[發(fā)明專利]一種檢測(cè)感應(yīng)爐鋼水中氮含量的取樣裝置及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711116627.3
• 申請(qǐng)日: 2017-11-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107727446A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李建新;王春梅;常金寶;明珠;張雲(yún)飛;柏關(guān)順;趙英利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河鋼股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N1/14
• 分類號(hào): G01N1/14
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司13108
• 代理人: 陳長(zhǎng)庚

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)感應(yīng)爐冶煉鋼水中的氮含量的取樣裝置及取樣方法，屬于鋼水樣品檢測(cè)工具及方法領(lǐng)域。

背景技術(shù)

氮元素在合金中是一種有益成分，目前有一系列的含氮鋼種適用于不同的應(yīng)用領(lǐng)域。在冶煉含氮鋼的過(guò)程中，氮含量的準(zhǔn)確控制在一定程度上決定了產(chǎn)品的最終性能。通常鋼廠使用的火花直讀光譜儀不適用于檢測(cè)鋼中較高的氮含量，需要采用氧氮?dú)浞治鰞x檢測(cè)鋼水中的氮含量。在使用氧氮?dú)浞治鰞x檢測(cè)鋼水中氮含量時(shí)，需要制備特定的試樣，檢測(cè)試樣要求直徑為4~6mm，長(zhǎng)度為50~100mm，表面和內(nèi)部不得有氣孔。

在使用非真空感應(yīng)爐冶煉含氮鋼時(shí)，不能采用Al等強(qiáng)脫氧劑，僅僅采用擴(kuò)散脫氧不能將氧含量控制在較低的水平，經(jīng)常發(fā)生由于鋼中氧含量高導(dǎo)致的取樣失敗，同時(shí)試樣中氣孔多或空心均不能滿足氧氮?dú)錂z測(cè)試樣的要求。以上要求導(dǎo)致目前的檢測(cè)取樣成功率低，嚴(yán)重影響生產(chǎn)節(jié)奏，增加冶煉時(shí)間及生產(chǎn)成本。因此，本發(fā)明提出了一種利用氧氮?dú)錂z測(cè)儀在線準(zhǔn)確測(cè)量氮含量的方法和取樣裝置，可以實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量的制取氧氮?dú)錂z測(cè)試樣及在線測(cè)量氮含量的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種檢測(cè)感應(yīng)爐鋼水中氮含量的取樣裝置及方法，這種取樣裝置及方法可以在氧含量高的條件下制取氧氮?dú)錂z測(cè)試樣，為氧氮?dú)浞治鰞x檢測(cè)快速制取合格的試樣。

解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是：

一種檢測(cè)感應(yīng)爐鋼水中氮含量的取樣裝置，它包括玻璃管、鋁箔、膠帽，玻璃管為長(zhǎng)管，玻璃管的頭部為錐形，錐形頭部的前端有開(kāi)孔，玻璃管的后部套裝膠帽，鋁箔附著在玻璃管的內(nèi)壁圓周上，玻璃管的內(nèi)壁上有刻度。

上述檢測(cè)感應(yīng)爐鋼水中氮含量的取樣裝置，所述膠帽為圓形或橢圓形空心彈性膠制球體，膠帽的球體直徑大于玻璃管的直徑，膠帽的前端有圓形開(kāi)口，圓形開(kāi)口的直徑小于玻璃管的直徑，圓形開(kāi)口撐開(kāi)后套裝在玻璃管的后端。

上述檢測(cè)感應(yīng)爐鋼水中氮含量的取樣裝置，所述玻璃管長(zhǎng)度為150mm~200mm，內(nèi)徑4mm~6mm，厚度為1mm~2mm，玻璃管內(nèi)壁附著的鋁箔厚度為0.5mm~1mm，長(zhǎng)度為50mm~100mm。

一種使用上述取樣裝置的取樣方法，它采取以下步驟進(jìn)行：

a.準(zhǔn)備取樣裝置，將膠帽套裝在玻璃管的后端，保證套裝牢固，不會(huì)脫落；

b.使用取樣勺取出部分鋼液；

c.擠壓膠帽，然后將玻璃管的錐形頭部浸入到鋼液內(nèi)，松開(kāi)膠帽，利用玻璃管與鋼液形成壓力差，將鋼液吸入玻璃管內(nèi)，鋼液在玻璃管內(nèi)流動(dòng)過(guò)程中，與附著在玻璃管內(nèi)壁上的鋁箔反應(yīng)，消耗鋼液中的氧；

d.吸取鋼液的過(guò)程持續(xù)2~3s，待鋼液在玻璃管內(nèi)高度達(dá)到預(yù)定高度后迅速取出，立即淬火冷卻；

e.冷卻后，敲碎玻璃管，即可得到待檢測(cè)的試樣，試樣表面、內(nèi)部均無(wú)氣泡或氣孔，質(zhì)量合格，用機(jī)床車掉試樣表層，將試樣送往檢測(cè)中心，利用氧氮?dú)浞治鰞x進(jìn)行快速氮含量檢測(cè)。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明在檢測(cè)鋼水中氮含量時(shí)，將玻璃管的錐形頭部浸入到鋼液內(nèi)，將鋼液吸入玻璃管內(nèi)，鋼液在吸入過(guò)程中與附著在玻璃管內(nèi)壁上的鋁箔接觸，發(fā)生鋁脫氧反應(yīng)，消耗掉試樣中的氧，以避免在冷卻過(guò)程中氣孔的生成，可以提高檢測(cè)試樣制取的成功率。

本發(fā)明是檢測(cè)感應(yīng)爐鋼水中氮含量的首創(chuàng)，創(chuàng)造性地利用了鋁箔與氧發(fā)生脫氧反應(yīng)的機(jī)制消除了試樣鋼液中的氧元素，達(dá)到用最簡(jiǎn)單的裝置和方法解決長(zhǎng)期難以解決問(wèn)題的目的，在行業(yè)內(nèi)有極好的使用效果。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、快速高效，在鋼水中氧含量較高的情況下可以快速制取合格的檢測(cè)試樣，提高檢測(cè)效率，減少冶煉時(shí)間和生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)記如下：玻璃管1、錐形頭部2、鋁箔3、膠帽4。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明由玻璃管1、鋁箔3、膠帽4組成。

圖中顯示，玻璃管1為長(zhǎng)管。玻璃管1的頭部為錐形，錐形頭部2的前端有開(kāi)孔，用于抽吸鋼液。玻璃管1的后部套裝膠帽4，用于擠壓后在玻璃管1內(nèi)形成真空。鋁箔3附著在玻璃管1的內(nèi)壁圓周上，用于與鋼液中的氧發(fā)生反應(yīng)，降低氧含量。玻璃管1的內(nèi)壁上有刻度，用于控制抽吸鋼液的高度。

圖中顯示，膠帽4為圓形或橢圓形空心彈性膠制球體，用手捏可以發(fā)生變形。膠帽4的球體直徑大于玻璃管1的直徑，以便有足夠的彈性空間。膠帽4的前端有圓形開(kāi)口，圓形開(kāi)口的直徑小于玻璃管1的直徑，圓形開(kāi)口撐開(kāi)后套裝在玻璃管1的后端。