一种炉前取样装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术是关于一种炉前取样装置，涉及金属冶炼技术领域。主要采用的技术方案为：所述炉前取样装置包括取样结构；其中，取样结构用于伸入炉液中取设定量的炉液；其中，所述取样结构上设置有冷却流体通道，以在所述取样结构取样时，能对所述取样结构进行冷却。本实用新型专利技术主要用于提供一种炉前取样装置，该炉前取样装置在取样时能有效避免对炉液的污染；且采用该炉前取样装置能获取炉液表层、中层及底层的炉液试样，从而能提高炉液成分分析的准确性，进而提高冶炼合金的成分均匀性，最终提高合金产品的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种炉前取样装置
本技术涉及一种金属冶炼
，特别是涉及一种炉前取样装置。
技术介绍
高温合金、殷钢、不锈钢、特种钢及铝合金等是制造航空发动机、汽车、轮船等的关键材料。随着优质金属材料的需求增加，对金属材料成分的均匀性提出了更高的要求。由于工业化生产中所采用的坩埚体积大，在合金冶炼过程中需要对浇注前的炉液(也称为合金液、金属液或钢液)成分进行分析，以确保冶炼的合金成分与所设计的合金成分一致。目前，主要采用炉前取样装置进行炉前取样(即在合金冶炼过程中从坩埚中取少量炉液作为测试样)，以对冶炼的炉液进行成分分析。现有的炉前取样装置主要有二氧化硅取样器、铁制取样器等。但是，上述现有的炉前取样装置至少存在如下问题：(1)二氧化硅取样器在取样前需进行烘烤，以防止二氧化硅取样器污染炉液；但是，二氧化硅取样器在急速升温或急速降温时，容易破裂，从而会污染炉液。(2)铁制取样器在取样时，由于炉液的温度较高，会导致铁制取样器和炉液二者之间发生成分扩散，从而污染炉液。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供一种炉前取样装置，主要目的在于在取样时，能有效避免对炉液的污染。为达到上述目的，本技术主要提供如下技术方案：一方面，本技术的实施例提供一种炉前取样装置，其中，所述炉前取样装置包括：取样结构，用于伸入炉液中，取设定量的炉液；其中，所述取样结构上设置有冷却流体通道，以在所述取样结构取样时，能对所述取样结构进行冷却。本技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，所述取样结构设置有取样腔，且所述取样结构上设置有用于使炉液进入所述取样腔的进样口。优选的，所述冷却流体通道设置在所述取样腔的腔壁上。优选的，所述取样腔的腔壁包括侧腔壁和底腔壁；其中，所述侧腔壁和底腔壁均设置有中空部；所述侧腔壁的中空部和所述底腔壁的中空部连通，形成所述冷却流体通道。优选的，所述取样腔的腔壁上设置有与所述冷却流体通道连通的冷却流体进口、冷却流体出口；其中，所述冷却流体进口处连接有冷却流体输入管；所述冷却流体出口处连接有冷却流体输出管。优选的，所述取样结构呈柱状结构；其中，当所述取样结构设置有取样腔时，所述取样腔呈柱状；和/或所述取样结构的材质选用铜、高温合金、不锈钢中的任一种。优选的，所述炉前取样装置还包括：支撑框架，所述支撑框架与所述取样结构的上端连接；夹持结构，所述夹持结构设置在所述支撑框架上，且所述夹持结构用于连接金属冶炼设备。优选的，所述支撑框架包括依次连接的第一横向杆、第一纵向杆、第二横向杆、第二纵向杆及第三横向杆；其中，所述第一纵向杆和第二纵向杆相对设置；第一横向杆、第三横向杆均与所述取样结构连接；所述夹持结构设置在所述第二横向杆上；和/或所述夹持结构通过气动夹与金属冶炼设备连接。优选的，所述取样结构上设置有顶样孔，以通过所述顶样孔将所述取样腔中的试样从所述进样口顶出；其中，所述顶样孔为设置在所述取样腔的底腔壁上的通孔；所述顶样孔处安装有可拆卸的紧固件。优选的，所述顶样孔处安装的紧固件穿过所述冷却流体通道；其中，所述紧固件上设置有用于使所述冷却流体通道中的冷却流体经过所述紧固件的通过孔。与现有技术相比，本技术的炉前取样装置至少具有下列有益效果：本技术实施例提供的炉前取样装置，通过在用于伸入炉液中的取样结构上设置冷却流体通道，这样在取样结构伸入高温的炉液中进行取样时，冷却流体通道中通入的冷却流体会对取样结构进行降温，防止取样结构在高温的炉液中发生破裂、熔化等，从而有效避免取样结构污染炉液。同时，由于冷却流体的对取样结构的冷却降温作用，可以将取样结构放入炉液中的任意深度内进行取样，这样能对炉液的表层、中层、底层都进行取样，以进行成分分析(现有的取样装置为了避免发生破裂、熔化，仅取炉液的上表层进行成分分析)，从而提高炉液成分分析的准确性，有助于提高冶炼合金的成分均匀性，最终提高合金产品的质量。进一步地，本技术实施例提供的炉前取样装置将取样结构设置成取样腔，并在取样腔的腔壁上设置冷却流体通道的结构；由此可见，该取样结构的结构简单，设计合理，成本低。进一步地，本技术实施例提供的炉前取样装置通过设置支撑框架、夹持结构实现炉前取样装置的固定、及进行取样操作，使得取样操作简单易行。进一步地，本技术实施例提供的炉前取样装置通过在取样结构的底部设置有顶样孔，在炉前取样装置取样后，将紧固件拆卸下，采用压力机从顶样孔处将取样腔中的试样从取样结构上端的进样口处顶出。综上，本技术解决了商业大容量真空冶、大气冶炼、惰性气体保护冶炼时金属材料化学成分易偏析，取样困难的问题，有利于实现我国大批量高纯、高品质金属材的生产并且可显著降低冶炼成本。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1是本技术的实施例提供的一种炉前取样装置的结构示意图；图2是对采用图1所示的炉前取样装置在高温合金的不同冶炼时间取得的试样进行分析后，得到的高温合金在不同的冶炼时间的杂质元素含量的变化图。具体实施方式为更进一步阐述本技术为达成预定技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本技术申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。实施例1本实施例提供一种炉前取样装置，用于在金属材料冶炼(尤其是真空冶炼)时，从坩埚中取少量炉液(在此的炉液也称为，金属液、合金液、钢液)作为测试样。如图1所示，本实施例中的炉前取样装置包括取样结构1；该取样结构1用于伸入炉液中，取出设定量的炉液；其中，取样结构1上设置有冷却流体通道12，以在取样结构1取样时，能对取样结构1进行冷却。本实施例提供的炉前取样装置，通过在用于伸入炉液中的取样结构1上设置冷却流体通道12，这样在取样结构1伸入高温的炉液中进行取样时，冷却流体通道12中通入的冷却流体会对取样结构1进行降温，防止取样结构1在高温的炉液中发生破裂、熔化等，从而有效避免取样结构1污染炉液。同时，由于冷却流体的对取样结构的冷却降温作用，可以将取样结构1放入炉液中的任意深度内进行取样，这样能对炉液的表层、中层、底层都进行成分分析(现有的取样装置为了避免发生破裂、熔化，仅取炉液的上表层进行成分分析)，从而提高炉液成分分析的准确性，从而有助于提高冶炼合金的成分均匀性，最终提高合金产品的质量。较佳地，本实施例及下述实施例提及的冷却流体可以是冷却水、冷却气体(如，氩气)，但不限于此。...

【技术保护点】
1.一种炉前取样装置，其特征在于，所述炉前取样装置包括：/n取样结构，用于伸入炉液中，取设定量的炉液；/n其中，所述取样结构上设置有冷却流体通道，以在所述取样结构取样时，能对所述取样结构进行冷却。/n

【技术特征摘要】
1.一种炉前取样装置，其特征在于，所述炉前取样装置包括：
取样结构，用于伸入炉液中，取设定量的炉液；
其中，所述取样结构上设置有冷却流体通道，以在所述取样结构取样时，能对所述取样结构进行冷却。


2.根据权利要求1所述的炉前取样装置，其特征在于，所述取样结构设置有取样腔，且所述取样结构上设置有用于使炉液进入所述取样腔的进样口。


3.根据权利要求2所述的炉前取样装置，其特征在于，所述冷却流体通道设置在所述取样腔的腔壁上。


4.根据权利要求3所述的炉前取样装置，其特征在于，所述取样腔的腔壁包括侧腔壁和底腔壁；其中，
所述侧腔壁和底腔壁均设置有中空部；
所述侧腔壁的中空部和所述底腔壁的中空部连通，形成所述冷却流体通道。


5.根据权利要求3所述的炉前取样装置，其特征在于，所述取样腔的腔壁上设置有与所述冷却流体通道连通的冷却流体进口、冷却流体出口；其中，
所述冷却流体进口处连接有冷却流体输入管；
所述冷却流体出口处连接有冷却流体输出管。


6.根据权利要求1-5任一项所述的炉前取样装置，其特征在于，
所述取样结构呈柱状结构；其中，当所述取样结构设置有取样腔时，所述取样腔呈柱状；和/或
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨彦红，周亦胄，侯桂臣，王新广，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：新型
国别省市：辽宁;21