专利名称：插入式探针的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种插入式探针，通过热分析来测定取样钢水的相变，所述插入式探 针包括探头，所述探头设有浸入端，所述探头中设有具有流入口的取样室以及热电偶，所述 热电偶通过自身的热焊点而插入到所述取样室中，所述探头还设有用于热电偶信号线的导 线管，其中，所述导线管在所述探头朝向所述浸入端的端部上从设置在该端部的流出口伸 出来，并且其中，在所述浸入端和所述流出口之间的直线形成所述探头的纵轴。
背景技术：
例如在文献US 3，463，005中公开这样一种探针。其中，所述探针在一信号线上从 最高处下放至金属熔体中。为了实现稳定，所述探头包括一厚纸管(Papprohr)，该厚纸管 设置在探头的远离浸入端的端部，信号线导引穿过该厚纸管。所述探针的浸入端上设有热 电偶。另一个热电偶侧面设置在由耐火材料制成的容室中，并且用于液相曲线的测定。文 献US 4，881，824公开了另一种插入式探针。该插入式探针在其前端设有热电偶，而侧面设 有取样室。文献US 5，275，488中提供了一种类似的插入式探针。在该探针中，从探头凸起 的热电偶设置在浸入端上。力求用金属进行保护，即，在所述探针的浸入端上形成有隔离圈 (Kaefig) ο例如文献US 4，842，418或US 5，577，841公开的浸入式探针，这类浸入式探针通 过导管而浸入到熔体中，所述导管能够插到所述的矛形管(Lanze)中。其中所述的装置都 分别在各装置的前面设有取样室。文献DE 3919362 Al提供了另一种浸入式探针。其中， 在一导管中设置用于测量液相温度的取样室。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改良的插入式探针，能够实现精确地测量，特别是能 够在转炉中实现精确地测量。上述目的通过权利要求1所述的插入式探针得以实现。从属权利要求提供了具有 优势的结构。其中，垂直于所述纵轴而分别穿过所述热焊点以及所述流入口的距离所述浸 入端最远的部分各自形成一虚拟平面，并且a)所述浸入端和距离所述浸入端最远的平面 之间的探头的密度至少为6g/cm3，或者b)所述浸入端和一辅助平面之间的探头的密度至少 为6. 5g/cm3，所述辅助平面与距离所述浸入端最远的平面平行并且距离至少为10mm，所述 探针能够在垂直位置上穿透位于金属熔体之上的熔渣层并垂直浸入到金属熔体中。所述辅 助平面优选地设置在距离所述浸入端最远的平面和所述浸入端之间。由本发明的插入式探针实现了，通过对液相温度的测量来分析转炉(碱性氧气转 炉(BOF-Kessel))中钢水的含碳量。这一点能够在转炉内进行鼓泡的过程中得以实现。同 时，能够对钢水的温度进行测量。由于实现了能够在鼓泡的过程中进行测量，因此能够对整 个过程进行优化，从而避免了在熔体中鼓出过多气体。同时，所述探针近乎垂直地进入到金 属熔体中。所述探头能够由若干个在浸入方向上连续设置的钢体组成。
除了金属体(例如由钢制成)之外，所述探头还包括热电偶、取样室和流入口的腔 室和材料。所述金属体的结构由其侧面轮廓来限定，其中，将所述取样室的流入口和所述信 号线的流出口认为是封闭的。优选地，所述浸入端和距离所述浸入端最远的平面之间的密度至少为6. 5g/cm3。 适宜地，所述探头的总密度小于所述浸入端和距离所述浸入端最远的平面之间的密度。适 宜地，所述辅助平面到距离所述浸入端最远的平面的距离至少为20mm，尤其至少为30mm。 优选地，所述辅助平面位于所述浸入端和距离所述浸入端最远的平面之间。由此，所述浸入 式探针的重心位于所述探头浸入端的前面相对较远的位置上。优选地，所述热电偶大体上平行于所述纵轴并通过自身的热焊点沿着所述浸入端 的方向延伸。进一步适宜地，所述热电偶通过透气材料固定在所述取样室中。适宜地，穿过 所述透气材料的所述导线管和所述流出口同样与所述取样室透气地相连通，从而使取样室 中的气体能够几乎无障碍地跑出，特别还具有的优势在于，在所述流出口上设有金属管，所 述信号线通过所述金属管来导引。此外，所述金属管特别还沿着所述探头纵轴的方向延伸。 在投入过程中以及在短时间地保护信号线在金属液中不至于过早损坏的方面上，上述结构 用于额外地稳定测量探针。进一步适宜地，在所述流入口的外侧上设有保护罩，所述保护罩由金属制成，或者 是由金属与纸板相组合、或是由金属与纸相组合而制成。由此避免了在流入口到达金属熔 体的浴面(Badspiegel)以下之前，取样熔体过早地穿透材料进入到取样室中。所述保护罩 优选地由钢制成，适宜地使所述保护罩厚度的最大值为0. 5mm，所述保护罩还能够由锌与纸 板相组合、或是由锌与纸相组合而制成，或是由镀锌的钢板制成。具有优势地，所述流入口 由石英玻璃制成。在所述流入口中能够设有脱氧装置。对此作为适合的材料例如可以选用 铝材。所述插入式探针还能够具有其它的温度传感器，借由所述温度传感器能够单独地 测定浴温。此外，所述其它的温度传感器能够设置在所述探头的背向所述浸入端的端部。
接下来根据附图对本发明的实施例进行说明。图中示出了图1为插入式探针投入到转炉中的连接关系示意图；图2为本发明插入式探针的探头的截面图；图3为本发明插入式探针的另一实施例的示意图；图4为本发明插入式探针在前部设有导入装置的又一实施例的示意图；以及图5为本发明插入式探针具有辅助平面的示意图。
具体实施例方式图1中的示意图示出了在转炉1上方的几米处设置有投放装置2，该投放装置2用 作是插入式探针3的存放器。该插入式探针3自动从该存放器中解除控制，借助于导引装 置4穿过该导引装置进入到转炉1中，该插入式探针穿透位于钢水之上的熔渣层6之后再 进入到转炉中的钢水5中。该图中示出一鼓泡矛形管(Blaslanze) 7，通过该鼓泡矛形管使 氧气在钢水中进行鼓吹。插入式探针3与信号线8连接，通过该信号线能够将测量信号导入到计算机中。信号线8在金属管中导引并穿过该金属管9。金属管9保护信号线8不过 早地受到熔渣或钢水的损坏。图2示出了具有由钢制成的探头10的插入式探针。探头10具有取样室11，该取 样室设有热电偶12。在取样室11的上方还示出了与信号线8相连接的热电偶导线13。通 过热电偶导线13还使另一个设置在探头10外侧的热电偶14与信号线8相连接。位于取 样室11中的流入口 15止于探头11的浸入端16的侧壁，从而实现了在探头10从上方浸入 到钢水5中之后取样熔体到取样室11中的导入。在流入口 15中设有一薄铝片，该薄铝片 作为脱氧装置17。探头10在浸入端16和设置在流入口 15上端的平面18之间的密度大约 为6.6g/cm3。流入口 15大体上由弯曲的石英玻璃管制成。流入口 15的外侧开口 19由平 面18延伸穿过，该外侧开口由在图中未示出的保护罩构成，该保护罩是由大约0. 2-0. 4mm 厚的薄钢板制成，在薄钢板的外侧具有一层薄的纸板层。图3示出了一种类似的插入式探针。与图2所示的插入式探针不同，在图3所示 的探头10'中，导入装置20侧面地设置在取样室11'中。流入口 20的外侧开口被0. 4mm 厚的由钢板制成的保护罩21封住，该钢板涂有纸板层。平面18'延伸穿过流入口 20的上 边缘。图2和图3中，分别延伸穿过各自流入口 15、20上端的虚拟平面18、18'进一步地从 浸入端16移开，而作为是一个延伸穿过各探针的热焊点(图中未示出)的虚拟平面。与图2和图3相比较，在图4中所示的本发明插入式探针的实施例中，探头10"设 有流入口 22，该流入口从取样室11〃 一直通到探头10〃的浸入端16中。在此，延伸穿过热 电偶12的热焊点的虚拟平面18"对于密度分布的测定意义重大。图4所示的插入式探针 的虚拟平面18"和浸入端16之间的密度大约为7. Og/cm3。在图3所示的实施例中，虚拟 平面18'和浸入端16之间的密度大约为7. lg/cm3。与图3所示实施例的原理相类似，图5所示实施例是这样构成的，即，探头10'的 辅助平面23和浸入端16之间的密度大约为7. 4g/cm3，其中，探头10'大体上由钢制成。辅 助平面23设置在虚拟平面(在浸入端16的方向上)18'以下大约15mm的位置上。探头的总密度总是略小于6g/cm3。探头总是大约IOcm长，并且最大直径也同样大 约为10cm。金属管9总是大约为45cm长。信号线的长度根据使用条件在一般情况下为15m 或26m又或35m。在上方，也就是从浸入端16移开的部分，于取样室11、11'、11"上设有耐火材料 24，热电偶12固定在该耐火材料中。通常情况下，在探头10、10'、10"上于外侧设有保护罩(图中未示出)。该保护 罩在测定密度的过程中不予考虑。耐火材料24 (例如铸造用砂或水泥)是透气的，但是不渗透金属熔体，从而使取样 室中的气体能够穿透耐火材料24而溢出。然后，使气体经过金属管9向外部导出。如图5 所示，取样室11、11' >11"在侧面由绝缘材料25来限定。在绝缘材料25和探头10、10'、 10"的钢之间形成大约Imm宽的空隙26。保护罩21还能够由薄钢板(大约0. 2mm厚)制 成，并且该保护罩外侧还具有一层由纸板、纸或锌制成的涂层。
权利要求
一种插入式探针，通过热分析来测定取样钢水的相变，所述插入式探针包括探头，所述探头设有浸入端，所述探头中设有具有流入口的取样室以及热电偶，所述热电偶通过自身的热焊点而插入到所述取样室中，所述探头还设有用于热电偶信号线的导线管，其中，所述导线管在所述探头朝向所述浸入端的端部上从设置在该端部的流出口伸出来，并且其中，在所述浸入端和所述流出口之间的直线形成所述探头的纵轴，其特征在于，垂直于所述纵轴而分别穿过所述热焊点以及所述流入口的距离所述浸入端最远的部分各自形成一虚拟平面，并且a)所述浸入端和距离所述浸入端最远的平面之间的探头的密度至少为6g/cm3，或者b)所述浸入端和一辅助平面之间的探头的密度至少为6.5g/cm3，所述辅助平面与距离所述浸入端最远的平面平行并且距离至少为10mm。
2.根据权利要求1所述的插入式探针，其特征在于，所述浸入端和距离所述浸入端最 远的平面之间的密度至少为6. 5g/cm3。
3.根据权利要求1或2所述的插入式探针，其特征在于，所述探头的总密度小于所述浸 入端和距离所述浸入端最远的平面之间的密度。
4.根据权利要求1至3中至少一项所述的插入式探针，其特征在于，所述辅助平面到距 离所述浸入端最远的平面的距离至少为20mm，尤其至少为30mm。
5.根据权利要求1至4中至少一项所述的插入式探针，其特征在于，所述热电偶大体上 平行于所述纵轴并通过自身的热焊点沿着所述浸入端的方向延伸。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的插入式探针，其特征在于，所述热电偶通过透 气材料固定在所述取样室中。
7.根据权利要求6所述的插入式探针，其特征在于，所述导线管和所述流出口穿过所 述透气材料与所述取样室透气地相连通。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的插入式探针，其特征在于，在所述流出口上设 有金属管，所述信号线通过所述金属管来导引。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的插入式探针，其特征在于，在所述流入口的外 侧上设有保护罩，所述保护罩由金属制成，或者是由金属与纸板相组合、或是由金属与纸相 组合而制成。
10.根据权利要求9所述的插入式探针，其特征在于，所述保护罩由钢制成，优选厚度 的最大值为0. 5mm，或者所述保护罩由锌与纸板相组合、或是由锌与纸相组合而制成。
11.根据权利要求1至10中任意一项所述的插入式探针，其特征在于，所述流入口由石 英玻璃制成，其中，在所述流入口中能够设有脱氧装置。
12.根据权利要求1至11中任意一项所述的插入式探针，其特征在于，所述插入式探针 还具有其它的温度传感器。
13.根据权利要求12所述的插入式探针，其特征在于，所述其它的温度传感器设置在 所述探头的背向所述浸入端的端部。
全文摘要
本发明涉及一种插入式探针，通过热分析来测定取样钢水的相变，所述插入式探针包括探头，所述探头设有浸入端，所述探头中设有具有流入口的取样室以及热电偶，所述热电偶通过自身的热焊点而插入到所述取样室中，所述探头还设有用于热电偶信号线的导线管，其中，所述导线管在所述探头朝向所述浸入端的端部上从设置在该端部的流出口伸出来，并且其中，在所述浸入端和所述流出口之间的直线形成所述探头的纵轴，其中，垂直于所述纵轴而分别穿过所述热焊点以及所述流入口的距离所述浸入端最远的部分各自形成一虚拟平面，并且a)所述浸入端和距离所述浸入端最远的平面之间的探头的密度至少为6g/cm3，或者b)所述浸入端和一辅助平面之间的探头的密度至少为6.5g/cm3，所述辅助平面与距离所述浸入端最远的平面平行并且距离至少为10mm。
文档编号G01N25/04GK101907587SQ20091022293
公开日2010年12月8日 申请日期2009年11月13日 优先权日2009年6月5日
发明者德里·拜恩斯 申请人:贺利氏电子耐特国际股份公司