一种提斗式取样器的制作方法

本实用新型涉及取样设备领域，尤其涉及一种提斗式取样器。

背景技术：

现有的液态金属取样器，有用砂型、陶瓷、金属型、玻璃吸管等材料或这些材料的复合制作成铸模腔室(即，样杯)，取样器浸入熔融金属中提取一小形圆锥体铸件(几何尺寸各异)，凝固后制备成液态金属化学成分分析试样。

最早使用的钢质提斗式取样器，圆筒状样勺，把长2.5米，人工直接伸入钢包中提取钢液圆锥体铸件，冷却后作为成分分析试样，优点是相对直接、准确，缺点是：上端有毛刺边需修磨后才能风动送样；圆锥体形状且难于脱模，不能与机械手全自动检测流水线配套。

现有的取样器虽普遍应用于钢厂冶炼的各个工序，但由于取样操作都要透过钢液的上浮渣层以及取样器自身材质在熔融状态下的分解，就避免不了对试样的污染，如遇超低碳(0.002％以下)钢，试样普遍存在增碳、增氮、增硫，加上结构不合理，就会使试样存在气孔、缩孔、缩松、夹杂、裂纹，造成化学成分和金相组织偏析等缺陷，同时取样的精准性还受到温度变化和取样器插入深度、角度、时间间隔、点位置不一致等偶然因素的影响。

技术实现要素：

(一)实用新型目的

为解决背景技术中存在的技术问题，本实用新型提出一种提斗式取样器，取样效果好，设备结构简单，设备配合全自动分析检验装置，使炼钢连续、快速生产和钢种研发所需多数量内控标样取得的难题得到解决。

(二)技术方案

为解决上述问题，本实用新型提供了一种提斗式取样器，包括提斗杆、衔接纸管、连接杆、封口帽、石英玻璃内胆和铸模杯；

石英玻璃内胆设置在铸模杯内部，其上端伸出铸模杯顶端；封口帽呈开口向下的u形，封口帽盖在石英玻璃内胆上，封口帽的下端压紧铸模杯的上端，且在封口帽外周与铸模杯上端之间通过设置封口耐火泥形成密封结构；

连接杆竖直设置，其下端连接铸模杯的外周，其上端配合插入衔接纸管的下端，形成连接结构；

提斗杆为多段折线式杆状结构，提斗杆下端配合插入衔接纸管的上端，形成连接结构。

优选的，石英玻璃内胆的内径为35mm，外径为40mm，高度为73mm。

优选的，封口帽的内径为40.5mm。

优选的，铸模杯整体高度为75mm，内部高度为65mm，外径为55mm，内径为42mm。

优选的，连接杆的长度为500mm，衔接纸管2的长度为400mm。

本实用新型，取样效果好，设备结构简单，设备配合全自动分析检验装置，使炼钢连续、快速生产和钢种研发所需多数量内控标样取得的难题得到解决。

附图说明

图1为本实用新型提出的提斗式取样器的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

如图1所示，本实用新型提出的一种提斗式取样器，包括提斗杆1、衔接纸管2、连接杆3、封口帽4、石英玻璃内胆6和铸模杯7；

石英玻璃内胆6设置在铸模杯7内部，其上端伸出铸模杯7顶端；封口帽4呈开口向下的u形，封口帽4盖在石英玻璃内胆6上，封口帽4的下端压紧铸模杯7的上端，且在封口帽4外周与铸模杯7上端之间通过设置封口耐火泥5形成密封结构；

连接杆3竖直设置，其下端连接铸模杯7的外周，其上端配合插入衔接纸管2的下端，形成连接结构；

提斗杆1为多段折线式杆状结构，提斗杆1下端配合插入衔接纸管2的上端，形成连接结构。

在一个可选的实施例中，石英玻璃内胆6的内径为35mm，外径为40mm，高度为73mm。

在一个可选的实施例中，封口帽4的内径为40.5mm。

在一个可选的实施例中，铸模杯7整体高度为75mm，内部高度为65mm，外径为55mm，内径为42mm。

在一个可选的实施例中，连接杆3的长度为500mm，衔接纸管2的长度为400mm。

本实用新型中，提斗式取样器包括以下使用步骤：

s1：握住提斗杆1，将设备垂直浸入钢水中5秒，在垂直取出；

s2：磕出石英玻璃内胆6内的试样，并将式样迅速放入20℃的冷水中，持续1分钟，以进行激冷过程；

s3：对样品进行拨离、冷却、切割以及研磨加工，制样时间控制在2分钟内。

本实用新型中，铸模杯7厚壁设计是为了快速冷却和增加在钢水中的耐熔强度；石英玻璃内胆6上沿比金属铸模样杯高出8㎜，能够防止盛满钢水在提取过程中倾斜外溢，使试样上端无毛刺边，在取样器上提经过渣层时留有空间，使3mm浮渣在冷却后方便的去掉；石英玻璃内胆6极易脱模剥离，与风动送样和机械手自动分析流水线配套(全过程5分钟)，提高了炼钢质量控制和生产效率；石英玻璃内胆6为敞口浇注，排气直接，铸态均匀，彻底消除了气孔、缩孔、缩松、夹杂、裂纹等造成的化学成分和金相组织偏析缺陷；石英玻璃荷重软化温度1800℃，而钢水温度1560-1670℃，所以取样干净、真实，杯不炸裂，加上结构合理，避免了其他方式取样普遍存在增碳、增氮、增硫情况，对钢水化学成分精准及均匀性分析提供了最具价值的标本。衔接纸管2为一次性使用，便于更换。

需要说明的是，本设备对炼钢全过程的质量控制(尤其是精炼、连铸阶序成品的精准定性以及钢种研发的成分均匀性、精准性分析)，提供了具有特钢和普钢冶炼全流程制备试样的装置以及其制作和使用方法，设备也可应用于其他液态金属的冶炼取样。

本实用新型中，提斗式取样器制造方法，包括以下步骤：

s1：加工制作铸模杯7；

s2：加工制作石英玻璃内胆6；石英玻璃内胆6放置于铸模杯7内，且石英玻璃内胆6上沿高出铸模杯7上端8mm；

s3：加工制作封口帽4，封口帽4扣在石英玻璃内胆6上杯口位置处；在封口帽4外周与铸模杯7上端之间通过设置封口耐火泥5,并形成密封结构；

s4：加工制作提斗杆1和连接杆3；连接杆3下端与铸模杯7焊接连接；连接杆3在钢水中5秒内不熔化；

s5：加工制作衔接纸管2；提斗杆1和连接杆3通过衔接纸管2连接。

本实用新型中，体积小重量轻，操作简易，克服纸管式取样器在插入钢水取样过程产生的燃烧喷溅和钢水浮力。装配工艺和取样工序方法具备创新性，成功率达到100％，取样、冷却、拨离、切割、研磨制样总时间短(2分钟)，充分体现出可靠、便捷，提高了生产节奏。提斗杆1非一次性使用，大大降低了制造成本。设备应用广泛，克服了普通样勺为了脱模方便而只能设计成圆锥体试样，普通样勺的“金属铸模+陶瓷浇口+纸管包扎”取样器增加碳污染，实用效果不好。

需要说明的是，本实用新型试样为规则的圆柱体与机械手全自动检验流水线配套无需修磨；通试样顶端有毛刺装不到风动送样盒里，且是圆锥体，不能上自动线。

如表1(两炉3w2031碳、硅、硫、铝、氮5个主成份数据汇总)所示：

表1

由表1可知，在四中式样：提斗圆柱体样、裹纤维圆锥体、普通圆锥体样和超低碳圆饼样中，只有超低碳圆饼样接近本提斗式取样器数据，且试样均匀性和精度的光谱分析验证完全符合内控标样的要求值。裹纤维圆锥体和普通圆锥体样偏析严重不适于精炼、连铸等成品工序。

需要说明的是，本设备中，取样器制造装配了1万支，试用于太钢转炉、电炉、吹氩站、aod炉、lf炉、rh炉、cd炉、连铸几乎所有冶炼设备获得一致好评，满足了优质碳结钢、冷轧硅钢、纯铁、不锈钢、轮轴钢、x80管线钢、军工、核电、港湾大桥用钢的内控标样的制样加工，至今已成功使用了100万支，产值2200万元，大大降低了吨钢成本。

本实用新型取样器及制造方法，配合全自动分析检验装置，使炼钢连续、快速生产和钢种研发所需多数量内控标样取得的难题得到解决，成分分析精度完成达到国家及国际标准。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。