一种钢样气动冷却装置及其使用方法与流程

本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种钢样气动冷却装置及其使用方法。

背景技术：

在钢铁冶炼过程中，钢液的成分是判断钢液或钢坯成品是否合格的重要因素之一，通常在钢液熔炼过程或浇注过程要进行取样，所取钢样一般呈圆型、棒型、桶型、厚薄型等等，钢样冷却后采用专业仪器及方法进行化学分析，分析结果表示同一炉或同一罐钢液的平均化学成分，作为判断钢液或钢坯质量是否合格的依据之一。

在生产实践中，钢液熔炼过程中所取的钢样，尤其是钢液熔炼期间的过程钢样，由于具有对整炉或整罐钢液成分的后续调整具有参考和指导作用，因此需要在线快速分析出结果，新取的钢液钢样，温度很高，需要进行快速冷却后再进行送样分析。钢液钢样冷却的方式一般为空冷、水冷。空冷静置方式冷却时间长，不适合在线快速分析。水冷却的方式冷却速度快，但对于普碳及中高碳钢钢样来说，容易造成钢样裂纹、碳偏析严重、表面含水大等现象，造成检测仪器异常停机，且检测分析结果误差大，就会判为废样，影响精炼处理过程的成分调整。有的是员工夹持钢样，使用压缩空气管吹，这种方法不仅作业强度大，效率低，而且操作时的噪声大，钢样冷却不均匀。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种钢样气动冷却装置及其使用方法，在不降低、不影响钢样性能及检测结果的前提下，该装置使用方便，可降低操作人员的劳动强度，冷却时的噪声小，改善了操作环境，可实现钢液钢样的快速冷却，缩短了钢样分析周期时间，有利于钢液成分快速、准确调整，以及实际生产的连续性。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：所述钢样气动冷却装置，包括冷却室、消音室和进气管，所述冷却室和消音室的两端均开口设置，所述冷却室的外部与所述消音室套接相连，所述进气管与所述冷却室的一端固定后穿出所述消音室，所述冷却室内设置有钢样定位架和将进气管内喷出的气体导向至钢样表面的气体导向板。

进一步地，所述装置还包括操作平台，所述操作平台上设置有定位孔，所述冷却室的底端穿过所述消音室后与出气管相连，所述出气管穿过所述定位孔后伸入所述操作平台的下方。

进一步地，所述进气管包括传输段及与之相连的扩口段，所述传输段的端部设置有与气源管路相连的螺纹连接部，所述扩口段设置在所述气体导向板的上方。

进一步地，所述冷却室和消音室均设置为圆柱形管件，所述消音室内壁上粘贴有降噪结构。

进一步地，所述冷却室的侧壁上设置有便于将钢样放置在钢样定位架上的投放口，所述消音室的侧壁上设置有与所述投放口相对的密封活动门。

进一步地，所述消音室的侧壁上设置有钢样入口，所述钢样入口的一侧与所述密封活动门铰接相连，所述钢样入口的另一侧与所述密封活动门锁紧相连。

进一步地，所述气体导向板设置有两个且以冷却室的中心轴线对称设置，两个气体导向板的一端与所述冷却室的内壁固定相连且与所述冷却室的内壁之间的夹角为锐角。

进一步地，所述钢样定位架由两个钢筋条组成，两个钢筋条平行连接在两个气体导向板之间，两个钢筋条之间与钢样卡接支撑。

进一步地，所述钢样包括钢样检测部及其上设置的尾柄部，所述钢样检测部设置为圆饼状，所述尾柄部设置为圆柱形且连接在所述钢样检测部的外周方向，所述尾柄部卡接在两个钢筋条之间。

一种所述的钢样气动冷却装置的使用方法，包括以下步骤：

1)将进气管与气源管路相连，并确保气源压力满足工作压力需求；

2)采用钢厂专用钢样取样器从钢液中取出钢样钢样，将取样器的外壳去掉，用钳子夹起高温的尾柄部，打开消音室的密封活动门，将钢样依次通过密封活动门和投放口后竖直放入钢样定位架上，关闭密封活动门；

3)打开气源的控制阀门开关，使压缩空气经过进气管吹入冷却室内的钢样表面，同时按下操作现场配置的计时器，计时结束后，关闭气源控制阀门；

4)打开密封活动门，取出已冷却至室温的钢样；

5)运用切除机切掉钢样的尾柄部，将钢样的钢样检测部送至化验室，进行钢样化验。

本发明的有益效果是：

1、本发明涉及的装置通过将钢样放置在冷却室的钢样定位架上，气源将压缩空气通过进气管导入冷却室内，一部分气体吹向高温钢样的外缘，一部分气体通过气体导向板导向至钢样表面，对钢样表面均匀降温，使整个操作过程简单方便，减小了工作人员的劳动强度，而且提高了钢样冷却的效率，冷却更均匀，防止了钢样裂纹、碳偏析严重等现象，缩短了钢样分析周期时间，有利于钢液成分快速、准确调整，以及实际生产的连续性；而且在压缩空气吹入冷却室内的过程中，产生的大部分噪音被消音室吸收，改善了钢样冷却的操作环境。

2、另外，在放置钢样时，将消音室的密封活动门打开，依次通过消音室的钢样入口和冷却室的投放口放置在两个钢筋条之间定位，使钢样的放置简单方便，而且放置好以后将密封活动门关闭，仅有冷却室底部的出气管与外界相通，使钢样在相对密封的消音空间内冷却，防止了压缩空气向四周扩散，使钢样冷却所需的压缩空气量更少，而且冷却效率更高；其中的进气管包括扩口段，可将压缩空气向外扩散，使钢样表面与更多压缩空气接触，进一步提高了冷却效果；其中的钢样由圆饼状的钢样检测部和圆柱形的尾柄部构成，放置钢样时，将钢样竖直放置，使尾柄部卡入两个钢筋条之间，使钢样检测部朝上，使钢样的定位更稳定，而且使一部分压缩空气吹入钢样的边缘部位，一部分压缩空气沿着钢样的圆表面流动，气体遇到冷却室内的具有倾斜角度的气体导向板后，气流流向回返，吹至钢样圆饼表面上，实现了钢样检测部的快速冷却。

综上，该冷却装置整体结构简单，操作方便，降低了操作人员的劳动强度，而且冷却时的噪声小，改善了操作环境，实现了钢样的快速均匀冷却，缩短了钢样分析周期时间，有利于钢液成分快速、准确调整，以及实际生产的连续性。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明中钢样气动冷却装置的结构示意图；

图2为图1中进气管的结构示意图；

图3为图1中冷却室的结构示意图；

图4为图1中消音室的结构示意图；

图5为本发明所要冷却的钢样的结构示意图；

上述图中的标记均为：1.冷却室，11.投放口，2.消音室，21.密封活动门，22.钢样入口，3.进气管，31.传输段，32.扩口段，4.钢样定位架，5.钢样，51.钢样检测部，52.尾柄部，6.气体导向板，7.操作平台，8.出气管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明具体的实施方案为：如图1所示，一种钢样气动冷却装置，包括冷却室1、消音室2和进气管3，冷却室1和消音室2的两端均开口设置，冷却室1的外部与消音室2套接相连后通过焊接方式定位固定，进气管3与冷却室1的一端焊接固定后穿出消音室2，进气管3的伸出端与气源管路相连，冷却室1内设置有钢样定位架4和将进气管3内喷出的气体导向至钢样5表面的气体导向板6，通过将钢样放置在冷却室1的钢样定位架4上，气源将压缩空气通过进气管3导入冷却室1内，一部分气体吹向高温钢样5的外缘，一部分气体通过气体导向板6导向至钢样5表面，对钢样5表面均匀降温，使整个操作过程简单方便，减小了工作人员的劳动强度，而且提高了钢样冷却的效率，冷却更均匀，防止了钢样裂纹、碳偏析严重等现象，缩短了钢样分析周期时间，有利于钢液成分快速、准确调整，以及实际生产的连续性；而且在压缩空气吹入冷却室1内的过程中，产生的大部分噪音被消音室2吸收，改善了钢样冷却的操作环境。

另外，如图1所示，上述装置还包括操作平台7，操作平台7上设置有定位孔，冷却室1的底端穿过消音室2后与出气管8相连，出气管8可运用直径为600mm的普通圆管制成，出气管8穿过定位孔后伸入操作平台7的下方，出气管8与大气相通，使压缩气体经过冷却室1后经出气管8排出到操作平台7之下，以最大限度地降低了操作工位的噪音。

具体地，如图1和图2所示，其中的进气管3可运用直径为20mm的普通不锈钢圆管制成，包括传输段31及与之相连的扩口段32，传输段31的端部设置有与气源管路相连的螺纹连接部，便于拆卸安装，扩口段32设置在气体导向板6的上方，该扩口段32可设置为喇叭状或棱锥结构，可将压缩空气向外扩散，使钢样表面与更多压缩空气接触，进一步提高了冷却效果。

具体地，如图1、图3和图4所示，其中的冷却室1和消音室2均设置为圆柱形管件，冷却室1可运用直径为600mm的普通圆管制成，消音室可运用直径为1500mm的普通圆管制成，消音室2内壁上粘贴有降噪结构，该降噪结构可采用带有孔洞的石棉状物质，消音室2将冷却室1整体包裹，起到降低噪音的目的；冷却室1的侧壁上设置有便于将钢样5放置在钢样定位架4上的投放口11，投放口11的形状根据钢样5的结构设计，消音室2的侧壁上设置有与投放口11相对的密封活动门21，具体地，消音室2的侧壁上设置有钢样入口22，钢样入口22与投放口11相对，钢样入口22的一侧与密封活动门21铰接相连，钢样入口22的另一侧通过活动销或锁具等与密封活动门21锁紧相连，密封活动门21的门缘加设有密封条，起到密封作用，进一步提高了消音降噪的效果，在放置钢样5时，将消音室2的密封活动门21打开，依次通过消音室2的钢样入口22和冷却室1的投放口11放置在钢样定位架4上定位，使钢样5的放置简单方便，而且放置好以后将密封活动门21关闭，仅有冷却室1底部的出气管8与外界相通，使钢样5在相对密封的消音空间内冷却，防止了压缩空气向四周扩散，使钢样冷却所需的压缩空气量更少，而且冷却效率更高。

具体地，如图3所示，其中的气体导向板6设置有两个且以冷却室1的中心轴线对称设置，气体导向板6由薄钢板制成，其型状接近于半圆型，两个气体导向板6的一端与冷却室1的内壁焊接固定相连且与冷却室1的内壁之间的夹角为锐角；其中的钢样定位架4由两个钢筋条组成，两个钢筋条平行连接在两个气体导向板6之间，两个钢筋条之间与钢样5卡接支撑，如图5所示，其中的钢样5包括钢样检测部51及其上设置的尾柄部52，钢样检测部51设置为圆饼状，尾柄部52设置为圆柱形且连接在钢样检测部51的外周方向，尾柄部52卡接在两个钢筋条之间。放置钢样5时，将钢样5竖直放置，使尾柄部52卡入两个钢筋条之间，使钢样检测部51朝上，使钢样5的定位更稳定，而且使一部分压缩空气吹入钢样5的边缘部位，一部分压缩空气沿着钢样5的圆表面流动，气体遇到冷却室1内的具有倾斜角度的气体导向板6后，气流流向回返，吹至钢样圆饼表面上，实现了钢样检测部51的快速冷却。

上述钢样气动冷却装置的使用方法，包括以下步骤：

1)将进气管3与气源管路相连，并确保气源压力满足工作压力需求；

2)采用钢厂专用钢样5取样器从钢液中取出钢样5钢样，将取样器的外壳去掉，用钳子夹起高温的尾柄部52，打开消音室2的密封活动门21，将钢样5依次通过密封活动门21和投放口11后竖直放入钢样定位架4上，关闭密封活动门21；

3)打开气源的控制阀门开关，使压缩空气经过进气管3吹入冷却室1内的钢样5表面，同时按下操作现场配置的计时器，计时结束后，关闭气源控制阀门；

4)打开密封活动门21，取出已冷却至室温的钢样5；

5)运用切除机切掉钢样5的尾柄部52，将钢样5的钢样检测部51送至化验室，进行钢样5化验。

上述冷却装置通过改变钢液钢样的冷却方式，钢样的冷却速度得到提升；气动冷却方式有利用钢样检测结果的准确性。采取该装置对钢样进行冷却处理后，钢样的冷却效果得到改善，同时钢样的冷却时间可控制在50秒-60秒，有利于钢样分析周期时间的缩短，具有较好的推广价值。

综上，该冷却装置整体结构简单，操作方便，降低了操作人员的劳动强度，而且冷却时的噪声小，改善了操作环境，实现了钢样的快速均匀冷却，缩短了钢样分析周期时间，有利于钢液成分快速、准确调整，以及实际生产的连续性。

以上所述，只是用图解说明本发明的一些原理，本说明书并非是要将本发明局限在所示所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。