該量測頭中；及 一金屬襯套，其中該金屬襯套將該流入導管耦接至該樣本室。
  9. 如請求項8之取樣器，其中該金屬襯套經調適以自該樣本室總成到達至該流入導管之該第一端。
  10. 如請求項8或9之取樣器，其中該金屬襯套沿其長度具有至少兩種不同壁厚度及/或直徑。
  11. 如請求項8至10中任一項之取樣器，其中該金屬襯套包含一鋁材料，及/或其中該流入導管包含一石英材料，較佳地為一熔凝石英材料。
  12. 如請求項8至11中任一項之取樣器，其中該金屬襯套具有10至40 mm之一長度、4 mm之一內徑，及6 mm之一外徑。
  13. 如請求項8至12中任一項之取樣器，其中該金屬襯套被壓入至該樣本室中以用於將該流入導管耦接至該樣本室。
  14. 如請求項8至13中任一項之取樣器，其中該取樣器包含附接至該流入導管之該第一端的一保護頂蓋。
  15. 如請求項8至14中任一項之取樣器，其中該襯套包含在該襯套之一外表面上的凹槽以最小化至該樣本室總成之熱轉移。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102383120B1 (ko) * 2019-12-27 2022-04-06 우진 일렉트로나이트㈜ 디스크형 샘플 챔버 및 이를 포함하는 프로브
EP4215896A1 (en) 2022-01-21 2023-07-26 Heraeus Electro-Nite International N.V. Improved sample chamber for molten metal
EP4227669A1 (en) 2022-02-15 2023-08-16 Heraeus Electro-Nite International N.V. Exchangeable spark unit and calibration method

Family Cites Families (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE624414A (zh) * 1961-11-14
CH409469A (de) * 1963-12-20 1966-03-15 Heinrich Dr Feichtinger Verfahren und Einrichtung zur Entnahme von Proben aus Schmelzen zum Zwecke der Erfassung der bei der Erstarrung frei werdenden Gase
FR1530322A (fr) * 1967-07-06 1968-06-21 Leeds & Northrup Co Appareil d'échantillonnage de métal en fusion à immersion
US3646816A (en) 1970-07-22 1972-03-07 Leeds & Northrup Co Immersion molten metal sampler
GB1508974A (en) * 1974-03-20 1978-04-26 Collins R Molten metal samplers
GB1456353A (en) * 1974-05-06 1976-11-24 Leeds & Northrup Co Immersion sampler for molten material
FR2282633A2 (fr) * 1974-08-21 1976-03-19 Decolletage Et Const Meca Ste Perfectionnements aux dispositifs pour prelever un echantillon de metal, notamment dans un courant de metal en fusion
US3974698A (en) * 1975-01-24 1976-08-17 Lukens Steel Company Molten metal sampler for electroslag refining process
US4002072A (en) * 1975-03-31 1977-01-11 Collins William J Device and method of obtaining a sample of liquid
US4166391A (en) * 1975-04-07 1979-09-04 Mcdevitt Robert F Molten metal sampler
US3974638A (en) * 1975-09-04 1976-08-17 Haber Terry M Hourglass watch
US4037478A (en) * 1976-09-15 1977-07-26 Electro-Nite Co. Device for collecting samples of molten metal
US4077264A (en) * 1976-09-07 1978-03-07 Mcdevitt Robert F Connectors for molten metal samplers
FR2406822A1 (fr) * 1977-10-19 1979-05-18 Lorraine Decolletage Perfectionnements apportes aux dispositifs pour prelever un echantillon dans un bain de metal effervescent
FR2421373A1 (fr) 1978-03-30 1979-10-26 Electro Nite Event-obturateur pour dispositif de prise d'echantillon de metal en fusion
US4237734A (en) * 1979-04-16 1980-12-09 Mcdevitt Robert F Device for obtaining a sample of liquid
US4361053A (en) * 1980-11-13 1982-11-30 Electro-Nite Co. Molten metal bath temperature sensor and sampler
US4401389A (en) 1981-01-24 1983-08-30 Electro-Nite Co. Measuring probe for taking a sample from a metal bath and for measuring the bath temperatures
US4453424A (en) * 1981-04-29 1984-06-12 Haly, Inc. Molten metal sampler
DE3203505A1 (de) * 1982-02-02 1983-08-04 Minkon Sampler Technik GmbH, 4006 Erkrath Schmelzprobenaufnahmeform fuer analysenzwecke
IT1151186B (it) * 1982-05-20 1986-12-17 Sidermes Srl Dispositivo campionatore per prelevare un campione di metallo fuso determinando contemporaneamente la temperatura del bagno di fusione
US4569237A (en) * 1984-04-16 1986-02-11 Electro-Nite Co. Method of sampling molten metal
JP2745356B2 (ja) * 1992-05-15 1998-04-28 川惣電機工業 株式会社 溶融金属試料の採取装置
DE4303687C1 (de) 1993-02-09 1994-06-30 Heraeus Electro Nite Int Probennehmer für Metallschmelze
DE4303688C3 (de) * 1993-02-09 2000-06-15 Heraeus Electro Nite Int Probennehmer für Metallschmelze
US5448923A (en) * 1994-09-27 1995-09-12 Haly Inc. Scored metal slag covers for molten sampler intake portals
US5577841A (en) * 1995-02-06 1996-11-26 Heraeus Electro-Nite International N.V. Molten metal immersion probe
JP3902512B2 (ja) * 2002-06-07 2007-04-11 新日本製鐵株式会社 金属試料迅速採取サンプラーおよびそれを用いる迅速サンプリング方法
DE10360625B3 (de) * 2003-12-19 2005-01-13 Heraeus Electro-Nite International N.V. Probennehmer für Metallschmelzen
DE102004032561B3 (de) * 2004-07-05 2006-02-09 Heraeus Electro-Nite International N.V. Behälter für Metallschmelze sowie Verwendung des Behälters
JP4499019B2 (ja) 2005-10-27 2010-07-07 株式会社神戸製鋼所 溶鋼採取用複合サンプラー
DE102005060492B3 (de) * 2005-12-15 2007-05-24 Heraeus Electro-Nite International N.V. Messsonde zur Messung in Metall- oder Schlackeschmelzen
DE102007032436B4 (de) * 2007-07-10 2009-07-16 Heraeus Electro-Nite International N.V. Vorrichtung zum Sammeln von Gasen in Metallschmelzen
RU2397471C1 (ru) * 2009-03-18 2010-08-20 ООО "Нординкрафт-Сенсор" Способ проведения химического анализа расплава и устройство для его осуществления
DE102011121183B4 (de) * 2011-05-18 2014-02-27 Heraeus Electro-Nite International N.V. Probennehmer für die Probennahme aus Schmelzen mit einem Schmelzpunkt größer 600°C sowie Verfahren zur Probennahme
DE102013224565A1 (de) * 2013-04-30 2014-10-30 Heraeus Electro-Nite International N.V. Probennehmer und Verfahren zur Probenentnahme
US9958405B2 (en) * 2015-01-21 2018-05-01 Heraeus Electro-Nite International N.V. Reverse filling carbon and temperature drop-in sensor
EP3130906A1 (en) * 2015-08-12 2017-02-15 Heraeus Electro-Nite International N.V. Slag cap
CN105842008A (zh) * 2016-03-21 2016-08-10 贺利氏电子耐特国际股份公司 用于熔融金属的浸没式测量探头
EP3336514B1 (en) 2016-12-13 2023-05-31 Heraeus Electro-Nite International N.V. Direct analysis sampler
EP3336511B1 (en) 2016-12-13 2019-06-12 Heraeus Electro-Nite International N.V. Direct analysis sampler
PL3336512T3 (pl) 2016-12-13 2019-07-31 Heraeus Electro-Nite International N.V. Urządzenie do pobierania próbek do bezpośredniej analizy z radiatorem
EP3336513B1 (en) 2016-12-13 2021-02-03 Heraeus Electro-Nite International N.V. Sampler for molten metal

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KR102284631B1 (ko) 2021-08-02
EP4235172A3 (en) 2023-10-11
RU2712618C1 (ru) 2020-01-29
JP2019215337A (ja) 2019-12-19
ES2950447T3 (es) 2023-10-10

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