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Kokille zum Ziehen von Proben aus flüssigen Schmelzen Die Erfindung
bezieht sich auf eine Kokille zum Ziehen von Proben aus flüssigen Schmelzen, bestehend
aus einem Kokillenkörper und einer den Hohlraum des Kokillenkörpers zur Schmelze
hin fortsetzenden Abschmelzspitze, durch welche die Schmelze in den Hohlraum des
Kokillenkörpers einfließt.
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Es ist bekannt, einen mit einem Hohlraum versehenen Kokillenteil
mit einer eingekifteten Abschmelzspitze zu verschließen. Hierbei ist es zwecks Entnahme
der Schmelzprobe aus dem Kokillenkörper erforderlich, die gesamte Ummantelung zusammen
mit der Abschmelzspitze von dem mit einen Hohlraum versehenen Kokillenteil zu lösen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Entnahme einer Probe
aus der Schmelze zu erleichtern bzw. die Wiedereinsatzbereitstellung der Kokille
zu vereinfachen. Hierdurch wird vor allem die Zeit der Probeentnahme aus der Kokille
auf wenige Sekunden nach dem Probeziehen verkürzt, was bei schnell durchzuführenden
Analysen zum Zwck der Betriebskontrolle von ausschlaggebender Bedeutung ist.
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Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe durch eine in das untere,
erweiterte Ende des Hohlraumes des Kokillenkörpers einschiebbare, unten geschlossene
Abschmelzspitze gelöst, die mittels eines in eine äußere Ringnut ihrer Wand eingelegten
Dichtungsringes gegen die Innenwand des Hohlraumes abdichtbar ist, ferner durch
ein in die Abschmelzspitze eingelegtes, mit einem Teil seiner Länge aus der Abschmelzspitze
heraus in den Hohlraum hineinragendes Isolierrohr, um dessen aus der Abschmelzspitze
herausragendes Ende ein dichtend zwischen Isolierrohr und Innenwand des Hohlraumes
gelegter Verschlußring mit darunter befindlichem Klemm- und Haltering angeordnet
ist.
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In der Zeichnung ist eine Kokille der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Art in einer beispielsweise gewählten Ausführungsform im Längsschnitt veranschaulicht.
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Die unten geschlossene Abschmelzspitze 1 ist in das untere erweiterte
Ende des Hohlraumes 10 des Kokillenkörpers 9 eingeschoben und mittels eines in eine
äußere Ringnut ihrer Wand eingelegten Dichtungsringes 3 gegen die Innenwand des
Hohlraumes 10 abdichtbar. In die Abschmelzspitze 1 ist ein mit einem Teil seiner
Länge aus letzterer heraus in den Hohlraum 10 hineinragendes Isolierrohr 2 eingelegt,
um dessen aus der Abschmelzspitze 1 herausragendes Ende ein dichtend zwischen Isolierrohr
2 und Innenwand des Hohlraumes 10 gelegter Verschlußring 5 mit darunter befindlichem
Klemm- und Haltering 4 angeordnet ist. Der Verschlußring 5 ist zweckmäßig aus unter
der Temperatur der Schmelze schmelzendem Material gefertigt Beim Ziehen von Stahlschmelzen
wird vorzugsweise ein Verschlußring 5 verwendet, welcher aus desoxydierendem Material,
beispielsweise Aluminium, besteht.
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Zur Entnahme der Schmelzprobe aus dem Hohlraum 10 wird diese zusammen
mit der Abschmelzspitze 1 und dem Führungs- und Isolierrohr 2 in einfacher Weise
aus dem HohlraumlO des Kokillenteiles 9 herausgezogen. Die Wandung des Hohlraumes
10, bzw. der Kokillenteil 9 unterliegen hierbei keinerlei Beschädigung; der Kokillenteil
9 bleibt somit für den nächsten Einsatz voll verwendungsfähig. Zu ersetzen sind
lediglich die Abschmelzspitze 1 mit dem Dichtring 3 und das Führungs- und Isolierrohr
2 mit einem Verschlußring 5 und einem Halte-und Klemmring 4.
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Hinsichtlich der Abdichtung der Schmelze gegen den Dichtring 3 ist
besonders zu erwähnen, daß der in dem Hohlraum 10 zwischen dem Führungsrohr 2 und
dem Kokillenteil 9 angeordnete Verschlußring 5 aus einem Material hergestellt ist,
welches einerseits leicht schmilzt und andererseits im erhitzten Zustand eine desoxydierende
Wirkung gegen Luft besitzt. Bei Stahlschmelzen hat sich beispielsweise Aluminium
bewährt.
Die Abdichtung bzw. Abbremsung gegen das Eindringen der Schmelze ist durch Verwendung
des Ringes 5 so vollkommen, daß die Gummidichtung 3 nach erfolgter Probenahme wiederholt
benutzt werden kann.
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Die Abschmelzspitze 1 ist oberhalb mit einer Ringnut versehen, in
welcher der Dichtring 3 eingelegt ist. In eine Ausbohrung 6 der Abschmelzspitze
1 ist ein Führungs- und Isolierrohr 2 eingelegt Das Führungs- und Isolierrohr 2
ragt derart weit über den oberen Rand der Abschmelzspitze 1 hinaus, daß der VerschlußringS
sowie der Klemm- und Haltering 4 gut auf dem über die Abschmelzspitze 1 herausragenden
Teil des Führungs- und Isolierrohres 2 anzubringen sind. Oberhalb des Kokillenteiles
9 ist ein mit einer Bohrung 25 versehenes Schraubventil 26 angeordnet, über welches
die Kokille vor dem Probeziehen der Schmelze evakuiert werden kann. Das Schraubventil
26 ist derart dimensioniert, daß im angezogenen Zustand gleichzeitig ein metallischer
Dichtungsschluß des Kokillenraumes 10 und eine Abdichtung mittels des O-Ringes 14
zwischen dem Schraubenkopf des Ventils 26 einerseits und dem Kokillenteil 9 andererseits
erzielt wird.
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Zur Herstellung des metallischen Dichtungsschlusses zwischen dem Kokillenraum
10 und dem Schraubventil 26 dient ein am Schraubventil angeordneter Dichtungsansatz
12.
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Die Abkühlung der Schmelze einerseits, wie auch die Kühlung des Halteringes
4 und des Dichtringes 21 erfolgt durch flüssiges oder verdampfendes bzw. bei tieferen
Temperaturen erstarrtes Kühlmittel 13, welches sich im Raum zwischen der Kokille
und dem Schutzmantel II befindet. Als solches Kühlmittel kann Wasser, Wasser mit
Zusätzen, Tetrachlorkohlenstoff, Alkohol und ähnliches verwendet werden. Soweit
ein genügend großer Kokillenkörper 9 vorhanden ist, kann das Kühlmittel auch entfallen.
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Der Schutzmantel 11 wird durch eine Schutzhülle 20 aus Asbest, Papier,
Schamotte usw. vor dem Angriff der Schmelze geschützt. Die Kokille selbst wird mit
Hilfe einer Schraubkappe 15, die ihrerseits mit einer oberen Schutzhülle 19 umgeben
ist, festgehalten.
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Mit einer Stange 17, deren Länge dem Schmelzaggregat angepaßt ist,
wird die Kokille in die Schmelze eingetaucht. Etwa entstehender Dampf des Kühlmittelsl3
kann durch die Bohrung 16 und 18 entweichen.
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Es hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäß ausgebildete Kokille
zum Ziehen von Proben aus Schmelzen sehr große Vorteile bietet.
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Die Kokille ist beispielsweise beliebig oft einzusetzen und kann
auch von einem Nichtfachmann unmittelbar nach dem Probeziehen, lediglich durch einfaches
Einsetzen einer neuen Abschmelzspitze in den Kokillenkörper, zur nächsten Probenahme
vorbereitet und über Schraubventil 26 evakuiert werden.
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Sie liefert eine präzisionsgegossene, blanke Probe, welche ohne besondere
Nachbearbeitung direkt bei der Heißextraktion verwendet werden kann.
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Zusammengefaßt bringt die erfindungsgemäße Anordnung der Abschmelzspitze
und die Abdichtung
zwischen derselben und dem Hohlraum der Kokille folgende Vorteile:
a) Die Abschmelzspitze 1 kann leicht eingesetzl werden, wobei eine zuverlässige
Dichtung gewährleistet ist. Das sonst so häufige Verschmutzen durch den früher verwendeten
Abdichtungskitt findet nicht mehr statt. Dadurch, daß die Schmelze über das durch
den Ring 5 zentrierte Führungs- und Isolierrohr 2 geführt wird, erfolgt keine Verbrennung
des Dichtungsringes 3.
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Ein Rückströmen der Schmelze in Richtung gegen die Einlauföffnung
der Abschmelzspitze 1 und Ring 3 wird durch den Verschlußring 5 absolut verhindert.
b) Nach erfolgtem Probeziehen kann die Probe nach vorn herausgezogen werden und
sofort ohne Zeitverlust eine neue Abschmelzspitze 1 eingeschoben werden. c) Der
Kokillenraum 10 ist zwischen den einzelnen Probenahmen nicht einmal zu reinigen,
er wird gewissermaßen durch den flüssigen Stahl selbst ausgewaschen. Bei älteren
Kokillenkonstruktionen war es nicht zu vermeiden, daß der Dichtungskitt in den Kokillenraum
hinaufgelangte, wodurch eine umständliche Reinigung mit verschiedenen Lösungs- und
Reinigungsmitteln erforderlich war, was jetzt vollkommen entfällt.
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Hierbei ist zu bedenken, daß auch bei gründlicher Reinigung früher
Spuren von Kitt, wenn sie in den oberen Kokillenraum gelangt sind, das Analysenergebnis
unbrauchbar verfälschen können. Bei zahlreichen, unter betrieblichen Bedingungen
vorgenommenen Probenahmen hat sich die erfindungsgemäß ausgebildete Einrichtung
bewährt. Es hat sich hierbei gezeigt, daß sie gegenüber Einrichtungen mit gekitteter
Abschmelzspitze infolge ihrer Zuverlässigkeit und ihrer raschen Einsetzbarkeit erhebliche
Vorteile aufweist.