La présente invention concerne un appareil pour la détermination de la teneur en carbone d'un métal en fusion, comme aussi pour l'échantillonnage du métal en fusion.
On connaît déjà des appareils de détermination
de la teneur en carbone de métaux en fusion et des appareils de ce genre sont décrits, par exemple, dans les
<EMI ID=1.1>
Un appareil de détermination de la teneur en carbone conforme à la technique antérieure pouvant être directement introduit dans le métal en fusion aux fins de mesurer la teneur en carbone de ce dernier, comportait, dans l'ensemble, une ouverture d'entrée dans une paroi latérale supérieure d'un récipient d'échantillonnage.
Un palpeur de température qui mesure les températures de changement de phase du métal en fusion et en détermine la teneur en carbone, comprend, dans l'ensemble, un thermocouple enfermé dans un tube en quartz en forme de U. Cependant, les inconvénients de cet agencement du palpeur de température sont tels qu'indiqués cidessous.
<EMI ID=2.1>
teneur en carbone, conformément auquel le palpeur de température est disposé dans la partie inférieure du
<EMI ID=3.1>
rieure d'un échantillon pour l'analyse spectrographique, etc., étant donné que le palpeur de température demeure dans la partie inférieure de l'échantillon en question.
<EMI ID=4.1>
solidifié, si bien que la partie de l'échantillon dis-
<EMI ID=5.1>
blème qui se pose avec le type susmentionné d'appareil
<EMI ID=6.1>
D'autre part, lorsque le palpeur de température
<EMI ID=7.1>
dant vers le bas dans l'appareil de détermination de la teneur en carbone, la partie de l'échantillon, disponible pour l'analyse est suffisamment grande, étant donné que le palpeur de température ne subsiste pas dans la partie inférieure de l'échantillon solidifié.
Cependant, le palpeur de température disposé dans
<EMI ID=8.1>
que et un choc dynamique par le fait de la montée lui- tiale de métal fondu à haute température 3 'écoulant
<EMI ID=9.1>
périeure du récipient.
Pour cette raison, le palpeur de température peut être détruit ou plié de manière à rendre la mesura de la teneur en carbone impossible ou imprécise. Ceci est un inconvénient majeur du type susmentionné d'appareil de détermination de la teneur en carbone.
La présente invention a par conséquent pour objet un appareil de détermination fiable de la teneur en car-
<EMI ID=10.1>
palpeur de température est préservé de la destruction
et de la flexion par la montée initiale de métal en fusion , ce qui garantit une mesure précise.
La présente invention a aussi pour objet l'appareil décrit ci-dessus , qui est capable de prélever un échantillon solidifié dont la majeure partie reste disponible à des fins d'analyse spectre graphique, etc.
La présente invention a aussi pour objet l'appareil du type décrit ci-dessus grâce auquel il est facile de prélever un échantillon solidifié d'un récipient.
La présente invention a également pour objet un appareil du type décrit ci-dessus, qui peut prélever un échantillon solidifié avec une surface inférieure lisse.
L'invention a aussi pour objet l'appareil du type décrit ci-dessus ,qui peut prélever un échantillon solidifié sans ou avec une faible cavité de retrait seulement dans sa surface supérieure.
L'invention a finalement pour objet l'appareil du type décrit ci-dessus, qui peut également rapidement déterminer les teneurs en carbone dans un métal en fusion
qui se trouve à une température relativement plus haute
que dans le cas classique.
Grâce à la présente invention, on peut parvenir aux objectifs précités par le fait quelle a pour objet un appareil de détermination de la teneur en carbone qui présente les caractéristiques suivantes:
L'appareil de détermination de la teneur en carbone conforme à la présente invention comprend, dans une partie supérieure d'un récipient d'échantillonnage, un palpeur de température pour détecter la température de changement de phase du métal en fusion, et un dispositif de protection est interposé, au moins partiellement, entre une ouverture d'entrée dans une paroi latérale supérieure du récipient et le palpeur de température.
Cela revient à dire que le dispositif de protection est destiné à empêcher que le palpeur de température subisse un choc thermique et dynamique dans la partie supérieure du récipient sous l'effet d*un écoulement du métal fondu, comme cela se produisait dans le passé.
L'appareil conforme à la présente invention jouit de tous les avantages des instruments de déterrai nation de la teneur en carbone du type où le palpeur de température est disposé dans la partie supérieure du récipient et obvie au problème de fiabilité qui se posait avec le dispositif de la technique antérieure.
Au surplus, le dispositif de protection nécessairement prévu dans la partie supérieure du récipient refroidit le métal en fusion s'écoulant dans le récipient de façon à atteindre le dernier objet de la présente invention, qui est le retardement de la solidification du métal en fusion dans la partie supérieure du récipient et, en même temps, la paroi de la chambre d'échantillonnage, c'est-à-dire la partie inférieure du récipient, absorbant la chaleur de l'échantillon de métal, développe la solidification de l'échantillon, de manière à atteindre ainsi l'avant-dernier objet de la présente invention.
Sur les dessins :
- La figure 1 représente une vue en coupe transversale d'une lance d'échantillonnage comprenant un <EMI ID=11.1>
forme à la présente invention
- la figure 2a représente une vue en coupe transversale de l'instrument de détermination de la teneur en carbone conforme à la présente invention , tel que montré sur la figure 1;
- la figure 2b est une vue éclatée de la figure 2a;
- la figure 3 est une vue en coupe transversale d'un instrument de détermination de la teneur. en carbone conforme à une autre forme de réalisation de la présente invention ;
- la figure 4 est une vue en coupe transversale d'un instrument de détermination de la teneur en carbone conforme à encore une autre forme de réalisation de la présente invention;
- la figure 5 est une vue en coupe transversale d'un instrument de détermination de la teneur en carbone <EMI ID=12.1>
sente invention ;
- la figure 6 est une vue en perspective d'une plaque de protection telle que représentée sur la fi- <EMI ID=13.1> <EMI ID=14.1>
d'un autre instrument de détermination de la teneur en carbone suivant la présente invention; et
- la figure 8 est une vue en coupe transversale d'un autre appareil de détermination de la teneur en carbone conforme à la présente invention.
En se référant à présent plus particulièrement à la figure 1, on voit qu'on y a représenté une lance 41 qui comprend l'instrument de détermination de la teneur en carbone ,20, suivant la présente invention (la partie gauche du dessin étant vers le bas) , laquelle lance 41 comprend un tube de guidage 42 en carton , disposé dans une partie supérieure (correspondant à la partie droite du dessin) de la lance 41 et guidant cette lance lorsque cette lance 41 est fixée sur un dispositif de support
(non représenté) et un tube intermédiaire 43 en carton, introduit fixement dans l'extrémité inférieure du tube de guidage 42.
Un tube extérieur 44 en carton, fixement introduit dans l'extrémité inférieure du tube intermédiaire
43 qui abrite l'instrument de détermination de la teneur en carbone 20 conforme à la présente invention, est maintenu à un niveau inférieur dans un trou réalisé dans le tube externe 44 en utilisant un tube interne 45 réalisé en carton comme paroi d'isolation thermique.
En vue de protéger la lance 41 contre un choc thermique lorsque cette lance est plongée dans le métal
<EMI ID=15.1>
comme une matière céramique, est fixée aux extrémités
<EMI ID=16.1>
c'est-à-dire à :l'extrémité inférieure de la lance 41.
La paroi de fond 51 supporte un palpeur de température 60 dans un trou, de telle manière que le palpeur s'étende partiellement au dehors de la paroi de fond, le palpeur de température étant adapté à sentir la température du métal en fusion dans un tour.
Ainsi qu'on va clairement l'illustrer ci-dessous, l'instrument de détermination de la teneur en carbone 20 comporte un palpeur de température 21 pour sentir la température du métal en fusion qui s'écoule dans le récipient 31.
Les palpeurs de température 21 et 60 respectifs sont reliés électriquement par l'intermédiaire des con-
<EMI ID=17.1>
d'un tube de connexion 63 ; ce connecteur est fait de carton et s'adapte dans un trou du tube intermédiaire 43 à l'intérieur du tube 47 supportant le connecteur en carton.
Le connecteur 64 comporte un élément qui fait saillie 65, lequel s'étend vers le haut dans le trou du tube intermédiaire 43 et est électriquement raccordé à un connecteur femelle assujetti à un support lorsque la lance 41 est installée sur le même support.
Ainsi que le dessin le représente, des éléments de fixation 62 sont appliqués en de multiples parties de la lance afin de fixer les composants relatifs.
L'instrument de détermination de la teneur en
<EMI ID=18.1>
latérale supérieure. L'ouverture d'entrée 32 communique , à travers un guide 49 d'ouverture d'entrée, en une matière réfractaire, comme une matière céramique, traversant les parois latérales des tubes externe et intermédiaire 44 et 45 , avec une ouverture dans la surface externe du tube externe 44, laquelle ouverture est fermée par une couverture latérale en carton recouvrant la surface externe du tube externe 44.
Les figures 2a et 2b (qui est une vue éclatée de la figure 2a) représentent l'instrument de détermination de la teneur en carbone 20 de la figure 1 qui comprend <EMI ID=19.1>
que 37 formant couvercle du récipient et un tube de protection 36 tel que décrit plus bas.
L'ensemble 21 palpeur de température comprend un corps 22 en une matière réfractaire, telle qu'une matière céramique, avec un rebord 23 et un capteur de température 25 fixé au corps 22 par le ciment réfractaire 24
et s'étendant vers le bas jusque dans une chambre d'échantillonnage 34a du récipient 31, qui sera décrite dans
la suite du présent mémoire.
Le capteur de température 25 est d'une structure bien connue des spécialistes, qui comprend un thermo- couple retenu dans un tr'oe en quartz linéaire, et une
<EMI ID=20.1>
terminale supérieure du corps 22.
Le récipient d'échantillonnage 31 est divise en une partie supérieure 33 et en une partie inférieure 34
<EMI ID=21.1>
férence, en un métal ou en une matière céramique. Une ouverture 38 est façonnée à l'extrémité supérieure du
<EMI ID=22.1>
En d'autres termes, le récipient d'échantillonnage )
31 comporte deux chambres délimitées par la plaque séparatrice 35 ; la chambre supérieure est appelée chambre
<EMI ID=23.1>
d'échantillonnage 34a.
La chambre d'entrée 33a dans le récipient 31 communique avec l'extérieur par l'intermédiaire de l'ouverture d'entrée 32 prévue dans la paroi latérale de la partie supérieure 33 , tandis que la paroi de la chambre d'échantillonnage 34a s'effile vers le bas étant donné que son diamètre se réduit.
La plaque 37 formant couvercle du récipient, réalise de préférence en un métal, est fixée par-dessus l'ouverture- 38 du récipient d'échantillonnage 31 d'une manière telle quelle maintienne un tube de protection
36 destiné à être introduit dans un trou central , ainsi que cela sera décrit dans la suite du présent mémoire.
Le tube de protection 36 est réalisé en une matière
à bonne résistance thermique, par exemple, une matière réfractaire comme une matière céramique, et en quartz
et en une matière métallique qui peuvent résister à ' l'influence du métal en fusion.
<EMI ID=24.1>
plaque 37 formant couvercle du récipient, dans le récipient ! d'échantillonnage 31 et son extrémité Inférieure se situe dans une plage R représentée sur la figure 2a,coaprise entre la proximité du bord inférieur de l'ouverture d'entrée 32 et le point de détection du capteur de température 25 et, dans l'exemple illustré sur les figures
2a et 2b, cette extrémité inférieure du tube de protec- tion 36 est située au-dessus' de la plaque séparatrice
36 dans la plage définie ci-dessus.
L'extrémité inférieure du tube de protection 36
se situe à un niveau inférieur à celui de la proximité
du bord inférieur de l'ouverture d'entrée 32 en vue
<EMI ID=25.1>
fusion contre le capteur de -température 25. L'extrémité
<EMI ID=26.1>
veau supérieur à celui du point de détection du capteur . de température 25 parce que, de cette manière, le point de détection plonge dans le métal en fusion dans la cham-
<EMI ID=27.1>
36 vienne perturber une détection ou captation correcte de la température.
Le tube de protection 36 est étroitement écarté de la surface externe du capteur de température 25 passant au centre du tube 36 , réalisant ainsi une chambre isolante 54 protégeant le capteur de température 25 contre un choc thermique et dynamique dû à l'écoulement du métal en fusion.
L'instrument de détermination de la teneur en carbone construit de la manière décrite plus haut et conforme à la présente invention , fonctionne de la façon suivante .
La lance 41 est chargée à l'aide du moyen ou dispositif de support et ensuite plongée par sa partie inférieure dans le métal en fusion.
Après avoir passé à travers une couche de laitier flottant à la surface du métal en fusion, la lance 41 plonge ensuite dans le métal en fusion , cependant que
la couverture latérale 50 fermant l'ouverture d'entrée
32 est détruite par suite du passage à travers la couche de laitier.
Le métal fondu pénètre, par conséquent, dans la chambre d'échantillonnage 31 par l'intermédiaire du guide 49 d'ouverture d'entrée et de l'ouverture d'entrée
32.
Bien que le métal en fusion s'écoule d'abord dans la chambre d'entrée 33a, le tube de protection 36 abrite le capteur de température 25 s'étendant à l'intérieur
de la chambre d'entrée 33a, d'un choc thermique et dynamique provoqué par l'écoulement de métal en fusion.
Lorsque le métal en fusion qui s'écoule atteint le tube de protection 36 , le tube de protection 36 en question prélève de la chaleur au métal en fusion qui s'écoule et, par conséquent, refroidit ce dernier. Le métal en fusion qui s'écoule est introduit dans la chambre d'échantillonnage 34a par un trou 52 réalisé dans la plaque séparatrice 35 , guidé qu'il est le long du tube de protection 36 et du capteur de température 25.
Un désoxydant est habituellement placé dans la
<EMI ID=28.1>
fondu dans la chambre d'entrée 33a.
<EMI ID=29.1>
<EMI ID=30.1>
Lorsque ceci s'opère , le capteur de température 25 dont le point de détection est logé dans la chambre d'échantillonnage 34a, suit la température du métal en fusion dans la chambre d'échantillonnage 34a et envoie ses indications à l'extérieur par l'intermédiaire des conducteurs 27 et du connecteur 64.
L'air dans le récipient d'échantillonnage 31 est évacué par l'ouverture d'entrée 32 lorsque le métal en fusion s'introduit dans le récipient.
Pendant que le récipient 31 prélève de la chaleur au métal en fusion dans la chambre d'échantillonnage 34a et que celui-ci se solidifie graduellement, la température du métal en fusion est évidemment suivie par intervalles par le capteur de température 25.
Lorsque le métal en fusion est solidifié dans
la chambre d'échantillonnage 34a, le tube de protection
36 émet la chaleur qui a été absorbée au moment de l'in-
<EMI ID=31.1>
lidification du métal en fusion dans la partie supérieure du récipient. Il s'ensuit que l'échantillon solidifié
dans la chambre d'échantillonnage 34a est dépourvu de
toute cavité de retrait à sa partie supérieure.
La teneur en carbone du métal en fusion est déterminée , de manière classique, par les variations de température de l'échantillon en cours de solidification dans la chambre d'échantillonnage 34a.
La température du métal en fusion dans le four
est décelée par le palpeur de température 60 installé à l'extrémité inférieure de la lance 41.
Après achèvement du procédé de mesure décrit cidessus, on retire la lance 41 du métal fondu et on enlève l'échantillon solidifié de la chambre d'échantillonnage
34a à des fins d'analyse spectrographique, etc.
La figure 3 illustre une autre forme de réalisation de l'instrument de détermination de la teneur en carbone 20 conforme à la présente invention, qui diffère de celle représentée sur les figures 2a et 2b de la ma- nière suivante.
L'extrémité inférieure du tube de protection 36
est logée en dessous de la plaque séparatrice 35 dans la plage R représentée sur la figure 2a.
Le métal fondu dans la partie supérieure du réci-pient peut être maintenu à une température plus élevée que celle possible dans le cas de la forme de réalisation représentée sur les figures 2a et 2b , tandis que l'air dans la chambre isolante tend à souffler dans la chambre d'échantillonnage 34a et crée quelquefois un trou de soufflage dans l'échantillon.
Afin d'éviter ce soufflage, un trou 55 est réalisé dans la paroi latérale du tube de protection 36 et ce
<EMI ID=32.1>
54 délimitée entre le tube de protection 36 et le capteur de température 25 et la chambre d'entrée 33a. Plus particulièrement, l'air dans la chambre isolante 54 est libéré par l'ouverture d'entrée 32 via le trou 55 et la chambre d'entrée 33a.
La chambre isolante 54 peut s'ouvrir sur 1 t ex-. térieur de l'appareil 20 par l'intermédiaire d'un passage d'air (non représentée formé dans le rebord 23.
<EMI ID=33.1>
le dans la chambre isolante, l'air dans la chambre isolante 54 est libéré à l'extérieur de l'appareil 20.
La chambre d'échantillonnage 34a possède une forme cylindrique.
Cet exemple est sensiblement comparable à celui représenté sur les figures 2a et 2b, à l'exception de la facilité d'enlèvement de l'échantillon solidifié de la chambre d'échantillonnage 34a.
La figure 4 représente encore une autre forme de réalisation de l'instrument de détermination de la teneur en carbone 20 conforme à la présente invention, qui est similaire à la forme de réalisation représentée sur les figures 2a et 2b , l'exception des caractéristiques. qui suivent.
L'extrémité inférieure du tube de protection 36 est fermée par un bouchon56 qui supporte le capteur de température 25 à sa partie quelque peu plus basse que sa position centrale.
Ceci permet au capteur de température 25 d'être maintenu plus fermement fixé que dans le cas des figures 2a et 2b.
Bien qu'aucun métal en fusion ne pénètre dans la chambre isolante 54, cette dernière est cependant pourvue du trou 50 pour permettre l'évacuation de ]. 'air dilaté en raison de l'élévation de la température dans la chambre isolante 54.
La figure 5 représente encore une autre forme deréalisation de l'instrument de détermination de la teneur en carbone 20 conforme à la présente invention, qui diffère de la forme de réalisation représentée sur les figures 2a et 2b de la façon suivante.
Une plaque de protection 39 en forme de arc est fi-
<EMI ID=34.1>
<EMI ID=35.1>
<EMI ID=36.1>
Cette forme de réalisation est inférieure à celle des figures 2a et 2b quant aux caractéristiques de refroidissement au moment de l'introduction du métal fondu et quant à la propriété de maintenir chaud le métal fondu dans la partie supérieure du récipient, parce que la plaque de protection 39 possède une masse intérieure, . une surface inférieure, etc., à la masse, surface, etc., du tube de protection 36.
<EMI ID=37.1>
effet suffisant de protection du capteur de température
25 et les problèmes susmentionnés ne sont pas aussi cruciaux, par exemple, lorsque la température du métal fondu est relativement faible.
La figure 7 représente encore une autre forme de l'instrument de détermination de la teneur en carbone 20 conforme à la présente invention, qui est similaire à celle représentée sur les figures 2a et 2b , à l'exception des caractéristiques qui suivent.
Le récipient d'échantillonnage 31 ne comporte pas
<EMI ID=38.1>
distinction bien définie entre la chambre d'entrée 33a et la chambre d'échantillonnage 34a.
L'écoulement du métal en fusion depuis l'ouverture d'entrée 32 vers l'intérieur du récipient 31 atteint la partie inférieure du récipient 31 sans souffrir de la résistance de la plaque de séparation 35, si bien que cette forme de réalisation est inférieure à celle représentée sur les figures 2a et 2b quant au calmage de l'activation du métal en fusion.
Ce problème n'est pas crucial et peut être évité dans une certaine mesure par le choix approprié des proportions entre le calibre et la forme du récipient 31, de l'ouverture d'entrée 32, etc.
<EMI ID=39.1>
et peut être remplacé par un palpeur linéaire tel que représenté sur les figures 2a et 2b.
<EMI ID=40.1> réalisation de 1 'instrument de détermination de la teneur en carbone 20 suivant la présente invention, qui
<EMI ID=41.1>
par les caractéristiques suivantes.
Une plaque de protection 39 est fixée au couvercle
37 mais la plaque de séparation 35 a été omise.
Ce mode de réalisation souffre des mêmes désavantages que ceux des modes de réalisation représentés sur les figures 5 et 7 , mais ces inconvénients ne sont pas graves en fonction de l'état du métal fondu.
REVENDICATIONS
1.- Appareil pour la détermination de la teneur en carbone d'un métal fondu, caractérisé en ce qu'il comprend <EMI ID=42.1> dans sa paroi latérale supérieure et une ouverture à son extrémité supérieure ; <EMI ID=43.1>
xée par-dessus l'ouverture à son extrémité supérieure; <EMI ID=44.1> rieur ; et
(d) un dispositif de protection en une matière à .
<EMI ID=45.1>
<EMI ID=46.1>
peur de température , l'extrémité inférieure du dispositif de protection étant située dans une plage comprise entre la proximité du bord inférieur de l'orifice d'en-
<EMI ID=47.1>
The present invention relates to an apparatus for determining the carbon content of a molten metal, as also for sampling the molten metal.
Determination devices are already known
of the carbon content of molten metals and the like are described, for example, in
<EMI ID = 1.1>
An apparatus for determining the carbon content in accordance with the prior art which can be directly introduced into the molten metal for the purpose of measuring the carbon content of the latter, generally comprised an inlet opening in a wall upper side of a sampling container.
A temperature sensor which measures the phase change temperatures of the molten metal and determines the carbon content thereof, comprises, overall, a thermocouple enclosed in a U-shaped quartz tube. However, the disadvantages of this Arrangement of the temperature sensor are as shown below.
<EMI ID = 2.1>
carbon content, according to which the temperature sensor is arranged in the lower part of the
<EMI ID = 3.1>
of a sample for spectrographic analysis, etc., since the temperature probe remains in the lower part of the sample in question.
<EMI ID = 4.1>
solidified, so that the part of the sample
<EMI ID = 5.1>
problem with the above type of device
<EMI ID = 6.1>
On the other hand, when the temperature sensor
<EMI ID = 7.1>
Downward in the carbon meter, the portion of the sample available for analysis is large enough, since the temperature probe does not remain in the lower portion of the sample solidified.
However, the temperature sensor arranged in
<EMI ID = 8.1>
and a dynamic shock due to the fact that molten metal rises at high temperature 3 'flowing
<EMI ID = 9.1>
container.
For this reason, the temperature sensor can be destroyed or bent so as to make the measurement of the carbon content impossible or imprecise. This is a major drawback of the above-mentioned type of carbon content determination apparatus.
The present invention therefore relates to an apparatus for reliable determination of the content of car-
<EMI ID = 10.1>
temperature probe is preserved from destruction
and bending by the initial rise of molten metal, which guarantees an accurate measurement.
The present invention also relates to the apparatus described above, which is capable of taking a solidified sample, the major part of which remains available for the purposes of graphical spectrum analysis, etc.
The present invention also relates to the apparatus of the type described above, thanks to which it is easy to take a solidified sample from a container.
The present invention also relates to an apparatus of the type described above, which can take a solidified sample with a smooth bottom surface.
The subject of the invention is also the apparatus of the type described above, which can take a solidified sample without or with a small withdrawal cavity only in its upper surface.
The invention finally relates to the apparatus of the type described above, which can also quickly determine the carbon contents in a molten metal
which is at a relatively higher temperature
than in the classic case.
Thanks to the present invention, the abovementioned objectives can be achieved by the fact that it relates to an apparatus for determining the carbon content which has the following characteristics:
The apparatus for determining the carbon content according to the present invention comprises, in an upper part of a sampling container, a temperature sensor for detecting the phase change temperature of the molten metal, and a device for protection is interposed, at least partially, between an inlet opening in an upper side wall of the container and the temperature sensor.
This amounts to saying that the protective device is intended to prevent the temperature sensor from undergoing a thermal and dynamic shock in the upper part of the container under the effect of a flow of molten metal, as has happened in the past.
The apparatus according to the present invention enjoys all the advantages of the instruments for determining the carbon content of the type where the temperature sensor is placed in the upper part of the container and obviates the reliability problem which arose with the device. of the prior art.
In addition, the protective device necessarily provided in the upper part of the container cools the molten metal flowing in the container so as to achieve the last object of the present invention, which is the retardation of the solidification of the molten metal in the upper part of the container and, at the same time, the wall of the sampling chamber, i.e. the lower part of the container, absorbing the heat of the metal sample, develops the solidification of the sample , so as to achieve the penultimate object of the present invention.
In the drawings:
- Figure 1 shows a cross-sectional view of a sampling lance comprising an <EMI ID = 11.1>
form to the present invention
- Figure 2a shows a cross-sectional view of the carbon content determination instrument according to the present invention, as shown in Figure 1;
- Figure 2b is an exploded view of Figure 2a;
- Figure 3 is a cross-sectional view of a content determination instrument. carbon according to another embodiment of the present invention;
- Figure 4 is a cross-sectional view of an instrument for determining the carbon content according to yet another embodiment of the present invention;
- Figure 5 is a cross-sectional view of an instrument for determining the carbon content <EMI ID = 12.1>
invention;
- Figure 6 is a perspective view of a protective plate as shown in the fi <EMI ID = 13.1> <EMI ID = 14.1>
another instrument for determining the carbon content according to the present invention; and
- Figure 8 is a cross-sectional view of another apparatus for determining the carbon content according to the present invention.
Referring now more particularly to Figure 1, we see that there is shown a lance 41 which comprises the instrument for determining the carbon content, 20, according to the present invention (the left part of the drawing being towards bottom), which lance 41 comprises a guide tube 42 made of cardboard, disposed in an upper part (corresponding to the right part of the drawing) of the lance 41 and guiding this lance when this lance 41 is fixed on a support device
(not shown) and an intermediate tube 43 made of cardboard, fixedly inserted into the lower end of the guide tube 42.
An outer tube 44 of cardboard, fixedly inserted into the lower end of the intermediate tube
43 which houses the instrument for determining the carbon content 20 according to the present invention, is maintained at a lower level in a hole made in the outer tube 44 using an inner tube 45 made of cardboard as a thermal insulation wall .
To protect the lance 41 against thermal shock when this lance is immersed in the metal
<EMI ID = 15.1>
like a ceramic material, is fixed at the ends
<EMI ID = 16.1>
that is to say at: the lower end of the lance 41.
The bottom wall 51 supports a temperature probe 60 in a hole, so that the probe partially extends outside the bottom wall, the temperature probe being adapted to sense the temperature of the molten metal in a lathe .
As will be clearly illustrated below, the carbon content determination instrument 20 includes a temperature sensor 21 to sense the temperature of the molten metal flowing in the container 31.
The respective temperature sensors 21 and 60 are electrically connected by means of the
<EMI ID = 17.1>
a connection tube 63; this connector is made of cardboard and fits into a hole in the intermediate tube 43 inside the tube 47 supporting the cardboard connector.
The connector 64 has a protruding element 65, which extends upwards into the hole of the intermediate tube 43 and is electrically connected to a female connector secured to a support when the lance 41 is installed on the same support.
As shown in the drawing, fasteners 62 are applied in multiple parts of the lance to secure the related components.
The instrument for determining the content of
<EMI ID = 18.1>
upper side. The inlet opening 32 communicates, through an inlet opening guide 49, in a refractory material, such as a ceramic material, passing through the side walls of the external and intermediate tubes 44 and 45, with an opening in the surface external of the external tube 44, which opening is closed by a lateral cardboard cover covering the external surface of the external tube 44.
Figures 2a and 2b (which is an exploded view of Figure 2a) show the carbon content determination instrument 20 of Figure 1 which includes <EMI ID = 19.1>
that 37 forming the container lid and a protective tube 36 as described below.
The temperature sensor assembly 21 comprises a body 22 made of a refractory material, such as a ceramic material, with a flange 23 and a temperature sensor 25 fixed to the body 22 by the refractory cement 24
and extending downward into a sampling chamber 34a of the container 31, which will be described in
the rest of this brief.
The temperature sensor 25 is of a structure well known to specialists, which comprises a thermocouple retained in a linear quartz tube, and a
<EMI ID = 20.1>
upper terminal of the body 22.
The sampling container 31 is divided into an upper part 33 and a lower part 34
<EMI ID = 21.1>
ference, in a metal or a ceramic material. An opening 38 is formed at the upper end of the
<EMI ID = 22.1>
In other words, the sampling container)
31 comprises two chambers delimited by the separating plate 35; the upper room is called the room
<EMI ID = 23.1>
34a.
The inlet chamber 33a in the container 31 communicates with the outside via the inlet opening 32 provided in the side wall of the upper part 33, while the wall of the sampling chamber 34a s 'tapers down since its diameter is reduced.
The plate 37 forming the lid of the container, preferably made of a metal, is fixed over the opening 38 of the sampling container 31 in such a way that it maintains a protective tube
36 intended to be introduced into a central hole, as will be described later in this specification.
The protective tube 36 is made of a material
with good thermal resistance, for example, a refractory material such as a ceramic material, and quartz
and a metallic material which can resist the influence of molten metal.
<EMI ID = 24.1>
plate 37 forming the container lid, in the container! sampling 31 and its lower end is located in a range R represented in FIG. 2a, joint between the proximity of the lower edge of the inlet opening 32 and the detection point of the temperature sensor 25 and, in the example illustrated in the figures
2a and 2b, this lower end of the protective tube 36 is located above the separating plate
36 in the range defined above.
The lower end of the protective tube 36
is lower than proximity
from the lower edge of the inlet opening 32 in view
<EMI ID = 25.1>
fusion against the temperature sensor 25. The end
<EMI ID = 26.1>
calf higher than that of the sensor detection point. 25 because in this way the point of detection dips into the molten metal in the chamber.
<EMI ID = 27.1>
36 disturbs a correct detection or capture of the temperature.
The protective tube 36 is closely spaced from the external surface of the temperature sensor 25 passing through the center of the tube 36, thus providing an insulating chamber 54 protecting the temperature sensor 25 against thermal and dynamic shock due to the flow of metal in fusion.
The carbon content determination instrument constructed as described above and in accordance with the present invention operates as follows.
The lance 41 is loaded using the support means or device and then immersed by its lower part in the molten metal.
After passing through a layer of slag floating on the surface of the molten metal, the lance 41 then plunges into the molten metal, while
the side cover 50 closing the entry opening
32 is destroyed as a result of passing through the slag layer.
The molten metal therefore enters the sampling chamber 31 via the inlet opening guide 49 and the inlet opening
32.
Although the molten metal first flows into the inlet chamber 33a, the protective tube 36 houses the temperature sensor 25 extending inside
from the inlet chamber 33a, from a thermal and dynamic shock caused by the flow of molten metal.
When the flowing molten metal reaches the protective tube 36, the protective tube 36 in question draws heat from the flowing molten metal and, therefore, cools the latter. The molten metal which flows is introduced into the sampling chamber 34a through a hole 52 made in the separating plate 35, guided that it is along the protective tube 36 and the temperature sensor 25.
A deoxidizer is usually placed in the
<EMI ID = 28.1>
melted in the entry chamber 33a.
<EMI ID = 29.1>
<EMI ID = 30.1>
When this takes place, the temperature sensor 25, the detection point of which is housed in the sampling chamber 34a, tracks the temperature of the molten metal in the sampling chamber 34a and sends its indications to the outside via l 'through conductors 27 and connector 64.
The air in the sampling container 31 is discharged through the inlet opening 32 when the molten metal is introduced into the container.
While the container 31 draws heat from the molten metal in the sampling chamber 34a and the latter gradually solidifies, the temperature of the molten metal is obviously monitored at intervals by the temperature sensor 25.
When the molten metal is solidified in
the sampling chamber 34a, the protective tube
36 emits the heat which has been absorbed at the time of
<EMI ID = 31.1>
lidification of the molten metal in the upper part of the container. It follows that the solidified sample
in the sampling chamber 34a is devoid of
any withdrawal cavity at its upper part.
The carbon content of the molten metal is conventionally determined by the temperature variations of the sample being solidified in the sampling chamber 34a.
The temperature of the molten metal in the furnace
is detected by the temperature sensor 60 installed at the lower end of the lance 41.
After completion of the measurement process described above, the lance 41 is removed from the molten metal and the solidified sample is removed from the sampling chamber
34a for spectrographic analysis, etc.
Figure 3 illustrates another embodiment of the carbon content determination instrument 20 according to the present invention, which differs from that shown in Figures 2a and 2b in the following manner.
The lower end of the protective tube 36
is housed below the separating plate 35 in the range R shown in FIG. 2a.
The molten metal in the upper part of the container can be kept at a higher temperature than that possible in the case of the embodiment shown in Figures 2a and 2b, while the air in the insulating chamber tends to blow into the sample chamber 34a and sometimes creates a blow hole in the sample.
To avoid this blowing, a hole 55 is made in the side wall of the protective tube 36 and this
<EMI ID = 32.1>
54 delimited between the protective tube 36 and the temperature sensor 25 and the inlet chamber 33a. More particularly, the air in the insulating chamber 54 is released by the inlet opening 32 via the hole 55 and the inlet chamber 33a.
The insulating chamber 54 can open on 1 t ex-. térieur of the apparatus 20 via an air passage (not shown formed in the rim 23.
<EMI ID = 33.1>
in the insulating chamber, the air in the insulating chamber 54 is released outside the apparatus 20.
The sampling chamber 34a has a cylindrical shape.
This example is substantially comparable to that shown in FIGS. 2a and 2b, with the exception of the ease of removing the solidified sample from the sampling chamber 34a.
Figure 4 shows yet another embodiment of the carbon content determination instrument 20 according to the present invention, which is similar to the embodiment shown in Figures 2a and 2b, except for the features. that follow.
The lower end of the protective tube 36 is closed by a plug 56 which supports the temperature sensor 25 at its part somewhat lower than its central position.
This allows the temperature sensor 25 to be held more firmly fixed than in the case of Figures 2a and 2b.
Although no molten metal enters the insulating chamber 54, the latter is however provided with the hole 50 to allow the evacuation of]. expanded air due to the rise in temperature in the insulating chamber 54.
FIG. 5 represents yet another embodiment of the carbon content determination instrument 20 according to the present invention, which differs from the embodiment shown in FIGS. 2a and 2b in the following manner.
An arc-shaped protective plate 39 is fi
<EMI ID = 34.1>
<EMI ID = 35.1>
<EMI ID = 36.1>
This embodiment is inferior to that of FIGS. 2a and 2b as regards the cooling characteristics at the time of the introduction of the molten metal and as regards the property of keeping the molten metal hot in the upper part of the container, because the plate protection 39 has an internal mass,. a lower surface, etc., to the mass, surface, etc., of the protective tube 36.
<EMI ID = 37.1>
sufficient protection effect of the temperature sensor
And the above-mentioned problems are not as crucial, for example, when the temperature of the molten metal is relatively low.
Figure 7 shows yet another form of the carbon content determination instrument 20 according to the present invention, which is similar to that shown in Figures 2a and 2b, except for the following features.
The sampling container 31 does not have
<EMI ID = 38.1>
well defined distinction between the inlet chamber 33a and the sampling chamber 34a.
The flow of molten metal from the inlet opening 32 towards the interior of the container 31 reaches the lower part of the container 31 without suffering from the resistance of the separation plate 35, so that this embodiment is lower to that shown in FIGS. 2a and 2b as regards the calming of the activation of the molten metal.
This problem is not critical and can be avoided to some extent by the appropriate choice of proportions between the size and shape of the container 31, the inlet opening 32, etc.
<EMI ID = 39.1>
and can be replaced by a linear probe as shown in Figures 2a and 2b.
<EMI ID = 40.1> realization of the instrument for determining the carbon content 20 according to the present invention, which
<EMI ID = 41.1>
by the following features.
A protective plate 39 is fixed to the cover
37 but the separation plate 35 has been omitted.
This embodiment suffers from the same disadvantages as those of the embodiments shown in FIGS. 5 and 7, but these disadvantages are not serious depending on the state of the molten metal.
CLAIMS
1.- Apparatus for determining the carbon content of a molten metal, characterized in that it comprises <EMI ID = 42.1> in its upper side wall and an opening at its upper end; <EMI ID = 43.1>
xed over the opening at its upper end; <EMI ID = 44.1> laughing; and
(d) a protective device in a material.
<EMI ID = 45.1>
<EMI ID = 46.1>
fear of temperature, the lower end of the protective device being situated in a range between the proximity of the lower edge of the intake opening
<EMI ID = 47.1>