一种自动脱模钢水取样器及其使用方法
【专利摘要】一种自动脱模钢水取样器及其使用方法，属于钢铁冶金【技术领域】，其装置包括取样筒及脱模器，取样筒的上部开口，下部设置有定位盖及凸型塞，所述定位盖上设置有定位通孔，凸型塞上设置有与所述定位通孔相对应的定位凸块，定位盖与凸型塞通过定位通孔和定位凸块相配合，取样筒的侧壁为双层结构，内、外壁间的空隙中设置有发热剂，所述脱模器包括支架，支架的上部设置有液压缸，液压缸连接至液压泵，支架的中部与下部分别设置有活动卡盘与脱模底座，其取样后通过液压缸对凸型塞施力，从而将试样通过取样筒的上部口压出。本发明取样中不会带来二次污染，取得试样气孔少且成分均匀准确，结构简单可靠，制造成本低，通过液压装置进行脱模比较方便。
【专利说明】一种自动脱模钢水取样器及其使用方法
【技术领域】
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[0001]本发明属于钢铁冶金【技术领域】，具体涉及一种自动脱模钢水取样器及其使用方法。
【背景技术】
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[0002]为了保证钢材质量，钢铁精炼过程中需要取样进行化学元素及气体成分分析。目前国内外普遍使用的钢水取样器主要有探头式和提桶式两大类。其中探头式取样器一般由石英管、乒乓板拼合而成的金属样模盒等构件所组成，并采用圆筒状纸质外壳套住，如中国专利CN200620089061.0及CN200720098163.3公开的探头式钢水取样器，在取样时，钢水会自下而上流入取样器。这种取样方式通常会造成试样中气孔较多，试样取成率偏低。中国专利CN200620093973.5和CN201220426356.8公开的探头式钢水取样器改进为侧面进液，由于钢水流动性偏差，该改进也未能彻底解决气孔较多问题。在实际生产中，探头式取样器取成率偏低，且探头制作工艺复杂，价格偏高，但其取出的试样容易脱模。提桶式取样器采用钢水自上而下流入钢水取样器的方式取样，钢水取样器内钢水填充密实，气孔率低。但是试样冷却过程中缩孔严重，组织不致密，且试样脱模困难。为减小缩孔一般采用上部增加隔热层，使上部剩余热量补充下部散失的热量，以减小缩孔，如中国专利CN200520043896.8及CN201020015828.1公开的提桶式钢水取样器在上部增加了一个隔热层。虽然增加的隔热层可以减小缩孔效应，但容易造成对钢水的二次污染，影响检测的准确性。
[0003]为了便于脱模，取样器可采用上大下小的锥形内腔的结构，中国专利CN200620057735.9、CN200820023055.4 及 CN201120080580.1 公开的提桶式钢水取样器皆采用此种结构。但是异形件加工困难，加工成本也较高。
【发明内容】
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[0004]为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种可防止二次污染，取得试样气孔少、制造成本低、成分均匀准确，且脱模方便的自动脱模钢水取样器及其使用方法。
[0005]为实现以上目的，本发明采用以下技术方案，一种自动脱模钢水取样器，包括取样筒及脱模器，所述取样筒的下部设置有定位盖及凸型塞，凸型塞设置在取样筒内，且位于定位盖的上部，所述定位盖上设置有定位通孔，凸型塞上设置有与所述定位通孔相对应的定位凸块，定位盖与凸型塞通过定位通孔和定位凸块相配合；取样筒的侧壁为双层结构，内、外壁间的空隙中设置有发热剂；所述脱模器包括支架，支架的上部设置有液压缸，液压缸连接至液压泵，支架的中部与下部分别设置有活动卡盘与脱模底座，所述活动卡盘上设置有第一通孔，其大小与取样筒的外径一致，所述脱模底座上设置有第二通孔，其大小大于或等于取样筒的内径。
[0006]所述发热剂为铝粉及氧化铁的混合物，铝粉与氧化铁的质量比为0.3?0.5。
[0007]所述取样筒的上部设置有伸长杆，伸长杆为多段，相邻两段伸长杆之间采用螺纹连接。
[0008]所述液压泵的入油口通过油管连接至液压油箱，液压泵的出油口通过油管连接至液压缸，在液压泵的出油口与液压缸之间的油管上设置有单向阀，所述液压缸通过油管连接至液压油箱，在液压缸与液压油箱之间的油管上设置有手动阀。
[0009]所述脱模器还包括托盘，所述托盘设置在支架上、脱模底座的下方。
[0010]所述自动脱模钢水取样器的使用方法，包括以下步骤:
[0011]步骤一:在取样筒上部开口处封上铝箔，并在取样筒的外壁包裹一层耐火泥浆；
[0012]步骤二:将取样筒伸入钢水中进行取样；
[0013]步骤三:将取样筒倒置在脱模器上，使取样筒的下部设置在活动卡盘的第一通孔内，其顶部与脱模底座的上表面相接触，且使取样筒的上部开口与脱模底座的第二通孔相对应；
[0014]步骤四:启动液压泵，使液压缸的活塞向下运动，并对凸型塞施压，进而推动取样筒内的试样从取样筒内脱落。
[0015]本发明的有益效果:取样中不会带来二次污染，取得试样气孔少且成分均匀准确，本发明结构简单可靠，制造成本低，通过液压装置进行脱模比较方便。
【专利附图】
【附图说明】
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[0016]图1是本发明的取样筒的结构示意图；
[0017]图2是图1的定位盖与凸型塞的结构示意图；
[0018]图3是本发明的取样筒与脱模器配合后的结构示意图；
[0019]其中:1-取样筒，2-定位盖，3-凸型塞，4-发热剂，5-耐火泥，6_支架，7_活动卡盘，8-脱模底座，9-液压缸，10-液压泵，11-活塞，12-托盘，13-伸长杆，14-手动阀，15-单向阀，16-弹簧，17-铝箔，18-液压油箱，19-试样，20-焊点，21-定位通孔，22-定位凸块。
【具体实施方式】
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[0020]下面结合附图与具体实施例对本发明做进一步详细说明，如图1?图3所示，一种自动脱模钢水取样器，包括取样筒I及脱模器，所述取样筒I的上部开口，下部设置有定位盖2及凸型塞3，凸型塞3设置在取样筒I内，且位于定位盖2的上部，所述定位盖2上设置有定位通孔，凸型塞3上设置有与所述定位通孔21相对应的定位凸块22，定位盖2与凸型塞3通过定位通孔21和定位凸块22相配合，凸型塞3的外径与取样筒I的内径相同且设置在取样筒I内；取样筒I的侧壁为双层结构，均采用低碳不锈钢制成，内、外壁厚均为3mm?5mm,取样筒高1cm?20cm,其内壁的外径为3cm?5cm,外壁的内径比内层筒壁的外径大2cm?4cm，内设置有铝粉及氧化铁的混合物发热剂4，铝粉与氧化铁的质量比为0.4 ;内、夕卜壁间的空隙的上端设置有耐火泥5，发热剂4是在取样作业前加入的，耐火泥5的作用是防止发热剂4脱落。发热剂4的反应温度在1200C。左右，在取样过程中，由于与钢水接触时间较短，不会被加热到反应温度，但是在冷却过程中会达到反应温度并发生铝热反应，从而放热并补充冷却过程中的热量，而且其反应后的残渣也会起到保温作用，从而有效的减少了试样19冷却后的缩孔。
[0021]所述脱模器包括支架6，支架6的上部设置有液压缸8，液压缸8通过油管至液压泵10的出油口，液压泵10的入油口通过油管连接至液压油箱18，液压泵8出油口与液压缸9之间的油管上设置有单向阀15，液压缸9还连接有手动阀14，手动阀14直接连接至液压油箱18，支架6的中部与下部分别设置有活动卡盘7与脱模底座8，所述活动卡盘7上设置有第一通孔，其大小与取样筒I的外径一致，以保证取样筒I能够被固定住，所述脱模底座8上设置有第二通孔，其大小大于取样筒I的内径，保证在进行脱模工作时，试样19能够顺利掉出。
[0022]所述取样筒的上部设置有伸长杆13，伸长杆13为多段，相邻两段伸长杆13之间采用螺纹连接，取样时可以安装合适长度的伸长杆以防止工人被高温钢水烤伤。
[0023]所述脱模器还包括托盘12，所述托盘12设置在支架上6，脱模底座8的下部，用于接住从取样筒I内脱落的试样19。
[0024]本实施例的使用方法步骤如下:
[0025]步骤一:在定位盖2与凸型塞3之间焊上2个焊点20，以防止在取样过程中凸型塞3脱落；
[0026]步骤二:在取样筒I上部开口处封上一张铝箔17，以隔绝钢水表面的杂质；
[0027]步骤三:将取样筒I外包裹一层耐火泥浆，以保护取样筒I不被迅速融化；
[0028]步骤四:将取样筒I伸入钢水进行取样，铝箔17会隔绝钢水表面的杂质，取样筒I全部浸入钢水后，铝箔17会迅速溶化，钢水会流入取样筒I内，在10秒钟内完成取样，防止过高的温度损坏取样筒I及伸长杆13。
[0029]步骤五:将取样后的取样筒I冷却，以其停止发红为宜；
[0030]步骤六:将冷却后取样筒I倒置设置在脱模器上，先将活动卡盘7向下移动，使取样筒I外壁的下部设置在活动卡盘7的第一通孔内，其顶上部与脱模底座8的上表面相接触，且使取样筒I的上部开口与脱模底座8的第二通孔相对应，然后将活动卡盘7向上移动，直至接近定位盖2的外缘，然后将活动卡盘7固定住；
[0031]步骤七:启动液压泵10，使液压缸9的活塞11向下运动，并对凸型塞3施压，进而推动取样筒I内的试样19从取样筒I内脱落。
[0032]脱落后的试样19经过冷却后即可以送去实验室进行分析。由于取样筒I的侧壁内设置有发热剂4，其热量可以保证试样19的稳定降温，因而试样19产生气孔少，且其成分较为均匀。脱模完毕后，关闭液压泵10，并将手动阀14开启，液压缸9内的弹簧16推动活塞11恢复原位，液压缸9内的液压油会通过手动阀14流回到液压油箱18内。然后将取样筒I取下，取出耐火泥5以及用过的发热剂4，并填装新的发热剂4，用耐火泥5进行封装以备下次取样。
【权利要求】
1.一种自动脱模钢水取样器，其特征在于:包括取样筒及脱模器，所述取样筒的下部设置有定位盖及凸型塞，凸型塞设置在取样筒内，且位于定位盖的上部，所述定位盖上设置有定位通孔，凸型塞上设置有与所述定位通孔相对应的定位凸块，定位盖与凸型塞通过定位通孔和定位凸块相配合；取样筒的侧壁为双层结构，内、外壁间的空隙中设置有发热剂；所述脱模器包括支架，支架的上部设置有液压缸，液压缸连接至液压泵，支架的中部与下部分别设置有活动卡盘与脱模底座，所述活动卡盘上设置有第一通孔，其大小与取样筒的外径一致，所述脱模底座上设置有第二通孔，其大小大于或等于取样筒的内径。
2.根据权利要求1所述的自动脱模钢水取样器，其特征在于:所述发热剂为铝粉及氧化铁的混合物，铝粉与氧化铁的质量比为0.3?0.5。
3.根据权利要求1所述的自动脱模钢水取样器，其特征在于:所述取样筒的上部设置有伸长杆，伸长杆为多段，相邻两段伸长杆之间米用螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的自动脱模钢水取样器，其特征在于:所述液压泵的入油口通过油管连接至液压油箱，液压泵的出油口通过油管连接至液压缸，在液压泵的出油口与液压缸之间的油管上设置有单向阀，所述液压缸通过油管连接至液压油箱，在液压缸与液压油箱之间的油管上设置有手动阀。
5.根据权利要求1所述的自动脱模钢水取样器，其特征在于:所述脱模器还包括托盘，所述托盘设置在支架上、脱模底座的下方。
6.权利要求1所述的自动脱模钢水取样器的使用方法，其特征在于:包括以下步骤: 步骤一:在取样筒上部开口处封上铝箔，并在取样筒的外壁包裹一层耐火泥浆； 步骤二:将取样筒伸入钢水中进行取样； 步骤三:将取样筒倒置在脱模器上，使取样筒的下部设置在活动卡盘的第一通孔内，其顶部与脱模底座的上表面相接触，且使取样筒的上部开口与脱模底座的第二通孔相对应； 步骤四:启动液压泵，使液压缸的活塞向下运动，并对凸型塞施压，进而推动取样筒内的试样从取样筒内脱落。
【文档编号】G01N1/10GK104359710SQ201410639765
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】战东平, 邱国兴, 张洋鹏, 姜周华, 龚伟, 张慧书, 牛奔, 范坤, 郑瑶 申请人:东北大学