[发明专利]一种探头芯体专用树脂沙及用其制作的高效能结构副枪复合探头

说明书

技术领域

本发明涉及一种探头芯体专用树脂沙及用其制作的高效能结构副枪复合探头。

背景技术

在钢铁的冶炼过程中，为保证产品质量，出炉前需对钢铁熔液进行多次的取样、测温及定氧和定碳，这个工作是通过在转炉内的副枪复合探头采集炉内钢铁熔液的温度、含氧量及含碳量并对钢铁熔液进行取样，再通过二次仪表显示及对样块进行光谱分析，得到钢铁的各种成份数据。特别是在临出炉前的最后一次定碳检测非常关键，既要求快速，又要求精确。近30年来，钢铁工业快速发展，生产技术更新加快，设备大型化、工业自动化程度提高，在钢冶炼过程中采用副枪多功能探头在线快速检测钢的成份含量和温度，以提高生产效率。国内于宝钢开工后开始应用，但直到本世纪初不断有大型转炉投入生产后才开始大面积推广应用成为提高炼钢生产效率的有力技术支撑。现代钢生产的流程是：转炉冶炼——炉外精炼——连铸出坯的连续作业，最基本的特征是工序的时间的严格同步匹配，首先要求对转炉定时、定成份、定温度供钢，要求转炉严格控制冶炼周期，由副枪探头取出的终点(出钢前)的试样必须快速送往化验室，快速取得化验结果。

目前，炼钢过程已经实现自动化控制，在不倒炉、不停吹的情况下进行副枪探头测试温度、含碳量、含氧量和取样等，在副枪探头自动检测成功后，炉顶的机械手自动将已用过的废探头转送至废料斗，直掉至二十多米以下的平台斗内，工人取出后用锤敲碎陶头，取出样块，经风管吹送至光谱室分析，只有在其结果与显示在屏幕上的各种化学元素含量要求相符才能出炉。现有的多功能副枪复合探头有多种，如TCS(即测温、定碳和取样)型、TSO(即测温、取样和定氧)型、TCSO(即测温、定碳、取样和定氧)型等等。其中以TCSO(即测温、定碳、取样和定氧)型多功能副枪复合探头功能最为齐全，结构最为复杂，其基本构造通常包括探头管身部分和陶头、温度传感器、定氧元件(氧化锆管)及其耐高温保护管、取样盒、石英管和保护帽，取样盒由两片中间设有凹腔边侧带有水平漏嘴的铁质圆盘对合而成，中间形成标准样形腔，水平漏嘴合成进液口，石英管插在进液口中，陶头由耐火材料制成，注压成型，经高温烧成，形状通常前端成圆锥台，而另一端设有凸台形成阶肩，凸台直径与外纸管内孔径间隙配合，凸台端面中心设有一个取样盒定位型腔，定位型腔中心设有沿轴向贯通至陶头前端的取样插孔，陶头前端取样插孔的两侧设有温度传感器和氧化锆管及其耐高温保护管的安装插孔，耐高温保护管套设在氧化锆管外，所述取样盒设置在定位型腔中，取样盒进液口插在取样插孔中，进液管中插设有石英管，石英管前端露在陶头前端面外，石英管外套设铁套管，铁套管前端露在探头芯体前端面外同时作为外部电极温度传感器、氧化锆管及其耐高温保护管分别固定插设在各自的安装插孔中，氧化锆管前端从耐高温保护管穿出外露，温度传感器、氧化锆管及其外部电极的引脚与信号引线连接并引至外纸管中，在陶头前端面外围上设有将氧化锆管、耐高温保护管、温度传感器及取样盒进液口环绕在内的与保护帽缘口相配的环状凹槽，保护帽缘口嵌在环状凹槽将温度传感器和氧化锆管及进液管罩在其中。探头管身部分包括中纸管、外纸管及与副枪插头活动连接的接插装置，在中纸管中还设有定碳组件，定碳组件包括铁质的圆筒状定碳铁杯和前后堵头及定碳热电偶，定碳热电偶设置在定碳杯中心。

现有的多功能副枪复合探头在应用的过程中也暴露出了一些缺陷：1、由于陶头是由坚固的耐火材料制成，工人在用锤敲碎陶头取出样块时非常困难，因此取样块脱模费时，通常要耗时3-4分钟，而冶炼一炉钢总共也就只需三十几分钟，因此及大地制约了炼钢效率，阻碍了产量的提高。2、由于定碳组件中的定碳杯和前后堵头为铁质材料，加速了定碳杯中的钢铁熔液结晶的速度，导致定碳精度降低，现有的多功能副枪复合探头对于含碳20％-50％的钢其检测精度一般达不到标准级即±0.05％，而对于含碳20％的钢其检测精度一般也不能达到标准级即±0.02％。3、零件多，结构复杂，组装困难，导致多功能副枪复合探头生产及材料成本很高。4、总测成率不高，在90％左右。上述问题长期困扰着本领域的科技工作者，一直无法很好地解决。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术的不足而提供一种高效能结构副枪复合探头的探头芯体专用树脂沙，用该树脂沙制成的探头芯体能够适应炉内高温高压的工作条件，并且当炉顶的机械手将已用过的废探头转送至废料斗，并坠至二十多米以下的平台斗内时，探头芯体会自行粉碎，取样块无需工人再用锤敲打。