TW202132577A - 使用於金屬製造及鑄造設備的吹管 - Google Patents

使用於金屬製造及鑄造設備的吹管 Download PDF

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Abstract

本發明有關由頂部吹管(1t)及耦接至頂部吹管(1t)之副吹管(2)所構成的吹管，其在頂部吹管與副吹管之間形成肩部(1s)。本發明的副吹管(2)設有包含通向孔腔(2v)之耦接端(2c)的防護裝置(3)，其中， ●    當靜止時，防護裝置(3)處於初始構造中，該初始構造的特徵在於最大外徑(D3o)不會比副吹管(2)之直徑(D2)大超過10%(D3o≤1.1D2)； ●    當副吹管(2)耦接至吹管時，防護裝置(3)接觸肩部(1s)並變形為變形構造，形成熔融金屬及熔渣不可滲透之表面，其跨越在整個肩部(1s)區域上。

Description

使用於金屬製造及鑄造設備的吹管
本發明有關用於將探針浸入容納在例如製造鋼用的轉爐之冶金容器中的熔融金屬之吹管。吹管的類型包含可重複使用且未與熔融金屬接觸之頂部吹管，和耦接至頂部吹管並在其自由端固持用於測量熔融金屬的參數之探針的副吹管，及/或用於收集熔融金屬之樣品的採樣工具。在使用中，副吹管部分浸入熔融金屬中且是一次性的。由於頂部吹管之直徑大於底部吹管的直徑，因此頂部吹管與副吹管之間的連接界定肩部。如果熔融金屬飛濺至頂部吹管之肩部上，一旦固化，可危及新的副吹管至頂部吹管之耦接。本發明提出設有防護裝置的副吹管，此防護裝置防止熔融金屬或爐渣飛濺至頂部吹管之肩部區域上。為了便於將副吹管儲存在現有料架中，且為了藉由機器手臂操縱副吹管而無需改變機器手臂的程式設計，儲存在料架中之防護裝置的直徑類似於副吹管之直徑。
金屬生產製程在高溫下於冶金容器中進行，在停留時間或熔融金屬及/或爐渣由一容器傳送至另一容器期間經歷化學或物理反應，無論是否所期望或非所期望者。既然由此所生產的最終金屬產品之性質在很大程度上取決於製程條件，包括溫度、pH值及是否發生所期望或非所期望的化學或物理反應，因此測量此類參數並就地收集樣品用於進一步特性化是很重要的。這通常用吹管來進行，此吹管包含保留離開熔融金屬或爐渣之頂部吹管及耦接至頂部吹管並在其自由端設有探針及/或樣品收集器的副吹管。頂部吹管通常由金屬或聚合物所製成，並可重複使用。另一方面，副吹管通常由厚紙板所製成且是一次性的。
例如，可藉由氧氣轉爐煉鋼法由富含碳之熔融生鐵來生產鋼，其中用吹管(12)將氧氣吹過熔融生鐵，以降低合金的碳含量並將其變為低碳鋼(參考圖1)。於此製程中，至少在吹氧期間(有時稱為吹入副吹管)及吹氧之後(有時稱為結束吹入(endblow)副吹管)，收集樣品並用不同的副吹管測量熔體參數，以確保獲得所期望品質之鋼。吹入副吹管典型設有可測量熔融金屬的溫度及液相之感測器，且設有用於收回金屬樣品的樣品收集器。結束吹入副吹管典型設有用於測量熔融金屬之溫度及氧含量的感測器，且設有用於收回金屬樣品之樣品收集器。
將新的副吹管插入頂部吹管之耦接部分上，直至其抵達藉由頂部吹管的操縱部分所形成之肩部，此肩部的直徑大於副吹管之直徑。因為在使用期間的振動，副吹管可能會失去與肩部之接觸而形成很小間隙。可攪動熔融金屬(11)或漂浮於其表面的爐渣，這是因為容器處於運動中或在煉鋼轉爐之案例中，因為噴射氧氣，因此產生可抵達副吹管甚至肩部的頂部之飛濺物(11s)，或如果有的話，在所述肩部與副吹管頂部之間產生間隙。金屬或爐渣飛濺物於間隙的水平在肩部及/或耦接部分之表面處固化並形成硬殼。當由頂部吹管收回當前的副吹管並處置時，重要的是由肩部及頂部吹管之耦接部分的表面刮下任何固態金屬硬殼，以免下一個副吹管無法正確地耦接至頂部吹管。
US4566343及EP3588052敘述用於防止在副吹管與肩部之間的間隙處形成金屬硬殼之解決方案。US4566343敘述於頂部吹管的肩部之浸入端與副吹管的頂部之間的彈性環密封件，以減少冷凍金屬在頂部吹管與副吹管之間的接合處之沉積。EP3588052敘述使用配置於副吹管的端部之二個彈性環密封件的類似解決方案，其中二個彈性環密封件在周向上彼此重疊地配置，用於密封耦接分接頭與副吹管的端部之間的空間。這些解決方案可防護金屬或熔渣噴濺物抵達副吹管與肩部之間的間隙。如上文所述，不一定發生間隙，且這些解決方案不能防護肩部免於金屬飛濺。
KR101597688提出用於防護頂部吹管之肩部免受金屬飛濺的解決方案。副吹管之頂部設有藉由內環及外環所形成的防黏蓋件，此內環包含適合用於嚙合進入頂部吹管之耦接部分的內通道，且外環與內環同軸並與內環分開，此外環具有比內環大之直徑，其與肩部的直徑匹配，並防護其免受金屬飛濺。此解決方案之問題在於外環的直徑實質上大於副吹管之直徑。隨後在不修改收容機構的尺寸以匹配防黏蓋件之尺寸的情況下，傳統上用於儲存等待使用之新副吹管的料架不再能夠使用。再者，副吹管之頂端的幾何形狀隨著防黏蓋件之耦接的改變可需要使用於操縱副吹管及將副吹管耦接至頂部吹管或由頂部吹管收回副吹管之機器手臂的程式設計中之改變。
本發明提出解決方案，其用於防護頂部吹管的肩部以及在所述肩部與副吹管之間所形成的任何間隙，如此維持副吹管之頂部的幾何形狀實質未被修改。此解決方案之優點在於，可藉由替換一對一的現有副吹管來實行，而無需對使用於儲存副吹管之現有料架的任何設計改變，且無需使用於操縱副吹管之機器手臂的程式設計改變。此解決方案之優點在於，防護裝置對頂部吹管的表面之一致性及對副吹管的表面之一致性係整個裝置的變形之結果，而不是彈性材料的表面之變形的結果。此解決方案之優點在於，可膨脹的徑向防護裝置僅在頂部吹管與副吹管已軸向接合之後才膨脹，從而減少於操縱及組裝期間的損壞之可能性。持續呈現本發明的這些及其他優點。
在所附獨立請求項中界定本發明。較佳實施例界定於附屬請求項中。尤其是，本發明有關用於將探針浸入熔融金屬之吹管，其包含： (A)頂部吹管，包含： ●     操縱部分，其沿著縱向軸線(X)延伸，且包含遠側端，其橫截面與直徑(D1)之縱向軸線(X)正交，遠側端設有 ●     耦接部分，其與縱向軸線(X)同軸地延伸，並具有最大直徑(d1)，而D1＞d1； (B)副吹管，其藉由沿著縱向軸線(X)延伸的長狀管件所形成，且包含構造成用於緊貼地收容耦接部分之孔腔，其中孔腔係實質上具有直徑(d2)的圓柱形，而d1≲d2，並沿著縱向軸線(X)由設有探針及/或樣品收集器之浸入端延伸至近側端，近側端耦接至包含通往孔腔的耦接端之防護裝置，其中， ○     長狀管件具有橫截面，橫截面具有外徑(D2)，其中d1＜d2＜D2＜D1，及 ○     防護裝置係可在沿著縱向軸線(X)施加力量至其上時變形，及 ○     耦接部分係插入副吹管之孔腔中，而防護裝置接觸肩部， 其中 ●     當靜止時，防護裝置處於初始構造中，初始構造的特徵在於最大外徑(D3o)，最大外徑(D3o)不會比D2大超過10%(D3o≤1.1D2)，較佳不會比D2大超過5%(D3o≤1.05D2)，更佳為D3o=D2； ●     當副吹管耦接至吹管而耦接部分係插入孔腔時，防護裝置接觸肩部並變形為變形構造，形成熔融金屬及熔渣不可滲透的表面，其跨越內切一圓之區域，此圓係與縱向軸線(X)正交且具有直徑(D3d)並覆蓋整個肩部的區域，而D3d≥D1。
在第一實施例中，防護裝置包含： ●     內管件，可在沿著縱向軸線(X)施加壓縮力量至其上時會變形，內管件沿著縱向軸線(X)延伸，並形成具有直徑(D3i)的內通道，而D3i≥d1，內層包含彼此分開並分佈於內管件的圓周上之多個內狹縫； ●     外管件，可在沿著縱向軸線(X)施加壓縮力量至其上時變形，外管件緊貼地圍繞內管件，並包含彼此分開且分佈於外管件的圓周上之多個外狹縫； ●     可選地，一個以上的周邊管件，可在沿著縱向軸線(X)施加壓縮力量至其上時變形，且其相互插入並緊貼地圍繞外管件(3o)，及其中一個以上的周邊管件的每一者包含彼此分開並分佈於一個以上的周邊管件之每一者的圓周上之多個周邊狹縫，其中二相鄰周邊管件的周邊狹縫(3i)在任何一點都不會彼此重疊，且其中外狹縫(3o)在任何一點都不會與鄰近外管件之周邊管件的周邊狹縫重疊；及 其中等內狹縫(3i)和外狹縫(3o)在任何一點都不彼此重疊。
較佳的是內狹縫及外狹縫較佳地平行於縱向軸線(X)延伸。在替代實施例中，內狹縫及外狹縫橫向於縱向軸線(X)延伸但不與縱向軸線(X)正交，且其中內狹縫及外狹縫與縱向軸線形成較佳包含在10°至50°之間、更佳於25°至45°之間的角度。內管件及外管件可由彈性體材料或由可塑性變形之金屬所製成，或可呈由陶瓷、聚合物或金屬纖維所製成的編織或非編織纖維之織物的形式。為了增強防護裝置之變形的可再現性，內管件及/或外管件可為設有折疊線，以控制用於以可再現之方式折疊的防護裝置(3)之變形。內管件及外管件可具有沿著縱向軸線(X)測量之不同的高度。
於第二實施例中，防護裝置可包含能在沿著縱向軸線(X)施加壓縮力量至其上時變形之管件。管件沿著縱向軸線(X)延伸並形成具有直徑(D3i)的內通道，而D3i≥d1。管件包含彼此分開並分佈於管件的圓周上之多個狹縫。在較佳實施例中，狹縫可分佈於二組中， ●     上組，由鄰近耦接端的位置延伸至沿著縱向軸線(X)所測量之管件高度的一半之位置，及 ●     下組，由鄰近與耦接端相對的固定端之位置延伸至鄰近管件高度的一半之位置， 其中上組的狹縫相對下組之狹縫偏移。
前述第一及第二實施例的防護裝置可為圓柱形，或可包含沿著縱向軸線(X)分佈之一個以上的圓柱形部分及一個以上之錐形或彎曲部分。
在第三實施例中，防護裝置包含： ●     支撐環，耦接至長狀管件之近側端，及 ●     多個L形板件，每一L形板件包含在L的拐角之水平處接合至內部的外部，於L形板件之水平處或鄰近L形板件的拐角，L形板件可旋轉地安裝並藉由鉸鏈繞支撐環之圓周分佈，使得 ○     在防護裝置的初始構造中，使每一L形板件偏置以旋轉，使得內部實質上垂直於縱向軸線(X)徑向朝內延伸，至少部分地閉塞孔腔，且外部靜置抵靠著副吹管之外表面，及 ○     L形板件係構造成用於當將耦接部分(1c)插入孔腔以將副吹管耦接至頂部吹管時繞鉸鏈(3h)由初始構造樞轉至變形構造，其中在變形構造中，內部平行於縱向軸線(X)對齊，且外部實質上垂直於縱向軸線(X)徑向地延伸，並彼此重疊，以當使防護裝置與肩部接觸時，形成連續式屏幕以防飛濺。
較佳的是每一外部具有垂直於縱向軸線(X)所測量之大於拐角的自由邊緣，且其中每一外部係以與耦接端的外徑(D2)匹配之曲率彎曲，使得當防護裝置處於初始構造中時，每一外部係與副吹管的外表面配合。
類似地，較佳的是每一內部具有垂直於縱向軸線(X)所測量之比拐角短的自由邊緣，且其中每一內部係與耦接部分之最大直徑(d1)匹配的曲率彎曲，使得在將耦接部分插入孔腔時並於其鉸鏈上樞轉L形板件時，內部係壓抵靠著孔腔之壁面及形成具有直徑(D3i)的內通道，而D3i≥d1，允許耦接部分插入。
L形板件較佳地係足夠堅硬，以實質上不會在裝置之正常使用時變形，且較佳為由金屬所製成，較佳為由鋼或鋁所製成，或由陶瓷材料所製成，或由聚合材料所製成。
本發明亦有關用於耦接至如上所述的吹管之耦接部分的副吹管。所述副吹管係藉由沿著縱向軸線(X)延伸的長狀管件所形成，並包含構造成用於緊貼地收容耦接部分之孔腔，其中孔腔實質上是具有直徑(d2)的圓柱形，而d1≲d2，沿著縱向軸線(X)由設有探針及/或樣品收集器之浸入端延伸至近側端，近側端耦接至包含通往孔腔(2v)的耦接端(2c)之防護裝置(3)。副吹管的特徵如下： ●     長狀管件具有具外徑(D2)的橫截面，其中d1＜d2＜D2＜D1，及 ●     防護裝置係可在沿著縱向軸線(X)施加力量至其上時變形，及 ●     耦接部分係插入副吹管之孔腔中，而防護裝置接觸肩部， ●     當靜止時，防護裝置處於初始構造中，初始構造的特徵在於最大外徑(D3o)，最大外徑(D3o)不會比D2大超過10%(D3o≤1.1D2)，較佳不會比D2大超過5%(D3o≤1.05D2)，更佳為D3o=D2； ●     當副吹管耦接至吹管而耦接部分係被插入孔腔時，防護裝置接觸肩部並變形為變形構造，形成熔融金屬及熔渣不可滲透的表面，其跨越內切一圓之區域，此圓係具有直徑(D3d)並覆蓋整個肩部的區域，而D3d≥D1，而肩部垂直於縱向軸線(X)延伸在離縱向軸線(X)至少等於½D1之距離上。
防護裝置較佳地係如於上述的第一、第二或第三實施例中所界定。
本發明亦有關防護裝置，用於防止飛濺在操縱部分的遠側端與如上述之吹管的副吹管之間所形成的肩部。防護裝置包含： ●     內管件，可在沿著縱向軸線(X)施加壓縮力量至其上時變形，內管件沿著縱向軸線(X)延伸，並形成具有直徑(D3i)的內通道，而D3i≥d1，內層包含彼此分開並分佈於內管件的圓周上之多個內狹縫； ●     外管件，可在沿著縱向軸線(X)施加壓縮力量至其上時變形，外管件緊貼地圍繞內管件，並包含彼此分開且分佈於外管件的圓周上之多個外狹縫； ●     可選地，一個以上的周邊管件，可在沿著縱向軸線(X)施加力量至其上時變形，且其相互插入並緊貼地圍繞外管件，及其中一個以上的周邊管件的每一者包含彼此分開並分佈於一個以上的周邊管件之每一者的圓周上之多個周邊狹縫，其中二相鄰周邊管件的周邊狹縫(3i)在任何一點都不彼此重疊，且其中外狹縫在任何一點都不與鄰近外管件之周邊管件的周邊狹縫重疊；及 其中內狹縫和外狹縫在任何一點都不彼此重疊。
防護裝置較佳地係如上述之第一、第二或第三實施例中所界定。
本發明有關用於將探針浸入熔融金屬之吹管。所述吹管包含頂部吹管(1t)及一次性副吹管(2)，副吹管(2)固持探針並耦接至頂部吹管(1t)。
頂部吹管(1t)包含可重複使用的操縱部分(1h)及耦接至操縱部分(1h)之遠側端或至少部分地與操縱部分(1h)成一體的耦接部分(1c)。操縱部分(1h)沿著縱向軸線(X)延伸且包含遠側端，其實質上圓形之橫截面通常與直徑(D1)的縱向軸線(X)正交。遠側端設有耦接部分(1c)，其與縱向軸線(X)同軸地延伸，並具有最大直徑(d1)，而D1＞d1。耦接部分通常藉由以下者所形成： ●     固定元件(1f)，其固定至操縱部分(1h)之遠側端或與此遠側端成一體，並界定遠側端的形成肩部(1s)之暴露區域； ●     探針固持件(1p)，其沿著縱向軸線(X)延伸且包含可反轉地耦接至固定元件(1f)的近側端。
已知之探針固持件可多次使用而無需替換，但是由於它所暴露的使用條件嚴苛，它會迅速降解，且不像操縱部分(1h)及固定元件(1f)，探針固持件需要定期替換。
副吹管(2)是一次性的，並藉由沿著縱向軸線(X)延伸之長狀管件(2t)所形成，且包含構造為緊貼地收容耦接部分(1c)的孔腔(2v)。孔腔係實質上具有直徑(d2)之圓柱形，而d1＜d2，並沿著縱向軸線(X)由設有探針(2p)及/或樣品收集器之浸入端延伸至近側端，此近側端耦接至包含通往孔腔(2v)的耦接端(2c)之防護裝置(3)。長狀管件(2t)具有實質上圓形的橫截面，此橫截面具有外徑(D2)，其中d1＜d2＜D2＜D1。防護裝置(3)係可在沿著縱向軸線(X)施加力量至其上時變形。副吹管(2)可反轉地耦接至頂部吹管(1t)以形成吹管。藉由將頂部吹管(1t)之耦接部分(1c)插入副吹管(2)的孔腔(2v)中，達成副吹管(2)之耦接至頂部吹管(1t)以形成本發明的吹管，而防護裝置(3)的耦接端(2c)接觸肩部(1s)。
本發明之要旨係提供防護裝置，其一方面： ●     實質上不會變更分開的(未耦接)副吹管之耦接端(2c)的幾何形狀，以允許使用現有之料架來儲存副吹管，並允許使用機器手臂而無需修改其程式設計，及另一方面， ●     當副吹管耦接至吹管時，覆蓋並防護免於濺落至肩部的整個區域及肩部(1s)與副吹管(2)之間所形成的任何間隙。
這是藉由設計防護裝置所達成，使得 ●     當靜止時，防護裝置(3)處於初始構造中，此初始構造的特徵在於最大外徑(D3o)，此最大外徑(D3o)不會比D2大超過10%(D3o≤1.1D2)，較佳不會比D2大超過5%(D3o≤1.05D2)，更佳為D3o=D2；且 ●     當副吹管(2)耦接至吹管而耦接部分(1c)係插入孔腔(2v)時，防護裝置(3)接觸肩部(1s)並變形為變形構造，形成熔融金屬及熔渣不可滲透的表面，其跨越內切一圓之區域，此圓與縱向軸線(X)正交且具有直徑(D3d)，而D3d≥D1；在此變形構造中，防護裝置(3)覆蓋肩部(1s)的整個區域，與縱向軸線(X)正交地延伸在離縱向軸線(X)至少等於½D1之距離上。頂部吹管 (1t)
如圖1中所示，頂部吹管(1t)係空心桿件，其長度足以插入冶金容器中。例如，用於煉鋼轉爐，頂部吹管(1t)可為10至20公尺長，且甚至更長，取決於冶金設備的尺寸。其係藉由構造用於將吹管向下拉入冶金容器及向上拉出冶金容器之機器手臂所操縱。頂部吹管係由操縱部分(1h)及耦接部分(1c)所形成。
操縱部分(1h)沿著縱向軸線(X)延伸，並包含實質上為直徑(D1)而與縱向軸線(X)正交的圓形橫截面之遠側端。在絕大多數案例中，遠側端之橫截面係圓形的，但於非圓形之案例中，橫截面的類似特徵可為在於用液壓直徑(Dh1)(圖面中未示出)代替直徑(D1)，其中Dh1=A1/P1，而A1及P1係與縱向軸線(X)正交之遠側端的橫截面之面積及周長。操縱部分的遠側端之橫截面的圓度對於本發明不是必需的。但實際上，其通常為圓形的。
操縱部分(1h)可為由金屬或聚合物或纖維強化之聚合物複合材料所製成。其設計在不修改的情況下持續相當長之服務時間。其可考慮為冶金設備的不可缺少部分。
如圖2(b)中所示，耦接部分(1c)與縱向軸線(X)同軸地延伸，並具有最大直徑(d1)，而D1＞d1。如此藉由操縱部分(1h)之遠側端及耦接部分(1c)形成寬度為(1/2(D1-d1))的肩部(1s)。
如圖2(a)中所示，耦接部分(1c)通常藉由以下者所形成： ●     固定元件(1f)，其固定至操縱部分(1h)之遠側端或與此遠側端成一體，並界定遠側端的形成肩部(1s)之暴露區域；及 ●     探針固持件(1p)，其沿著縱向軸線(X)延伸且包含可反轉地耦接至固定元件(1f)的近側端。
像操縱部分一樣，耦接部分通常是中空的，其界定用於容納藉由定位於副吹管(2)之自由端的探針(2p)所需之任何佈線的通道。耦接部分(1c)之自由端、尤其是探針固持件(1p)的自由端可為設有電連接部(1e)(例如，公插頭或母插座)，用於當副吹管(2)耦接至頂部吹管(1t)時耦接至探針(2b)之任何佈線的對應電連接部(2e)，如此形成由探針(2p)沿著經過頂部吹管之通道延伸至任何控制器的連續導電連通，用以記錄探針(2p)之測量值。由於探針固持件(1p)的電連接部(1e)可因與新副吹管(2)之反復連接/斷開及冶金容器內的嚴苛工作條件而損壞，因此在非常高之溫度下非常接近熔融金屬，且經常暴露至振動，探針固持件(1p)必需定期替換，以確保所有電線的良好連接。
探針固持件(1p)可藉由例如圖4(a)及6(a)中所說明的螺紋、卡口、扣合部等機械機構能反轉地耦接至固定元件(1f)，以形成耦接部分(1c)。副吹管 (2)
副吹管(2)沿著縱向軸線(X)延伸，並包含構造成用於緊貼地收容耦接部分(1c)之孔腔(2v)。副吹管(2)至少由以下者所組成： ●     長狀管件(2t)，包含浸入端及近側端， ●     探針(2p)及/或金屬或爐渣樣品收集器係耦接至長狀管件(2t)的浸入端，和 ●     防護裝置(3)係耦接至長狀管件(2t)之近側端。
孔腔係實質上具有直徑(d2)的圓柱形，而d1≲d2，並沿著縱向軸線(X)從至少部分地藉由探針(2p)所封閉之浸入端延伸至防護裝置(3)的耦接端(2c)，此耦接端通往用於收容頂部吹管(1t)之耦接部分(1c)的孔腔。頂部吹管(1t)之耦接部分(1c)可包含與孔腔(2v)的壁面接觸並藉由摩擦力鎖固副吹管(2)之夾持機構。副吹管(2)亦可藉由機械機構、例如螺紋、卡口、扣合部等鎖固至耦接部分。
與頂部吹管的耦接部分(1c)之電連接部(1e)匹配的電連接部(2e)可為固定在孔腔(2v)中之對應位置，使得當副吹管(2)耦接至頂部吹管(1t)時，藉由連接頂部吹管(1t)及副吹管(2)的電連接部(1e、2e)形成電連通。這樣，探針(2b)可電耦接至外部控制器(未示出)。
長狀管件(2t)通常由紙板所製成，此紙板於其浸入端藉由探針所封閉。副吹管(2)之長狀管件(2t)的耦接端(2c)通常具有外徑為(D2)之實質上圓形的橫截面，其中d1＜d2＜D2＜D1。如果耦接部分(1t)、孔腔(2v)、副吹管(2)之耦接端(2c)或操縱部分(1h)的遠側端之任一者的橫截面不是圓形的，則可藉由對應之液壓直徑dh1＜dh2＜Dh2＜Dh1界定橫截面，其中液壓直徑界定為對應橫截面的面積(A)對周長(P)之比(Dh=A/P)。
本發明的要旨包括提供固定至副吹管(2)之耦接端的防護裝置(3)。於靜止時，防護裝置具有實質上不變更副吹管之外部幾何尺寸的初始構造。防護裝置可在平行於縱向軸線(X)施加力量至其上時變形為變形構造。用於使防護裝置(3)變形之力量必需實質上不超過用於將副吹管(2)耦接至頂部吹管(1t)所正常施加的力量，且防護裝置必需在將頂部吹管(1t)之耦接部分(1c)插入孔腔(2v)時由初始構造變形為變形構造，直至防護裝置(3)的自由端接觸頂部吹管(1t)之肩部(1s)，且取決於實施例，在將耦接部分(1c)更深地插入孔腔(2v)時。
根據發明的本實施例之吹管(1)的諸多部件之耦接可包括將探針固持件(1p)耦接至固定元件(1f)，以形成耦接部分(1c)。探針固持件(1p)可用螺紋、卡口、扣合部等鎖固至固定元件(1f)。然後可像劍進入鞘套一樣將頂部吹管(1t)的耦接部分(1c)同軸地插入副吹管(2)之孔腔(2v)，直至防護裝置(3)於初始構造中接觸肩部(2h)為止。在沿著縱向軸線(X)施加力量至防護裝置(3)上時，防護裝置抵達變形構造。對本發明而言重要的是，當完成副吹管(2)與頂部吹管(1t)之間的耦接時，防護裝置(3)已抵達變形構造。
如圖2(d)、4(d)及6(d)中所示，當副吹管(2)耦接至頂部吹管(1t)時，防護裝置(3)處於使防護裝置之自由端接觸肩部(1s)的變形構造中，並徑向延伸在內切一圓之區域上，此圓係與縱向軸線(X)正交且具有直徑(D3d)並如此覆蓋整個肩部(1s)的區域，而D3d≥D1。於變形構造中，肩部(1s)係藉由防護裝置(3)保護免於任何熔融金屬飛濺物(11s)，且無需擦洗及刮削以由肩部(1s)之表面移除任何固化的金屬。此等清潔操作必需手動地進行，並可為非常麻煩。防護裝置 (3)- 雙管件
在圖3(a)至3(e)中所說明之較佳實施例中，防護裝置(3)包含： ●     內管件(3i)，其可在沿著縱向軸線(X)施加壓縮力量至其上時會變形，內管件沿著縱向軸線(X)延伸，並形成具有直徑(D3i)的內通道，而D3i≥d1，此內層(3i)包含彼此分開並分佈於內管件(3i)的圓周上之多個內狹縫(3si)， ●     外管件(3o)，可在沿著縱向軸線(X)施加壓縮力量至其上時變形，此外管件緊貼地圍繞內管件(3i)，並包含彼此分開且分佈於外管件(3o)的圓周上之多個外狹縫(3so)， 其中，內狹縫(3si)及外狹縫(3so)在任何一點都不彼此重疊。
防護裝置(3)能可選地包含一個以上的周邊管件，它們可於沿著縱向軸線(X)施加壓縮力量至其上時變形，且它們彼此插入並緊貼地圍繞外管件(3o)，及其中一個以上之周邊管件的每一者包含彼此分開並分佈於一個以上之周邊管件的每一者之圓周上的多個周邊狹縫，其中二鄰近周邊管件之周邊狹縫在任何一點都不彼此重疊，且其中外狹縫(3so)於任何一點都不與鄰近外管件的周邊管件之周邊狹縫重疊。
如圖4(e)中所示，由於以下理由，未重疊的內及外狹縫(3si、3so)對於本發明是必不可少的。在初始構造中，防護裝置具有產生周長Pi=π×D3o之最大外徑(D3o)，其藉由多個材料條帶所形成，這些材料條帶具有切線地測量的條帶寬度(亦即與縱向軸線(X)及徑向方向正交)，界定於初始狹縫寬度的二鄰近狹縫之間。在變形構造中，防護裝置(3)形成跨越內切一具有直徑(D3d)的圓之區域的表面，而D3o＜D3d，如此產生周長Pd=π×D3d＞Pi。由於在撓曲材料之條帶時條帶寬度保持恆定，因此僅藉由相應地增加狹縫寬度，Pd可為大於Pi。具有局部較寬的間隙(3si、3so)之問題在於通過此等開口，由此形成的表面不能滲透熔融金屬及爐渣之飛濺物(11s)。為此理由，要求內管件(3i)及外管件(3o)兩者具有在任何一點都不彼此重疊的內狹縫(3si)及外狹縫(3so)，以致內管件或外管件之任何局部較寬的狹縫總是分別藉由外管件或內管件之材料條帶所覆蓋，如此界定不可滲透金屬或爐渣的飛濺物(11s)之表面。
如圖3(a)至3(e)中所說明，內狹縫(3si)及外狹縫(3so)可平行於縱向軸線(X)延伸。替代地，如圖3(f)中所示，內狹縫(3si)及外狹縫(3so)可橫向於縱向軸線延伸，但不與縱向軸線正交地延伸。在此實施例中，內狹縫(3si)及外狹縫(3so)可與縱向軸線形成包含於10°與50°之間、較佳地在25°與45°之間的角度。
圖3(c)說明一實施例，其中內管件(3i)及/或外管件(3o)係設有折疊線(3f)，以控制防護裝置(3)之變形，用於以可重複的方式折疊。折疊線確保管件優先沿著折疊線(3f)變形。折疊線(3f)可藉由管件之點狀穿孔、內管件及/或外管件的局部較薄之壁面厚來形成，因此折疊線係藉由對應的溝槽所界定。由於防護裝置(3)在一端部耦接至延伸管件(2t)之近側端，並於耦接端(2c)耦接至頂部吹管(1t)的耦接部分，因此折疊線(3f)可鄰近並平行於防護裝置(3)之所述一端部及耦接端(2c)延伸。折疊線(3f)亦可在防護裝置(3)的大約中間高度處周向地延伸，以確保於變形構造中，防護裝置(3)跨越在肩部之整個區域上。於圖3(c)及4(e)中說明如上所述的折疊線(3f)之較佳位置。
如圖3(d)中所示，內管件(3i)及外管件(3o)可具有沿著縱向軸線(X)測量的不同高度。在圖3(d)之實施例中，外管件(3o)約為內管件(3i)的高度之一半。於圖3(d)的實施例中，外管件之外狹縫(3so)在位於最接近耦接端(2c)的外管件(3o)之自由邊緣處張開。在位於最接近耦接端(2c)的外管件(3o)之自由邊緣處張開的外狹縫(3so)亦可應用至任何外管件(3o)，此外管件(3o)具有包含於內管件(3i)之高度的50%至100%之間的高度。以此構造，內管件會折疊成二部分，並展開外管件材料之自由條帶，此條帶像花朵的花瓣一樣張開。外管件的二相鄰條紋(=花瓣)之間的空間係藉由內管件(3i)之材料的條帶所防護，此等材料條帶相對外管件之材料條帶偏移。
防護裝置(3)可為如圖3(a)至3(d)及3(f)中所示的圓柱形，或其可包含一個以上之圓柱形部分及沿著縱向軸線(X)分佈的一個以上之錐形或彎曲部分，其實施例在圖3(e)中說明。
內管件(3i)及外管件(3o)可為由彈性體材料或由可塑性變形的金屬所製成，或可為呈由陶瓷、聚合物或金屬纖維所製成之編織或非編織纖維的織物之形式。
圖4(a)至4(d)說明根據發明的本實施例之用於安裝吹管的諸多步驟，突出防護裝置(3)在將副吹管(2)耦接至頂部吹管(1t)時之變形。圖4(a)示出如何將探針固持件(1p)耦接至固定元件(1f)以形成頂部吹管(1t)的耦接部分(1c)。於圖4(a)中，說明用於將探針固持件(1p)耦接至固定元件(1f)之螺紋。如上所述，在不影響本發明的情況下可使用其他耦接機構，例如卡口或扣合部。如圖4(b)及4(c)中所示，像將劍插入鞘套一樣地將頂部吹管(1t)之耦接部分(1c)插入副吹管(2)的孔腔(2v)，直至防護裝置之耦接端(2c)接觸肩部(1s)，而仍處於初始構造中的防護裝置未變形。圖4(b)至4(e)中所說明之防護裝置(3)為圖3(b)或3(c)中所說明的類型，但是相同之原理適用於圖3(b)至3(f)中所說明的實施例之任何一者。在此階段，如圖4(c)中所說明，副吹管(2)尚未完全耦接至頂部吹管(1t)。為了完成耦接，耦接部分(1c)必需進一步更深地穿入孔腔，其沿著縱向軸線(X)將壓縮力量施加至已變形的防護裝置(3)上，以達到變形構造。藉由比較圖4(d)及4(e)，可看出於沿著縱向軸線(X)施加壓縮力量時，二管件式實質上圓柱形之防護裝置在中間高度處屈曲(沿著縱向軸線(X)測量)，形成此類型的包含在每一漏斗之寬廣端部處彼此接合的二倒置漏斗之幾何形狀。於材料條帶的折疊之水平處的直徑(D3d)必需為至少等於頂部吹管之遠側端的直徑(D2)(D3d≥D2)。因此，沿著縱向軸線(X)所測量之防護裝置(3)的高度必需大於頂部吹管(1t)與副吹管(2)之間所形成的肩部(1s)之徑向寬度(=1/2(D1-D2c))的兩倍，其中D2c是防護裝置(3)之耦接端(2c)的直徑。防護裝置 (3)- 單一管件
在圖7(a)及7(b)中所說明之替代性較佳實施例中，防護裝置(3)包含可於沿著縱向軸線(X)施加壓縮力量至其上時變形的單一管件。管件沿著縱向軸線(X)延伸並形成直徑為(D3i)之內通道，而D3i≥d1。管件(3i)包含彼此分開且分佈在管件的圓周上之多個狹縫(3s)。
於圖7(a)中所說明的實施例中，狹縫延伸超過沿著縱向軸線(X)所測量之管件的高度之至少70%、較佳為至少80%、更佳為至少90%。
在圖7(b)中所說明的實施例中，狹縫(3s)分佈於二組中， ●     上組，由鄰近耦接端(2c)的位置延伸至沿著縱向軸線(X)所測量之鄰近管件高度的一半之位置，及 ●     下組，由鄰近與耦接端(2c)相對的固定端之位置延伸至鄰近管件高度的一半之位置， 其中上組的狹縫(3s)相對下組之狹縫(3s)偏移。
狹縫(3s)可平行於縱向軸線(X)延伸，或者替代地它們可橫向於縱向軸線(X)、但不與縱向軸線(X)正交地延伸。在後一實施例中，狹縫(3s)與縱向軸線形成較佳包含於10°至50°之間、更佳在25°至45°之間的角度。於所有案例中，狹縫較佳地彼此平行，或至少絕未彼此交叉。
如圖7(a)及7(b)中所示，管件較佳係設有折疊線(3f)，以控制防護裝置(3)之變形，用於以可再現的方式折疊。例如，折疊線(3f)可於管件之一半高度處周向地延伸。
管件可為圓柱形，或可包含一個以上的圓柱形部分及沿著縱向軸線(X)分佈之一個以上的錐形或彎曲部分。管件較佳地由彈性體材料或由可塑性變形的金屬所製成，或係呈由陶瓷、聚合物或金屬纖維所製成之編織或非編織纖維的織物之形式。防護裝置 (3)- 蓮花
在圖5(a)至5(e)中所說明的替代較佳實施例中，防護裝置(3)包含： ●     支撐環(3r)，耦接至副吹管(2)之耦接端(2c)，及 ●     多個L形板件(3p)，每一L形板件(3p)包含在L的拐角之水平處接合至內部(3pi)的外部(3po)(參考圖5(a))。
L形板件係藉由在L形板件之拐角的水平處或附近之鉸鏈(3h)可旋轉地安裝並繞著支撐環之圓周分佈，使得如圖5(b)中所示，藉由使L形板件(3p)繞著其各自的鉸鏈(3h)旋轉，防護裝置(3)可於初始構造與變形構造之間改變。
在圖5(c)中所說明的防護裝置(3)之初始構造中，每一L形板件都遭受偏向以旋轉，使得內部(3pi)徑向朝向延伸，實質上與縱向軸線(X)正交，至少部分地閉塞孔腔(2v)，且外部(3po)靜置抵靠著副吹管(2)的外表面。於初始構造中，內部(3pi)形成直徑為(D3i)之內通道，而D3i＜d1。可通過迫使L形板件進入上述初始構造的彈簧來造成偏向。然而，可藉由運動L形板件之重心更簡單地造成偏向，使得L形板件藉由重力自然地旋轉以達到上述構造。注意副吹管通常在縱向軸線(X)實質上垂直的情況下儲存、操縱及使用，以致可輕易地控制重力之影響。
如圖5(b)中所示，L形板件構造為在將耦接部分(1c)插入孔腔(2v)時，繞著鉸鏈(3h)由圖5(c)中所說明之初始構造樞轉至圖5(d)中所說明的變形構造，以將副吹管(2)耦接至頂部吹管(1t)。如圖5(d)中所示，於變形構造中，內部(3pi)平行於縱向軸線(X)對齊，且外部(3po)實質上與縱向軸線(X)正交地徑向延伸，且彼此重疊以當防護裝置(3)與肩部(1s)接觸時形成連續式屏蔽件來抵擋金屬飛濺。
如圖5(a)及5(d)中可看出，每一外部(3po)較佳具有大於拐角之自由邊緣，並在切線方向中測量(亦即與縱向軸線(X)及徑向方向正交)。如此，當L形板件(3p)繞著其鉸鏈樞轉以達到變形構造(像盛開的蓮花)時，所有L形板件都會接觸定位於其任一側面上之鄰近L形板件，如此形成防護肩部(1s)免於飛濺的連續式屏蔽件。
每一外部(3po)較佳地係以與耦接端(2c)之外徑(D2)匹配的曲率彎曲，使得當防護裝置(3)處於初始構造時，每一外部(3po)與副吹管(2)之外表面配合。這是在圖5(c)及5(e)中說明，以致防護裝置(3)的最大直徑(D3o)不會比D2大超過10%(D3o≤1.1D2)。
於較佳實施例中，每一內部(3pi)具有比拐角短之自由邊緣，並與縱向軸線(X)正交地測量，如圖5(a)至5(c)中可看出。如此，當防護裝置(3)處於初始構造中且內部(3pi)徑向朝內延伸時，它們不會彼此重疊。它們不需要形成連續式屏蔽件，因為在初始構造中，副吹管未耦接至頂部吹管，且因此未於使用中。當L形板件樞轉以達到變形構造時，它們接觸孔腔的壁面，且較佳地應不會彼此重疊以允許盡可能大之孔腔開口，以容許直徑為(d1)的耦接部分進入孔腔(2v)。
每一內部(3pi)較佳地以匹配耦接部分(1c)之最大直徑(d1)的曲率彎曲，使得在將耦接部分(1c)插入孔腔(2v)時及於其鉸鏈上樞轉L型板(3)時，內部(3pi)壓抵靠著孔腔(2v)之壁面並形成具有直徑(D3i)的內通道，而D3i≥d1，如此允許插入耦接部分(1c)。
L形板件(3)較佳為足夠堅硬，以在裝置之正常使用時實質上不會變形。尤其是，當將耦接部分(1c)導入孔腔(2v)並壓至L形板件的內部(3pi)上時，內部不需(實質上)彎曲，且必需足夠堅硬以驅動L形板件之旋轉而不彎曲。L形板件較佳由金屬製成，較佳由鋼或鋁所製成，或由陶瓷材料所製成，或由聚合材料所製成，較佳非由橡膠狀聚合物所製成。
圖6(a)至6(d)說明根據發明的本實施例之用於耦接吹管的諸多部件之諸多步驟，突出防護裝置(3)在耦接副吹管(2)至頂部吹管(1t)時的變形。圖6(a)顯示如何藉由將探針固持件(1p)耦接至固定元件(1f)以形成耦接部分(1c)來形成頂部吹管(1t)。於圖6(a)中說明用於將探針固持件(1p)耦接至固定元件(1f)之螺紋。如上所述，在不影響本發明的情況下可使用其他耦接機構，例如卡口或扣合部。如圖6(b)及6(c)中所示，將頂部吹管(1t)之耦接部分(1c)插入副吹管(2)的孔腔(2v)，就像將劍插入鞘套一樣。於初始構造中，L形板件(3p)之內部(3pi)徑向朝內延伸，部分閉塞孔腔(2v)的開口，留下直徑比耦接部分(1c)之直徑(d1)小的開口。因此，當耦接部分(1c)接觸L形板件(3p)之內部(3pi)時，其沿著縱向軸線(X)施加力量至內部上，並將它們向下推抵靠著孔腔(2v)的壁面，如此驅動L形板件(3p)之傾斜，同時將外部(3po)舉離副吹管(2)的外壁面。在圖6(c)中所說明之階段，取決於內部(3pi)被推抵靠著孔腔(2v)的壁面之距離，防護裝置可已經或可尚未達到變形構造。在此階段，由於副吹管(2)的耦接端(2c)未與肩部(1s)接觸，所以副吹管(2)未完全耦接至頂部吹管(1t)。為了完成此耦接，耦接部分(1c)必需進一步更深地穿入孔腔。對於本發明而言重要的是，當完成副吹管(2)與頂部吹管(1t)之間的耦接時，防護裝置(3)已達到變形構造。為了完全打開「蓮花」，並使外部(3po)並排地形成連續式屏蔽件，可使耦接部分(1c)逐漸變細，而耦接部分之直徑增大，直至達到在其鄰近操縱部分(1c)的頂部區段處之最大直徑(d1)，以將內部完全壓抵靠著孔腔(2v)的壁面。結論性評論
本發明之包括頂部吹管(1t)、副吹管(2)及防護裝置(3)的諸多態樣共同地具有防護裝置，其特徵在於， ●     當靜止時，防護裝置(3)處於初始構造中，此初始構造之特徵在於最大外徑(D3o)，此最大外徑(D3o)不會比D2大超過10%(D3o≤1.1D2)，較佳不會比D2大超過5%(D3o≤1.05D2)，更佳為D3o=D2， ●     當副吹管(2)耦接至吹管而耦接部分(1c)係插入孔腔(2v)時，防護裝置(3)接觸肩部(1s)並變形為變形構造，形成熔融金屬及熔渣不可滲透的表面，其跨越內切一圓之區域，此圓係具有直徑(D3d)並覆蓋肩部(1s)的整個區域，而D3d≥D1，且肩部(1s)垂直於縱向軸線(X)延伸在離此縱向軸線(X)至少等於½D1之距離上。
這種顯然簡單的解決方案在吹管之維護方面產生很大優點，因為不需要刮除弄髒頂部吹管(1t)的肩部(1s)之任何固化金屬或爐渣飛濺物。同時，先前技術領域的副吹管可用本發明之副吹管(2)代替，而無需於此製程中進行任何改動，既不需要儲存備用副吹管(2)的料架，也不需要操縱副吹管之機器手臂的程式設計。這是可能的，因為在初始構造中，防護裝置(3)實質上不會更改副吹管之幾何形狀。此解決方案實施起來也很合算的。
1:吹管 1c:耦接部分 1e:一次性探針固持件之電耦接部 1f:固定元件 1h:操縱部分 1p:一次性探針固持件 1s:肩部 1t:頂部吹管 2:副吹管 2c:副吹管的耦接端 2e:副吹管之電耦接部 2p:探針 2t:長狀管件 2v:孔腔 3:防護裝置 3f:折疊線 3h:鉸鏈 3i:內管件 3o:外管件 3p:L型板件 3pi:L形板件的內部 3po:L形板件之外部 3r:支撐環 3si:內狹縫 3so:外狹縫 10:冶金容器(例如轉爐) 11:熔融金屬 11s:飛濺物 12:氣體吹管(例如氧氣吹管) d1:耦接部分橫截面的最大直徑 D1:操縱部分之遠側端的橫截面之直徑 d2:孔腔的直徑 D2:耦接端之外徑 D3d:變形的防護裝置之最大外徑 D3i:防護裝置的內通道之直徑 D3o:未變形的防護裝置之最大外徑 X:縱向軸線
為了更全面地理解本發明的本質，參考以下結合附圖所取得之詳細敘述，其中： 圖1：顯示具有氧氣吹管及根據本發明的吹管之煉鋼轉爐。 圖2(a)顯示根據本發明的吹管之操縱部分及分開的耦接部分。 圖2(b)顯示本發明之頂部吹管，其藉由彼此耦接的圖1(a)之操縱部分及耦接部分所形成。 圖2(c)顯示根據本發明的副吹管。 圖2(d)顯示根據本發明之吹管，其藉由將圖2(c)的副吹管耦接至圖2(b)之頂部吹管所形成。 圖2(e)顯示根據本發明的副吹管。 圖3(a)顯示根據本發明之防護裝置的實施例之分解視圖。 圖3(b)顯示呈組裝形式的圖3(a)之防護裝置。 圖3(c)至3(f)顯示根據本發明的防護裝置之替代實施例。 圖4(a)顯示用於形成本發明的頂部吹管之耦接部分至操縱部分的耦接之細節。 圖4(b)顯示圖4(a)的已組裝頂部吹管在設有圖3(a)至3(f)中所說明類型之防護裝置的副吹管上方之細節。 圖4(c)顯示圖4(b)的副吹管部分地插入圖4(b)之頂部吹管的耦接部分上，而防護裝置之頂部表面接觸肩部，但是於初始構造中保留未變形。 圖4(d)顯示圖4(c)的副吹管完全插入圖4(c)之頂部吹管的耦接部分上，而防護裝置之一實施例變形為變形構造並防止肩部免受飛濺。 圖4(e)顯示圖3(a)至3(f)中所說明類型的部分變形之防護裝置。 圖5(a)顯示本發明的防護裝置之第二實施例的分解視圖。 圖5(b)顯示圖5(a)之防護裝置的第二實施例呈組裝形式之側視圖。 圖5(c)顯示圖5(b)的防護裝置之第二實施例處於初始構造中。 圖5(d)顯示圖5(b)的防護裝置之第二實施例處於變形構造中。 圖5(e)顯示根據本發明的副吹管具有圖5(a)之第二實施例的防護裝置。 圖6(a)顯示用於形成本發明之頂部吹管的耦接部分至操縱部分之耦接的細節。 圖6(b)顯示圖6(a)之已組裝頂部吹管在設有圖5(a)至5(e)中所說明類型的防護裝置之副吹管上方的細節。 圖6(c)顯示圖6(b)之副吹管部分地插入圖6(b)的頂部吹管之耦接部分上，使防護裝置的第二實施例之頂部表面仍與肩部分開且業已藉由耦接部分的導入而至少部分地變形。 圖6(d)；顯示圖6(c)之副吹管完全插入圖6(c)的頂部吹管之耦接部分上，而防護裝置的第二實施例變形為變形構造並防止肩部免受飛濺。 圖7(a)及7(b)顯示根據本發明之防護裝置的替代實施例。
1:吹管
2:副吹管
3:防護裝置
D3d:變形的防護裝置之最大外徑
X:縱向軸線

Claims (17)

  1. 一種用於將探針浸入熔融金屬的吹管(1)，包含： (A)頂部吹管(1t)，包含： ●     操縱部分(1h)，其沿著縱向軸線(X)延伸，且包含遠側端，其橫截面與直徑(D1)之縱向軸線(X)正交，該遠側端設有 ●     耦接部分(1c)，其與該縱向軸線(X)同軸地延伸，並具有最大直徑(d1)，而D1＞d1； (B)副吹管(2)，其藉由沿著該縱向軸線(X)延伸的長狀管件(2t)所形成，且包含構造成用於緊貼地收容該耦接部分(1c)之孔腔(2v)，其中該孔腔係實質上具有直徑(d2)的圓柱形，而d1≲d2，並沿著該縱向軸線(X)由設有探針(2p)及/或樣品收集器之浸入端延伸至近側端，該近側端耦接至包含通往該孔腔(2v)的耦接端(2c)之防護裝置(3)，其中， ○     該長狀管件(2t)具有橫截面，該橫截面具有外徑(D2)，其中d1＜d2＜D2＜D1，及 ○     該防護裝置(3)係可在沿著該縱向軸線(X)施加力量至其上時變形，及 ○     該耦接部分(1c)係插入該副吹管(2)之孔腔(2v)中，而該防護裝置(3)接觸該肩部(1s)， 其特徵在於 ●     當靜止時，該防護裝置(3)處於初始構造中，該初始構造的特徵在於最大外徑(D3o)，該最大外徑(D3o)不會比D2大超過10%(D3o≤1.1D2)，較佳不會比D2大超過5%(D3o≤1.05D2)，更佳為D3o=D2； ●     當該副吹管(2)耦接至該吹管而該耦接部分(1c)係插入該孔腔(2v)時，該防護裝置(3)接觸該肩部(1s)並變形為變形構造，形成熔融金屬及熔渣不可滲透的表面，其跨越內切一圓之區域，該圓係與該縱向軸線(X)正交且具有直徑(D3d)並覆蓋整個肩部(1s)的區域，而D3d≥D1。
  2. 如請求項1的吹管，其中該防護裝置(3)包含： ●     內管件(3i)，可在沿著該縱向軸線(X)施加壓縮力量至其上時會變形，該內管件沿著該縱向軸線(X)延伸，並形成具有直徑(D3i)的內通道，而D3i≥d1，該內管件(3i)包含彼此分開並分佈於該內管件(3i)的圓周上之多個內狹縫(3si)； ●     外管件(3o)，可在沿著該縱向軸線(X)施加壓縮力量至其上時變形，該外管件緊貼地圍繞該內管件(3i)，並包含彼此分開且分佈於該外管件(3o)的圓周上之多個外狹縫(3so)； ●     可選地，一個以上的周邊管件，可在沿著該縱向軸線(X)施加壓縮力量至其上時變形，且其相互插入並緊貼地圍繞該外管件(3o)，及其中該一個以上的周邊管件的每一者包含彼此分開並分佈於該一個以上的周邊管件之每一者的圓周上之多個周邊狹縫，其中二相鄰周邊管件的周邊狹縫(3i)在任何一點都不會彼此重疊，且其中該等外狹縫(3o)在任何一點都不會與鄰近該外管件之周邊管件的周邊狹縫重疊；及 其中該等內狹縫(3i)和該等外狹縫(3o)在任何一點都不彼此重疊。
  3. 如請求項2的吹管，其中該等內狹縫(3si)及外狹縫(3so)平行於該縱向軸線(X)延伸。
  4. 如請求項2的吹管，其中該等內狹縫(3si)及外狹縫(3so)橫向於該縱向軸線(X)延伸但不與該縱向軸線(X)正交，且其中該等內狹縫(3si)及外狹縫(3so)與該縱向軸線形成較佳包含在10°至50°之間、更佳於25°至45°之間的角度。
  5. 如請求項2至4中任一項的吹管，其中該內管件(3i)及外管件(3o)由彈性體材料或由可塑性變形之金屬所製成，或呈由陶瓷、聚合物或金屬纖維所製成的編織或非編織纖維之織物的形式。
  6. 如請求項2至5中任一項的吹管，其中該內管件(3i)及/或該外管件(3o)設有折疊線(3f)，以控制用於以可再現之方式折疊的防護裝置(3)之變形。
  7. 如請求項2至6中任一項的吹管，其中該內管件(3i)及該外管件(3o)具有沿著該縱向軸線(X)測量之不同的高度。
  8. 如請求項1的吹管，其中該防護裝置(3)包含可在沿著該縱向軸線(X)施加壓縮力量至其上時變形之管件，該管件沿著該縱向軸線(X)延伸並形成具有直徑(D3i)的內通道，而D3i≥d1，該管件(3i)包含彼此分開並分佈於該管件的圓周上之多個狹縫(3s)，其中該等狹縫(3s)較佳分佈於二組中， ●     上組，由鄰近該耦接端(2c)的位置延伸至沿著該縱向軸線(X)所測量之管件高度的一半之位置，及 ●     下組，由鄰近與該耦接端(2c)相對的固定端之位置延伸至鄰近該管件高度的一半之位置， 其中該上組的狹縫(3s)相對該下組之狹縫(3s)偏移。
  9. 如請求項2至8中任一項的吹管，其中該防護裝置(3)係 ●     圓柱形，或 ●     包含複數個圓柱形部分，或 ●     包含沿著該縱向軸線(X)分佈之一個以上的圓柱形部分及一個以上的錐形或彎曲部分。
  10. 如請求項1的吹管，其中該防護裝置(3)包含： ●     支撐環(3r)，耦接至該長狀管件(2t)之近側端，及 ●     多個L形板件(3p)，每一L形板件(3p)包含在L的拐角之水平處接合至內部(3pi)的外部(3po)，於該L形板件之水平處或鄰近該L形板件的拐角，該L形板件可旋轉地安裝並藉由鉸鏈(3h)繞該支撐環之圓周分佈，使得 ○     在該防護裝置(3)的初始構造中，使每一L形板件偏置以旋轉，使得該等內部(3pi)實質上垂直於該縱向軸線(X)徑向朝內延伸，至少部分地閉塞該孔腔(2v)，且該外部(3po)靜置抵靠著該副吹管(2)之外表面，及 ○     該L形板件係構造成用於當將該耦接部分(1c)插入該孔腔(2v)以將該副吹管(2)耦接至該頂部吹管(1t)時繞該等鉸鏈(3h)由該初始構造樞轉至該變形構造，其中在該變形構造中，該等內部(3pi)平行於該縱向軸線(X)對齊，且該等外部(3po)實質上垂直於該縱向軸線(X)徑向地延伸，並彼此重疊，以當使該防護裝置(3)與該肩部(1s)接觸時，形成連續式屏幕以防飛濺。
  11. 如請求項1至10中任一項的吹管，其中每一外部(3po)具有垂直於該縱向軸線(X)所測量之大於該拐角的自由邊緣，且其中每一外部(3po)係以與該耦接端(2c)的外徑(D2)匹配之曲率彎曲，使得當該防護裝置(3)處於該初始構造中時，每一外部(3po)係與該副吹管(2)的外表面配合。
  12. 如請求項10或11的吹管，其中每一內部(3pi)具有垂直於該縱向軸線(X)所測量之比拐角短的自由邊緣，且其中每一內部(3pi)係與該耦接部分(1c)之最大直徑(d1)匹配的曲率彎曲，使得在將該耦接部分(1c)插入該孔腔(2v)時並於其鉸鏈(3h)上樞轉該L形板件(3)時，該等內部(3pi)係壓抵靠著該孔腔(2v)之壁面及形成具有直徑(D3i)的內通道，而D3i≥d1，允許該耦接部分(1c)插入。
  13. 如請求項10至12中任一項的吹管，其中該L形板件(3)係足夠堅硬，以實質上不會在該裝置之正常使用時變形，且較佳為由金屬所製成，較佳為由鋼或鋁所製成，或由陶瓷材料所製成，或由聚合材料所製成。
  14. 一種副吹管(2)，用於耦接至如請求項1至13中任一項的吹管(1t)之耦接部分(1c)，其中該副吹管(2)係藉由沿著該縱向軸線(X)延伸的長狀管件(2t)所形成，並包含構造成用於緊貼地收容該耦接部分(1c)之孔腔(2v)，其中該孔腔實質上是具有直徑(d2)的圓柱形，而d1≲d2，沿著該縱向軸線(X)由設有探針(2p)及/或樣品收集器之浸入端延伸至近側端，該近側端耦接至包含通往該孔腔(2v)的耦接端(2c)之防護裝置(3)，其中， ●     該長狀管件(2t)具有具外徑(D2)的橫截面，其中d1＜d2＜D2＜D1，及 ●     該防護裝置(3)係可在沿著該縱向軸線(X)施加力量至其上時變形，及 ●     該耦接部分(1c)係插入該副吹管(2)之孔腔(2v)中，而該防護裝置(3)接觸該肩部(1s)， 其特徵在於 ●     當靜止時，該防護裝置(3)處於初始構造中，該初始構造的特徵在於最大外徑(D3o)，該最大外徑(D3o)不會比D2大超過10%(D3o≤1.1D2)，較佳不會比D2大超過5%(D3o≤1.05D2)，更佳為D3o=D2； ●     當該副吹管(2)耦接至該吹管而該耦接部分(1c)係被插入該孔腔(2v)時，該防護裝置(3)接觸該肩部(1s)並變形為變形構造，形成熔融金屬及熔渣不可滲透的表面，其跨越內切一圓之區域，該圓係具有直徑(D3d)並覆蓋整個肩部(1s)的區域，而D3d≥D1，而該肩部(1s)垂直於該縱向軸線(X)延伸在離該縱向軸線(X)至少等於½D1之距離上。
  15. 如請求項14的副吹管(2)，其中該防護裝置(3)係如請求項2至7中任一項、請求項8及9或請求項10至13中任一項所界定。
  16. 一種防護裝置(3)，用於防止飛濺在操縱部分(1h)之遠側端與如請求項1之吹管的副吹管(2)之間所形成的肩部(1s)，其中該防護裝置(3)包含： ●     內管件(3i)，可在沿著該縱向軸線(X)施加壓縮力量至其上時變形，該內管件沿著該縱向軸線(X)延伸，並形成具有直徑(D3i)的內通道，而D3i≥d1，該內層(3i)包含彼此分開並分佈於該內管件(3i)的圓周上之多個內狹縫(3si)； ●     外管件(3o)，可在沿著該縱向軸線(X)施加壓縮力量至其上時變形，該外管件緊貼地圍繞該內管件(3i)，並包含彼此分開且分佈於該外管件(3o)的圓周上之多個外狹縫(3so)； ●     可選地，一個以上的周邊管件，可在沿著該縱向軸線(X)施加力量至其上時變形，且其相互插入並緊貼地圍繞該外管件(3o)，及其中該一個以上的周邊管件的每一者包含彼此分開並分佈於該一個以上的周邊管件之每一者的圓周上之多個周邊狹縫，其中二相鄰周邊管件的周邊狹縫(3i)在任何一點都不彼此重疊，且其中該等外狹縫(3o)在任何一點都不與鄰近該外管件之周邊管件的周邊狹縫重疊；及 其中該等內狹縫(3i)和該等外狹縫(3o)在任何一點都不彼此重疊。
  17. 如請求項16的防護裝置，其係如請求項2至7及9中任一項所界定。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4566343A (en) * 1983-11-28 1986-01-28 Electro-Nite Co. Sampling and/or measuring apparatus for immersion in molten metal
CN85108708B (zh) * 1985-11-14 1988-09-21 上海铁合金厂 转炉二次供氧氧枪
JP3176006B2 (ja) * 1994-01-28 2001-06-11 日本鋼管株式会社 スリーブ付きプローブおよびプローブ交換装置
US6951062B2 (en) * 2003-12-24 2005-10-04 Advanced Test Products, Inc. Method and apparatus for restricting foreign objects from entering a device
DE102006005476A1 (de) * 2006-01-26 2007-09-13 Heraeus Electro-Nite International N.V. Vorrichtung zum Bestimmen einer Kenngröße einer Metallschmelze oder einer auf der Metallschmelze aufliegenden Schlackeschicht
CN101643816B (zh) * 2009-09-08 2011-08-17 苏州宝联重工股份有限公司 副枪枪体
DE102012016697B3 (de) * 2012-08-24 2013-07-25 Heraeus Electro-Nite International N.V. Messsonde zur Probennahme in Metallschmelzen
KR101597688B1 (ko) * 2013-12-31 2016-02-26 우진 일렉트로나이트(주) 지금 부착방지용 프로브
CN104120215B (zh) * 2014-08-07 2015-11-18 中冶赛迪上海工程技术有限公司 一种rh真空精炼用喷粉顶枪
KR20160035387A (ko) * 2014-09-23 2016-03-31 우진 일렉트로나이트(주) 복합 프로브용 쉘 컨테이너 및 복합 프로브
DE102014016902A1 (de) * 2014-11-17 2016-05-19 Minkon GmbH Sonde für eine Sublanze und Sublanze
BR102014033086A2 (pt) * 2014-12-30 2016-10-18 Ecil Met Tec Ltda sonda de imersão e conjunto de sublança de imersão e sonda de imersão para um forno conversor
CN107429305A (zh) * 2015-02-17 2017-12-01 技术资源有限公司 无熔渣排出的固体注入喷枪和输送系统维护
CN205576198U (zh) * 2016-05-16 2016-09-14 河北钢铁股份有限公司承德分公司 一种转炉副枪在线矫直器
CN110042188B (zh) * 2019-04-30 2021-06-22 马鞍山钢铁股份有限公司 一种转炉吹炼终点温度补偿的方法
CN110205436B (zh) * 2019-07-03 2021-06-29 马鞍山钢铁股份有限公司 一种全流程低氧位生产if钢的冶炼方法

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