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Einrichtung zur Entnahme von Proben aus metallurgischen
Qefässen
Bei in schmelzflüssiger Phase durchgeführten metallurgischen Prozessen, insbesondere bei der Erzeu- gung von Stahl, ist die Kontrolle des Prozessverlaufes in Abhängigkeit von der jeweiligen Zusammensetzung des Schmelzgutes ein wichtiges Erfordernis. Beispielsweise ist die Aufstellung von genauen Frischkurven
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Frischkurven meist in der Weise erstellt, dass bei einer Anzahl gleich geführter Schmelzen der Blasepro- zesszuverschiedenen Zeitpunkten unterbrochen, der Tiegel umgelegt und Schöpfproben entnommen wurden.
Die Probeentnahme bei umgelegtem Tiegel gibt zwar verlässliche Analysen, jedoch ist pro Charge nur die Entnahme jeweils einer einzigen Probe möglich, weil durch die Probenahme selbst infolge der durch die Unterbrechung bedingten Veränderungen (Temperaturverlust, FeO-Abbau in der Schlacke und Nachfrischerscheinungen) die metallurgischen Verfahrensbedingungen für die der Probenahme nachfolgende Phase verändert sind.
Als Geräte zur Entnahme von Proben sind Tauchkokillen mit durch dünnes Blech oder Holzplättchen ab- gedeckter Öffnung bekannt. Diese Einrichtungen hat man fur die Bestimmung des Sauerstoffgehaltes von fertig geblasenen Stählen entwickelt. Die Abdeckplättchen sollten den Zweck haben, das Eindringen von Schlacke in die Probekokille zu vermeiden. Die bekannten Geräte haben sich aber nicht bewährt, denn bei unberuhigten Stählen erhielt man wegen der starken Lunkerungen nur ein hülsenartiges Probegut, während man bei der Probenahme aus mit Aluminium beruhigten Stählen feststellen musste, dass die Trennung von Schlacke und Bad nicht genügend war, und insbesondere beim Schmelzen aus phosphorreichen Roheisensorten eine Reduktion von Phosphor aus der Schlacke durch das Aluminium stattfand.
Ausserdem gab es immer wieder eine grössere Anzahl von Tauchkokillen, die nur zu einem kleineren Teil gefüllt waren und aus diesem Grunde für eine Auswertung nicht in Frage kamen.
Nach einem ändern Vorschlag ist eine Einrichtung zur Entnahme von Proben mit einer an einer hohlen Sonde befestigten Tauchkokille bekannt, die einen Hohlraum zur Aufnahme des Probegutes aufweist, der durch eine Bohrung mit dem Innenraum der Sonde verbunden ist und in einem Kanal nach aussen mündet, wobei die Sonde, die Bohrung und der Kokillenhohlraum vor dem Einsetzen mit inertem Gas durchblasen und dann die Probe durch Anlegen eines Vakuums aufgesaugt wurde. Die Handhabung dieser Einrichtung ist wegen der notwendigen Zusatzgeräte, wie Pumpe und Sauggefässe, kompliziert ; sie ist für eine laufende Kontrolle nicht geeignet.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und hat insbesondere die Schaffung einer Einrichtung zum Ziel, die die nochmalige bzw. fortlaufende Entnahme von Proben, ohne Unterbrechung eines metallurgischen Prozesses, wie eines Frischprozesses, ermöglicht.
Die erfindungsgemässe Einrichtung zur Entnahme von Proben aus metallurgischen Gefässen ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kokille aus zwei mit Ausnehmungen versehenen Teilen besteht, welche Ausnehmungen sich zu einem dünnen Gaskanal, einem zylindrischen Hohlraum und einem Mündungskanal ergänzen.
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Die Wandstärke der Kokille wird so bemessen, dass sie ausreichend ist, um durch Wärmeabfuhr eine sofortige Erstarrung der Probekörper zu gewährleisten.
Zweckmässig ist die rohrförmige Sonde mit einem Mehrweghahn zum wahlweisen Anschluss an eine Quelle für inertes Gas und zur Entlüftung versehen.
Die Sonde kann aus zwei Teilen bestehen, wobei der eine in das Bad eintauchende Teil mit feuerfestem Material isoliert und mit dem andern Teil durch einen gasdichten Schnellverschluss verbunden ist.
Vorzugsweise besteht der Körper der Probekokille aus Grauguss.
Die erfindungsgemässeEinrichtUng und ihre Handhabung ist in Fig. 1 der Zeichnungen näher erläutert.
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le nach der Länge III-III der Fig. 2.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Frischtiegel bezeichnet, der einen schmelzflüssigen metallischen Einsatz 2 und eine darauf schwimmende Schlackenschicht 3 enthält. 4 ist eine zentral in den Tiegel einsetzbare, sauerstofführende Blaslanze. Die erfindungsgemässe Einrichtung besteht aus der am unteren Ende der hohlen Sonde 5 befestigten Tauchkokille 6. Die Sonde selbst ist im dargestellten Beispiel aus dem oberen Rohr 7 und dem mit einer feuerfesten Isolierung umhüllten unteren Teil 8 zusammengesetzt, wobei die Teile 7 und 8 durch einen gasdichten Schnellverschluss verbunden sind. Die Länge des Teiles 8 muss so bemessen sein, dass keine Gefahr besteht, dass der gasdichte Schnellverschluss zwischen
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wechseln der Teile 7 und 8, die schon vor der Probenahme fest verbunden werden, gestatten.
Die Probesonde wird so weit eingefahren, dass sich der Mündungskanal der Probekokille bei der Probenahme immer an einer genau festgelegten Stelle über dem Tiegelboden befindet.
Mit 9 ist ein Dreiweghahn angedeutet, der Bohrungen zum Anschluss an eine Inertgasleitung 10 und an eine Entlüftungsleitung 11 besitzt. Die Tauchkokille 6 besteht aus zwei Hälften 12 und 13, die mittels Zentrierstifte 14 und einer versenkten Schraube 14a verbunden sind, und den Hohlraum 15, denGaskanal 16 unddenMündungskanal 17 einschliessen. Mit 18 ist einschnell- verschluss (Bajonettverschluss) bezeichnet, der es ermöglicht, die Kokille 6 an den Teil 8 der Sonde anzuschliessen.
Die Funktion des Gerätes ist wie folgt :
Sonde und Probekokille werden ausserhalb des Tiegels zusammengefügt, an die Inertgasleitung angeschlossen und in den Tiegel parallel zur Lanze 4 eingeführt, ohne dass das Frischen unterbrochen wird.
Während desEinführenswird inertes Gas durch die Innenbohrung der Sonde, den Gaskanal 16, den Hohlraum 15 und den Mündungskanal 17 geblasen, so dass ein Eindringen von Schlacke während des Durchstossens der Schlackenschicht ausgeschlossen ist. Sobald die Sonde sich tief genug im Bad befindet, wird dieGaszufuhr abgedreht und der Dreiweghahn 9 auf Entlüftung umgestellt, so dass das flüssige Metall in den Mündungskanal 17 und in den Hohlraum 15 eindringt. Die Wandstärken der. Kokille sind so bemessen, dass die in den Hohlraum 15 eingedrungene Probe die Wärme an die Kokillenwände abgibt und sofort erstarrt. Die Sonde wird aus dem Tiegel herausgezogen, der Schnellverschluss zwischen den Teilen 7und8 gelöst und ein neuer Teil 8 mit Kokille 6 angesetzt.
Auf diese Weise ist es möglich, einwandfreie Probekörper in Zeitabständen von zwei Minuten oder sogar weniger zu erhalten. Erwünschtenfalls kann bei der Vorbereitung der Kokille ein kleiner Teil Aluminiumwolle in den Hohlraum eingelegt werden, so dass das Probegut immer beruhigt ist und keine Lukerung auftritt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Entnahme von Proben aus metallurgischen Gefässen mit einer an einer hohlen Sonde befestigten Tauchkokille, die einen Hohlraum zur Aufnahme des Probegutes aufweist, der durch eine Bohrung mit dem Innenraum der Sonde verbunden ist und in einem Kanal nach aussen mündet, wobei die Sonde, die Bohrung, der Kokillenhohlraum und der Mündungskanal an eine Quelle für inertes Gas anschliessbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokille aus zwei mit Ausnehmungen versehenen Teilen (12 und 13) besteht, welche Ausnehmungen sich zu einem dünnen Gaskanal (16),. einem zylindrischen Hohlraum (15) und einem Mündungskanal (17) ergänzen.