[發明專利]測量液態金屬中氣體含量的裝置和方法以及所應用的探頭

在審

• 申請號: 201610150739.X
• 申請日: 2016-03-16
• 公開（公告）號: CN105651958A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 雅克·普勒塞爾斯;約瑟夫·馬蒂·梅斯
• 申請（專利權）人: 賀利氏電子耐特國際股份公司
• 主分類號: G01N33/20
• 分類號: G01N33/20
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 顧紅霞;張蕓

技術領域

本發明涉及一種用于測量液態金屬中氣體含量的裝置，該裝置 包括：探頭，其被設計成浸入液態金屬中，且進而具有在探頭的被設 計為位于底部的一端開通的氣體供應線路；氣體收集部分，其用于收 集從氣體供應線路中流出的氣體，該氣體收集部分定位成與氣體供應 線路的開通口相反且設置有隔膜，隔膜允許氣體通過并阻擋液態金 屬；以及氣體移除線路，其經由隔膜與氣體收集部分相連接；裝置還 包括：氣體回路，其一端與探頭的氣體供應線路相連接，另一端與探 頭的氣體移除線路相連接；至少一個氣體檢測器，其安置在氣體回路 中；以及安裝在氣體回路中或氣體回路上的用于使氣體流過氣體回 路、氣體檢測器和探頭的裝置。

背景技術

浸入到液態金屬熔池中的探頭包括：氣體供應管，其底端被塞 子封閉，塞子在液態金屬中熔化；氣體收集部分，其具有允許氣體通 過但阻留液態金屬的隔膜，氣體收集部分收集金屬中從氣體供應管冒 泡的氣體；以及排氣管，其與氣體收集部分連接。氣體回路的一端與 供氣管連接，另一端與排氣管連接。氣體回路還包括氣體檢測器和泵， 泵安裝在氣體回路中以幫助氣體經由氣體回路流動。氣體回路穿過測 槍延伸，測槍包括二部分快速連接接頭的一部分，探頭包括二部分快 速連接接頭的另一部分。氣體在氣體回路中循環時被干燥。

液態金屬中溶解氣體的含量，特別是氫氣的含量，對最終獲得 的金屬性能有重要的影響。在金屬制造工藝當中，更加特別地在精煉 和鑄造期間，在需要滿足高質量要求的金屬(特別是鋼)的情況下， 必須精確跟蹤氫含量，以確保氣體含量能夠保持在限定的范圍之內。

為了測定氫而特別設計的裝置能夠使小體積的載氣經由液態金 屬冒泡。所述氣體被收集并多次通過閉合回路直到在金屬中的氣體和 所述載氣之間達到自身平衡。氣體檢測器安裝在氣體回路中且用于測 定氣體含量，更特別的是測定氫含量。這類裝置通過英國專利No. 821,821為世人所熟知。

然而，在根據所述專利說明書的裝置中，探頭永久性地與氣體 回路相連接并且所述探頭被設計用于進行多次連續測量。所述探頭因 此不得不由特殊材料制造并具有在液態金屬熔池中長期停留的抵抗 力，因此所述探頭相當昂貴并且實際上只能用于測量熔點相對較低的 金屬熔池中的氫含量。

發明內容

本發明的目的在于對所述缺點進行補救并且提供一種測量包含 液態金屬(即鋼)的熔池中的含量的裝置，使得簡單測量成為可能并 且使用成本相對低廉。

為了這個目的，本裝置用于測量液態金屬中氣體含量且包括測 槍，氣體回路的至少一部分延伸穿過測槍。這個測槍包含快速連接接 頭的一部分，快速連接接頭具有可以相互聯接的插入部和凹入部，而 浸入式探頭在收集部分的相反側且在距所述收集部分一定距離處包 含快速連接接頭的其他部分，快速連接接頭在聯接狀態下將探頭的氣 體供應線路和氣體移除線路與氣體回路中上述兩端的各部分進行氣 密連接。探頭因此構建成只用一次測量或者至多使用有限次測量的投 擲式探頭。

因此，探頭僅僅需要具有在液態金屬中停留相對較短時間的抵 抗力，以便能夠構造為在高熔點的金屬中進行測量并且可以用相對便 宜的材料來生產。

探頭與測槍分離，探頭可以在浸入前快速而容易地安裝在測槍 上并且測量探頭能夠快速而容易地從測槍上拆卸下來。所介紹的探頭 利用測槍以容易而安全的方式實現測量，測槍可以重復使用。

在本發明的特定實施例中，探頭包含將探頭的快速連接接頭區 域圍繞起來的隔熱罩。所述隔熱罩也能夠承受液態金屬有限的時間并 且能夠以便宜的材料進行生產，比如烘干砂、陶瓷纖維、硬紙板和類 似的材料。因為所述隔熱罩被放置在距離收集部分相當遠的距離，所 以因所述隔熱罩的可能燃燒而釋出的氣體對測量幾乎沒有任何影響。

在本發明的有利實施例中，探頭的氣體供應線路和氣體移除線 路是在快速連接接頭部分外側是同心的。

優選的，最外層線路包含將收集部分連接到探頭的快速連接接 頭部分上的管。

在本發明的優選使用的實施例中，所述裝置包含將氣體回路打 開并且將與氣體移除線路連通的部分連接至開放大氣的裝置。

本實施例中，在測量的開始階段，可以允許饋送到氣體回路中 的載氣回到大氣，并且因此，載氣經由探頭在閉合回路里的實際循環 以及因此的實際測量只能在首次測量到載氣中的雜質后開始進行。