[發明專利]用于爐渣樣本收集的浸沒裝置

有效

• 申請號: 201710785648.8
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN107817127B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 德里·拜恩斯;保羅·A·特納
• 申請（專利權）人: 賀利氏電子耐特國際股份公司
• 主分類號: G01N1/10
• 分類號: G01N1/10;G01N33/205;C21C5/46
• 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

本發明涉及用于收集爐渣樣本且測量熔融金屬參數的浸沒裝置10、20，其中所述浸沒裝置10、20包括用于將熔融爐渣18引導到爐渣樣本腔室7、27的流入導管5、25以及用于測量熔融金屬19的參數的測量元件1、21，其中所述流入導管5、25和所述測量元件1、21均布置于所述浸沒裝置10、20的浸沒端的頂部區域中和/或均面朝浸沒方向17。所述浸沒裝置10、20被構造成使得在所述浸沒方向17上進入所述熔融爐渣18且然后進入所述熔融金屬19的浸沒期間，所述熔融爐渣18進入所述流入導管5、25的外部部分且通過所述流入導管5、25的內部部分被引導到所述爐渣樣本腔室7、27。進而可實現可靠的爐渣收集以及也在轉爐中的熔融金屬測量。本發明還涉及收集爐渣樣本且測量熔融金屬參數的方法。

技術領域

本發明涉及用于收集爐渣樣本并測量熔融金屬參數的浸沒裝置，以及用于收集爐渣樣本并測量熔融金屬參數的方法。

背景技術

在大多數熔融金屬精煉工藝中，具體來說在用于制作鋼的工藝中，產生形成熔融金屬上方的層的熔融爐渣。熔融爐渣具有比熔融金屬低的密度。因為這一點，所述爐渣浮動且積聚于通常位于處理器皿內的熔融金屬的表面上方。爐渣提供基本的冶金功能，例如需要從熔融金屬移除的某些元素的吸收，或其中例如碳等元素在熔融爐渣中氧化且作為反應的氣態副產物而釋放的反應環境的創建。

在金屬制作行業中，重要的是監視精煉爐渣的化學和/或冶金組成以便有效地監視熔融金屬處理，比較初始計算的化學方法與實際組成以更新裝填質量和材料平衡模型，且高效地收集且及時地分析爐渣以便特定恰當地控制金屬精煉工藝。

用于從處理器皿中的熔融金屬槽獲得金屬精煉爐渣的樣本的傳統方法是將例如管、金屬匙、金屬鏈或類似物等金屬物體浸沒到爐渣中達預定的相對短時間周期。將熔融爐渣的層冷卻到較冷金屬物體上，使得在所述金屬物體從處理器皿的移除后，可方便地從所述金屬對象打破固體爐渣，進行收集，且使用已知的分析方法和技術迅速分析。

此方法具有的缺點是包含打破的較小片的不安全樣本時常會在收集位置與前一工藝批次的打破的爐渣小塊混合。例如US 6,370,973中教示的保障凍結爐渣收集工藝采用了漏斗4將液體爐渣31引導通過模具入口3到達具有冷卻板5的樣本腔室2，以在從樣本腔室2移除之后獲得爐渣樣本。

金屬生產行業中還常見的是監視處理器皿中的熔融金屬的各種其它量，例如溫度、固化溫度、溶解的氧氣，且獲得物理樣本以確定其它組分含量。已經開發許多不同類型的裝置或探測器且用于此目的，例如US 7,832,294中所公開。通常，含有感測元件的測量頭部安裝在載體管(通常為硬紙管)上，且浸沒到熔融金屬槽中。硬紙管支撐測量頭部和/或取樣器，從而允許傳感器和/或取樣器在熔融爐渣下方的所需深度處插入到熔融金屬中以獲得必要的數據和/或物理樣本。當需要漂浮在熔融金屬上的爐渣的樣本時，已知將物理樣本提取到位于中空載體管的側面上的流入導管中，例如US 5,415,052和US9,176,027所教示。替代地，例如在US 5,435,196或US 7,621,191中已知在固定位置將例如金屬管或金屬線圈等大體上圓柱形金屬形狀緊固到硬紙管。以此方式，當探測器主體插入或浸沒到熔融金屬槽中以用于在精煉期間在頂端處進行所需的測量時，可在側面同時獲得爐渣的樣本且當探測器主體從金屬槽移除時復原。

雖然這些獲得爐渣樣本的方法在一些應用中可為有用的，但通常難以使用，因為需要使浸沒過程適配于爐渣的確切位置及其深度，以使得用于收集爐渣樣本的金屬物體實際上維持于爐渣層中且不會通過爐渣進入爐渣層下方的熔融金屬。