DE1152561B

DE1152561B - Vorrichtung zur Bestimmung von Sauerstoff in Metallschmelzen

Info

Publication number: DE1152561B
Application number: DEH37306A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Erwin Eickworth
Original assignee: Hoesch AG
Current assignee: Hoesch AG
Priority date: 1959-08-29
Filing date: 1959-08-29
Publication date: 1963-08-08

Description

Vorrichtung zur Bestimmung von Sauerstoff in Metallschmelzen Die Einhaltung der Analysenvorschriften bei der Herstellung von Metallen, z. B. Stählen, wird dadurch erschwert, daß der Sauerstoffgehalt, z. B. bei in Öfen oder Konvertern gefrischten Stählen, starken Schwankungen unterworfen und vor der Zugabe von Desoxydations- und/oder Legierungsmitteln nicht ausreichend bekannt ist. Aus diesem Grunde sind häufig auch bei Stählen gleicher Erschmelzungsart und gleich großer anteiligerMengen an Desoxydations- und Legierungszugaben die Zusammensetzung des flüssigen Metalls sowie der Anteil oxydischer Schlacken sehr verschieden. Hierdurch bedingt streuen auch die technologischen Eigenschaften entsprechend den verschiedenen Analysen- und Schlackengehalten für gleiche Qualitäten stark.
Wirtschaftlich sind die auftretenden starken Schwankungen insofern von großem Nachteil, als die kostspieligen metallischen Legierungszusätze aus Sicherheitsgründen zumeist mit einem mengenmäßigen Sicherheitsaufschlag bemessen werden. Mit diesen Sicherheitszuschlägen werden aber auch häufig die optimalen Zusatzmengen für die günstigsten technologischen Eigenschaften überschritten.
Die übliche Methode der Sauerstoffbestimmung besteht darin, daß man eine Probe mit einem Probenlöffel entnimmt, in dem sich eine Aluminiumfolie befindet und der mit einem Holzdeckel versehen ist.
Der Holzdeckel schützt vor dem Schlackenzutritt. An Hand der Tonerde, die aus der Probe in Verbindung mit der Aluminiumfolie gebildet wird, erfolgt sodann die Sauerstofibestimmung in an sich bekannter Weise über die Rückstandsanalyse.
Diese herkömmliche Art der Sauerstofibestimmung hat den Nachteil, daß sie zu lange dauert, und der Metallurge hat deshalb im allgemeinen keine Möglichkeit, noch während des Schmelzprozesses die auf die spezielle Schmelze abgestimmten, erforderlichen Maßnahmen zu treffen.
Um nunmehr dem Metallurgen die Möglichkeit einer frühzeitigen Bestimmung des in der Metall schmelze enthaltenen Sauerstoffes oder zumindest des zu erwartenden Abbrandes zu geben, so daß er den Verwendungszweck der speziellen Schmelze und die dieser Schmelze angepaßte Höhe der gegebenenfalls erforderlichen Desoxydations- und/oder Legierungsmittel noch während des Schmelzprozesses bestimmen kann, wird von der an sich bekannten Möglichkeit Gebrauch gemacht, den im Metall enthaltenen Sauerstoff mit geeigneten Stoffen, wie z. B. Kohlenstoff oder Schwefel, zu einem Gas reagieren zu lassen. Dieses Gas, das aus der Reaktion eines Reaktionsmittels mit dem im Metall enthaltenen Sauerstoff entsteht, kann sodann nach an sich bekannten Methoden quantitativ und/oder qualitativ analysiert werden, es kann vor allen Dingen aber auch als Kenngröße zur unmittelbaren, annähernden Vorausbestimmung des voraussichtlichen Abbrandes an Legierungsmitteln dienen.
Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Bestimmung von Sauerstoff in Metallschmelzen durch Auffangen des Gases, das bei der Reaktion eines zugesetzten oder bereits in der Schmelze enthaltenen Stoffes (z. B. Kohlenstoff oder Schwefel) mit dem Sauerstoff des Metalls entsteht, vorgeschlagen, die aus einem mit einer Probenkokille ausgestatteten und mit einem inerten Gas gefüllten Gefäß besteht, in dem die gasförmige Sauerstoffverbindung entsteht und aufgefangen wird.
Vorteilhafterweise weist das Gefäß einen Siphon auf, der den Zufluß der zu untersuchenden Schmelzprobe in die Probenkokille gestattet. Gegebenenfalls kann in dem Siphon eine den Siphon nach außen abschließende, aufschmelzbare Einlage vorgesehen sein, die das Entweichen des inerten Gases verhindert. Es ist jedoch auch möglich, dem Gefäß bis zur Zugabe der flüssigen Schmelzprobe kontinuierlich inertes Gas zuzuführen.
An Stelle der Verwendung eines besonderen Reaktionsmittels ist es möglich, die Probenkokille selbst aus einem geeigneten Reaktionsmittel, z. B. Graphit, herzustellen. Bei Schmelzen, deren Sauerstoff bereits mit dem in der Schmelze enthaltenen Kohlenstoff reagiert, kann sich die Zugabe eines Reaktionsmittels überhaupt erübrigen.
Um das vollständige Auskochen der gasförmigen Sauerstoffverbindung zu gewährleisten, kann es zweckmäßig sein, die Probenkokille zu beheizen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung in schematischer Weise dargestellt.
In einem mit einem inerten Gas gefüllten Gefäß 1 befindet sich eine Probenkokille 2, in die ein Reaktionsmittel 3 in solcher Menge eingebracht ist, daß über den Abbrandverlust hinaus noch die mindestens annähernde Abbindung des Sauerstoffs durch das Reaktionsmittel gewährleistet ist. Die Probenkokille 2 kann aus dem Reaktionsmittel selbst bestehen, was z. B. bei der Verwendung eines Graphittiegels der Fall ist. Um ein Entweichen des inerten Gases aus dem Gefäß 1 zu verhindern, ist im Deckel des Gefäßes 1 der Zulauf für das flüssige Metall als Siphon 4 ausgebildet, in dem sich eine Membran 5, z. B. aus Kupfer, befindet, die beim Zugießen des flüssigen Metalls aufschmilzt. Während des Gießens sowie nach dem Guß verhindert der Siphon 4 das Entweichen von Gasen aus dem Gefäß 1.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zur Bestimmung von Sauerstoff in Metallschmelzen durch Auffangen des Gases, das bei der Reaktion eines zugesetzten oder bereits in der Schmelze enthaltenen Stoffes (z. B.

Kohlenstoff oder Schwefel) mit dem Sauerstoff des Metalls entsteht, gekennzeichnet durch ein mit einer Probenkokille ausgestattetes und mit einem inerten Gas gefülltes Gefäß, in dem die gasförmige Sauerstoffverbindung entsteht und aufgefangen wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß mit einem den Zufluß der zu untersuchenden Schmelzprobe in die Probenkokille ermöglichenden Siphon versehen ist.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Siphon eine den Siphon nach außen abschließende aufschmelzbare Einlage vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Graphittiegels als Probenkokille.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine elektrische Beheizung der Probenkokille.