专利名称：真空感应炉冶炼含高碳钢的取样模的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及取样设备，更具体地说，涉及ー种真空感应炉冶炼含高碳钢的取样模。
背景技术：
真空感应炉是ー种特殊的冶金炉，采用真空感应炉冶炼的钢(或合金)，具有夹杂物少、纯净度高的特点，因此，真空感应炉常用于ー些高品质钢(或合金)的生产冶炼。过去，真空感应炉生产冶炼的高品质钢(或合金)，主要是含碳(C)量较低的高温合金、精密合金(一般情况下，高温合金、精密合金的含碳量< O. 2% );现在，随着社会科学技术的发展，ー些含碳量较高的钢，也納入了真空感应炉的生产冶炼，如含碳量较高的轴承 钢(轴承钢是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈的钢，承受极大的压カ和摩擦力，所以要求高而均匀的硬度和耐磨性极高的弹性极限，对轴承钢的化学成分均匀性、非金属夹杂物的含量和分布、碳化物的分布要求严格。有种轴承钢又称高碳硌钢，其含碳量高达I. 0% )。真空感应炉的生产冶炼特点是(I)整个生产冶炼过程，是在ー个封闭的真空室内进行的；(2)熔炼炉在真空室内，处在真空室的下部；(3)加料ロ在真空室内，处在熔炼炉的上方；(4)炉前取样分析、炉前加料，是钢或合金在冶炼过程中，不可缺少的エ序。说明炉前取样分析是指从熔炼炉内提取炉前试样，进行钢的化学成分分析；炉前加料是指根据钢或合金的标准成分范围，及炉前试样的化学成分分析，向熔炼炉内投入相应的、适量的各种合金原材料，调整钢的成分。炉前取样分析过程如图I所示(I)采用取样模I从加料ロ 2位置下沉，进入熔炼炉3，使得熔炼炉3内的钢液流入取样模I ;(2)抬升取样模及取样模内的钢液，回到加料ロ位置；(3)从真空室内取出取样模及取样模内的钢液；(4)取出炉前试样(取样模内的钢液液)；(5)对炉前试样进行化学成分分析。目前，真空感应炉的炉前取样时所采用的传统取样模I如图2所示，是杯型(该取样模取样时钢水从取样模上部流入注满杯中)，而获取的炉前试样是ー个圆台形杯样；炉前试样检测是(I)在炉前试样上取钻样(或车屑样)，然后在碳硅分析仪上做炉前试样“C、S元素”的检测分析；(2)对炉前试样切割加工，在光谱分析仪上做“其他元素”的检测分析。上述传统取样模，在真空感应炉的“含碳量较低的高温合金、精密合金”冶炼中，生产正常。但是，在“含碳量较高的高品质钢(如轴承钢)”冶炼中，炉前试样“C、s元素”的检测分析时间非常长，导致真空感应炉的生产效率非常低下，影响真空感应炉的生产正常(A、杯样上的钻样或车屑样，加工エ序时间长，増加了检测分析时间长，这样不仅对炉前C含量控制带来难度，也不易其他元素的控制，因为时间长了会引起成分烧损从而影响轴承钢的成分控制精度；B、整个冶炼时间延长，降低了炉座的产能，増加了冶炼过程的消耗)。
实用新型内容针对现有技术中存在的上述缺点，本实用新型的目的是提供ー种真空感应炉冶炼含高碳钢的取样模，通过改变炉前试样的形状，缩短炉前试样加工、分析检测エ序的时间。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案该真空感应炉冶炼含高碳钢的取样模，包括内部开有模腔、底部密封的模体，所述的模腔包括上、下两个圆柱形腔段，上腔段的直径大于下腔段的直径，并且在上腔段的中部还开有设有ー钢水注入孔。所述的上腔段的上部两侧开设有ー对连接孔。所述的模体的高度为60mm。所述的上腔段的直径为32mm 45mm ;所述的下腔段的直径为4mm 7mm。所述的钢水注入孔的直径为20m m 40m m。在上述技术方案中，本实用新型的真空感应炉冶炼含高碳钢的取样模包括内部开有模腔、底部密封的模体，所述的模腔包括上、下两个圆柱形腔段，上腔段的直径大于下腔段的直径，并且在上腔段的中部还开有设有ー钢水注入孔。通过该取样模所获取的炉前试样，其形状有利于缩短炉前试样加工、分析检测エ序的时间，从而满足真空感应炉冶炼含高碳钢的生产要求。
图I是现有的真空感应炉的炉前取样的原理图；图2是现有技术的取样模的结构示意图；图3是本实用新型的取样模的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例进ー步说明本实用新型的技术方案。请结合图3所示，本实用新型的真空感应炉冶炼含高碳钢的取样模包括内部开有模腔、底部密封的模体4，该模体4可采用圆柱体或矩形体的结构，并且模体4可采用如莫来石等耐火材料制作，具有高的热态强度和热抗震性高温蠕变量小、热膨胀系数小、抗化学侵蚀性强等，且熔点高1890°C，不会被钢水融化。所述的模腔包括上、下两个圆柱形腔段5、6，上腔段5的直径大于下腔段6的直径，上腔段5作为钢水其他元素样区，下腔段6作为钢水C、S元素样区，并且在上腔段5的中部还开有设有ー钢水注入孔7。其中，所述的模体4的高度为60mm，能够避免造成取样模耐火材料的浪费，减少制作成本。所述的上腔段5的直径为32mm 45mm，能够满足炉前分析的“X射线荧光机”所要求的试样外型尺寸；所述的下腔段6的直径为4mm 7m m,利于钢水流入,避免造成样棒疏松而无法进行化学分析，同时也避免样棒从取样模取出时折断，有利于进行快速炉前分析C、S。所述的钢水注入孔7的直径为20mm 40mm，有利于钢水的流入。另外，在所述的上腔段5的上部两侧开设有ー对连接孔8，用于安装取样杆，便于取样。使用时，通过取样杆将取样模压入有钢水的熔炼室中，并使钢水注入孔7没入钢水中，使得钢水顺着钢水注入孔7流入模腔内，然后将取满钢水的取样模取出，并将取样模的模体4外壳敲碎，得到两个不同直径段的圆柱体样棒。此时，可将样棒用手工折断，小直径部分直接做C、S化学分析，大直径部分用在光谱分析仪上做其他元素的检测分析。采用本实用新型的取样模具有以下优点I、在真空感应炉中，取出的样棒致密，符合C、S分析化学试样的技术要求。2、取样エ序操作简便，取好样的取样模从真空感应炉中取出后，将 取样模外壳敲碎，样棒用手工折断后直接做C、S化学分析，方便实用。3、可省去传统需要在杯样上取钻样(或车屑样)、缓冷等程序，提高了炉座的产倉^:。4、缩短了炉前分析时间，对精确控制其它化学成分带来好处。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。
权利要求1.ー种真空感应炉冶炼含高碳钢的取样模，包括内部开有模腔、底部密封的模体，其特征在于 所述的模腔包括上、下两个圆柱形腔段，上腔段的直径大于下腔段的直径，并且在上腔段的中部还开有设有ー钢水注入孔。
2.如权利要求I所述的真空感应炉冶炼含高碳钢的取样模，其特征在于 所述的上腔段的上部两侧开设有ー对连接孔。
3.如权利要求I所述的真空感应炉冶炼含高碳钢的取样模，其特征在于 所述的模体的高度为60mm。
4.如权利要求I所述的真空感应炉冶炼含高碳钢的取样模，其特征在于 所述的上腔段的直径为32mm 45mm ;所述的下腔段的直径为4mm 7mm。
5.如权利要求I所述的真空感应炉冶炼含高碳钢的取样模，其特征在于 所述的钢水注入孔的直径为20mm 40mm。
专利摘要本实用新型公开了一种真空感应炉冶炼含高碳钢的取样模，该取样模包括内部开有模腔、底部密封的模体，所述的模腔包括上、下两个圆柱形腔段，上腔段的直径大于下腔段的直径，并且在上腔段的中部还开有设有一钢水注入孔。通过该取样模所获取的炉前试样，其形状有利于缩短炉前试样加工、分析检测工序的时间，从而满足真空感应炉冶炼含高碳钢的生产要求。
文档编号G01N1/10GK202511993SQ20122004938
公开日2012年10月31日 申请日期2012年2月16日 优先权日2012年2月16日
发明者张思允, 杨桦, 沈新墨, 金琨, 陈啸虎, 须毅敏 申请人:宝山钢铁股份有限公司