[发明专利]一种氧氮氢分析仪检测钢水氮含量的取样装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于氧氮氢分析仪在线检测钢水中氮含量的取样装置及取样方法，属于钢水样品检测工具及方法技术领域。

背景技术

在冶炼含氮钢时，氮成分的精确控制是其核心技术。因此，在冶炼过程中及冶炼结束时，氮含量的准确检测是辅助冶炼的重要手段。在生产现场检测常规元素含量，一般使用火花直读光谱仪对直径为35mm的试样进行成分检测，但是对于氮元素，大多数钢厂配备的火花直读光谱仪无法准确检测较高的氮含量。而使用氧氮氢分析仪检测氮含量时，则需要制取细长的试样，直径为4~6mm左右，长度约为50~100mm，要求试样不得有气孔等缺陷。在实际生产过程中，中频感应炉冶炼脱氧能力较低，对于部分氮含量较高的钢种，由于成分控制而无法采用强脱氧剂如Al、Ca等进行脱氧，钢中氧含量较高。在取样过程中，氧与钢液中的碳会发生反应，生成CO气体溢出，制取的试样经常出现空心或大量气孔，测量氮含量偏差较大，无法进行下一步操作，影响生产节奏。因此，本发明提出了一种利用氧氮氢检测仪在线准确测量氮含量的方法和取样装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种氧氮氢分析仪检测钢水氮含量的取样装置及方法，这种取样装置及方法可以在氧含量高的条件下制取氧氮氢检测试样，为氧氮氢分析仪检测快速制取合格的试样,解决目前冶炼时无法使用火花直读检测仪准确检测氮含量的问题。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种氧氮氢分析仪检测钢水氮含量的取样装置，它包括玻璃容器、铝箔，玻璃容器为长管，玻璃容器的两端封闭，玻璃容器的腔室内为真空，铝箔附着在玻璃容器的内壁圆周上。

上述氧氮氢分析仪检测钢水氮含量的取样装置，所述玻璃容器的前端为锥形头部。

上述氧氮氢分析仪检测钢水氮含量的取样装置，所述玻璃容器的长度为250~350mm，内径为4~6mm，厚度为1~2mm，玻璃容器内壁附着的铝箔厚度为0.5~1mm，长度为100~150mm。

一种使用上述取样装置的取样方法，它采取以下步骤进行：

a. 冶炼前将取样装置安装在取样枪上；

b. 使用取样勺取出部分钢液；

c. 将玻璃容器的锥形头部浸入到钢液内，玻璃容器的锥形头部在钢液高温作用下熔化，玻璃容器内真空与钢液形成的压力差将钢液吸入玻璃容器内，钢液在吸入过程中与附着在玻璃容器内壁上的铝箔接触，发生铝脱氧反应，降低钢液中的氧含量；

d. 吸取钢液的过程持续2~3s，待钢液充满玻璃容器后迅速取出，立即淬火冷却；

e.冷却后，敲碎玻璃容器，即可得到待检测的试样，试样表面、内部均无气泡或气孔，质量合格，用机床车掉试样表层，将试样送往检测中心，利用氧氮氢分析仪进行快速氮含量检测。

本发明的有益效果是：

本发明在取样时，将玻璃容器的锥形头部浸入到钢液内，锥形头部在钢液高温作用下熔化，玻璃容器内真空与钢液形成的压力差将钢液吸入玻璃容器内，钢液在吸入过程中与附着在玻璃容器内壁上的铝箔接触，发生铝脱氧反应，降低钢液中的氧含量，以避免在冷却过程中气孔的生成，可以提高检测试样制取的成功率。

本发明是使用氧氮氢分析仪检测钢水中氮含量的首创，创造性地利用了铝箔与氧发生脱氧反应的机制消除了试样钢液中的氧元素，达到用最简单的装置和方法解决长期难以解决问题的目的，在行业内有极好的使用效果。

本发明结构简单、操作简便、快速高效，在钢中氧含量较高的情况下可以快速制取合格的检测试样，提高检测效率，减少冶炼时间和生产成本，提高经济效益。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的剖视图。

图中标记如下：玻璃容器1、锥形头部2、铝箔3。

具体实施方式

本发明由玻璃容器1、锥形头部2、铝箔3组成。

图中显示，玻璃容器1为长管，玻璃容器1的两端封闭，玻璃容器1的腔室内为真空，玻璃容器1的头部为锥形，锥形头部2在插入钢液中可以快速熔化，使玻璃容器1内真空与钢液形成的压力差将钢液吸入玻璃容器1内。

图中显示，铝箔3附着在玻璃容器1的内壁圆周上，用于与钢液中的氧发生反应，降低钢液中的氧含量。

本发明的使用方法如下：

冶炼前将取样装置安装在取样枪上。

当需要在钢液中取样时，使用取样勺取出部分钢液。