用于炉渣样本收集的浸没装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于收集炉渣样本且测量熔融金属参数的浸没装置10、20，其中所述浸没装置10、20包括用于将熔融炉渣18引导到炉渣样本腔室7、27的流入导管5、25以及用于测量熔融金属19的参数的测量元件1、21，其中所述流入导管5、25和所述测量元件1、21均布置于所述浸没装置10、20的浸没端的顶部区域中和/或均面朝浸没方向17。所述浸没装置10、20被构造成使得在所述浸没方向17上进入所述熔融炉渣18且然后进入所述熔融金属19的浸没期间，所述熔融炉渣18进入所述流入导管5、25的外部部分且通过所述流入导管5、25的内部部分被引导到所述炉渣样本腔室7、27。进而可实现可靠的炉渣收集以及也在转炉中的熔融金属测量。本发明专利技术还涉及收集炉渣样本且测量熔融金属参数的方法。

Immersion device for collection of slag samples

The invention relates to a method for collecting slag samples and immersion device for measuring molten metal parameters 10, 20, wherein the immersion device 10, including 20 for the molten slag 18 to 7, 27 of the slag sample chamber into the catheter measurement elements 5, 25 as well for measuring the parameters of molten metal 19 1, 21, which the inflow conduit 5 and 25 and the measuring element 1, 21 are arranged in the area at the top of the 10, 20 immersion immersion device end and / or facing the 17 direction of immersion. The immersion device 10, 20 is configured such that the direction of 17 immersion into the molten slag 18 and then enter the 19 period of immersion of molten metal, the molten slag 18 into the inflow conduit 5 and the external part 25 and through the inflow conduit 5 and inner part 25 is guided to the slag sample chamber 7, 27. In addition, reliable slag collection and molten metal measurement in the converter can be achieved. The invention also relates to a method of collecting slag samples and measuring the parameters of molten metal.

【技术实现步骤摘要】
用于炉渣样本收集的浸没装置
本专利技术涉及用于收集炉渣样本并测量熔融金属参数的浸没装置，以及用于收集炉渣样本并测量熔融金属参数的方法。
技术介绍
在大多数熔融金属精炼工艺中，具体来说在用于制作钢的工艺中，产生形成熔融金属上方的层的熔融炉渣。熔融炉渣具有比熔融金属低的密度。因为这一点，所述炉渣浮动且积聚于通常位于处理器皿内的熔融金属的表面上方。炉渣提供基本的冶金功能，例如需要从熔融金属移除的某些元素的吸收，或其中例如碳等元素在熔融炉渣中氧化且作为反应的气态副产物而释放的反应环境的创建。在金属制作行业中，重要的是监视精炼炉渣的化学和/或冶金组成以便有效地监视熔融金属处理，比较初始计算的化学方法与实际组成以更新装填质量和材料平衡模型，且高效地收集且及时地分析炉渣以便特定恰当地控制金属精炼工艺。用于从处理器皿中的熔融金属槽获得金属精炼炉渣的样本的传统方法是将例如管、金属匙、金属链或类似物等金属物体浸没到炉渣中达预定的相对短时间周期。将熔融炉渣的层冷却到较冷金属物体上，使得在所述金属物体从处理器皿的移除后，可方便地从所述金属对象打破固体炉渣，进行收集，且使用已知的分析方法和技术迅速分析。此方法具有的缺点是包含打破的较小片的不安全样本时常会在收集位置与前一工艺批次的打破的炉渣小块混合。例如US6,370,973中教示的保障冻结炉渣收集工艺采用了漏斗4将液体炉渣31引导通过模具入口3到达具有冷却板5的样本腔室2，以在从样本腔室2移除之后获得炉渣样本。金属生产行业中还常见的是监视处理器皿中的熔融金属的各种其它量，例如温度、固化温度、溶解的氧气，且获得物理样本以确定其它组分含量。已经开发许多不同类型的装置或探测器且用于此目的，例如US7,832,294中所公开。通常，含有感测元件的测量头部安装在载体管(通常为硬纸管)上，且浸没到熔融金属槽中。硬纸管支撑测量头部和/或取样器，从而允许传感器和/或取样器在熔融炉渣下方的所需深度处插入到熔融金属中以获得必要的数据和/或物理样本。当需要漂浮在熔融金属上的炉渣的样本时，已知将物理样本提取到位于中空载体管的侧面上的流入导管中，例如US5,415,052和US9,176,027所教示。替代地，例如在US5,435,196或US7,621,191中已知在固定位置将例如金属管或金属线圈等大体上圆柱形金属形状紧固到硬纸管。以此方式，当探测器主体插入或浸没到熔融金属槽中以用于在精炼期间在顶端处进行所需的测量时，可在侧面同时获得炉渣的样本且当探测器主体从金属槽移除时复原。虽然这些获得炉渣样本的方法在一些应用中可为有用的，但通常难以使用，因为需要使浸没过程适配于炉渣的确切位置及其深度，以使得用于收集炉渣样本的金属物体实际上维持于炉渣层中且不会通过炉渣进入炉渣层下方的熔融金属。又一问题与为了生产钢而从转炉的炉渣样本收集相关。转炉是用于从铁以及具有杂质的废铁、钢和/或铁生产钢的熔炉。将熔融铁添加到所述具有杂质的废铁、铁和/或钢。将氧气并且尤其是粉末石灰的高压流吹送通过所述混合物，从而造成化学反应且从铁移除一些碳。从铁移除的碳的量决定了生产的钢的质量或等级。谨慎地监视工艺的此部分，直到碳的百分比根据所需钢的类型减少到正确水平为止。转炉的炉渣(即转炉炉渣)连续地在运动中，含有气体组分，且具有在转炉工艺期间广泛变化的流动性。因此，对于针对来自精炼器的炉渣(即精炼器炉渣)而配置的装置，炉渣样本收集大体上是困难的，且有时甚至是不可能的。文献WO2011047846描述了此问题以及在从转炉取得炉渣样本期间的特定困难，原因在于转炉炉渣的不同性质以及与例如用于例如精炼器炉渣的所有其它炉渣取样过程相比的特殊转炉条件。WO2011047846的第2页第5到13行描述了从转炉取得炉渣样本的严重问题在于，炉渣由于不良流动性而将不会流入例如从例如生铁取得炉渣样本时使用的具有小入口通道的样本腔室。出于所述原因，样本腔室必须具有大入口开口。对于截面积由与副枪系统一起使用以取得样本的探测器的内部截面积决定的样本腔室，入口开口的大小在所述截面积的至少二分之一到等于样本腔室的截面积的范围内。然而，对于大入口开口，保持样本腔室中的炉渣是个问题。当今，用于从炼钢转炉收集炉渣样本探测器通常是多功能测量探测器，其不仅能够收集炉渣样本，而且包括用于在仅一个单个浸没过程期间测量熔融金属的性质的一个或多个测量元件。如果仅获得转炉炉渣样本，那么可以选择具有相对大直径的宽入口开口用于可靠的转炉炉渣收集，如WO2011047846和US6,370,973中教示。确切地说，目标是至少以同一传感器中的温度测量单元收集炉渣样本。借助于副枪系统将传感器浸没在槽中。所述器皿是用于炼钢的转炉，大部分以顶部吹气枪和底部气体搅拌而操作。然而，常规的浸没探测器至少具有热电偶并且因此，这些多功能测量探测器的测量头部上通常仅存在有限空间可用，如例如US9,176,027中说明。在测量头部上的浸没端的此可用空间具体来说不足以用于布置如WO2011047846和US6,370,973中教示的所述宽入口开口，且同时在测量头部的所有热质量会干扰槽温度测量的准确性。所引用文献的内容以引用的方式并入本文中。从现有技术已知的上述特征可单独地或结合下文本专利技术的所揭示方面和实施例中的一者而组合。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供用于收集炉渣样本且测量熔融金属参数的进一步开发的装置和方法。根据主权利要求的用于收集炉渣样本且测量熔融金属参数的浸没装置以及根据独立权利要求的用于收集炉渣样本且测量熔融金属参数的方法用于所述问题的解决。附属权利要求中描述了优选实施例。所述问题借助于用于收集炉渣样本且测量熔融金属参数的浸没装置而解决，其中所述浸没装置包括用于将熔融炉渣引导到炉渣样本腔室的流入导管以及用于测量熔融金属的参数的测量元件，其中所述流入导管包括外部部分和内部部分，其中所述流入导管和测量元件均布置于所述浸没装置的浸没端的顶部区域中和/或均面朝浸没方向，其中所述浸没装置被构造成使得在浸没方向上进入熔融炉渣且然后进入熔融金属的浸没期间，熔融炉渣进入所述流入导管的外部部分且通过所述流入导管的内部部分被引导到炉渣样本腔室。本专利技术是基于申请人的如下认识：紧靠或沿着测量元件(或用于精炼器熔融金属测量的典型多功能测量头部的测量元件)的边的顶部区域中的可用空间可实际上足以在浸没端的顶部区域中和/或面朝浸没方向布置流入导管，其能够可靠地收集熔融转炉炉渣的样本而不会妨碍或阻碍熔融金属参数测量。浸没装置是适合于或经配置以通过浸没到熔融炉渣和熔融金属中而满足专用功能的装置。熔融金属具体来说是熔融铁。在本申请案的意义内的熔融金属具有1000℃以上的温度。熔融铁通常具有超过1500℃的温度。收集炉渣样本意味着取得熔融炉渣或流入浸没装置以及连同浸没装置一起从熔炉取出以用于后续分析。熔融金属参数意味着熔融金属的性质，例如当前温度、碳含量或浓度以及氧含量或浓度。确切地说，在测量元件暴露于熔融金属期间测量熔融金属参数。用于将熔融炉渣引导到炉渣样本腔室的流入导管意味着允许熔融炉渣进入和/或被引导到浸没装置内的进入通道。具体来说，所述流入导管是管线或管。流入导管将熔融炉渣导引或传递到样本腔室，所述样本腔室优选至少部分地容纳于浸没装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于收集炉渣样本且测量熔融金属参数的浸没装置(10、20)，其中所述浸没装置(10、20)包括用于将熔融炉渣(18)引导到炉渣样本腔室(7、27)的流入导管(5、25)以及用于测量熔融金属(19)的参数的测量元件(1、21)，其中所述流入导管(5、25)包括外部部分和内部部分，其中所述流入导管(5、25)和所述测量元件(1、21)均布置于所述测量头部(2、22)的浸没端的顶部区域中和/或均面朝浸没方向(17)，其中所述浸没装置(10、20)被构造成使得在所述浸没方向(17)上进入所述熔融炉渣(18)且然后进入所述熔融金属(19)的浸没期间，所述熔融炉渣(18)进入所述流入导管(5、25)的所述外部部分且通过所述流入导管(5、25)的所述内部部分被引导到所述炉渣样本腔室(7、27)，其中所述流入导管(5、25)被构造成使得所述流入导管(5、25)可抵抗熔融炉渣(18)但在暴露于所述熔融金属(19)后熔化。

【技术特征摘要】
2016.09.13 EP 16188557.91.一种用于收集炉渣样本且测量熔融金属参数的浸没装置(10、20)，其中所述浸没装置(10、20)包括用于将熔融炉渣(18)引导到炉渣样本腔室(7、27)的流入导管(5、25)以及用于测量熔融金属(19)的参数的测量元件(1、21)，其中所述流入导管(5、25)包括外部部分和内部部分，其中所述流入导管(5、25)和所述测量元件(1、21)均布置于所述测量头部(2、22)的浸没端的顶部区域中和/或均面朝浸没方向(17)，其中所述浸没装置(10、20)被构造成使得在所述浸没方向(17)上进入所述熔融炉渣(18)且然后进入所述熔融金属(19)的浸没期间，所述熔融炉渣(18)进入所述流入导管(5、25)的所述外部部分且通过所述流入导管(5、25)的所述内部部分被引导到所述炉渣样本腔室(7、27)，其中所述流入导管(5、25)被构造成使得所述流入导管(5、25)可抵抗熔融炉渣(18)但在暴露于所述熔融金属(19)后熔化。2.根据权利要求1所述的浸没装置(10、20)，具体来说根据前述权利要求中任一权利要求所述的浸没装置，其特征在于所述流入导管(5、25)的所述外部部分是立式的。3.根据权利要求1所述的浸没装置(10、20)，具体来说根据前述权利要求中任一权利要求所述的浸没装置，其特征在于用于覆盖所述浸没装置(10、20)的所述顶部区域的测量头部盖(4、24)，其中所述测量头部盖(4、24)被构造成使得所述测量头部盖(4、24)可抵抗熔融炉渣(18)但在暴露于所述熔融金属(19)后熔化。4.根据前述权利要求所述的浸没装置(10、20)，具体来说根据前述权利要求中任一权利要求所述的浸没装置，其特征在于所述测量头部盖(4、24)的盖开口(9、29)被设计成使得熔融炉渣(18)可通过所述盖开口(9、29)流入所述流入导管(5、25)。5.根据前述权利要求所述的浸没装置(10、20)，具体来说根据前述权利要求中任一权利要求所述的浸没装置，其特征在于所述测量头部盖(4、24)在浸没方向(17)上与所述流入导管(5、25)齐平或者在浸没方向(17)上覆盖所述流入导管(5、25)。6.根据权利要求1所述的浸没装置(10、20)，具体来说根据前述权利要求中任一权利要求所述的浸没装置，其特征在于所述流入导管(5、25)具有在浸没方向(17)上定向的流入开口。7.根据权利要求1所述的浸没装置(...

【专利技术属性】
技术研发人员：德里·拜恩斯，保罗·A·特纳，
申请(专利权)人：贺利氏电子耐特国际股份公司，
类型：发明
国别省市：比利时,BE