DE10049253C2

DE10049253C2 - Probennehmer für Schmelzen

Info

Publication number: DE10049253C2
Application number: DE10049253A
Authority: DE
Inventors: Guido Neyens; Guido Cappa; Johan Knevels
Original assignee: Heraeus Electro Nite International NV
Current assignee: Heraeus Electro Nite International NV
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2000-09-28
Publication date: 2002-04-18
Anticipated expiration: 2020-09-29
Also published as: DE50114592D1; DE10049253A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Probennehmer für Schmelzen, insbesondere für auf einer Metall schmelze aufliegende Schlacke mit einem an einem Halter angeordneten, ein- oder mehrteili gen Körper, der einen Einlauf und eine Probenkammer aufweist.

Derartige Probennehmer sind beispielsweise aus der JP 61-271452 A oder aus der DE 197 52 743 A1 bekannt. Diese Schlackenprobennehmer nutzen die gegenüber einer Stahl- oder Eisenschmel ze geringere Dichte der Schlacke aus, um saubere Proben zu erhalten. Beim Aufsteigen der Schlacke durch den Einlauf in die Probenkammer kann es zu einem Anhaften der Schlacke an den Probenkammerwänden führen mit der Folge, dass der Einlauf der Schlacke in die Proben kammer gestört oder in extremen Fällen sogar verhindert wird.

Aus der SU 1 411 612 A1 ist ein Probennehmer für Nichteisen-Metallschmelzen bekannt, der eine Beschichtung aus Kalkmilch aufweist. Die Beschichtung soll das Anhaften der Metallschmelze an der Probenkammer verhindern. Die US 4,089,223 offenbart eine deoxidierende Beschichtung eines Einlaufs eines Schmelzenprobennehmers.

Der Erfindung liegt, ausgehend vom Stand der Technik, die Aufgabe zugrunde, die bekannten Probennehmer zu verbessern und eine hochwertige Probennahme zu ermöglichen. Die Aufgabe wird für einen eingangs charakterisierten Probennehmer durch die kennzeichnen den Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch das schlackeabweisende Material der Oberfläche des Einlaufs wird ein Anhaften der Schlacke in dem Einlauf und im Extremfall ein Verstopfen des Einlaufs mit Schlacke verhindert. Geeignet sind Oberflächen, die Graphit, Pappe oder Papier oder eine Beschichtung aus Teflon aufweisen, wobei das Graphit vorzugsweise gleichmäßig über die gesamte Oberfläche verteilt ist.

Zweckmäßig ist es, die Oberfläche als Graphitschicht auszubilden. Vorteilhaft ist es weiterhin, dass eine zusätzliche Beschichtung aus Teflon auf die Oberfläche aufgebracht ist. Insbesondere kann der den Einlauf aufweisende Teil des Körpers ganz oder teilweise aus dem Schlacke abweisenden Material gebildet sein.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Einlauf kegelförmig ausgebildet, wobei das Ende mit dem geringeren Querschnitt an der Probenkammer angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Einlauf in Eintauchrichtung zumindest teilweise unterhalb der Probenkammer angeord net. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Probenkammer zylindrisch ausge bildet und es weist die Grundfläche der Probenkammer einen etwa kreisförmigen Querschnitt auf, dessen Durchmesser größer ist als die Dicke der Probenkammer. Der Einlauf vorteilhafter weise mündet etwa zentrisch in die Grundfläche der Probenkammer, die vorzugsweise we nigstens eine ringförmige seitliche Metallwand aufweist. Insbesondere kann die Probenkammer allseitig Metallwände aufweisen.

Dabei ist es vorteilhaft, dass die Öffnung in der Probenkammer bzw. in der Metallwand der Pro benkammer, durch die die Schlacke in die Probenkammer einläuft, die gleiche Größe und Form aufweist wie das Ende des kegelförmigen Einlaufs, so dass eine Stufenbildung an der Öffnung der Probenkammer vermieden wird. Die Öffnung/Mündung des Einlaufs in die Probenkammer weist vorzugsweise einen Durchmesser von etwa 3 bis 7 mm, insbesondere von etwa 5 mm auf, um einen optimalen Einlauf der Schlacke in die Probenkammer zu gewährleisten und um beim Anheben des Probennehmers nach der Probennahme ein Herausfließen von Schlacke aus der Probenkammer zu verhindern. Es kann vorteilhaft sein, die ringförmige seitliche Metall wand dünner auszubilden als die Metallwände der Grundflächen der Probenkammer.

Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, dass die ringförmige seitliche Metallwand an ihrer der Mündung des Einlaufes abgewandten Grundfläche Ausnehmungen aufweist. Diese Ausneh mungen können in unterschiedlicher Form, beispielsweise sägezahnförmig, dreieckig oder ab gerundet ausgebildet sein. Sie ermöglichen einen Gasdurchtritt, das heißt, einen Gasauslaß aus der Probenkammer, um der einfließenden Metallschmelze Platz zu machen. Die seitliche Metallwand liegt an einer Grundfläche der Probenkammer an, so dass die Gase zwischen der Stirnseite und der seitlichen Metallwand durch die Ausnehmungen aus der Probenkammer austreten können. Dazu ist es vorteilhaft, dass die Ausnehmungen gleichmäßig über die Stirn seite verteilt sind. An der der Mündung des Einlaufes in die Probenkammer angewandten Stirn seite der seitlichen Metallwand kann ein an der entsprechenden Grundfläche der Probenkam mer angeordneter Deckel anliegen, der vorteilhafter Weise aus Metall gebildet ist.

Es ist von besonderem Vorteil, dass der Deckel einen umlaufenden, zur seitlichen Metallwand hin abgewinkelten Rand aufweist, der auf der seitlichen Metallwand aufliegt. Dadurch bildet der Deckel eine Art Hohlraum, so dass die sich in der Probenkammer bildende Probe nach der Ent nahme aus dem Probennehmer über die Stirnseite der seitlichen Metallwand übersteht. Diese Wand kann dann, da sie durch die Grundfläche bzw. den Deckel eben ausgebildet ist, als Ana lysefläche Benutzt werden. Das Fehlen eines solchen Überstandes kann dazu führen, dass diese Analysefläche beispielsweise durch Schrumpfung sich ins Innere der Probenkammer zu rückzieht, so dass ein Messkopf einer Mess- oder Analyseeinrichtung nicht auf der Probe selbst sondern auf der seitlichen Metallwand aufliegt, so dass eine korrekte Messung nicht durchge führt werden kann. Der Rand ragt bevorzugt etwa 0,5 bis 2 mm aus der Deckelfläche heraus. Für eine leichte Probenentnahme ist es vorteilhaft, dass der Körper an seiner Außenseite eine umlaufende Kerbe oder Nut aufweist, die in ihrer Tiefe vorzugsweise spitz zuläuft. Dadurch wird eine Art Sollbruchstelle geschaffen, an der der Körper nach der Probennahme zerstört werden kann, so dass eine leichte Probenentnahme möglich ist. Dazu ist es insbesondere zweckmäßig, dass die Kerbe um die Probenkammer herumlaufend oder um den Einlauf, insbesondere um die Mündung des Einlaufs in die Probenkammer herumlaufend angeordnet ist.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele des Probennehmers anhand einer Zeichnung näher erläu tert. Die Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Probennehmer,

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform,

Fig. 3 eine Ausbildung der seitlichen Metallwand und

Fig. 4 eine Ausbildung des Deckels.

In einem feuerfesten Körper 1, beispielsweise aus Gießereisand, der am Ende eines Papproh res 2 als Träger gehaltert ist, ist eine Probenkammer 3 angeordnet. Die Probenkammer 3 ist etwa axialsymmetrisch in dem feuerfesten Körper 1 angeordnet. Sie ist im wesentlichen zylind risch ausgebildet, wobei die Höhe des Zylinders wesentlich geringer ist als dessen Durchmesser. Die Wände der Probenkammer 3 sind mit Metall ausgekleidet. Dabei sind die Metallwände der Grundflächen 4; 4' (Stahlplatten) dicker als die ringförmige seitliche Metallwand 5 als Man telfläche aus Stahl. Diese ist etwa halb so dick wie die Metallwände der Grundflächen 4; 4'. Die dem Eintauchende zugewandte Grundfläche 4 der Probenkammer 3 weist eine Öffnung 6 mit einem Durchmesser von etwa 5 mm auf, die zentrisch angeordnet ist und an die der Einlauf 7 stufenlos mit dem gleichen Durchmesser anschließt. Der Einlauf 7 ist kegelförmig ausgebildet, seine Wände sind mit einer Beschichtung 8 aus Graphit ausgekleidet.

Beim Eintauchen des Probennehmers in die Schlackeschicht gelangt zunächst Schlacke in den Einlauf 7. Durch den kegelförmigen Verlauf wird gesichert, dass nur Schlacke in die gegenüber dem Volumen des Einlaufs 7 wesentlich geringervolumige Probenkammer 3 (höchstens etwa 30 bis 50%) gelangt. Die auf der Schmelze aufliegende Schlacke wird großflächig erfasst, so dass auch bei einer geringen Dicke der Schlackeschicht ausreichend Schlacke zur Füllung der Probenkammer mit Schlacke aufgenommen wird. Die Kegelform sichert eine gleichmäßige und kontinuierliche Einengung des Einlaufs 7, wobei durch die Beschichtung 8 ein Anhaften der Schlacke an der Wand verhindert wird. Die mit der erfindungsgemäßen Einrichtung erhaltenen Proben sind einer Analyse unmittelbar zugänglich.

Fig. 2 zeigt einen Probennehmer ähnlich Fig. 1, wobei zusätzlich eine Teflonschicht 9 auf die Beschichtung 8 aufgebracht ist. In Fig. 3 ist die seitliche Metallwand 5 dargestellt, deren Stirn seite 10 umlaufende und aneinander gereihte Kerben 11 aufweist, die die Form von Dreiecken haben. Fig. 4 zeigt eine als Deckel ausgebildete Grundfläche 4', die einen Rand 12 aufweist. Der Rand 12 ist zur Anlage an die Stirnfläche 10 der Metallwand 5 bestimmt. Der Rand ragt etwa 1 mm aus der Deckelfläche 13 heraus.

Claims

1. Probennehmer für Schmelzen, insbesondere für auf einer Metallschmelze aufliegende Schlacke, mit einem an einem Träger angeordneten, ein- oder mehrteiligen Körper, der ei nen Einlauf und eine Probenkammer aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlauf (7) eine Oberfläche aufweist, die zumindest teilweise aus Graphit, Pappe oder Papier oder ei ner Beschichtung aus Teflon als schlackeabweisendem Material gebildet ist.

2. Probennehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der den Einlauf aufweisen de Teil des Körpers (1) mindestens teilweise aus dem schlackeabweisenden Material gebil det ist.

3. Probennehmer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlauf (7) ke gelförmig ausgebildet ist, wobei das Ende mit dem geringeren Querschnitt an der Proben kammer (3) angeordnet ist.

4. Probennehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlauf (7) in Eintauchrichtung zumindest teilweise unterhalb der Probenkammer (3) angeordnet ist.

5. Probennehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenkammer (3) zylindrisch ausgebildet ist, dass ihre Grundflächen (4; 4') einen etwa kreisförmigen Querschnitt aufweisen, dessen Durchmesser größer ist als die Dicke der Probenkammer (3), dass der Einlauf (7) etwa zentrisch in die Grundfläche (4) der Probenkammer (3) mündet und dass die Probenkammer (3) wenigstens eine ringförmige seitliche Metallwand (5) aufweist.

6. Probennehmer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenkammer (3) allseitig Metallwände aufweist.

7. Probennehmer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige seitliche Metallwand (5) dünner ist als die Metallwände der Grundflächen (4; 4') der Probenkammer (3).

8. Probennehmer nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige seitliche Metallwand (5) an ihrer der Mündung des Einlaufes (7) abge wandten Stirnseite Ausnehmungen aufweist.

9. Probennehmer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen gleichmäßig über die Stirnseite verteilt sind.

10. Probennehmer nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der der Mündung des Einlaufes (7) abgewandten Stirnseite ein Deckel anliegt.

11. Probennehmer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel aus Metall gebildet ist.

12. Probennehmer nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel einen umlaufenden, zur seitlichen Metallwand (5) hin abgewinkelten Rand aufweist, der an der seitlichen Metallwand (5) anliegt.

13. Probenkammer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand etwa 0,5 bis 2 mm über die Deckelfläche hinausragt.

14. Probennehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper an seiner Außenseite eine umlaufende Kerbe aufweist.

15. Probennehmer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerbe um die Pro benkammer (3) herum verlaufend angeordnet ist.

16. Probenkammer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerbe um den Einlauf (7), insbesondere um die Mündung des Einlaufs (7) in die Probenkammer (3) herum ver laufend angeordnet ist.

17. Probennehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Mündung des Einlaufes (7) in die Probenkammer (3) etwa 3 bis 7 mm, insbesondere etwa 5 mm, beträgt.