专利名称：小型钢液铁水多功能取样复合探头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及钢液铁水取样复合探头，特别是适合中小型转炉、钢包、铁包中使用的小型钢液铁水多功能取样复合探头。
背景技术：
在钢铁的冶炼过程中，为保证产品质量，出炉前需对铁水进行多次的测温和取样，对钢液要进行多次的取样、测温及定氧和定碳，这个工作是通过在炉内的复合取样探头采集炉内钢铁熔液的温度、含氧量及含碳量并对钢铁熔液进行取样，再通过二次仪表显示及对样块的光谱分析，得到钢铁的各种成份数据。复合取样探头基本构造通常包括探头测温定氧部件和探头管身部分，探头测温定氧部件包括陶瓷头、温度传感器氧化锆管、外部电极及保护帽，温度传感器氧化锆管及其外部电极固定插设在陶瓷头上，探头管身部分包括中纸管、外纸管及与测枪头活动连接的接插装置，在中纸管中设有由进液嘴、进样室、取样模及浇口模组成的取样组件，取样模内腔为圆柱形，浇口模设有连通进样室和取样模的浇口，浇口与取样模内腔端面中心连通，进液嘴进口设有进液嘴封盖，取样组件设置在中纸管后整体与接插装置一起置于外纸管前段中，陶瓷头固定在外纸管前端上。但目前国内外市场上所能提供的探头都是副枪取样复合探头，直径在Φ80mm左右，只能适合大型钢铁企业中配有测枪的大型炼钢炉内使用，探头成本高，不适应在大量的中小型企业里的中小型钢炉和铁水包中使用，因为在这些中小型钢炉和铁水包中并没有设置与副枪相配的测枪，通常只设置有机械手，适合直径较小的探头，由于探头直径受限制，所以这类探头的功能单一，没有同时具有测温、定氧、定碳及取样的多功能复合探头，测温、定氧、定碳及取样需分别用不同的探头进行，这大大地增加了生产成本降低了工作效率，同时还加大了劳动强度，这个问题一直困扰着这些中小型钢铁企业，是一个亟待解决的难题。此外，现有的复合取样探头中浇口模的浇口形状通常为圆柱形，不利于铁水快速流入取样模内，取出的样块不致密、有毛细孔，表面不光滑，取成率低，为改善上述现象，只能加大浇口与取样模内腔连接处的通径，但这样又带来了取样后浇口难以与样块分离的新问题。
本实用新型目的在于为克服现有技术的不足而提供一种适合中小型炼钢炉和铁水包使用、集测温、定氧及取样为一体的多功能取样复合探头。
本实用新型的进一步目的在于为克服现有技术不足而提供一种样块质量好、取成率高且浇口易于与样块分离的钢液铁水多功能复合取样探头。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是一种小型钢液铁水多功能取样复合探头，包括中纸管、外纸管、陶瓷头、及设在陶瓷头上的温度传感器、氧化锆管及其外部电极和由进液嘴、进样室、取样模及浇口模组成的取样组件，浇口与取样模及进样室内腔连通，其特征在于所述陶瓷头前端面上设有分别用于安装温度传感器、氧化锆管及其外部电极的三个沿轴向贯通的安装插孔，温度传感器、氧化锆管及其外部电极分别插设在各自的安装插孔中，在氧化锆管、外部电极及温度传感器的自由端上裹有耐高温隔热片。
作为本实用新型的进一步设置所述取样模由具有圆柱形凹腔的构件构成，所述浇口模中浇口的形状为锥形漏斗状，浇口模置于取样模上，所述浇口模的下端面盖在取样模内腔上构成取样模内腔的上端面；所述浇口模整体外形可以成柱状如圆柱状，由沿径向切割成两块或两块以上的部分拼合而成。
作为本实用新型的再进一步设置所述浇口模的下端面向外突起成球面状。
作为本实用新型的更进一步设置在陶瓷头后端面中心还设有取样盒定位凹腔和取样盒，凹腔中心设有沿轴向贯通的进液管插孔，温度传感器和氧化锆管的安装插孔设置在进液管插孔两侧，取样盒由两片中间设有凹腔边侧带有水平漏嘴的铁质圆盘对合而成，中间形成标准样形腔，水平漏嘴合成进液管，所述取样盒设置在定位凹腔中，进液管插在进液管插孔中，进液管中插设有石英管，石英管前端露在陶瓷头前端面外，取样盒同时作为外部电极。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是由于在氧化锆管及温度传感器的自由端上裹有耐高温隔热片，如石棉、硅酸铅纤维或云母片，很大程度上提高了隔热性能，使得即使在缩小了陶瓷头的直径后，陶瓷隔热层变薄，甚至在陶瓷头上同时设置有取样盒的情况下仍能使氧化锆管和温度传感器的自由端温升在100℃以下，不会产生附加电势，影响数据的准确性，这种结构的多功能复合探头的直径可以减小至40mm～45mm左右，能够适合机械手操作，并且一次测试能同时测温、取样并确定含氧量和含碳量，提高了效率，降低了成本；此外，当浇口模中浇口的形状为锥形漏斗状时，钢液、铁水可以很顺畅流入取样模内，因此浇口与取样模内腔连接处的通径可以设计的更小，取样后轻轻一敲或一摔，浇口就很容易在与样块连接处断裂与样块分离，当将浇口模进一步设置成由沿径向切割成两块或两块以上的部分组成整体外形成柱状，下端面向外突起成球面状后，样块从取样模中脱模可变得非常容易。
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明，并同时给出具体实施例
附图1为本实用新型具体实施例测温定氧部件结构剖视图；附图2为本实用新型测温定氧部件中设有取样盒时具体实施例结构剖视图；附图3为本实用新型取样组件具体实施例结构分解示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，钢液铁水多功能复合取样探头仍由探头测温定氧部件和探头管身部分组成，探头测温定氧部件包括陶瓷头3、温度传感器4、氧化锆管5及其外部电极6，陶瓷头3由耐火材料制成，形状通常前端成圆锥台，而另一端设有凸台形成阶肩，凸台直径与外纸质保护管内孔径间隙配合，所述陶瓷头3前端面上沿轴向设有截面形状分别与温度传感器4、耐高温保护管及其外部电极6相配的三个安装插孔，温度传感器4、耐高温保护管及其外部电极6分别插设在各自的安装插孔中，温度传感器4、氧化锆管5及其外部电极6前端穿出外露，温度传感器4、氧化锆管5及其外部电极6的信号引线即自由端与导线连接并引至外纸管2中，在信号引线即自由端的连接处上裹有耐高温隔热片11，并由高温水泥固封，高温隔热片可选用如石棉、硅酸铅纤维或云母片，在陶瓷头31前端面外围上设有将耐高温保护管、温度传感器4及其外部电极6环绕在内的与保护帽17缘口相配的环状凹槽16，保护帽17缘口嵌在环状凹槽16将温度传感器4和氧化锆管5及外部电极6罩在其中，探头管身部分包括中纸管1、外纸管2及与测枪头活动连接的接插装置，在中纸管1中设有由进液嘴7、进样室8、取样模9及浇口模10组成的取样组件，如图3所示，进样室8、取样模9及浇口模10外形为柱形，最好是圆柱形，直径与中纸管1内孔径间隙配合，取样模9上端面上设有扁平的圆柱形凹腔，进样室8由筒状构件构成，上端封闭，侧壁上设有进液孔，浇口模10中设有连通进样室8和取样模9的浇口，浇口的形状为锥形漏斗状，最好为圆锥形便于制作，浇口模10置于进样室8和取样模9之间，浇口的锥顶处在浇口模10下端面的中心，取样组件固定设置在中纸管1中后整体与接插装置一起置于外纸管2前段中固定，对应于进样室8侧壁上进液孔的位置在外纸管2和中纸管1上设置有通孔构成进液嘴7，进液嘴7进口设有进液嘴7封盖，陶瓷头3固定在外纸管2前端上。为了便于样块从取样模9中脱模，可进一步将浇口模10设置成由沿径向切割成两块或两块以上相同的部分组成，同时浇口模10的下端面也还可以向外突起成球面状。此外，如图2所示，为了进一步提高钢液取样的成功率，在陶瓷头3后端面中心还可以再设有一个取样盒定位凹腔和取样盒12，凹腔中心设有沿轴向贯通的进液管插孔13，温度传感器4和氧化锆管5的安装插孔设置在进液管插孔13两侧，取样盒12由两片中间设有凹腔边侧带有水平漏嘴的铁质圆盘对合而成，中间形成标准样形腔，水平漏嘴合成进液管14，所述取样盒12设置在定位凹腔中，进液管14插在进液管插孔13中，进液管14中插设有石英管15，石英管15前端露在陶瓷头3前端面外，取样盒12同时作为外部电极6，这样一次可以同时取得两个钢样，提高钢液取样的成功率。
权利要求1.一种小型钢液铁水多功能取样复合探头，包括探头测温定氧部件和探头管身部分，中纸管(1)、外纸管(2)、陶瓷头(3)、及设在陶瓷头(3)上的温度传感器(4)、氧化锆管(5)及其外部电极(6)和由进液嘴(7)、进样室(8)、取样模(9)及浇口模(10)组成的取样组件，浇口与取样模(9)及进样室(8)内腔连通，其特征在于所述陶瓷头(3)前端面上设有分别用于安装温度传感器(4)、氧化锆管(5)及其外部电极(6)的三个沿轴向贯通的安装插孔，温度传感器(4)、氧化锆管(5)及其外部电极(6)分别插设在各自的安装插孔中，在氧化锆管(5)、外部电极(6)及温度传感器(4)的自由端上裹有耐高温隔热片(11)。
2.根据权利要求1所述的小型钢液铁水多功能取样复合探头，其特征在于所述取样模(9)由具有圆柱形凹腔的构件构成，所述浇口模(10)中浇口的形状为锥形漏斗状，浇口模(10)置于取样模(9)上，所述浇口模(10)的下端面盖在取样模(9)内腔上构成取样模(9)内腔的上端面。
3.根据权利要求2所述的小型钢液铁水多功能取样复合探头，其特征在于所述浇口模(10)整体外形成柱状，由沿径向切割成两块或两块以上的部分拼合而成。
4.根据权利要求3所述的小型钢液铁水多功能取样复合探头，其特征在于所述浇口模(10)整体外形成圆柱状，由沿径向切割成两块或两块以上相同的扇形部分拼合而成。
5.根据权利要求2或3或4所述的小型钢液铁水多功能取样复合探头，其特征在于所述浇口模(10)的下端面向外突起成球面状。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的小型钢液铁水多功能取样复合探头，其特征在于在陶瓷头(3)后端面中心还设有取样盒定位凹腔和取样盒(12)，凹腔中心设有沿轴向贯通的进液管插孔(13)，温度传感器(4)和氧化锆管(5)的安装插孔设置在进液管插孔(13)两侧，取样盒(12)由两片中间设有凹腔边侧带有水平漏嘴的铁质圆盘对合而成，中间形成标准样形腔，水平漏嘴合成进液管(14)，所述取样盒(12)设置在定位凹腔中，进液管(14)插在进液管插孔(13)中，进液管(14)中插设有石英管(15)，石英管(15)前端露在陶瓷头(3)前端面外，取样盒(12)同时作为外部电极(6)。
7.根据权利要求5所述的小型钢液铁水多功能取样复合探头，其特征在于在陶瓷头(3)后端面中心还设有取样盒定位凹腔和取样盒(12)，凹腔中心设有沿轴向贯通的进液管插孔(13)，温度传感器(4)和氧化锆管(5)的安装插孔设置在进液管插孔(13)两侧，取样盒(12)由两片中间设有凹腔边侧带有水平漏嘴的铁质圆盘对合而成，中间形成标准样形腔，水平漏嘴合成进液管(14)，所述取样盒(12)设置在定位凹腔中，进液管(14)插在进液管插孔(13)中，进液管(14)中插设有石英管(15)，石英管(15)前端露在陶瓷头(3)前端面外，取样盒(12)同时作为外部电极(6)。
专利摘要本实用新型涉及一种小型钢液铁水多功能取样复合探头。包括设在陶瓷头(3)上的温度传感器(4)、氧化锆管(5)及其外部电极(6)和取样组件，其特征在于在氧化锆管(5)、外部电极(6)及温度传感器(4)的自由端上裹有耐高温隔热片(11)，很大程度上提高了自由端隔热性能，使得即使在缩小了陶瓷头(3)的直径后集测温、定氧及取样为一体，陶瓷隔热层变薄，甚至在陶瓷头(3)上同时设置有取样盒(12)的情况下仍能使氧化锆管(5)和温度传感器(4)的自由端温升在100℃以下，不会产生附加电势，影响数据的准确性，为企业提供了一种适合中小型炼钢炉和铁水包使用、集测温、定氧及取样为一体的多功能取样复合探头。
文档编号G01N1/10GK2819207SQ200520075458
公开日2006年9月20日 申请日期2005年9月8日 优先权日2005年9月8日
发明者陈健 申请人:陈涛, 陈健