一种转炉钢液副枪复合探头的制作方法

1.本实用新型属于冶金液态金属测控技术领域，尤其涉及一种转炉钢液副枪复合探头。


背景技术：

2.我国是钢铁冶炼大国，粗钢产量国际市场第一，精品钢材与西方比还有差距，90年代以来国际计算机炼钢技术突飞猛进。改革开放以来，我国引进许多先进的钢铁冶炼技术装备，其中冶炼传感器技术的引进，有力推动了我国这方面的发展；
3.比如转炉炼钢的工艺控制技术，过程参数的测控技术等方面我国存在短板，过程测控技术的核心是传感技术，sl计算机“一键式”全自动炼钢，完全依据冶炼传感器的信息。没有先进的冶炼传感器技术，就不可能实现对冶炼精品钢的测控。尤其是炉后精炼的冶炼传感器测控技术，就决定了品钢的过程控制。我们必须开发国产的冶炼传感器产品，实现冶炼精品钢的需求。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种转炉钢液副枪复合探头，旨在解决上述的问题。
5.本实用新型是这样实现的，一种转炉钢液副枪复合探头，包括：
6.覆膜砂载体，其上安装有测温元件、测氧元件和取样器，测温元件和测氧元件分别安装于覆膜砂载体的头部，所述取样器设于覆膜砂载体内，所述覆膜砂载体安装于副保护纸管一端，覆膜砂载体的尾部位于副保护纸管内，所述副保护纸管外部套装有主保护纸管；
7.测碳元件，其设于副保护纸管内且靠近覆膜砂载体的尾部；
8.塑料插座，其设于副保护纸管内，其位于测碳元件远离覆膜砂载体的一侧；
9.所述测温元件、测氧元件和测碳元件的冷端焊接在补偿导线端头，补偿导线嵌入安装在塑料插座上。
10.优选地，所述测温元件包括热电偶金属丝，所述热电偶金属丝的热端交叉焊接后，其冷端分别与塑料插座冷端上的补偿导线正极以及补偿导线负极焊接。
11.优选地，所述测氧元件包括封装体、填充体、钼丝、氧化锆管和参比电极，所述氧化锆管一端开口另一端封闭，所述参比电极设于氧化锆管内的封闭的一端，所述钼丝一端插入参比电极内，另一端从氧化锆管的开口的一端穿出，所述氧化锆管内填充有填充体，氧化锆管的开口的一端设有封装体。
12.优选地，所述取样器包括取样盒和引流石英管，所述取样盒的钢液进口垂直固化在装在覆膜砂载体中间，钢液进口上连接有引流石英管，引流石英管延伸至覆膜砂载体的头部外。
13.优选地，所述引流石英管外部设有半圆的钢管，钢管作为测氧元件的正极回路。
14.优选地，所述测碳元件包括金属盒、测碳电偶元件和覆膜砂体，所述金属盒两端分别安装有钢板和覆膜砂体，所述金属盒内设有测碳电偶元件，测碳电偶元件固定安装于覆
膜砂体上，所述覆膜砂体上安装有与测碳电偶元件两端电连接的正极端和负极端，所述金属盒、副保护纸管和主保护纸管上开设有钢液引进孔，用于钢液进入金属盒内供测碳电偶元件检测。
15.优选地，所述塑料插座通过支撑纸管固定安装于副保护纸管内，支撑纸管上安装有用于固定塑料插座位置的定位纸管。
16.优选地，所述塑料插座上设有供测温元件、测氧元件和测碳元件的补偿导线分别嵌入的多个线卡槽。
17.优选地，所述副保护纸管远离覆膜砂载体的一端设有导向锥管。
18.优选地，所述主保护纸管远离覆膜砂载体的一端设有排烟气孔一和排烟气孔二。
19.与现有技术相比，本技术实施例主要有以下有益效果：
20.通过采用覆膜砂载体一体化设计，将测温元件、测氧元件和取样器一体化集成，在线测控钢液介质的温度、氧活度等参数，为计算机炼钢提供信息数据，改变了传统的操作方式，准确预报冶金原料及工艺过程参数，实现节能减排，冶炼精品钢材需要，实现负能炼钢目标，降低成本和节能减排有有积极的意义。
附图说明
21.图1是本实用新型实施例1的结构示意图；
22.图2是本实用新型实施例1中测氧元件的结构示意图；
23.图3是本实用新型实施例1中取样器的结构示意图；
24.图4是本实用新型实施例1中测碳元件的结构示意图；
25.图5是本实用新型实施例1中塑料插座的结构示意图；
26.图6是本实用新型实施例2的结构示意图；
27.图7是本实用新型实施例3的结构示意图。
28.附图标记注释：1-钢帽孔、2-脱氧剂体、3-测温元件、4-保护纸帽一、5-覆膜砂载体、6-取样器、7-覆膜砂体、8-钢液引进孔、9-金属盒、10-支撑纸管、11-导向锥管、12-排烟气孔一、13-钢保护帽、14-保护纸帽二、15-测氧元件、16-引流石英管、17-半圆钢管、18-钢保护管、19-副保护纸管、20-测碳元件、21-补偿导线、22-定位纸管、23-塑料插座、24-主保护纸管、25-排烟气孔二、26-封装体、27-填充体、28-钼丝、29-氧化锆管、30-参比电极、31-取样盒、32-外卡扣、33-钢板、34-测碳电偶元件、35-正极端、36-负极端、37-氧正极线卡槽、38-氧负极线卡槽、39-温度正极线卡槽、40-线槽、41-定位角边、42-碳正极线卡槽、43-温度负极线卡槽、44-碳负极线卡槽。
具体实施方式
29.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本技术的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
30.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
31.实施例1
32.本实用新型实施例提供了一种转炉钢液副枪复合探头，如图1-5所示，包括：
33.覆膜砂载体5，其上安装有测温元件3、测氧元件15和取样器6，测温元件3和测氧元件15分别安装于覆膜砂载体5的头部，显然的，测温元件3用于测钢液温度，测氧元件15用于测钢液氧活度、测氧mv，本实施例中，优选所述测温元件3和测氧元件15外部分别安装有保护纸帽一4和保护纸帽二14，所述覆膜砂载体5的头部安装有钢保护帽13，保护纸帽一4和保护纸帽二14均位于钢保护帽13内，优选钢保护帽13呈锥形，所述钢保护帽13上开设有钢帽孔1；
34.进一步的，所述取样器6设于覆膜砂载体5内，所述覆膜砂载体5安装于副保护纸管19一端，优选采用胶水粘连固化的方式，覆膜砂载体5的尾部位于副保护纸管19内，所述副保护纸管19外部套装有主保护纸管24，具体的，如图1所示，所述覆膜砂载体5上设有分别设有与副保护纸管19和主保护纸管24一端部抵接的台阶，钢液固化后的钢样可用于化学成分分析和碳、硫、氮燃烧分析(测碳也可做分析用样)，所述取样器6设计为圆片样和双厚度两种钢样，以满足钢厂的制样机设备需求；
35.测碳元件20，用于测钢液碳含量，其设于副保护纸管19内且靠近覆膜砂载体5的尾部，进一步的，所述测温元件3、测氧元件15和测碳元件20的与钢液接触的界面浇注有高温快干水泥，保护测量数据稳定可靠；
36.塑料插座23，其设于副保护纸管19内，其位于测碳元件20远离覆膜砂载体5的一侧，本实施例中，优选所述塑料插座23通过支撑纸管10固定安装于副保护纸管19内，支撑纸管10上安装有用于固定塑料插座23位置的定位纸管22；
37.所述测温元件3、测氧元件15和测碳元件20的冷端焊接在补偿导线21端头，补偿导线21嵌入安装在塑料插座23上，具体的，测温元件3、测氧元件15和测碳元件20均连接有正极补偿导线21和负极补偿导线21，进一步的，所述塑料插座23上设有供测温元件3、测氧元件15和测碳元件20的补偿导线21分别嵌入的多个线卡槽，起到导线定位和稳固的作用，如图5所示，优选所述线卡槽的数量为六个，包括并排依次设置的氧正极线卡槽37、氧负极线卡槽38、温度正极线卡槽39、碳正极线卡槽42、温度负极线卡槽43、碳负极线卡槽44，上述的线即补偿导线21，相邻两个线卡槽的槽口方向相反；所述塑料插座23一端还设有线槽40和定位角边41，线槽40用于布设补偿导线21，定位角边41方便塑料插座23的安装。
38.具体的，所述测温元件3包括热电偶金属丝，本实施例中，优选热电偶金属丝直径为0.08mm(分度号s或r)，采用标准的604设计，优选所述热电偶金属丝穿过石英管，石英管两端封胶，石英管通过支架进行安装，石英管优选呈u型，所述热电偶金属丝的热端交叉焊接后，其冷端分别与塑料插座23冷端上的补偿导线21正极以及补偿导线21负极焊接，本实施例中，回路电阻检测在2.5至3.5欧姆，进一步的，热电偶金属丝材质符合gb/t18036-2008标准，该标准规定了用熔丝法和比较法测量铂铑热电偶丝热电动势的方法，该标准适用于测量直径为0.05-0.1mm范围内的铂铑热电偶细丝，按标准进行退火处理。
39.较佳的，所述测氧元件15冷端分别与对应的补偿导线21正极和负极焊接，焊接电阻检测在零欧姆，所述测氧元件15包括封装体26、填充体27、钼丝28、氧化锆管29和参比电极30，所述氧化锆管29一端开口另一端封闭，所述参比电极30设于氧化锆管29内的封闭的一端，所述钼丝28一端插入参比电极30内，另一端从氧化锆管29的开口的一端穿出，所述氧化锆管29内填充有填充体27，氧化锆管29的开口的一端设有封装体26，具体的，优选钼丝28直径为0.8-1.0mm，所述填充体27和封装体26的材质为氧化铝。
40.进一步的，所述取样器6包括取样盒31和引流石英管16，本实施例中，优选所述取样盒31可拆卸分体式设计，比如可以通过外卡扣32连接两个部分，方便取出固化后的钢样，取样盒31的数量不加以限制，可根据需求进行设计，所述取样盒31的钢液进口垂直固化在装在覆膜砂载体5中间，钢液进口上连接有引流石英管16，优选通过卡接的方式，引流石英管16安装垂直度80-90度，用高温水泥封装引流石英管16，引流石英管16延伸至覆膜砂载体5的头部外，优选所述钢液进口与引流石英管16的连接处套装有钢保护管18，所述引流石英管16的管入口处设有脱氧剂体2。
41.更进一步的，所述引流石英管16外部设有半圆的钢管，钢管作为测氧元件15的正极回路，即参比电极30中插有钼丝28作为电动势引出极，参比电极30引出极钼丝28为负极，半钢管是氧正极。
42.优选地，所述测碳元件20包括金属盒9、测碳电偶元件34和覆膜砂体7，所述金属盒9两端分别安装有钢板33和覆膜砂体7，所述金属盒9内设有测碳电偶元件34，本实施例中，优选金属盒9设计为圆台形，上部圆大于底部圆，所述测碳电偶元件34包括热电偶金属丝和石英管，热电偶金属丝穿进石英管，石英管口封胶，所述测碳元件20的热电偶金属丝的热端交叉焊接后，其冷端分别与对应的补偿导线21正极和负极焊接，回路电阻检测在2.5至3.5欧姆，测碳元件20的热电偶丝材质采用直径为0.08mm(分度号s或r)，热电偶丝材质符合gb/t 18036-2008标准，该标准规定了用熔丝法和比较法测量铂铑热电偶丝热电动势的方法，该标准适用于测量直径为0.05-0.1mm范围内的铂铑热电偶细丝，按标准进行退火处理，如图4所示，石英管优选呈u型，测碳电偶元件34固定安装于覆膜砂体7上，所述覆膜砂体7上安装有与测碳电偶元件34两端电连接的正极端35和负极端36，所述金属盒9、副保护纸管19和主保护纸管24上开设有钢液引进孔8，用于钢液进入金属盒9内供测碳电偶元件34测试。
43.实施例2
44.本实施例在实施例1的基础上，如图6所示，优选所述副保护纸管19远离覆膜砂载体5的一端设有导向锥管11，导向锥管11材质为pp，用于保护副枪插头进入时插件不偏心，以免损伤塑料插件。
45.实施例3
46.本实施例在实施例2的基础上，如图7所示，优选地，所述主保护纸管24远离覆膜砂载体5的一端设有排烟气孔一12和排烟气孔二25。
47.综上所述，本实用新型的工作原理为：通过采用覆膜砂载体5一体化设计，将测温元件3、测氧元件15和取样器6一体化集成，在线测控钢液介质的温度、氧活度等参数，为计算机炼钢提供信息数据，改变了传统的操作方式，准确预报冶金原料及工艺过程参数，实现节能减排，冶炼精品钢材需要，确保钢厂用户探头测成率和测量精度；
48.在应用中，通过在线测控并与计算机冶炼工艺过程模型的匹配，有利于确保实现
精品钢工艺时间过程节奏，有效的控制合金量的加入，改变了传统的高能耗冶炼，实现负能炼钢目标，降低成本和节能减排有有积极的意义。
49.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。