[發(fā)明專利]測量熔融金屬中氣體含量的裝置有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 200680007584.9 | 申請日： | 2006-02-27 |
| 公開（公告）號： | CN101137896A | 公開（公告）日： | 2008-03-05 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 埃里克·格里茨;雅克·普勒塞爾斯;喬斯·斯文南 | 申請（專利權(quán)）人： | 賀利氏電子耐特國際股份公司 |
| 主分類號： | G01N1/22 | 分類號： | G01N1/22 |
| 代理公司： | 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 | 代理人： | 宋丹氫;張?zhí)焓?/td> |
| 地址： | 比利時*** | 國省代碼： | 比利時;BE |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 測量 熔融 金屬 氣體 含量 裝置 | ||
本發(fā)明涉及一種測量熔融金屬中氣體含量的裝置，該裝置包括：具有集氣本體的浸沒端、通向浸沒端的供氣道、以及用于使氣體通過集氣本體的排氣道，本發(fā)明還涉及這種裝置的用途。
這樣的裝置可以從EP?307?430?B1中獲知。該文獻描述的裝置適于測量例如熔融鋼中的氣體含量，尤其是氫氣。這里，集氣本體由多孔石制成。對于不同的熔融物，可能出現(xiàn)測量受到影響的情況，原因在于本體的開口被堵塞，或者本體的表面與熔融金屬沒有形成充分的接觸。
根據(jù)US?6,216,526?B1，還已知一種類似的裝置。該裝置具有石英玻璃管，熔融物收集在該石英玻璃管中。然后，熔融金屬可以通過塞子透入浸沒式探頭的內(nèi)部，該塞子對于熔融物是可透過的。氧化鋁制成的這種塞子可以擋住熔融金屬中的雜質(zhì)。
根據(jù)DE?38?74?423?T2(EP?295?798?B1)已知一種用于檢測熔融金屬中氣體濃度的探頭，該探頭包括集氣本體，其中集氣本體具有供氣道、以及用于使氣體通過集氣本體的排氣道。集氣本體由氧化鋁制成。根據(jù)DT?24?23?783?A1已知一種浸沒式傳感器，其使用固體電解質(zhì)尖晶石結(jié)構(gòu)(solid?electrolyte?spinel?structure)來測量熔融金屬中的氧。
本發(fā)明基于對現(xiàn)有技術(shù)裝置進行改進，解決其存在的問題，特別針對防止集氣本體的堵塞。
通過本發(fā)明的獨立權(quán)利要求的特征可以解決上述問題。從屬權(quán)利要求詳細說明了優(yōu)選的構(gòu)造。
這樣，因為集氣本體包含與熔融金屬接觸時不會形成液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物的材料，所以，集氣本體的表面不會被雜質(zhì)充填，由此保證熔融金屬與集氣本體的接觸，從而允許氣體交換。特別有益的是，與熔融金屬接觸時不形成液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物的材料相對于集氣本體的含量為至少80重量％，優(yōu)選為至少90重量％。另外，集氣本體為多孔體是有益的，其中，孔隙率優(yōu)選為大約50％。
有利地，集氣本體包含氧化鎂和/或氧化鋁和/或氧化鉻。特別地，集氣本體可以包含化學(xué)式為AB2O4的材料，其中A為優(yōu)選自Mg、Fe和Mn的金屬，以及，B為優(yōu)選自Al、Cr、Fe和V的另外的金屬。化學(xué)式為AB2O4的材料具有尖晶石結(jié)構(gòu)。這種材料可以已經(jīng)存在于未使用的集氣本體中，或者，也可以在浸沒時或者在集氣本體處于熔融的鐵或鋼中的時候，立即由集氣本體的材料形成這種材料。為了形成AB2O4結(jié)構(gòu)，優(yōu)選使用上述金屬。
根據(jù)本發(fā)明，不形成液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物的材料至少形成集氣本體表面中的一部分作為表層，也就是，至少形成集氣本體中設(shè)置用于與熔融金屬接觸的表面部分。表層的厚度為大約0.3mm至5mm。
根據(jù)本發(fā)明的裝置可以用于具有至少100ppm氧含量和/或至少0.1重量％的硫和/鎂和/或硅含量的熔融鋼。根據(jù)本發(fā)明的裝置還可以用于測量熔融鋼中的氫、氮、一氧化碳和/或二氧化碳。
下面，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明，其中：
圖1為根據(jù)本發(fā)明的裝置的浸沒端的剖面圖。
測量熔融金屬中氣體含量的裝置的基本構(gòu)造可以從例如EP?307430?B1中獲知。EP?307?430?B1的圖1及其相關(guān)描述，示出了包括帶有集氣本體的浸沒端的測量構(gòu)造。本發(fā)明也與該基本構(gòu)造有關(guān)。測量過程也與例如EP?307?430?B1中所描述的相似。
浸沒端1與帶載體管的連接管嘴2連接，用該載體管有助于執(zhí)行浸沒處理。連接管嘴包含若干氣體通道3、3’，其中，居中布置的氣體通道管嘴3’將載氣通過供氣道4導(dǎo)入熔融金屬。供氣道4主要由石英管構(gòu)成，該石英管在其浸沒端開口成為另外的彎曲石英管5，使石英管5的開口取向于集氣本體6的方向。集氣本體6具有環(huán)繞供氣道4的鐘形凹部7。石英管5的開口取向為朝向凹部7，從而使氣流從供氣道4向凹部7流出。這里，從熔融金屬中收集氣體，并且由浸沒端1的本體將所收集的氣體與載氣一起導(dǎo)向氣體通道3。從氣體通道3處繼續(xù)向相應(yīng)的測量裝置傳輸。
在連接管嘴2與集氣本體6之間，浸沒端1具有石英管8，通過粘合劑9或接合劑(cement)10，將石英管8固定于連接管嘴2和集氣本體6。石英管8填充有氧化鋁11，氧化鋁11首先可以固定供氣道4，其次可以輸送攜有待測氣體的載氣。
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