[发明专利]用于炉渣样本收集的浸没装置

说明书

本发明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。本发明还涉及收集炉渣样本且测量熔融金属参数的方法。

技术领域

本发明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。

背景技术

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US 6,370,973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US 7,832,294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US 5,415,052和US9,176,027所教示。替代地，例如在US 5,435,196或US 7,621,191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。