熔融金属的浸没式探头制造技术

一种用于采集熔融金属样品并且测定凝固过程中的熔融金属液态温度的浸没式探头，所述探头大致是长形的并且沿一浸没方向浸没在熔融金属中，所述探头一开始就以第一纵端接触熔融金属，所述探头包括：具有一大致面朝所述探头的第一端的浸没面的第一耐火本体，一由包括靠近浸没面的第一端壁的多个内壁所构成的内部样品腔，以及在浸没面的一个开口和第一端壁的入口之间延伸的通道，内壁以一初级速度Ｒ１从样品腔中吸收热能；一位于靠近第一端壁的样品腔中的散热片，所述散热片有一贯穿其中的对应于第一端壁中的入口的小孔；一靠近散热片在样品腔中的隔离罩，所述隔离罩有一贯穿其中的对应于散热片中的小孔以及第一端壁中的入口的小孔，隔离罩以比初级速度Ｒ１慢的次级速度Ｒ２从样品腔中吸收热能；以及位于样品腔中与隔离罩隔开的液态温度感应器，其中当探头浸在熔融金属中时，熔融金属经通道流入样品腔直至样品腔基本上充满，当流动停止时，散热片从与之靠近的部分熔融金属中吸收热能并凝固之，凝固的部分将样品封闭在样品腔中，封闭的样品沿着向隔离罩进展的凝固面凝固，防止气孔形成在靠近液态温度感应器处，并且在凝固过程中熔融金属的液态温度是用液态温度感应器从正在凝固中的样品中测得的。２．如权利要求１所述的探头，其特征在于，还包括在通道的至少一部分中用来使流过通道的熔融金属脱氧的脱氧剂。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总的涉及用于在凝固过程中能够保持熔融金属的液态温度的熔融金属处理容器中的浸没式探头。更具体地说，本专利技术涉及获得熔融金属样品并将该样品以特殊的方式凝固而更可靠地测量液态温度信息的熔融金属探头。
技术介绍
用来测定熔融金属的化学分析的普通取样技术是通过测量熔融金属凝固时的温度进行的。因此，具有一内腔和一位于该腔室中的温度感应元件的取样装置浸没到熔融金属池中，熔融金属经过一入口进入腔室中，并且在铁(钢)水静压力的作用下充满腔室。在典型的已有技术的取样装置中，熔融金属样品是沿着从腔室壁向腔室的热量和几何中心进展的凝固面(front)凝固的。如周知的，在凝固过程中，熔融金属中的气体沿着凝固面分离并且可能蓄积而在后面的金属中形成气孔以致凝固，例如在靠近腔室的热量中心处。尽管如此，典型的已有技术的取样装置的存在的问题是，温度感应元件一般位于或靠近充满的腔室的中心并且邻近的气孔将干扰从凝固金属向感应元件的热传递。受干扰的热传递将导致温度感应测量的不精确和不稳定。因此，需要一种对熔融金属的凝固进行控制以防止气孔形成在或靠近温度感应元件处的取样装置。现有的典型取样装置存在的另一个问题是装置的可靠性取决于当其浸没在熔融金属池中时内腔完全充满能力以及当其从熔融金属池中拖出来时保持充满状态的能力。可以理解的是，靠近温度感应元件处孔的形成还可发生在腔室中的熔融金属样品部分逃逸时和/或发生在腔室中没有完全充满熔融金属时。因此，需要有一种具有内腔的取样装置在其浸没在池中时基本上完全充满，并且在其中池中移出来时仍保持基本上完全充满。在现有的取样装置中，众所周知具有两个独立的温度传感器，一个用于测量熔融金属凝固时的液体温度，一个用于测量熔融金属池的周围温度。当温度传感装置都是热电偶的情况下，必须为热电偶的接头以及其各自的补偿导线保持稳定的温度。尽管如此，现有技术的取样装置仍有一个问题，即内腔中的正在凝固的金属所散发出的潜热可以影响这些连接和补偿导线，并且可能产生不精确的温度读数。因此，需要一种取样装置能够使这些接头和导线不受潜热的影响。专利技术概述上述的需要将由一在凝固过程中采集熔融金属样品并测定金属液态温度的浸没式探头来满足。概括地说，该探头大致呈纵向长的形状并且沿一浸没方向浸没在熔融金属中，并且探头的第一纵向端一开始就接触熔融金属。探头具有一其浸没面面朝探头的第一端部的第一耐火本体，一内部样品腔，以及一在浸没面和样品腔之间延伸的通道。重要的是，样品腔内壁以初级速度R1从样品腔中吸收热能。在靠近与浸没面接近的第一端壁处的样品腔中有一散热片，并且该散热片有一个小孔，通过它熔融金属从通道进入样品腔。一个隔离罩位于靠近散热片的样品腔中，这样散热片就与样品腔中的热能隔绝，并且隔离罩有一个小孔，通过此孔熔融金属在其通过散热片的小孔后流过其中。重要的是，隔离罩从邻近的熔融金属中以比初级速度R1慢的次级速度R2吸收热能。一个液态温度传感器位于样品腔中与隔离罩分开。在用来采集熔融金属的样品以及用来在凝固过程中采用上述的浸没式探头从熔融金属样品中测出液态温度的方法中，探头是浸没在熔融金属中的并且熔融金属经过通道流入样品腔中，直至样品腔被基本上充满为此。当熔融金属的的流动停止时，散热片从邻近的熔融金属中吸收热量并将其凝固。凝固的熔融金属将样品封闭在样品腔中，并且被封闭的样品沿着向隔离罩进展的凝固面凝固。由于凝固面的方向是这样的，所以可防止在邻近液态温度传感器处形成气孔，并且在凝固过程中的熔融金属的液态温度是用液态温度传感器从凝固中的样品上所测得的。附图的概述结合阅读附图和以下对本专利技术的较佳实施例的详细描述，将较好地理解前述的构思。为了图示出本专利技术，附图中所示的是本专利技术目前较佳的一个实施例。尽管如此，应当理解，本专利技术并不局限于所示出的这种具体结构和手段。其中附图说明图1是本专利技术一个较佳实施例的熔融金属浸没式探头的纵向截面图；以及图2是图1中所示探头的热电偶和电连接器的纵向立体图。较佳实施例详细描述下文中所采用的某些名词术语仅仅是便于说明而且没有限制作用。词“左”、“右”、“上”和“下”表示图相对参照物的方向。词“内”和“外”各自为朝着和离开参照物的几何中心的方向。名词术语包括上面所特别提及的词、其派生词和意义类似的词。参见对附图的详细描述，其中相同的标号用于标示所有类似的部件，在图1中示出了用来采集熔融金属的样品以及用来测定凝固过程中的金属液态温度的本专利技术的熔融金属浸没式探头10。探头10大致上呈纵向长的形状并且沿一浸没方向I浸没在熔融金属中(未示)。这样，探头10一开始就在第一纵端12处接触熔融金属。探头10具有在各自的第一和第二贴合面18，20处粘结在一起的一般为多孔状的第一和第二耐火本体14，16，并且位于可自耗的厚纸板管22的一端。管22可压配合到第二本体16处的探头10上，如图1所示，并且还可用粘结剂23将管22固定到第二本体16上。第一本体14有一大致朝探头10的第一端12并且大致与第一贴合面18相对的浸没面24。在第一本体14中的是一个内部样品腔26，该样品腔由包括与浸没面24接近并大致平行的第一端壁28的多个内壁27所构成。包围样品腔26并形成内壁27的材料从样品腔26内以初级速度R1吸收热量并且将样品腔26中的熔融金属样品(未示)以热量分析所要求的速度凝固。较佳地，样品腔26的尺寸和几何形状能够采集到适当的液态温度测定所需的足够多的熔融金属样品。而且较佳地，样品腔26的内壁27中的一个具有一大的、平表面以在凝固的熔融金属样品上产生相同的平表面。可以理解的是，这一平表面有助于制备用于分光分析的凝固样品。较佳地，第一和第二本体14，16由多孔的耐火材料构成，例如烘干的树脂砂，以当腔26充满熔融金属样品时允许空气从样品腔26中换气。同时，包围样品腔26的材料应当是足够厚的以提供必要的机械强度并且将样品腔26中正在凝固的样品与来自熔融金属池(未示)的热能隔开或绝离开。第一本体14有一在浸没面24的开口32和第一端壁28的入口34之间延伸的通道30，并且在本实施例中，一个入口管36经通道30并且经过大致沿浸没方向I的浸没面24伸向一延伸端38。较佳地，入口管36是由石英构成的并且用耐火水泥固定在位。尽管如此，入口管36还可由其它的材料构成，如陶瓷或金属，并且可用其它固定剂固定，这也不脱离本专利技术的精神和范围。另外，管36可以省略，这样熔融金属就直接流过通道30。在入口管36中的是一脱氧剂，在本实施例中，脱氧层42沿着入口管36的至少一部分延伸，并且较佳的是沿着管36的整个长度延伸。应当理解，脱氧层42在熔融金属样品经入口管36进入样品腔26时使其脱氧。较佳地，脱氧层是一铝质层，然而，本
中的训练人员将可认识到不脱离本专利技术的精神和范围脱氧层还可采用其它的脱氧材料和几何形状(例如，线形，筛网形和带形等)。在本实施例中，探头10有一盖住入口管36的延伸端38的第一金属帽44以防止材料过早地进入样品腔26。应当理解的是，第一帽44由一种金属材料制成，它在与熔融金属接触一段预定的时间后消失。如果愿意的话，第一金属帽44在某些应用场合中可以省去。在样品腔26中以及靠近第一端壁28处是一个散热片46，它有一尺寸相应于第一端壁28中的入口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗·瓦尔，
申请(专利权)人：黑罗伊斯电子耐特国际N·V·，
类型：发明
国别省市：