一種自動脫模鋼水取樣器及其使用方法
【專利摘要】一種自動脫模鋼水取樣器及其使用方法，屬于鋼鐵冶金【技術領域】，其裝置包括取樣筒及脫模器，取樣筒的上部開口，下部設置有定位蓋及凸型塞，所述定位蓋上設置有定位通孔，凸型塞上設置有與所述定位通孔相對應的定位凸塊，定位蓋與凸型塞通過定位通孔和定位凸塊相配合，取樣筒的側壁為雙層結構，內、外壁間的空隙中設置有發熱劑，所述脫模器包括支架，支架的上部設置有液壓缸，液壓缸連接至液壓泵，支架的中部與下部分別設置有活動卡盤與脫模底座，其取樣后通過液壓缸對凸型塞施力，從而將試樣通過取樣筒的上部口壓出。本發明取樣中不會帶來二次污染，取得試樣氣孔少且成分均勻準確，結構簡單可靠，制造成本低，通過液壓裝置進行脫模比較方便。
【專利說明】一種自動脫模鋼水取樣器及其使用方法
【技術領域】
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[0001]本發明屬于鋼鐵冶金【技術領域】，具體涉及一種自動脫模鋼水取樣器及其使用方法。
【背景技術】
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[0002]為了保證鋼材質量，鋼鐵精煉過程中需要取樣進行化學元素及氣體成分分析。目前國內外普遍使用的鋼水取樣器主要有探頭式和提桶式兩大類。其中探頭式取樣器一般由石英管、乒乓板拼合而成的金屬樣模盒等構件所組成，并采用圓筒狀紙質外殼套住，如中國專利CN200620089061.0及CN200720098163.3公開的探頭式鋼水取樣器，在取樣時，鋼水會自下而上流入取樣器。這種取樣方式通常會造成試樣中氣孔較多，試樣取成率偏低。中國專利CN200620093973.5和CN201220426356.8公開的探頭式鋼水取樣器改進為側面進液，由于鋼水流動性偏差，該改進也未能徹底解決氣孔較多問題。在實際生產中，探頭式取樣器取成率偏低，且探頭制作工藝復雜，價格偏高，但其取出的試樣容易脫模。提桶式取樣器采用鋼水自上而下流入鋼水取樣器的方式取樣，鋼水取樣器內鋼水填充密實，氣孔率低。但是試樣冷卻過程中縮孔嚴重，組織不致密，且試樣脫模困難。為減小縮孔一般采用上部增加隔熱層，使上部剩余熱量補充下部散失的熱量，以減小縮孔，如中國專利CN200520043896.8及CN201020015828.1公開的提桶式鋼水取樣器在上部增加了一個隔熱層。雖然增加的隔熱層可以減小縮孔效應，但容易造成對鋼水的二次污染，影響檢測的準確性。
[0003]為了便于脫模，取樣器可采用上大下小的錐形內腔的結構，中國專利CN200620057735.9、CN200820023055.4 及 CN201120080580.1 公開的提桶式鋼水取樣器皆采用此種結構。但是異形件加工困難，加工成本也較高。
【發明內容】
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[0004]為解決現有技術存在的問題，本發明提出一種可防止二次污染，取得試樣氣孔少、制造成本低、成分均勻準確，且脫模方便的自動脫模鋼水取樣器及其使用方法。
[0005]為實現以上目的，本發明采用以下技術方案，一種自動脫模鋼水取樣器，包括取樣筒及脫模器，所述取樣筒的下部設置有定位蓋及凸型塞，凸型塞設置在取樣筒內，且位于定位蓋的上部，所述定位蓋上設置有定位通孔，凸型塞上設置有與所述定位通孔相對應的定位凸塊，定位蓋與凸型塞通過定位通孔和定位凸塊相配合；取樣筒的側壁為雙層結構，內、外壁間的空隙中設置有發熱劑；所述脫模器包括支架，支架的上部設置有液壓缸，液壓缸連接至液壓泵，支架的中部與下部分別設置有活動卡盤與脫模底座，所述活動卡盤上設置有第一通孔，其大小與取樣筒的外徑一致，所述脫模底座上設置有第二通孔，其大小大于或等于取樣筒的內徑。
[0006]所述發熱劑為鋁粉及氧化鐵的混合物，鋁粉與氧化鐵的質量比為0.3?0.5。
[0007]所述取樣筒的上部設置有伸長桿，伸長桿為多段，相鄰兩段伸長桿之間采用螺紋連接。
[0008]所述液壓泵的入油口通過油管連接至液壓油箱，液壓泵的出油口通過油管連接至液壓缸，在液壓泵的出油口與液壓缸之間的油管上設置有單向閥，所述液壓缸通過油管連接至液壓油箱，在液壓缸與液壓油箱之間的油管上設置有手動閥。
[0009]所述脫模器還包括托盤，所述托盤設置在支架上、脫模底座的下方。
[0010]所述自動脫模鋼水取樣器的使用方法，包括以下步驟:
[0011]步驟一:在取樣筒上部開口處封上鋁箔，并在取樣筒的外壁包裹一層耐火泥漿；
[0012]步驟二:將取樣筒伸入鋼水中進行取樣；
[0013]步驟三:將取樣筒倒置在脫模器上，使取樣筒的下部設置在活動卡盤的第一通孔內，其頂部與脫模底座的上表面相接觸，且使取樣筒的上部開口與脫模底座的第二通孔相對應；
[0014]步驟四:啟動液壓泵，使液壓缸的活塞向下運動，并對凸型塞施壓，進而推動取樣筒內的試樣從取樣筒內脫落。
[0015]本發明的有益效果:取樣中不會帶來二次污染，取得試樣氣孔少且成分均勻準確，本發明結構簡單可靠，制造成本低，通過液壓裝置進行脫模比較方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
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[0016]圖1是本發明的取樣筒的結構示意圖；
[0017]圖2是圖1的定位蓋與凸型塞的結構示意圖；
[0018]圖3是本發明的取樣筒與脫模器配合后的結構示意圖；
[0019]其中:1-取樣筒，2-定位蓋，3-凸型塞，4-發熱劑，5-耐火泥，6_支架，7_活動卡盤，8-脫模底座，9-液壓缸，10-液壓泵，11-活塞，12-托盤，13-伸長桿，14-手動閥，15-單向閥，16-彈簧，17-鋁箔，18-液壓油箱，19-試樣，20-焊點，21-定位通孔，22-定位凸塊。
【具體實施方式】
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[0020]下面結合附圖與具體實施例對本發明做進一步詳細說明，如圖1?圖3所示，一種自動脫模鋼水取樣器，包括取樣筒I及脫模器，所述取樣筒I的上部開口，下部設置有定位蓋2及凸型塞3，凸型塞3設置在取樣筒I內，且位于定位蓋2的上部，所述定位蓋2上設置有定位通孔，凸型塞3上設置有與所述定位通孔21相對應的定位凸塊22，定位蓋2與凸型塞3通過定位通孔21和定位凸塊22相配合，凸型塞3的外徑與取樣筒I的內徑相同且設置在取樣筒I內；取樣筒I的側壁為雙層結構，均采用低碳不銹鋼制成，內、外壁厚均為3mm?5mm,取樣筒高1cm?20cm,其內壁的外徑為3cm?5cm,外壁的內徑比內層筒壁的外徑大2cm?4cm，內設置有鋁粉及氧化鐵的混合物發熱劑4，鋁粉與氧化鐵的質量比為0.4 ;內、夕卜壁間的空隙的上端設置有耐火泥5，發熱劑4是在取樣作業前加入的，耐火泥5的作用是防止發熱劑4脫落。發熱劑4的反應溫度在1200C。左右，在取樣過程中，由于與鋼水接觸時間較短，不會被加熱到反應溫度，但是在冷卻過程中會達到反應溫度并發生鋁熱反應，從而放熱并補充冷卻過程中的熱量，而且其反應后的殘渣也會起到保溫作用，從而有效的減少了試樣19冷卻后的縮孔。
[0021]所述脫模器包括支架6，支架6的上部設置有液壓缸8，液壓缸8通過油管至液壓泵10的出油口，液壓泵10的入油口通過油管連接至液壓油箱18，液壓泵8出油口與液壓缸9之間的油管上設置有單向閥15，液壓缸9還連接有手動閥14，手動閥14直接連接至液壓油箱18，支架6的中部與下部分別設置有活動卡盤7與脫模底座8，所述活動卡盤7上設置有第一通孔，其大小與取樣筒I的外徑一致，以保證取樣筒I能夠被固定住，所述脫模底座8上設置有第二通孔，其大小大于取樣筒I的內徑，保證在進行脫模工作時，試樣19能夠順利掉出。
[0022]所述取樣筒的上部設置有伸長桿13，伸長桿13為多段，相鄰兩段伸長桿13之間采用螺紋連接，取樣時可以安裝合適長度的伸長桿以防止工人被高溫鋼水烤傷。
[0023]所述脫模器還包括托盤12，所述托盤12設置在支架上6，脫模底座8的下部，用于接住從取樣筒I內脫落的試樣19。
[0024]本實施例的使用方法步驟如下:
[0025]步驟一:在定位蓋2與凸型塞3之間焊上2個焊點20，以防止在取樣過程中凸型塞3脫落；
[0026]步驟二:在取樣筒I上部開口處封上一張鋁箔17，以隔絕鋼水表面的雜質；
[0027]步驟三:將取樣筒I外包裹一層耐火泥漿，以保護取樣筒I不被迅速融化；
[0028]步驟四:將取樣筒I伸入鋼水進行取樣，鋁箔17會隔絕鋼水表面的雜質，取樣筒I全部浸入鋼水后，鋁箔17會迅速溶化，鋼水會流入取樣筒I內，在10秒鐘內完成取樣，防止過高的溫度損壞取樣筒I及伸長桿13。
[0029]步驟五:將取樣后的取樣筒I冷卻，以其停止發紅為宜；
[0030]步驟六:將冷卻后取樣筒I倒置設置在脫模器上，先將活動卡盤7向下移動，使取樣筒I外壁的下部設置在活動卡盤7的第一通孔內，其頂上部與脫模底座8的上表面相接觸，且使取樣筒I的上部開口與脫模底座8的第二通孔相對應，然后將活動卡盤7向上移動，直至接近定位蓋2的外緣，然后將活動卡盤7固定住；
[0031]步驟七:啟動液壓泵10，使液壓缸9的活塞11向下運動，并對凸型塞3施壓，進而推動取樣筒I內的試樣19從取樣筒I內脫落。
[0032]脫落后的試樣19經過冷卻后即可以送去實驗室進行分析。由于取樣筒I的側壁內設置有發熱劑4，其熱量可以保證試樣19的穩定降溫，因而試樣19產生氣孔少，且其成分較為均勻。脫模完畢后，關閉液壓泵10，并將手動閥14開啟，液壓缸9內的彈簧16推動活塞11恢復原位，液壓缸9內的液壓油會通過手動閥14流回到液壓油箱18內。然后將取樣筒I取下，取出耐火泥5以及用過的發熱劑4，并填裝新的發熱劑4，用耐火泥5進行封裝以備下次取樣。
【權利要求】
1.一種自動脫模鋼水取樣器，其特征在于:包括取樣筒及脫模器，所述取樣筒的下部設置有定位蓋及凸型塞，凸型塞設置在取樣筒內，且位于定位蓋的上部，所述定位蓋上設置有定位通孔，凸型塞上設置有與所述定位通孔相對應的定位凸塊，定位蓋與凸型塞通過定位通孔和定位凸塊相配合；取樣筒的側壁為雙層結構，內、外壁間的空隙中設置有發熱劑；所述脫模器包括支架，支架的上部設置有液壓缸，液壓缸連接至液壓泵，支架的中部與下部分別設置有活動卡盤與脫模底座，所述活動卡盤上設置有第一通孔，其大小與取樣筒的外徑一致，所述脫模底座上設置有第二通孔，其大小大于或等于取樣筒的內徑。
2.根據權利要求1所述的自動脫模鋼水取樣器，其特征在于:所述發熱劑為鋁粉及氧化鐵的混合物，鋁粉與氧化鐵的質量比為0.3?0.5。
3.根據權利要求1所述的自動脫模鋼水取樣器，其特征在于:所述取樣筒的上部設置有伸長桿，伸長桿為多段，相鄰兩段伸長桿之間米用螺紋連接。
4.根據權利要求1所述的自動脫模鋼水取樣器，其特征在于:所述液壓泵的入油口通過油管連接至液壓油箱，液壓泵的出油口通過油管連接至液壓缸，在液壓泵的出油口與液壓缸之間的油管上設置有單向閥，所述液壓缸通過油管連接至液壓油箱，在液壓缸與液壓油箱之間的油管上設置有手動閥。
5.根據權利要求1所述的自動脫模鋼水取樣器，其特征在于:所述脫模器還包括托盤，所述托盤設置在支架上、脫模底座的下方。
6.權利要求1所述的自動脫模鋼水取樣器的使用方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟一:在取樣筒上部開口處封上鋁箔，并在取樣筒的外壁包裹一層耐火泥漿； 步驟二:將取樣筒伸入鋼水中進行取樣； 步驟三:將取樣筒倒置在脫模器上，使取樣筒的下部設置在活動卡盤的第一通孔內，其頂部與脫模底座的上表面相接觸，且使取樣筒的上部開口與脫模底座的第二通孔相對應； 步驟四:啟動液壓泵，使液壓缸的活塞向下運動，并對凸型塞施壓，進而推動取樣筒內的試樣從取樣筒內脫落。
【文檔編號】G01N1/10GK104359710SQ201410639765
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月13日 優先權日:2014年11月13日
【發明者】戰東平, 邱國興, 張洋鵬, 姜周華, 龔偉, 張慧書, 牛奔, 范坤, 鄭瑤 申請人:東北大學