Погружное устройство для отбора проб расплава металла

Авторы патента:

G01N1/10 - Исследование или анализ материалов путем определения их химических или физических свойств (разделение материалов вообще B01D,B01J,B03,B07; аппараты, полностью охватываемые каким-либо подклассом, см. в соответствующем подклассе, например B01L; измерение или испытание с помощью ферментов или микроорганизмов C12M,C12Q; исследование грунта основания на стройплощадке E02D 1/00;мониторинговые или диагностические устройства для оборудования для обработки выхлопных газов F01N 11/00; определение изменений влажности при компенсационных измерениях других переменных величин или для коррекции показаний приборов при изменении влажности, см. G01D или соответствующий подкласс, относящийся к измеряемой величине; испытание

Владельцы патента RU 2617777:

Общество с ограниченной ответственностью "Хераеус Электро-Найт Челябинск" (RU)

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано для отбора проб расплавленного металла из различных металлургических агрегатов с целью их дальнейшего исследования различными способами на содержание химических веществ. Устройство содержит полый кожух 1 из теплостойкого материала, втулку 3, закрывающую торец полого кожуха 1, пробоотборную камеру 2, размещенную в кожухе 1. Пробоотборная камера 2 установлена и закреплена в кожухе непосредственно с опорой на него. При этом передний торец пробоотборной камеры 2 прилегает к торцу втулки 3. С задней стороны в полом кожухе может быть установлена крышка, закрывающая задний торец пробоотборной камеры. Обеспечивается упрощение конструкции устройства с одновременными получением наиболее высоких эксплуатационных характеристик. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано для отбора проб расплавленного металла из различных металлургических агрегатов с целью их дальнейшего исследования различными способами на содержание химических веществ.

Известно устройство для отбора проб расплавов металла, описанное в ГОСТ Р ИСО 14284-2009. Устройство содержит корпус, выполненный в виде картонной трубки, в корпусе посредством песчаного держателя (втулки) установлена разъемная форма (камера для образца). В центральном отверстии песчаного держателя установлена кварцевая трубка с раскислителем, соединенная с разъемной формой. Через кварцевую трубку расплавленный металл затекает в разъемную форму.

Известны пробоотборники жидкого металла ПМ-0199, ПМ-0394 и ПМ-0499 (сайт приборостроительной компании ООО "Прибор", юридический адрес: 214000, г. Смоленск, пер. Смирнова, д. 3/4а-17, http://www.teploizmerenie.ru/print/207.htm), предназначенные для отбора проб в процессе контроля химического состава жидкой стали в сталеплавильных агрегатах, установках внепечной обработки, промежуточных ковшах машин непрерывного литья заготовок. Пробоотборники состоят из картонной гильзы, двух корпусов, образующих пробницу, зажима, обеспечивающего соединение корпусов пробницы, кварцевой трубки, защитного колпачка, втулки. Корпуса пробницы изолируются от расплавленного металла втулкой. Корпуса пробницы представляют собой две симметричные формы, которые при соединении между собой посредством зажима, образуют полую форму. Слиток, получаемый в результате забора пробы, представляет собой форму шайбы с двумя плоскими поверхностями. В поперечном сечении слиток может быть круглым или удлиненным со скругленными углами.

При погружении в расплав пробоотборников марки ПМ за счет гидростатического давления, жидкий металл по кварцевой трубке поступает в пробницу, где происходит его кристаллизация. Защитный колпачок исключает попадание шлака в пробницу.

При использовании в конструкции пробоотборников керамических втулок за счет обеспечения малой влажности и гарантии отсутствия попадания заливочной массы внутрь пробницы улучшается качество отбираемой пробы.

Аналогичное решение описано в европейской заявке EP1544591 (A2).

В качестве прототипа заявителем выбрано решение, описанное на сайте ООО "Прибор" http://www.teploizmerenie.ru/print/207.htm.

Недостатками прототипа является сложность конструкции, заключающаяся в том, что корпус пробницы крепится в отверстии втулки с помощью специальной заливки, что усложняет сборку и увеличивает стоимость устройства. Наличие такой втулки с закрепленной в ней формой также усложняет извлечение готовой отливки, поскольку после получения пробы извлечь ее можно только путем разрушения втулки.

Кроме того, выполнение корпусов пробницы в виде двух полуформ, стыкующихся торцами и соединяемых с помощью зажима, также является достаточно сложным, поскольку требует дополнительной обработки стыковочных торцов для получения повышенных показателей плоскостности поверхности, обеспечивающих правильную стыковку полуформ.

Все указанные недостатки ведут к тому, что изготовление устройства одноразового применения является достаточно дорогим и сложным.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание более простой и дешевой конструкции устройства для отбора проб расплава металла, а также повышение его эксплуатационных характеристик без ухудшения качества отбираемых проб металла.

Техническим результатом является упрощение конструкции устройства с одновременными получением наиболее высоких эксплуатационных характеристик.

Дополнительным результатом является снижение стоимости изготовления устройства для отбора проб расплава металла.

Под улучшением эксплуатационных характеристик устройства следует понимать то, что за счет уменьшения размеров устройства облегчается работа с данным устройством, в том числе в процессе отбора проб, поскольку из-за уменьшения объема устройства будет уменьшаться и выталкивающая сила расплава металла. Кроме того, в указанное понятие входит повышение удобства использования устройства, связанное с облегчением извлечения пробоотборной камеры и слитка из устройства.

Заявленный технический результат достигается тем, что в погружном устройстве для отбора проб расплава металла, содержащем полый кожух из теплостойкого материала, втулку, закрывающую торец полого кожуха, пробоотборную камеру, размещенную в кожухе, согласно изобретению, пробоотборная камера установлена и закреплена в кожухе непосредственно с опорой на него, при этом передний торец пробоотборной камеры прилегает к торцу втулки. С задней стороны в полом кожухе может быть установлена крышка, закрывающая задний торец пробоотборной камеры.

Выполнение полого кожуха из теплостойкого материала способствует созданию простой и дешевой конструкции с одновременным обеспечением одноразового использования конструкции устройства.

Наличие пробоотборной камеры, размещенной в кожухе, и втулки, закрывающей торец полого кожуха, позволяет создать простое устройство с минимальным количеством деталей для осуществления отбора проб расплава металла.

Установка и закрепление пробоотборной камеры в кожухе непосредственно с опорой на него позволяет упростить устройство, минимизировать количество используемых деталей, в частности, за счет исключения из конструкции массивной втулки и других элементов, обеспечивающих закрепление пробоотборной камеры внутри кожуха и соединение деталей пробоотборной камеры между собой, и создать миниатюрную конструкцию устройства, повысить удобство извлечения пробоотборной камеры с готовым слитком.

Прилегание переднего торца пробоотборной камеры к торцу втулки позволяет использовать более простую конструкцию пробоотборной камеры без стенки переднего торца, поскольку прилегание торца пробоотборной камеры к торцу втулки уже обеспечивает образование необходимой полости для получения слитка. Таким образом, указанный признак способствует упрощению и удешевлению конструкции устройства.

Установка с задней стороны полого кожуха крышки, закрывающей задний торец пробоотборной камеры, позволяет использовать пробоотборную камеру простой формы без стенки заднего торца, что способствует упрощению конструкции устройства.

Все элементы устройства выполнены таким образом, что они позволяют сочетать в себе несколько функций одновременно. При этом упрощение конструкции, снижение количества деталей и миниатюризация устройства ведет также к снижению стоимости изготовления устройства в целом, а данный результат является важным для подобного рода устройств, которые по способу использования являются одноразовыми.

Заявляемое устройство имеет отличия от прототипа и не следует явным образом из уровня техники, т.е. соответствует критерию «новизна». Кроме того, предлагаемое устройство может быть изготовлено в промышленных масштабах и найдет применение в области металлургии, т.е. характеризуется критерием «промышленная применимость».

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 и фиг.2 представлены примеры конкретного выполнения заявляемого устройства.

Погружное устройство для отбора проб расплава металла (фиг. 1, 2,) содержит полый кожух 1 из теплостойкого материала, например многослойного картона, пробоотборную камеру 2, установленную и закрепленную в кожухе 1 непосредственно с опорой на него. Пробоотборная камера 2 не имеет стенки переднего торца и прилегает указанным торцом к заднему торцу втулки 3, закрывающей торец пробоотборной камеры 2 и имеющей отверстие для прохождения расплава металла в полость пробоотборной камеры 2. При необходимости, в отверстие втулки 3 и/или в полость пробоотборной камеры 2 устанавливается раскислитель отбираемого расплава металла.

Передний торец втулки 3 с отверстием для прохождения расплава металла в полость пробоотборной камеры 2 закрыты шлакозащитным колпаком 4. В качестве материала втулки 3 может быть использован любой термостойкий материал, например втулка может быть выполнена песчаной или керамической.

Пробоотборная камера 2 выполнена составной и включает фигурную изложницу 5 с плоской крышкой 6.

В примере конкретного выполнения, представленном на фиг. 1, пробоотборная камера 2 в поперечном сечении имеет форму сегмента круга, а вдоль цилиндрической поверхности изложницы 5 выполнен продольный паз. Получаемый в такой камере слиток представляет собой часть цилиндра с пазом на цилиндрической части.

В примере конкретного выполнения, представленном на фиг.2, пробоотборная камера 2 имеет форму параллелепипеда без боковых торцов и выполнена составной. Изложница 5 пробоотборной камеры выполнена в виде П-образно изогнутой пластины с плоской крышкой 6. Передней стороной пробоотборная камера 2 прилегает к заднему торцу втулки 3, закрывающей передний торец пробоотборной камеры 2 и имеющей отверстие для прохождения расплава металла в ее полость. С задней стороны пробоотборная камера 2 прилегает к торцу крышки 7, образуя таким образом замкнутую полость для получения слитка.

Пробоотборная камера 2 (фиг.1 и 2) и крышка 7 (фиг.2) устанавливаются в полости кожуха 1 с натягом, что обеспечивает надежную фиксацию пробоотборной камеры 2 в кожухе.

Описанные примеры конкретного выполнения, представленные на фиг. 1 и 2, не ограничивают варианты исполнения устройства и, в частности, формы и методы получения пробоотборной камеры.

Погружное устройство для отбора проб расплава металла работает следующим образом: устройство погружается в ванну с расплавленным металлом, шлакозащитный колпак 4 (фиг. 1 и 2) расплавляется по мере прохождения устройства через шлаковый слой и затем расплав металла. Металл затекает в пробоотборную камеру 2 через отверстие втулки 3 и кристаллизуется. В процессе отбора пробы кожух 1, выполняющий в устройстве роль силового каркаса, начинает прогорать и при извлечении устройства из ванны расплава практически полностью сгорает, высвобождая пробоотборную камеру 2. Получившуюся пробу извлекают из пробоотборной камеры 2, которая после разрушения кожуха 1 легко вынимается и раскрывается, и направляется для дальнейшей обработки и проведения исследований (спектрального анализа, «мокрого» химического анализа и т.д.).

Заявленное устройство является простым и дешевым в изготовлении, при этом одновременно обеспечивает повышение эксплуатационных характеристик за счет уменьшения размеров, упрощения извлечения пробоотборной камеры из устройства после отбора пробы и слитка из пробоотборной камеры.

1. Погружное устройство для отбора проб расплава металла, содержащее полый кожух из теплостойкого материала, втулку, закрывающую торец полого кожуха, пробоотборную камеру, размещенную в кожухе, отличающееся тем, что пробоотборная камера установлена и закреплена в кожухе непосредственно с опорой на него, при этом передний торец пробоотборной камеры прилегает к торцу втулки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что с задней стороны в полом кожухе установлена крышка, закрывающая задний торец пробоотборной камеры.

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения сурьмы и мышьяка в стали и чугуне. Для этого к анализируемой пробе последовательно добавляют концентрированные плавиковую, хлороводородную и азотную кислоты при соотношении 15:10:5 соответственно.

Экспресс-способ выбора наплавочных материалов и режимов наплавки роликов установки непрерывной разливки стали // 2604744

Изобретение относится к способу определения трещиностойкости наплавки роликов установки непрерывной разливки стали (УНРС) и может найти применение при изготовлении и восстановлении дуговой наплавкой роликов системы вторичного охлаждения УНРС.

Способ сравнительной оценки качества водной среды по содержанию тяжелых металлов // 2589896

Изобретение относится к области экологии и охраны окружающей среды, а именно способу контроля водной среды. Для этого собирают макрофиты и подготавливают пробы для определения в них содержания тяжелых металлов.

Передвижная установка для пробирования и способ ее использования для закупки и пробирования драгоценных металлов // 2582856

Группа изобретений относится к установкам для пробирования драгоценных металлов. Техническим результатом является обеспечение возможности расчета рыночной стоимости драгоценного металла в слитке с учетом массы слитка, данных рентгенофлуоресцентного анализа слитка и рыночной стоимости единицы указанного драгоценного металла.

Способ определения скорости расплавления покрытого электрода // 2582170

Изобретение относится к машиностроению и судостроению, а также строительству. Определяют среднюю скорость расплавления электрода путем деления длины расплавившейся части к времени расплавления.

Система ремедиации тяжелых металлов // 2571222

Настоящее изобретение относится к биотехнологии, генной инженерии и представляет собой бактериальную клетку, способную реплицироваться в среде, содержащей по меньшей мере один тяжелый металл, выбранный из ртути, кадмия, цинка и свинца.

Композиции реактивов для определения лития и способ и устройство для определения количества ионов лития с ее использованием // 2571073

Группа изобретений относится к медицине и описывает композицию реактивов для измерения количества лития в биологических образцах, отличающуюся тем, что указанная композиция реактивов для измерения количества лития представляет собой водный раствор, содержащий соединение, которое имеет структуру, представленную формулой (I), смешиваемый с водой органический растворитель, выбранный из диметилсульфоксида (DMSO), диметилформамида (DMF) и диметилацетамида (DMA), и модификатор pH для доведения pH до значения в диапазоне от pH 5 до pH 12, концентрация соединения формулы (I) составляет от 0,1 до 1,0 г/л.

Способ определения пригодности стали для холодной пластической деформации // 2568887

Изобретение относится к области физики и может быть использовано для исследования и/или анализа материалов путем определения их физических или химических свойств.

Способ определения полноты истечения расплава при доменной плавке // 2558840

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к аглококсодоменному переделу, и может быть использовано для аттестации пригодности к доменной плавке компонентов железорудной части доменной шихты и коксов.

Способ контроля структуры магниевого сплава // 2558632

Изобретение относится к области материаловедения и может быть использовано при оценке влияния структуры магниевого сплава на аналитический сигнал. Способ контроля структурных изменений в магниевом сплаве включает измерение интенсивностей входящих в состав магниевого сплава химических элементов эмиссионно-спектральным методом на исходных и термообработанных в специальных контейнерах образцах, что позволяет обеспечить высокую точность и информативность контроля элементного состава и структуры магниевого сплава.

Образец для определения модуля упругости и предела прочности высокомодульных углепластиков при сдвиге в плоскости листа // 2617776

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к образцам, и позволяет испытывать полимерные композиционные материалы (ПКМ) на сдвиг в плоскости листа, а точнее высокомодульные углепластики, с укладкой слоев под углом ±45°.

Способ сбора и фиксации нематод, паразитирующих в сычуге и тонком кишечнике жвачных животных // 2617417

Изобретение относится к области ветеринарии и предназначено для диагностики нематодозов жвачных животных. Способ сбора и фиксации нематод, паразитирующих в сычуге и тонком кишечнике жвачных животных, включает извлечение сычуга и тонкого кишечника с содержимым во время патологоанатомического вскрытия.

Пробоотборник почвы для радиологических измерений // 2617395

Изобретение относится к области экологических и радиоэкологических исследований и предназначено для оценки содержания и распределения химических элементов, в том числе радионуклидов в почвенном слое.

Способ пробоподготовки биоорганических образцов // 2617364

Изобретение относится к методам пробоподготовки биоорганических, в том числе медицинских образцов для определения в них изотопного соотношения 14С/12С и 14С/13С с помощью ускорительного масс-спектрометра (УМС).

Способ отбора проб жидкости из газожидкостного потока в трубопроводе и устройство для его осуществления // 2616780

Группа изобретений относится к технологии и технике отбора проб жидкости из газожидкостного потока в трубопроводе и может найти применение в нефтедобывающей и других отраслях промышленности, где требуется осуществление отбора представительной пробы ручным или автоматическим способом.

Устройство для размещения объекта, подлежащего медицинскому исследованию посредством продувки // 2616722

Изобретение относится к устройству для размещения объектов, подлежащих медицинскому исследованию посредством продувки. Устройство содержит средство крепления контейнера, узел всасывания со средством выталкивания и всасывания воздуха, узел нагнетания воздуха для создания, средство перемещения фильтра к узлу всасывания и узлу нагнетания воздуха.

Способ изготовления модельного образца для определения деформаций // 2616671

Изобретение относится к прокатному и кузнечно-прессовому производству при исследовании напряженно-деформированного состояния металла в различных процессах пластического формоизменения.

Устройство для отбора и разведения порций радиоактивного раствора // 2616657

Изобретение относится к области радиохимии и может быть использовано при подготовке разведенных порций высокоактивных растворов в условиях каньонов, тяжелых боксов или защитных камер в целях анализа состава этих растворов.

Устройство для сбора, хранения и транспортировки биологического материала живых организмов и растений // 2616242

Изобретение относится к области медицины, ветеринарии, сельскому хозяйству и может быть использовано для сбора, хранения и транспортировки биологических материалов.

Способ применения устройства маятникового скрайбирования для получения корней стружек при резании // 2613569

Изобретение относится к области способов исследования материалов путем получения корней стружек при резании с последующим их изучением. Сущность: осуществляют установку и закрепление образца на столе устройства, задание маятнику начальной энергии путем оснащения грузом некоторой массы и поворота маятника вокруг оси качания в исходное положение, позиционирование образца смещением предметного стола относительно траектории качательного движения маятника.

Координатный стол // 2618073

Изобретение относится к устройствам точной механики и может быть использовано в системах сближения зонда и образца в сканирующей зондовой микроскопии. Координатный стол содержит первый базовый элемент 1 с первой направляющей 2 по первой координате X, на котором установлен второй базовый элемент 3 со второй направляющей 4 по первой координате X и третий базовый элемент 5 с третьей направляющей 6 по первой координате X. Третий базовый элемент 5 содержит также каретку 10 с четвертыми направляющими 11 по первой координате X, пятыми направляющими 12 по первой координате X и шестыми направляющими 13 по первой координате X. Первая направляющая 2 сопряжена с четвертыми направляющими 11, вторая направляющая 4 сопряжена с пятыми направляющими 12, а третья направляющая 6 сопряжена с шестыми направляющими 13. Координатный стол содержит также привод 19 по первой координате X с толкателем 20, имеющим первую продольную ось 22, расположенную вдоль первой координаты X, и содержащий также пружинный элемент 25. При этом пружинный элемент 25 имеет вторую продольную ось 26, расположенную вдоль первой координаты X, и закреплен на первом базовом элементе 1 и сопряжен с кареткой 10. Толкатель 20 сопряжен с кареткой 10 по поверхности контакта 23 в первой точке контакта 24. Пружинный элемент 25 сопряжен с кареткой 10 во второй точке контакта 30. Первая точка контакта 24 толкателя 20 и вторая точка контакта 30 разнесены по третьей координате Z, перпендикулярной поверхности, образованной первой координатой X и второй координатой Y. При этом вторая направляющая 4 и третья направляющая 5 обращены навстречу друг другу, а угол α между ними находится в диапазоне 1-179°. Обеспечивается повышение точности перемещения координатного стола. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.