[发明专利]插入式探头

说明书

技术领域

本发明涉及一种插入式探头，用于通过热分析确定由钢水中采集的试样的相变过程，该插入式探头具有测量头，该测量头具有浸入端，在该测量头中设有采样室和热电偶，采样室具有流入孔，热电偶以其热焊点伸入到采样室中，测量头还具有用于热电偶信号线的电线导引件，其中，电线导引件在测量头的与浸入端相对设置的一端经由排出口从该测量头引出，并且其中，浸入端和排出口之间的直线形成测量头的纵轴。

背景技术

例如文献US 3,463,005公开了这种类型的探头。这里公开的探头从信号线上的较高位置处下放到金属液中。为了保证稳定性，测量头具有纸板管，该纸板管设置在测量头的与浸入端相反的一端上，通过该纸板管导引信号线。在探头的浸入端上设有热电偶。另一个热电偶从侧面设置在由耐火材料制成的腔室中，并且用于测定液相曲线。US 4,881,824公开了另一种插入式探头。该插入式探头在其前端具有热点偶，而在侧面具有试样采集室。US 5,275,488公开了一种类似的插入式探头。在该探头中，由测量头伸出的热电偶设置在浸入端上。该热电偶受到金属件(Metallstreben)的保护，该金属件构成位于探头浸入端上的隔离罩。

例如US 4,842,418或US 5,577,841公开了这样的浸入式探头，该浸入式探头借助于支撑管浸入到熔液中，该支撑管可以插置在所谓的吹管上。这里公开的装置分别在各自的前侧上具有采样室。DE3919362 A1公开另一种浸入式探头。在此，于支撑管中设有用于测量液相温度的采样室。

CN 201041556 Y公开了一种用于测定转炉中钢水的碳含量的传感器。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种改善的插入式探头，用以实现精确的测量，特别在转炉中实现精确的测量。

上述目的通过权利要求1的插入式探头来实现。具有优势的技术方案在从属权利要求中给出。根据本发明，测量头在其浸入端与这样的平面之间的密度最小为7g/cm³，该平面于浸入端和排出口之间垂直切割上述直线；流入孔通到该平面和浸入端之间，或通到浸入端上；测量头的整体密度小于7g/cm³；优选，垂直于上述纵轴分别形成经由热焊点以及经由距离浸入端最远设置的流入孔部分的虚拟平面；并且，或者a)测量头在浸入端和距离该浸入端最远设置的平面之间的密度最小为7g/cm³；或者b)测量头在浸入端和一辅助平面之间的密度为7g/cm³，该辅助平面与上述距离浸入端最远设置的平面至少相隔10mm，并且平行于该距离浸入端最远设置的平面；综上，探头能够于垂直位置上穿透位于金属液上的熔渣，并且垂直浸入到金属液中。上述辅助平面优选设置在距离浸入端最远设置的平面和浸入端之间。

利用本发明的插入式探头实现了，通过测量液相温度对转炉(BOF-Kessel)中钢水的碳含量进行分析。这一点可以在转炉中的鼓泡过程中进行。同时能够测量钢水的温度。通过在鼓泡过程中进行测量的技术方案可以使整个处理过程实现优化，从而防止在熔液中吹入过多的气泡。对此，探头近乎垂直地侵入到钢水中。测量头可以由多个沿着浸入方向前后设置的钢结构体构成。

测量头为一个主要由金属、优选由钢制成的本体，该本体在浸入端和电线导出口之间延伸。除了金属本体之外，测量头还包括热电偶、采样室和流入孔的体积和材料。流入孔形成为管。金属本体的形状由其轮廓来限定，其中，采样室的流入孔和信号线的导出口要密封设置。

具有优势的是，流入孔的直径至少是采样室的直径的三分之一，并且最大等于采样室的直径。

辅助平面与上述距离浸入端最远设置的平面的间隔适宜为至少20mm，特别至少为30mm。该辅助平面优选位于浸入端和距离浸入端最远设置的平面之间。由此使插入式探头的重心距离测量头的浸入端相对较远。

优选热电偶大体上平行于纵轴、并以其热焊点沿着浸入端的方向延伸。此外还适宜地使热电偶通过透气材料固定在采样室中。适宜地，电线导引件与排出口经由透气材料与采样室形成同样透气性连接，由此几乎不能妨碍气体从采样室排除；特别的优势还在于，在排出口上设有优选与直线同轴延伸的管，该管优选为金属管，通过该管导引信号线。在此，金属管特别沿着测量头的纵轴方向延伸。由此用于进一步使测量探头在插入过程中得到稳定，以及持久保护信号线不过早在钢水中遭到破坏。