DE1598469A1

DE1598469A1 - Geraet zur Entnahme einer Metallprobe aus einem Schmelztiegel

Info

Publication number: DE1598469A1
Application number: DE19671598469
Authority: DE
Inventors: Falk Richard A
Original assignee: FALK RICHARD A
Current assignee: FALK RICHARD A
Priority date: 1966-10-25
Filing date: 1967-10-24
Publication date: 1972-04-27
Also published as: DE1598469C2; GB1150149A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, Dr. Ing. Ä.Weickmann

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A-Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 27, DEN

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 483921/22

MYHM

Richard A. PaIk

519 Westminster Drive, Waukesha, Wisconsin, USA

Gerät zur Entnahme einer Metallprobe aus einem Schmelztiegel

Zur Entnahme einer Probe aus geschmolzenem Metall wird eine Proben-Lanze verwendet mit einer feuerfesten Hülse, die Seiten-, Ober- und Unterwand hat und die eine seitliche Eintrittsöffnung aufweist und die innerhalb einer isolierenden Kartonhülle sitzt; die Proben-Lanze wird verwendet, um eine Probe direkt aus einer beliebigen Quelle von Schmelzmaterial, wie z.B. einem Schmelzbad, einer Gießpfanne oder einer Kokille, zu erhalten.

Die verschiedenen Ausführungsformen der Hülse ermöglichen stangenförmige Proben, scheibenförmige Proben, Proben mit abgeflachter Spitze und Proben mit einer abgeflachten Seite. V/eitere Aus führung s forme η enthalten thermoelektrische Elemente zum Messen der Sohmelzbadtemperaturen und der Abkühlungskurven der Probe zugleich mit ihrem Herausnehmen.

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Die Erfindung erstreckt sich allgemein auf das Entnehmen von Proben aus geschmolzenem Metall und insbesondere auf eine Proben-Lanze hierzu. Die bekannten Vorrichtungen zur Entnahme solcher Proben haben keine Einrichtung, die von Anfang an Proben von einer solchen Größe liefert, die für die verschiedenen in der Industrie gebrauchten Analyseverfahren zweckmäßig sind. Darüber hinaus liefern die bekannten Vorrichtungen keine homogenen Proben mit einer gleichförmigen Erstarrung und einem hohen Grad von Abschreckung. Die bekannten Vorrichtungen sind ferner sehr teuer herzustellen und schaffen keine Probe, die einfach und schnell von der Proben-Lanze abgenommen werden kann.

Für die Praxis ist eine laufende Kontrolle der Erhitzung des Metalls erforderlich, um einen Stahl der gewünschten Zusammensetzung und der gewünschten Eigenschaften zu erhalten. In einem typischen Oxygen-Hochofen-Prozeß kann die Zahl der Proben, die im Verlauf von 2.K Stunden entnommen werden, einige Hundert betragen. Demnach ist es erstrebenswert, daß eine Vorrichtung zur Entnahme von Proben billig ist

Die Betriebskosten eines Oxygen-Brennofens je Minute sind beträchtlich, und es ist außerordentlich wichtig, wieviel Zeit gebraucht wird, um Proben zu entnehmen, sie von ihrer Entnahmevorrichtung zu trennen und chemische Analysen von der Probe zu machen. Demgegenüber gibt es keine Vorrichtung, mit der man eine für sofortige Analyse verwendbare Probe

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erhalten kann und mit der man zugleich die Schmelzbad temperatur und die Abkühlungskurve der Probe feststellen

Die Erfindung erstreckt sich auf eine Proben-Lanze, die billig herzustellen ist und die Proben liefert, die von Anfang an eine Größe haben, die geeignet ist für gas- oder spektrographische Analysen oder andere übliche Analyse-Verfahren. Die Probe kann leicht von der Proben-Lanze durch Zerschlagen einer feuerfesten Hülse entfernt werden. Mit der Proben-Lanze nach der Erfindung erhält man direkt die Probe aus einer beliebigen Quelle von Schmelzmaterial, wie zum Beispiel einem Schmelzbad, einer Gießpfanne oder einer Kokille. Einige Ausführungsformen eignen sich dazu, eine außerordentlich hohe Homogenität der teistallinen Struktur zu erzielen, die für eine genaue Analyse sämtlicher in der Probe enthaltener Elemente dann erforderlich ist, wenn einige dieser Elemente in sehr großen oder sehr kleinen Mengen vorliegen.

Die Verwendung einer feuerfesten Hülse mit einem bis auf eine seitliche Eingangsöffnung geschlossenen Raum verhindert, daß sich Schlacke auf der Probe bildet, die durch eine Verbindung von Sauerstoff mit der Probe innerhalb der HMlse entstehen kann. Die Gleichförmigkeit der Proben, die man mit der erfindungsgemäßen Proben-Lanze erhält,

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verringert die Notwendigkeit, die Kontrolle einer Schmelze zu wiederholen; hierdurch ergibt sich eine wesentliche Kosteneinsparung innerhalb des Überwachungsprogramms.

Mit einer bestimmten Ausführungsform der Lanze kann man sowohl eine scheibenförmige als auch eine stangenförmige Probe gleichzeitig erhalten. Die scheibenförmige Probe ist zum Aufschneiden geeignet, so daß eine spektrographische Analyse vorgenommen oder, wenn gewünscht, zur Durchführung einer Naßanalyse aufgebohrt werden kann. Die stangenförmige Probe ist geeignet zur Verwendung in einem Gas-Analysator.

Weitere Ausführungsformen der Proben-Lanzen enthalten thermoelektrische Elemente, die eine Aufzeichnung der Schmelztemperatur und der Abkühlungstemperatur-Kurven zulassen, um so die Peststellung des Wendepunkts zu erleichtern, der durch das Ausfällen oder Kristallisieren von Austenit aus der Schmelze entsteht. Ein wichtiges Merkmal ist darin zu sehen, daß die Proben-Entnahme und die Temperaturbestimmung gleichzeitig vorgenommen werden, wodurch sich eine verbesserte Beziehung der Ergebnisse zueinander bei geringerem Zeitverbrauch ergibt. Darüber hinaus erhält man die Probe selbst und die Temperaturmessung, ohne das Schmelzgefäß herunterzudrehen, wodurch wertvolle Zeit gespart wird.

Die Instrumenteneichung, die bei dieser Methode verwendet

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wird, gewährleistet im Vergleich zu den üblicheren Analysiermethoden eine schnellere Arbeitsweise zur Bestimmung des Kohlenstoff-Gehalts.

Die Proben-Lanze gemäß der vorliegenden Erfindung hat ein röhrenförmiges Gehäuse, vorzugsweise aus Kartonpappe, in dessen unterem Ende eine Hülse aus feuerfestem Material eingelassen ist. Das Gehäuse hat an seiner seitlichen Wandung eine Öffnung, die sich deckt mit einer Öffnung in der Seitenwand der Hülse, die eine Eintrittsöffnung für die Probe aus geschmolzenem Metall darstellt.

Io bis 15 Sekunden reichen nach dem Eintauchen des Gehäuses aus Kartonpappe bei den meisten Schmelzverfahren zum Pullen der Hülse aus. Beim Herausnehmen der Lanze aus dem Schmelzbad kann das Gehäuse aus Kartonpappe abbrennen und einen Zugang zu der Hülse zur Entfernung der Probe freigeben. Als andere Möglichkeit kann die Probe durch Abschlagen des Lanzenendes mit der Probenhülse entfernt werden, wobei man das feuerfeste Material zerschlägt und somit die Probe freilegt. Sowohl das Gehäuse als auch die Hülse sind relativ billig und können vernichtet werden; in der Stahlindustrie, die eine laufende Kontrolle der Stahlschmelze wünscht, iäb dies von Bedeutung.

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Die seitliche Eintrittsöffnung in dem Gehäuse und in der Hülse kann verschlossen werden durch eine Abdeckung aus schmelzbarem Material, wie z.B. Aluminium oder Stahl, so daß die Lanze unter die Schlackenschicht getaucht werden kann, um so eine schlackenfreie, einwandfreie Probe zu erhalten. Eine Aluminiumabdeckung schmilzt sehr schnell, während eine Stahlabdeckung erst nach einigen Sekunden schmelzen wird, wobei sie solange den Eintritt des geschmolzenen Probematerials verzögert, bis die Hülse erhitzt ist. Die Hülse kann ferner mit einer Spule aus Aluminiumdraht oder dergleichen versehen werden, um die Probe abzuschrecken.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den folgenden Darstellungen:

Figur 1 zeigt einen Teilschnitt der Proben-Lanze, in dem verschiedene Merkmale der Erfindung dargestellt sind, wobei die Hülse teilweise in die Schmelze eingetaucht ist;

Figur 2 zeigt eine Ansicht der in Figur 1 gezeigten Lanze, wobei die Hülse vollständig in die Schmelze eingetaucht ist;

Figur 5 zeigt eine Stahlprobe, die man mit einer Proben-Lanze nach Figur 1 erhält;

Figur 4 zeigt eine volle perspektivische Ansicht der Lanze nach Figur 1; ^ ___

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Figur 5 gibt eine veränderte Ausführung der vorliegenden Erfindung wieder für den Fall, daß man nur eine scheibenförmige Probe wünscht; Figur 6 zeigt eine veränderte Ausführung zur Erzielung einer

e:ctrem schnellen Abschreckung; Figur 7 zeigt eine Ausführungsform zur Gewinnung einer

stangenförmigen Probe mit einer glatten Oberfläche; Figur 8 zeigt eine veränderte Ausführung mit einem Thermoelement;

Figur 9 zeigt einen Schnitt durch das Ende der Hülse, die in Figur 5 dargestellt ist, jedoch mit der Abänderung zur Gewinnung einer Probe mit einer ebenen, breiten Oberfläche;
Figur Io zeigt eine Ausführung der Lanze nach Figur 1, jedoch

mit einem Thermoelement versehen; Figur 11 zeigt eine weitere Ausführung der Lanze nach Figur β

mit einem Thermoelement;
Figur 12 zeigt eine Ausführungsform nach Figur 7 mit einem

Thermoelement;
Figur 13 zeigt einen Teilschnitt der Ausführungsform nach Figur 9 mit einem Thermoelement;

Figur 14 zeigt eine weitere Ausführungsform der Lanze mit einem Thermoelement zur Gewinnung mehrerer Proben mit unterschiedlichem Abschreckungsgrad.

Figur 1 der Zeichnungen zeigt eine Lanze Io zur Probenentnahme, die in ihrem Gehäuse 12 eine feuerfeste Hülse 11 aufweist,

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die die Metallprobe enthält und deren Form bestimmt. Die Lanze wird zum Teil in eine Schmelze 13 hineingetaucht, auf der sich eine Schlackenschicht 14 befindet. Das Gehäuse 12 kann aus Kartonpappe oder anderem Schutzmaterial bestehen, das die Hülse schützt und das Hineintauchen der Hülse in ein Schmelzbad erleichtert.

Die Hülse 11 ist aus geeignetem feuerfesten Material hergestellt und hat eine zylindrische Seitenwand 15. Diese hat wiederum einen radialen Ausschnitt 16, der eine Eintrittsöffnung in den Hülsenraum 17 bildet. . Die Hülse 11 ist unten durch einen feuerfesten Stöpsel 18 abgeschlossen, der mit feuerfestem Zement in der Hülse befestigt ist. Der obere Teil der Hülse kann durch eine aus einem Stück bestehende Wandung oder durch einen besonderen Stöpsel 19 abgeschlossen werden. Die Eintrittsöffnung 16 sollte wünschenswert in der Nähe der oberen Wandung liegen, um ein unnötiges Entweichen der Probe beim Herausnehmen aus der Schmelze zu verhindern. In der Ausführung nach Figur 1 ist der Stöpsel 18 mit einem axialen Kanal 19o versehen, um ein stangenförmiges Probestück 2o zu erhalten. Beim Herausziehen der Lanze Io aus dem Schmelzbad läuft beruhigtes Metall aus dem Hülsenraum 17 durch den Kanal I9o, drängt dabei noch nicht beruhigtes Metall heraus und gewährleistet eine gleichmäßige Probe. Wenn die Lanze das Bad verläßt, kühlt das Metall im Kanal ab und hört auf, herauszufließen.

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Anfangs ist die Eintrittsöffnung 16 durch eine Aluminiumoder Stahlabdeokung 22 verschlossen, die mit feuerfestem Zement über der Öffnung 16 befestigt ist, um beim Eintauchen in die Stahlschmelze die Hülse 11 zu verschließen und den Eintritt der Schlacke 14 zu verhindern. Das Gehäuse hat eine Öffnung 23, die im Durchmesser größer ist als die Eintrittsöffnung 16, wodurch das Einfließen des Metalls in die Hülse erleichtert und bezweckt wird, Schmutz aus dem Gehäuse herauszuhalten. Bei der Anwendung einer Aluminiumabdeckung wird diese im wesentlichen sofort zerschmelzen. Eine Stahlabdeckung wird in etwa j5 Sekunden geschmolzen sein, bevor sie das Eindringen des Probematerials zuläßt. Dies ermöglicht eine Vorerhitzung der Hülse und verhindert eine Abkühlung der äußeren Zone der Probe im Augenblick der Berührung mit der Hülsenwandung, wodurch eine gleichmäßigere Abkühlung und entsprechend eine homogenere Probe erzielt wird.

Die Eintritts£öffnung 16 sollte vorzugsweise eine Form haben, die den schnellen Eintritt der Schmelze ermöglicht, jedoch verhindert, daß die Probe beim Herausnehmen der Lanze Io aus dem Schmelzbad herausläuft. Es hat sich aus Erfahrungen ergeben, daß eine Eintrittsöffnung von 5/8" Durchmesser groß genug ist, um ein zu schnelles Eintreten des Metalls zu verhindern und klein genug, um ein unnötiges Vergießen beim Herausnehmen zu verhindern. Bei einer

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Eintrittsöffnung, die kleiner als 1/2" ist, erfolgt das Eintreten zu langsam und das Einfüllen und Abkühlen der Probe geschieht nicht zur"gleichen Zeit, so daß die Probe nicht so homogen wie gewünscht ausfällt.

Die untere praktische Grenze für den Durchmesser der Eintrittsöffnung 16 beträgt 3/4". Bei einer kleineren Eintrittsöffnung ist die Probe in Schichten unterteilt und hat eine minderwertige Verteilung der beruhigten Schmelze. Die praktische obere Grenze für den Durchmesser der seitlichen Eintrittsöffnung 16 beträgt 1", wobei eine größere Öffnung einen wechselseitigen Beruhigungsvorgang zwischen der im Bad und der in der Hülse enthaltenen Schmelze bewirkt, jedoch nicht eine gleichmäßige Beruhigung innerhalb der Probe selbst verursacht. Die Verwendung eines Thermoelements, wie sie in den Figuren Io bis 14 gezeigt ist, kann diese Durchmesserwerte in kleinerem Umfang verändern.

Wie in Figur 2 gezeigt, ist jetzt die Hülse 11 unter die Sohlackenschicht 14 in die Stahlschmelzer? getaucht, und die Abdeckung 22 ist zerschmolzen; die Hülse 11 hat sich mit geschmolzenem Metall gefüllt.

Figur 3 zeigt, wie die Probe nach dem Abschlagen des feuerfesten Materials aussieht. Der stangenförmige Teil kann vom zylindrischen Teil getrennt und auf dem üblichen

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Wee eines Gasanalyse-Verfahrens analysiert werden, während der zylindrische Teil zur Durchführung von spektrographischen Analysen in Scheiben zerteilt werden kann.

Die Ausführung nach Figur 5 sieht nur derartige Scheibenproben vor und ist im übrigen der zuvor beschriebenen Ausführung ähnlich.

In der Ausfuhrungsform nach Figur 6 ist die Hülse 11 mit einer Stahlscheibe 26 versehen, die als Abschreckstück zum schnelleren Abkühlen der Zylinder dient. Das Abschreckstück ist durch den Stöpsel 18 in der Hülse eingeschlossen und somit vor der Temperatur des Schmelzbades geschützt, um einen möglichst hohen Grad der Abschreckung zu erreichen.

In einem bestimmten Abstand oberhalb des Abschreckstückes innerhalb der Hülse befindet sich eine Trennwand, die in der dargestellten Ausführung von einer Ringscheibe 28 aus feuerfestem Material gebildet wird, die sich durch das Innere der Hülse 11 erstreckt und die einen in axialer Richtung liegenden Kanal J5o hat. Der Kanal 3o hat vorzugsweise einen Durchmesser von etwa 3/8". Eine kleinere Öffnung verursacht eine nicht gleichmäßige Erstarrung und Abkühlung, was in der Probe Schichtungen verursacht. Die Ringscheibe dient zur Isolation und verhindert, daß die Probe wieder flüssig wird, wenn neues Eisen in den Raum 17 durch die Eintrittsöffnunc 16 fließt. Diese Ausführung ist besonders

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nützlich zur Anwendung bei relativ heißen Metallschmelzen mit einer Temperatur im Bereich zwischen 2.1oo und 2,5oo°F. Die Anwendung des Abschreckstückes 26 und der Ringscheibe ergibt eine scheibenförmige Probe mit extrem hoher Homogenität, die dann angestrebt wird, wenn man versuchen will, geschmolzenes Eisen zu analysieren, das eine Anzahl von verschiedenen Elementen enthält und wenn man eine spektrographische Analyse der Probe beabsichtigt.

In der Ausführung nach Figur 7 ist die Hülse dafür ausgelegt, eine stangenförmige Probe mit einer sehr gleichmäßig glatten Oberfläche zu erhalten. Hierbei entsteht die Probe im wesentliehen innerhalb einer geschlossenen Quarzröhre 34, die zwischen zwei ringscheibenförmigen Teilen 36 und 38 aus feuerfestem oder keramischen Material befestigt ist, wobei diese Teile entsprechende axiale Durchbrüche 4o und aufweisen.

Durch den Druck des geschmolzenen Eisens wird auch etwas von der Probe direkt in die Röhre ~$k gefüllt, wenn man die Lanze Io in die Schmelze hineintaucht. Es hat sich herausgestellt, daß die Probe mit einer noch glatteren Aui3enflache entsteht, wenn eine Sperre in das Ende der Röhre nach dem ringscheibenförmigen Teil 36 eingebaut ist. Die Sperre 43 kann ein Stück Aluminium sein, das in der Röhre 34 befestigt ist. Wenn diese Vorrichtung durch die Schmelze I3 entfernt wird, läuft etwas Schmelze aus der

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Röhre 34 heraus. Dies ermöglicht, daß die Schmelze, die in die H'llse über das Teil 38 eingedrungen ist, die Röhre 34 ausfüllen kann und somit für eine Probe mit gleichmäßiger Verteilung der Abkühlung sorgt.

In der Ausführung nach Figur 8 hat die Hülse eine Temperaturme ßeinrichtung, wie z.B. ein Thermoelement mit einem Leitungspaar 44, das durch die keramische Hülle 46 verläuft. Obwohl in der dargestellten Konstruktion die Hülle 46 an der Seitenwand 15 befestigt ist, kann die Hülle eine Reihe verschiedener Lagen innerhalb der Hülse 11 einnehmen. Zumindest der äußerste Teil der Leitung des Thermoelements befindet sich zum Schutz in einer U-förmigen Röhre 48 aus geschmolzenem Quarz. Das Leitungspaar dient zum Anschluß von Aufzeichnungsgeräten, z.B. einem Meßinstrument oder einem bekannten Temperaturaufzeichnungsgerät zur Aufnahme einer Zeit-Temperatur-Kurve, während die Hülse aus der Schmelze herausgezogen wird und die in ihr bei"indliche Probe abkühlt. Bekanntlich flacht die Temperaturkurve bei der Abkühlung der Schmelze auf einem kurzen Stück ab, wenn der Kohlenstoff der Probe kristallisiert. Das Aufzeichnungsgerät kann durch Vergleich von Proben aus derselben Schmelze mit Hilfe der üblichen chemischen Analysierverfahren, wie z.B. der gaschromographischen Analyse oder der spektrographisohen Analyse geeicht werden.

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In der Ausführung nach Figur Io ragt die Ouarzröhre 48 mit der Leitung des Thermoelements durch die seitliche Eintrittsöffnung 16 hindurch. Diese Lage ist gegenüber der Ausführung nach Figur 8 günstig zur Messung der Schmelzbadtemperatur. In Figur 11 liegt die Spitze 51 der Röhre 48 leicht unterhalb des unteren Randes 53 der seitlichen Eintrittsöffnung 16. Diese Lage ist zur Aufnahme der Abkühlungskurve und zur Bestimmung des Punktes günstig, in dem der Kohlenstoff ausfällt. In dieser Ausführung muß die Spitze 51 des Thermoelements unter dem Rand 55 liegen, so daß es bei der Abkühlung nicht in demjenigen Raum um die Eintrittsöffnung herum liegt, der Lunkererscheinungen auf v/eis t. Diese Lage des Thermoelements gewährleistet daher, daß es stets in die eigentliche Probe hineinreicht. Es ist ferner günstig, wenn die Spitze 51 in der Nähe der Innenwandung der Hülse und nahe der Eintrittsöffnung 16 liegt, da das Einfließen des Metalls in die Eintrittsöffnung die Temperatur der aus feuerfestem Material bestehenden Wandung im Bereich der Eintrittsöffnung auf die Temperatur des Schmelzbads anhebt, wodurch man eine genauere Messung der Schmelzbadtemperatur erhält, als wenn das Thermoelement konzentrisch im Innern der Hülse sitzt. Es hat sich aus Erfahrungen ergeben, daß zufriedenstellende Ergebnisse erreicht werden, wenn die Spitze 51 des Thermoelements etwa auf der halben radialen Entfernung zwischen der Hülsenmitte und ihrer mit der Eintrittsöffnung versehenen Seitenwandung liegt.

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In den Ausführuncsformen, die in den Figuren Io und 11 dargestellt sind, ist das obere Ende 54 der Quarzröhre in feuerfesten Zement 55 eingebettet. Die obere Wandung der Hülse liegt in einem bestimmten Abstand von der seitlichen Eintrittsöffnung 16 entfernt und hat eine öffnung 46 mit einem Stöpsel 57. Der feuerfeste Zement und die obere Wandung 19 bilden eine Temperaturgrenze, die die Leitungen 44 gegenüber der Schmelzbadtemperatur isoliert. Die oberen Enden der Leitungen 44 sind um die obere Kante des Stöpsels 57 herumgebogen und freigelegt, so daß sie mit einem Anschlußteil 59 Kontakt haben, das die Verbindung mit Meßinstrumenten herstellt.

In Figur Io ist ein Thermoelement in eine Hülse nach Figur eingebaut, um so eine stangenförmige Probe für eine Gasanalyse zu erhalten. In Figur 11 ist ein Thermoelement gezeigt, wie es in Figur 6 dargestellt ist, jedoch mit einem stählernen Abschreckstück 26.

In Figur 12 ist ein Thermoelement dargestellt, wie es in eine Hülse nach Figur 7 mit einer Röhre 34 aus geschmolzenem Quarz eingebaut ist, wenn man eine stangenförmige Probe mit einer besonders glatten Oberfläche erhalten will. Die Anordnungen des Thermoelements gemäß den Figuren 6, Io und können für jede der Ausführungsformen der Proben-Lanze gebraucht werden.

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Da das Gerät nach der Erfindung direkt in das Schmelzbad getaucht werden kann, ohne daß es dabei zerstört wird, und da die Probe sich in einem besonderen Raum befindet und nicht in einen anderen Behälter gegossen werden muß, wodurch die Abkühlungskurve nicht so verzerrt aufgezeichnet wird wie in den bisher bekannten Einrichtungen, und da das Gerät nach der Erfindung zudem billig ist, ist es in seiner Arbeitsweise weit genauer und vorteilhafter als die Geräte, die bisher zur Messung der Abkühlungskurve verwendet werden. Die Erfindung ermöglicht die Aufnahme der Schmelzbadtemperatur und die Bestimmung des Punktes, an dem der Kohlenstoff bei der Abkühlung der Probe ausfällt; sie ermöglicht es ferner, eine Probe in einem einzigen schnellen Arbeitsgang zu erhalten im Vergleich zu einer Reihe von einzelnen Arbeitsabschnitten, die bisher zur Erreichung desselben Zieles vorgenommen werden mußten. Demnach mußte das Schmelzgefäß hinabgeschwenkt oder gekippt werden, damit man eine Probe entnehmen und die Temperatur feststellen konnte, was etwa 4 bis 6 Minuten beanspruchte.

In Figur 9 ist die Hülse dargestellt mit einem Einsatzteil 49, das ein Zylindersegment darstellt und dessen Querschnitt ein Kreissegment bildet, das in den Raum 17 der Hülse eingesetzt ist. Das Einsatzteil 49 hat eine kreisförmig gebogene Fläche 5o und eine ebene Fläche 52 und ist im allgemeinen in seinem Querschnitt halbkreisförmig oder knapp halbkreisförmig

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Das Einsatzteil 49 bewirkt, daß die Probe eine relativ ebene Oberfläche bekommt, die für bestimmte Arten von Analysiergeräten sehr nützlich ist. In der Vergangenheit war es notwendig, eine solche Fläche durch Schneiden oder Schleifen herzustellen, was wertvolle Zeit verbrauchte. Wie inFigur 9 gezeigt, ist ebenfalls eine Spule aus Aluminiumdraht vorgesehen, die als AbschreckstUck dient.

Die Ausführung nach Figur 13 zeigt das Thermoelement eingesetzt in eine Proben-Lanze mit einem Einsatzteil 49 aus feuerfestem Material nach Figur 9.

Gemäß Figur 14 hat die dort gezeigte Hülse 6o mehrere Kammern 62, 64, 66 und 68 mit jeweils einer seitlichen Eintrittsöffnung 7o. Die Lanze hat ferner ein Thermoelement 48, das durch die seitliche Eintrittsöffnung 7o der Kammer 68 hinausragt. Die Kammern 62, 64, 66 enthalten verschieden große Abschreckstücke, die, wie in Figur 14 gezeigt, Spulen aus Aluminiumdraht sind. Diese Hülse ist von Nutzen, wenn man die Größe des Abschreckstückes bestimmen will, welches einer Gießpfanne beigegeben werden soll, um optimal abzuschrecken und den Stahl sauerstoffrei zu machen. Nach Entfernung der Lanze gemäß Figur 14 aus dem Schmelzbad und nach erfolgter Abkühlung kann das feuerfeste Material zerstört werden; die Proben in den verschiedenen Kammern können untersucht werden, um das für das jeweilige Schmelzbad gewünschte Ausmaß der Abschreckung zu ermitteln. -, _:—

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Im praktischen Gebrauch wird die Lanze Io unter einem gewissen Anstellwinkel in das geschmolzene Metall 13 unter die Schlackenschicht 14 hineingetaucht werden, wobei die Eintrittsöffnung 16 der Hülse 11, wie in den Figuren 1 und dargestellt, nach oben gerichtet ist, um das Vergießen der Proben beim Herausnehmen der Lanze zu verhindern. Die Zeit des Eintauchens hängt von der Temperatur der Schmelze ab und wird normalerweise zwischen 2 und 7 Sekunden liegen. Gasblasen oder Lunker in der Probe sind ein Anzeichen für nicht richtige Abschreckung oder falsche Eintauchzeit.

Die Probe kann von der Lanze durch Abschlagen der Hülse und Zerstörung des feuerfesten Materials entfernt werden.

Obwohl die Beschreibung der Erfindung ausführlich gehalten und genau genug ist, um dem Fachmann die Ausführung der Erfindung zu ermöglichen, dienen die offenbarten, rein physikalischen Ausfuhrungsformen nur der Erläuterung; die Erfindung kann auch in anderer Weise ausgeführt werden.

Der Gegenstand der Erfindung ist in den anliegenden Ansprüchen niedergelegt.

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Claims

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MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

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Patentansprüche

1. Gerät zur Entnahme einer Metallprobe aus einem Schmelztiegel oder dergleichen, das in die flüssige Schmelze hineingetaucht wird und an seinem unteren Ende ein Gefäß aus feuerfestem Material zur Aufnahme der Metallprobe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (11) an seinem in Richtung des Eintauchens gesehen oberen Ende eine mit einer Metallabdeckung (22) versehene Eintrittsöffnung (16) aufweist, die beim Eintauchen in die Schmelze (I3) erst nach dem Durchstoßen der Schlackenschicht (14) schmilzt und dem Schmelzgut den Zugang zum Gefäß (11) freigibt.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (11) als Hohlzylinder ausgebildet ist.

y. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Gefäßquerschnitt an seinem unteren Ende kanalartig verengt und daß dieser Kanal (19o) nach unten hin offen ist

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4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterboden des Gefäßes (11) als Stöpsel (lO) mit axialer Bohrung (19o) ausgebildet ist.

5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende eines zylindrischen lanzenförmigen Schafts (lo) eine als Gefäß dienende Hülse (11) von ebenfalls kreisförmigem Querschnitt zur Entnahme der Probe aufweist.

6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (11) zumindest an seinen Seitenwänden mit einer äußeren Schutzhülle (12) aus Kartonpappe oder dergleichen umgeben ist.

7. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülle (12) in Höhe der Eintrittsöffnung (16) des Gefäßes (11) eine Öffnung (23) aufweist, die größer als die Eintrittsöffnung (16) ist.

8. Gerät nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß sich in dieser Schutzhüllenöffnung (23) die der Eintrittsöffnung (16) des Gefäßes (11) vorgesetzte Metallabdeckung (22) befindet.

9. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (16) einen Durchmesser zwischen .''/O" und 1" aufweist.

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Ιο. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf dem Boden (18) des Gefäßes (11) ein Metallstück (26) zum Abschrecken befindet.

11. Gerät nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum Über dem Metallstück (26) von dem übrigen Raum des Gefäßes (11) durch eine durchbohrte Trennwand (28, j5o) getrennt ist.

12. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das Gefäß (11) eine von seinem Boden (36) ausgehende, mit ihrem oberen Ende durch eine Halterung (38) abgestützte Röhre (42) eingesetzt ist, in die die entnommene Probe aus dem oberen Teil des Gefäßes (11) hineinfließt.

13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre (42) nach unten hin durch eine Sperre (4^) aus schmelzbarem Material verschlossen ist.

14. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der oberen Begrenzungswandung (19) des Gefäßes (11) ein in das Gefäß (ll) hineinragendes Thermoelement (48) befestigt ist.

15. Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das - Thermoelement (48) mit seiner Spitze (5I) etwa um ein

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Viertel des Gefäßdurchmessers gegenüber der Mitte des Gefäßquerschnitts versetzt ist.

16. Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoelement (48) schräg in dem Gefäß (11) sitzt derart, daß die Spitze (51) des Thermoelements (48) aus der Eintrittsöffnung (l6) des Gefäßes (11) herausragt.

17» Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (ll)einen sich in axialer Richtung erstreckenden, mit seiner einen Seite an der Gefäßwandung anliegenden Einsatz (49) aufweist, dessen andere, zum Gefäßraum hin liegende Seite (52) eine ebene Fläche bildet.

l8. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (11) in mehrere Kammern (62, 64, 66, 68) mit jeweils besonderen Eintrittsöffnungen (7o) unterteilt ist.

19· Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß sich in den Kammern unterschiedlich große Metallstücke zur Erzielung unterschiedlicher Abschreckungsgrade befinden.

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