DE1648964B2 - Vorrichtung zum bestimmen der liquidusphasenaenderungstemperatur eines geschmolzenen materials - Google Patents

Description

Il b', 43 bzw. 54) aufweisenden Probeentnehmer und eine innerhalb des Hohlraums befindliche Temperaturfühleinrichtung (12 bis 15 bzw. 13' bis 15').

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die TcmperaturfühJeinrichtung (13 bis 15 oder 13' bis 15') vom geschlossenen Ende des Probeentnehmers getragen wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Temperaturfühleinrichtung (55 bis 57) außerhalb des Hohlraumes (51 a) angebracht ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Temperaturfühleinrichtung (55 bis 57) über das offene Ende des Hohlraumes (51 a) hervorsteht.

Die Erfindung ist anwendbar sowohl auf metallische als auch auf nichtmetallische Materialien, die Phasenwechseltemperaturen, einschließlich des Liquidus und/oder Solidus, aufweisen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend beschrieben und in den Zeichnungen veranschaulicht. In den Zeichnungen ist

F i g. 1 eine Schnittansicht des Eintauchendes einer erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung,

F i g. 2 ein Diagramm einer die Abkühltemperatur wiedergebenden, mit der Einrichtung nach F i g. l erhaltenen Kurve,

F i g. 3 eine Schnittansicht einer Abänderung der Erfindung,

F i g. 4 eine Schnittansicht einer weiteren Abänderung der Erfindung,

F i g. 5 eine Schnittansicht einer Abänderung der in F i g. 4 veranschaulichten Erfindung,

F i g. 6 eine Schnittansicht einer anderen Abänderung der Erfindung,

F i g. 6 a eine perspektivische Ansicht eines Teiles der F i g. 6 und

F i g. 7 eine Illustration einer idealisierten Kartenaufzeichnung einer Temperaturabkühlkurve für die Liquidusphasenänderungstemperatur zusammen mit einer Badtemperatur-Kurve für eine Einrichtung des in F i g. 6 veranschaulichten Typs.

F i g. 1 zeigt eine Eintaucheinrichtung 10 zur Entnahme einer Probe geschmolzenen Materials von einer unterhalb der Oberfläche liegendes Stelle eines Bades des geschmolzenen Materials, wie z. B. Stahl. Die Einrichtung 10 umfaßt einen Körper 11, der eine

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen der Liquidusphasenänderungstemperatur eines geschmolzenen Materials durch Aufnahme der Temperaturabkühlkurve einer Probe des Materials.

Der Zweck derartiger Vorrichtungen ist es, Materialien, wie beispielsweise Metalle und insbesondere Stahl, bei ihrer Herstellung oder Aufbereitung in geschmolzenem Zustand verschiedenen Tests zu unterwerden, ehe sie gegossen werden.

Es ist bekannt, beispielsweise durch die von der Anmelderin selbst herrührende französische Patentschrift 13 74 775, eine geschmolzene Probe des zu untersuchenden Materials in einen oben offenen Becher zu gießen, der mit einer Temperaturfühlein-

richtung versehen ist, und dann die Abkühlkurve zu 45 Kavität 11a darin aufweist, wobei die Kavität an überwachen, aufzuzeichnen und daraus Rückschlüsse einem Ende geschlossen und am anderen Ende offen

ist, um die Probe des geschmolzenen Metalls aufzunehmen. Eine Durchfluß-Passage 11 b verbindet das offene Ende der Kavität 11a mit dem offenen Ende 50 des Körpers 11, um einen Durchlaß für den Eintritt der Probe in die Kavität zu ergeben und das Herausfallen der Probe aus der Kavität in einer später zu beschreibenden Weise zu verbinden. Die Kavität 11 a und der Durchflußkanal lib sind zweckmäßigerschmolzenen Bades vor seiner Abzapfung ermöglicht. 55 weise kreisförmig im Querschnitt, und es ist zu be-Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mittels einer achten, daß der Durchflußkanal 11 b eine Quer-Vorrichtung gelöst, die gekennzeichnet ist durch schnittsfläche aufweist, die wesentlich kleiner ist als einen im wesentlichen an sich bekannten, in ein Bad die Querschnittsfläche der Kavität 11 a. Der Körper des geschmolzenen Materials eintauchbaren, einen 11 umfaßt Lüftungsmittel, um das Entweichen einHohlraum und eine Öffnung aufweisenden Probeent- 60 geschlossener Luft aus der Kavität 11 α bei Eintritt nehmer und durch eine innerhalb des Hohlraums be- der Probe zu ermöglichen. Der Körper 11 hat auch findliche Temperaturfühleinrichtung. das Kennzeichen, die Probe unterhalb der Tempe-

Weitere Ausbildungen der erfindungsgemäßen Vor- ratur des geschmolzenen Bades abzukühlen, während richtung bestehen darin, daß die Temperaturfühlern- der Körper 11 in dem Bad untergetaucht ist, und den richtung vom geschlossenen Ende des Probeentneh- 65 Teil im Durchlaß 11 b und anschließend an die mers getragen wird; daß eine zweite Temperaturfühl- Wände der Kavitäi 11« zu erstarren, so daß Veil· st einrichtung außerhalb des Hohlraumes, bevorzu°ter- der Probe aus der Kavität 11 α verhindert wird. weise am Körper selbst, vorgesehen ist, um die Tem- Bei der bevorzugten Ausiührungsform der Er.ln-

auf die Zusammensetzung des Materials zu ziehen. Diese bekannten Verfahren und Vorrichtungen arbeiten langsam und hinken sozusagen hinter den Vorgängen im Schmelzofen her.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung, die die Durchführung der Messungen im Produktionsvorgang und somit eine Änderung der Zusammensetzung bzw. der Temperatur des ge-

dung besteht der Körper 11 aus einem aus harzüberzogenem Sand hergestellten Formstück, wobei das Formstück vorzugsweise aus zwei Abschnitten besteht und die in Fig. I veranschaulichte Gestalt aufweist, und wobei die Abschnitte iängs einer Trennfläche zusammenstoßen, die sich längs der Einrichtung 10 erstreckt. Nur einer der Abschnii'e des Körpers 11 ist gezeigt. Beim Zusammenbau werden die beiden Abschnitte miteinander verzementiert. Der Körpern kann durch Schalenformui.g hergestellt sein, wie dies in dem am 23. August 1966 erteilten USA.-Patent 32 67 732 offenbart ist. Beim Schalenformen wird eine dünne Schalenform erzeugt durch Bedecken eines heißen Metallmusters oder Gesenkes mit Sand, der mit einem Kunstharz-Bindemittel überzogen ist. Das Kunstharz-Bindemittel ist hitzeerstarrend wie ein Phenol-Formaldehyd-Kunstharz-Bindemittel. Die Schalenform kann in verschiedenen Weisen erzeugt werden, von denen eine darin besteht, den mit Kunstharz überzogenen Sand in die Gesenkhöhle zu blasen, worauf die so gebildete Form durch Erhitzung während ungefähr 30 Sekunden bei 232° C (450-F) gehärtet werden kann, Nach dem Backen wird die Sandschale vom Muster oder dem Gesenk abgehoben oder automatisch ausgeworfen. Die Abschnitte des Körpers 11 stellen selbsttragende Strukturen dar und sind nach Vereinigung geeignet, die geschmolzene Metallprobe zu empfangen. Sdialenformen dieses Typs sind besonders vorteilhaft, da sie wenig kosten. Es wurde gefunden, daß die Formstücke die wünschenswerte Eigenschaft besitzen, gasdurchlässig zu sein, um das Entweichen von eingeschlossener Luft aus der Kavität bei Eintritt der Probe des geschmolzenen Materials zu gestatten, und daß sie gleichzeitig eine Hitzefalle (»heat sink«) bilden, die den größten Teil der Probe veranlaßt, unterhalb der Temperatur des Bades bis zu seiner Erstarrungs-(Gefrier-)Temperatur abzukühlen, während der Körper 11 im Bad untergetaucht ist.

Für weitere Auskunft über das Schalenformverfahren wird auf die Veröffentlichung (Tool and Manufacturing Engineering«, Band 46, Januar 1961, und die dort auf S. 116 aufgeführten Quellen verwiesen.

Am rückwärtigen oder geschlossenen Ende der Kavität 11a ist eine Temperaturfühleinrichtung angeordnet, die in der Form eines Thermoelementes veranschaulicht ist. Das Thermoelement umfaßt Schenkel 13 und 14, die an einem ihrer Enden vereinigt sind, um eine auf Hitze ansprechende Verbindung oder eine Meßverbindung 15 zu ergeben. Die Schenkel 13 und 14 einschließlich der Meßverbindung 15 sind in eine dünnwandige Hülle 16 aus hitzebeständigem Material, wie geschmolzenem Siliciumdioxyd, Quarz oder Glas mit hohem Siliciumdioxydgehalt, eingeschlossen. Solche Materialien haben die wohlbekannten Eigenschaften, daß sie elektrisch isolierend als auch gut hitzeübertragend sind. Die Thermoelementkonstruktion, einschließlich der schützenden Röhre 16, ist wünschenswerterweise von dem Typ, der mehr ausführlich in dem USA.-Patent 29 99 121 offenbart ist. Die freien Enden des Rohres 16 sind in Durchlässen am geschlossenen Ende der Kavität 11 α angeordnet, wobei solche Durchlässe mit Zement 18 versiegelt sind. Die entgegengesetzten Enden der Thermoelementschenkel 13 und 14 sind mit Zuleitern 19 bzw. 20 verbunden, die sich nach außen durch das rückwärtige Ende des Körpers 11 und in einen hohlen, rohrförmigen elektrischen Steckverbinder 21 erstrecken. Der Verbinder 21 weist federnd Ausbildung auf und ist mit einer Schlitzstruktur au gegenüberliegenden Seiten derselben versehen, um dl· zurückgebogenen Teile 19 a und 20 a der Zuleitun gen 19 und 20 aufzunehmen und dadurch elektrischi Kontakte für die Einrichtung 10 zu bilden. Kontakt ausbildung dieser Art ist in Fig. 8 des USA.-Paten tes 30 48 642 veranschaulicht. Der Verbinder 21 kam aus einem geeigneten, federnden Material hergestell

ίο sein. Bei dem besonderen, in Fig. 1 veranschaulich ten Ausführungsbeispiel ist der Verbinder 21 vor einem Kunstharz des Typs hergestellt, der im USA.-Patent 32 98 874, erteilt 17. Januar 1967, vor D a ν i e s offenbart ist.

Die Zuleitungen 19 und 20 sind zur Verbindung mit dem Thermoelement oder der Temperaturfühleinrichtung mit einem geeigneten Temperaturmeßkreis angetan. Dies kann in irgendeiner passenden Weise erreicht werden. Jedoch sind bei der bevorzug-

ao ten Ausbildungsform Kontakte 19 a und 20 a geeignet, mit den entsprechenden Kontaktringen 23 bzw. 24 in Eingriff zu treten, wobei letztere in einem Hohlver'Jndungsblock 25 getragen werden, der seinerseits im unteren Ende eines Manipulators 26, wie einer Länge von Eisenrohr, durch die sich Verbindungsdrähte 27 bzw. 28 erstrecken, getragen wird, und wobei die Drähte mit den Kontaktringen 23 bzw. 24 an einem ihrer Enden und an ihren entgegengesetzten Enden mit einem geeigneten Verbinder zum Anschluß an ein Temperaturmeß- und/oder Aufzeicheninstrument versehen sind. Solch Manipulator und entsprechende Kontaktausbildung sind gleichfalls in dem vorgenannten USA.-Patent 30 48 642 offenbart. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der Körper 11 an einem Ende eines Schutzrohres 30, vorzugsweise aus Pappe oder dickem Papier, angeordnet, wie dies in den vorgenannten USA.-Patenten 29 99121 und 30 48 642 offenbart ist. Das Einauchende des Rohrs 30, das den Körper 11 enthält, ist mit einer schmelzbaren Metallkappe oder einem schmelzbaren Melallverschluß 31 zum Verschließen der Durchflußöffnung 11 b versehen, so daß Eintritt von Schlacke während des Eintauchens der Einrichtung verhindert wird.

In Betrieb wird das Eintauchende der Einrichtung 10, das den Körper 11 umfaßt, auf eine Tiefe unterhalb der Oberfläche in den geschmolzenen Stahl unterhalb des Schlackenniveaus eingetaucht. Die Metallkappe 31 schmilzt in 2 oder 3 Sekunden und gestattet dem umgebenden geschmolzenen Metall, in die kleine Durchflußpassage 11 b im Körper 11 einzutreten. Der hydraulische Kopf des geschmolzenen Stahls drückt dann eine Stahlprobe in die Kavität 11a gegen den wesentlich geringeren Druck der Luft in der Kavität 11 α und in Berührung mit dem Desoxydierungsmittel, das in Fi g. 1 als ein Stück Aluminiumfolie 32 dargestellt ist. Die Aluminiumfolie 32 vermischt sich mit der eindringenden Stahlprobe und desoxydiert sie. Die Luft in der Kavität 11 α wird durch die durchlässigen Wände des geformten Sandkörpers 11 herausgedrückt, wenn sich die Kavität 11a mit desoxydiertem geschmolzenen Stahl füllt. Die heiße Verbindung 15 des Thermoelementes, einschließlich der Schenkel 13 und 17, spricht auf die Temperatur der Stahlprobe innerhalb der Kavität 11a an, und infolge der durch die Wände des Körpers 11 gebildeten Hitzeableitung (»heat sink«) kühlt sich die Probe ab, wobei das Thermolement die sich ändernde Temperatur der sich abkühlenrlpn

τ:

wie dies durch die Kurve T in F i g. 2 veranschaulicht ist. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, war die für die Stahlprobe in der Kavität 11 α aufgezeichnete Höchsttemperatur 1538° C (2800° F). Die Stahlprobe kühlt sich ab und trat in seine Liquidustemperatur LT bei 5 1494° C (2722° F) in ungefähr 10 Sekunden ein. Sie verblieb konstant bei dieser Temperatur während der nächsten 10 Sekunden. Die aufgezeichnete Temperatur fiel plötzlich ab, etwa in dem Zeitpunkt, in dem die Einrichtung 10 nach oben und aus dem geschmolzenen Stahl gezogen wurde. Die erhaltene Liquidustemperatur kann mit der Kohlenstoffzusammcnsetzung des Stahles in einer auf dem Fachgebiet wohlbekannten Weise in Beziehung gebracht werden. SoI-

Drähte bestehen kann, sind geeignet, mit einem Buchsenkontaktblock und Ringausbildungen zusammenzuarbeiten, wie sie in Fig. 1 veranschaulicht sind.

Bei der in F i g. 3 veranschaulichten Modifikation umfassen die Desoxydierungsmittel 32' einen Aluminiumstreifen, der geeignet ist, den Eingang zu der sich in die Kavität 11 a' öffnenden Passage 11 b' zu bedecken. Die Metallkappe 31' ist aus Stahl hergestellt und schützt den Aluminiumstreifen 32' während der Einbringung der Einrichtung 10' durch die Schlackenlage, die auf dem geschmolzenen Stahl vorhanden sein mag. Die Betätigung der in F i g. 3 veranschaulichten Eintaucheinrichtung 10' ist die gleiche

ehe Beziehung ist ähnlich der Beziehung der Liquidus- 15 wie die vorher für die Einrichtung 10 in Verbindung temperatur, die von Abkühlkurven von Graueisen bei mit den F i g. 1 und 2 beschriebene. Die Röhre 30'

kann aus Karton oder, wie in F i g. 3 veranschaulicht, aus einer dünnen Metallröhre, um die mit keramischem Material imprägnierte Asbestfaser herumge-

der Bestimmung des Kohlenstoffäquivalentes von verschiedenen Eisenproben erhalten wird. Es werden
z. B. eine Serie von Stählen hergestellt, die verschiedene bekannte Kohlenstoffzusammensetzungen ha- ao wickelt ist, bestehen.

ben, und ihre Liquidustemperaturen werden gemes- In F i g. 4 ist eine Eintaucheinrichtung 40 veran

schaulicht, die eine weitere Modifikation der Erfindung darstellt. Die Einrichtung 40 ist in vielen Hinsichten ähnlich der in F i g. 3 veranschaulichten Ein

sen. Von diesen Daten braucht man nur die Liquidustemperatur eines neuen Stahlbades zu bestimmen, und solche Temperatur kann genau in Beziehung mit den

vorherigen Daten für die Kohlenstoffzusammenset- 25 richtung 10', und entsprechende Teile sind mit entzung des neuen Stahlbades gebracht werden. Es ist sprechenden Bezugszeichen versehen. Die Einrichbekannt, daß diese Beziehung genau ist, solange die
Wirkungen anderer Legierungen in Rechnung gestellt

werden.

tung 40 weist einen drei Abschnitte 41, 41' und 42 umfassenden Körper auf, wobei die Teilflächen sich im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Kör-

Bei Entfernung der Einrichtung 10 vom Bad wird 30 pers und durch die Enden der Kavität 41 α erstrecken.

die Probe im Durchlaß 11 b sowie ein Teil anschließend an die Wandung der Kavität 11 α erstarrt sein. Die gesamte Probe erstarrt innerhalb einer kurzen Zeit nach Entfernung der Einrichtung vom Bad. Ein

Der Körperabschnitt 42 ist mit einer Durchflußpassage 42 α versehen, die in Verbindung mit der Kavität 41 a steht und wesentlich kleineren Durchmesser aufweist. Die Körperabschnitte 41, 41' und 42 bestehen vor-

Teil der erstarrten Stahlprobe kann zur Bestimmung 35 zugsweise aus durchlässigen Sandformstücken des

der Sauerstoff- und Wasserstoffgehalte des Stahles verwendet werden, und sie kann auch in Verbindung mit einem Spektrograph verwendet werden, um das Vorhandensein oder die Konzentration von kleineren

vorher beschriebenen Typs. Die Durchflußpassage 42 α ist mit einer Auskleidung, wie einer Quarz- oder einer Vycorröhre 43 versehen, um der darin erhärtenden Stahlprobe eine glatte äußere Oberfläche zu

metallischen Bestandteilen des Stahles zu bestimmen. 40 geben, so daß sie die für chemische Analyse geeignete

Der Körper kann in bezug auf seine Gestalt modifiziert werden, um erstarrte Proben oder Probenteile irgendeiner gewünschten Gestaltung zu schaffen. In F i g. 3 ist eine Modifikation des in F i g. 1 verForm erhält. Das äußere Ende des Rohres 43 ist mit einem Aluminiumdraht 44 versehen, der bei 45 in Stellung gehalten wird.

Bei Benutzung wird die Einrichtung 40 in das ge-

anschaulichten Ausführungsbeispiels gezeigt. Im Inter- 45 schmolzene Stahlbad, von der eine repräsentative esse der Einfachheit sind die Teile der F i g. 3, die Probe gewünscht ist, auf eine Tiefe unterhalb der vorher in Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen
Teilen entsprechen, mit deselben Bezugszeichen ver

sehen, aber unter Hinzufügung eines Apostrophs. In

Schlacke eingetaucht. Die Stahlkappe 31' verhindert Schlacke am Eintritt in das Rohr 43 dadurch, daß sie erhalten bleibt, bis dieser Teil der Einrichtung der Einrichtung 10' in F i g. 3 umfaßt der Körper 50 unter das Schlackenniveau eingetaucht ist. Die Stahlzwei zylindrische Abschnitte 1Γ und 11", die eine kappe 31' schmilzt dann ab. Der geschmolzene Stahl sich im wesentlichen senkrecht zur Längsachse und beginnt in das Rohr 43 einzutreten und kommt be durch die Kavität 11a' erstreckende Teilebene auf- diesem Vorgang in Berührung mit einem Teil de: weisen. Der Abschnitt 11" enthält die Durchflußpas- Aluminiumdrahtes oder Streifens 44. Das Aluminiurr sage 11 b', während der Körperabschnitt 11' die tem- 55 dient zum Desoxydieren des Stahles in der vorher peraturfühlende Einrichtung einschließlich der Ther- beschriebenen Weise, so daß keine Hohlräume verur moelementschenkel 13', 14', die heiße Verbindung sachenden Gase während der Erstarrung gebilde 15' und das feuerfeste Schutzrohr 16' umfaßt. Die werden. Der geschmolzene Stahl tritt durch das Roh freien Enden des Rohres 16' sind in einem feuchtig- 43 hindurch in die Kavität 41 α ein, und das Thermo keitsfreien Zement 18' oder einem anderen geeigneten 60 element, das die bei 15' zur Bildung der heißen Ver Material gehalten, und die freien Enden der Thermo- bindung vereinigten Thermoelementschenkel 13', 14 elementschenkel 13' und 14' sind mit den entspre- aufweist, spricht auf die Temperatur des sich abküh chenden Zuleitungen 19' bzw. 20 a' verbunden, die lenden Stahles in der vorher in Verbindung m ihrerseits mit Kontaktteilen 19' bzw. 20' verbunden, Fig. 1 beschriebenen und in Fig. 2 veranschaulicl: die ihrerseits mit Kontaktteilen 19 a' bzw. 20 a' ver- 65 ten Weise an. Der geschmolzene Stahl erhärtet zuen

sehen sind. Die Kontakte 19 a' und 20 a' des Stöpselverbinderteils 21', das aus einer Vulkanfaserröhre mit Einkerbungen zur Aufnahme der zurückgebogenen

innerhalb des Rohres 43 in nur wenigen Sekunde! Wenn die Einrichtung 40 aus dem geschmolzene Stahl entfernt und der Probe gestattet wird, vollkon

men zu erstarren, kann die Stahlprobe dann aus dem Körper herausgezogen werden. Wie aus F i g. 4 ersichtlich, erstreckt sich das Rohr 43 über das äußere Ende des Sandformstückes 42. Dies verringert die Möglichkeit, daß geschmolzenes Metall, das mit irgendwelchen organischen, zur Einrichtung 40 gehörenden Materialien reagiert hat, in das Rohr 43 eintritt. Solch verunreinigtes Metall könnte eine falsche chemische Analyse ergeben. Die Konstruktion des Körperabschnittes 42 gestattet die bequeme Entfernung der erhärteten Probe. Das Sandformstück 42 verliert seine Festigkeit, wenn sein Bindemittel durch die Hitze des geschmolzenen Metalls abgebrannt wird. Nachdem der geschmolzene Metallprobeentnehmer 40 aus dem geschmolzenen Stahlbad entfernt ist, kann die erstarrte Stahlprobe aus seinem Gehäuse 42 durch einen leichten Schlag herausgeschlagen werden. Das Quarzrohr 43 kann dann mit einem Hammer oder einem anderen geeigneten Instrument abgebrochen werden. Wenn die Kappe 31' aus Aluminium hergestellt ist, kann der Aluminium-Streifen 44 fortgelassen werden, wodurch der Aluminiumkappe gestattet wird, zwei Zwecken zu dienen, nämlich den Eintritt von Schlacke in das Rohr 43 während des Eintauchens zu verhindern und danach die Probe geschmolzenen Materials zu desoxydieren, wenn der heiße Stahl die Kappe schmilzt.

In F i g. 5 ist eine weitere Modifikation des geschmolzenen Material-Probenehmers veranschaulicht, die ähnlich dem Abschnitt 42 der vorher beschriebenen und in Verbindung mit F i g. 4 veranschaulichten Einrichtung 40 ist. In der in F i g. 5 veranschaulichten Einrichtung unterscheidet sich der Körper 42' von dem in F i g. 4 veranschaulichten Körperabschnitt 42 durch die Tatsache, daß die Durchflußpassage 42 a, die das Quarzrohr 43 aufnehmen kann oder dessen Wände mit einem glatten, feuerfesten Zement überzogen sein können, sich nicht vollkommen durch den Körperteil 42' erstreckt, sondern statt dessen in dem Abschnitt 42' endet, um eine Kavität zu bilden. Der gleiche feuerfeste Zement kann in den Durchfiußpassagen und Kavitäten der anderen Ausführungsformen verwendet werden. Der Körper 42' in F i g. 5 wird am äußeren Ende eines Rohres 30 aus Pappe oder reaktionsträgem (»inert«) Material 30 getragen, das seinerseits durch ein sich in das Rohr 30 hereinerstreckendes Rohrstück 46 getragen wird. Das Rohr 46 ist vorzugsweise mit Haltemitteln, wie mit einem Vorsprung 46 a, versehen zum Halten des Rohres 30 an demselben. Es ist somit aus F i g. 5 ersichtlich, daß die in ihr veranschaulichte Einrichiung nur zur Entnahme einer festen Probe von Material aus einem Behälter geschmolzenen Metalls dient in einer Form, die geeignet zur Analyse ist.

F i g. 6 veranschaulicht eine weitere Modifikation der Erfindung, die besonders geeignet ist zur Messung der Temperatur des geschmolzenen Material-Bades sowie zum Messen der Liquidustemperatur der Probe des geschmolzenen Materials und zur Entnahme einer festen Materialprobe in einer für chemische Analyse geeigneten Gestalt. In Fig. 6 umfaßt die Eäntaucheinrichtung SO einen Körper 51, der als ein Paar Abschnitte umfassend dargestellt ist, wobei die Abschnitte eine Teilebene haben, die sich längs der Längsachse des Körpers in einer ähnlichen der in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Weise erstreckt Der Körper 51 ist vorzugsweise ein schalengeformtes Sandgehäuse, wie es vorher beschrieben wurde, und umfaßt eine zylindrische Kavität 51 a, die mit einer Durchflußpassage 51 b und ferner mit dem offenen Ende des Körpers 51 in Verbindung steht, um Eintritt der geschmolzenen Materialprobe in die Kavitäl 51 α zu gestatten. Eine temperaturfühlende Einrichtung in Gestalt eines Thermoelementes ist innerhalb der Kavität 51a angeordnet. Die temperaturfühlende Einrichtung in der Kavität 51a ist ähnlich der in Verbindung mit F i g. 1 beschriebenen und veranschaulichten, und die entsprechenden Teile sind mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Es ist somit ersichtlich, daß die Thermoelementschenkel 13 und 14 an einem ihrer Enden zu einer Meßverbindung 15 vereinigt und daß die Hauptteile der Schenkel 13 und 14 sowie die Meßverbindung 15 in einer schützenden, feuerfesten Röhre, wie z. B. in einer Quarzröhre 16, enthalten sind. Thermoelementschenkel 13 und 14 sind an ihren entgegengesetzten Enden mit Zuleitungen 19 und 20 verbunden, und die äußeren Enden der letzteren werden in einem Stöpselverbindungselement 52 gehalten und sind mit Kontaktteilen 19 α und 20 α versehen. Während diese Kontaktteile normalerweise auf gegenüberliegenden Seiten des Rohres 52 angeordnet sein mögen, sind sie der Klarheit halber auf derselben Seite des Rohres 52 dargestellt. Das Rohr 52 kann aus irgendeinem geeigneten federnden, elektrisch isolierenden Material bestehen und ist vorzugsweise aus vulkanisierter Faser hergestellt. Das Rohr wird an einem Ende innerhalb des anschließenden rückwärtigen Endes des Körpers 51 gehalten.

Die Durchflußpassage 51 b kann mit einer rohrförmigen Auskleidung 54 versehen sein, die aus einem Überzug aus feuerfestem Zement oder aus einem Quarz- oder Vycor-Rohr bestehen kann. Über das offene Ende des Körpers 41 ragt eine zweite Temperaturmeßeinrichtung heraus, die ähnlich in der Konstruktion wie das innerhalb der Kavität 51 α angeordnete Thermoelement ist. Die zweite Temperaturfühleinrichtung umfaßt ein Paar von Thermoelementschenkeln 55 und 56, die an einem ihrer Enden zu einer Meßverbindung 57 vereinigt und innerhalb eines feuerfesten Schutzrohres 58 aus Quarz oder Vycor angerordnet sind. Die freien Enden des Rohres 58 sind im Ende des Körpers 51 getragen und mit Hilfe von Zement 59 eingesiegelt.

Die Metallkappe 31' schützt das U-Rohr 58 während des Eintauchens durch die Schlacke hindurch und hindert auch Schlacke am Eintreten in die Durchflußpassage 51 b. Das äußere Ende der Durchflußpassage 51 b ist mit einem Aluminiumstreifen 32" überdeckt, der in ähnlicher Weise wirkt wie der vorher in Verbindung mit Fi g. 3 beschriebene Streifen 32'. Das Element 32" ist klarer in Fig. 6a veranschaulicht und hat kreisförmige Gestalt mit einem Paar Schlitze 32 a", die sich um die im Abstand voneinander angeordneten Schenkel des U-Rohres 58 erstrecken. Das Teil 32" ist geeignet, in Stellung über dem offenen Ende der Durchflußpassage SIb durch einen geeigneten Zement gehalten zu werden. Wenn die Einrichtung 50 in das geschmolzene Metallbad eingetaucht wird, schmilzt das Aluminiumteil 32', und letzteres desoxydiert die Probe des geschmolzenen Metalls, das in die zur Kaviiät 51 α im Körper 51 führende Durchflußpassage 51 eintritt.

Die entgegengesetzten Enden der Thermoelementschenkel 55 und 56 sind mit Zuleitungen 61 bzw. 62 verbunden, die sich durch den Körper 51 zum riick-

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wärtigen Ende desselben erstrecken und mit Kontaktteilen 61a und 62 a versehen sind, wobei letztere ihrerseits von dem Stöpselverbindungselement 52 getragen sind. Die Kontakte 19 α und 20 α sind geeignet, mit Ringkontakten 63 und 64 in Eingriff zu treten, die ihrerseits von einem Buchsenverbindungsblock 65 aus elektrisch isolierendem Material getragen sind. Die Ringkontakte 63 und 64 sind mit Zuführungsdrahtverlängerungen 67 bzw. 68 verbunden, die an einen Temperaturmeßkreis angeschlossen werden können. Entsprechend sind die Kontakte 61 α und 62 α am Stönselverbinder 52 geeignet, mit den Ringkontakten 69 und 70 des Buchsenkontaktblockes 65 in Eingriff zu treten. Die Ringkontakte 69 und 70 sind mit den Zuführungsdrahtverlängerungen 71 bzw. 72 verbunden, wobei die letzteren ihrerseits geeignet sind, mit einem Temperaturmeßkreis verbunden zu werden. Während die Zuführungsdrähte 67, 68 mit einem Temperaturmeßkreis eines Aufzeichners und die Zuführungsdrähte 72 mit einem Temperaturmeßkreis eines zweiten Aufzeichners verbunden sein können, wird es bevorzugt, daß solche Zuführungsdrähte die Verbindung mit Temperaturmeßkreisen herstellen, die in einem einzigen, in der Aufzeichnungstechnik wohlbekannten Aufzeichner der Mehrpunkt- oder Zweifeder-Typen enthalten sind. In dieser Weise zeichnet das die Meßverbindung 57 aufweisende Thermoelement auf einer Karte die Temperatur des geschmolzenen Bades und das die Temperaturmeßverbindung 15 innerhalb der Kavität 51a aufweisende Thermoelement auf derselben Karte die Abkühltemperatur der Probe geschmolzenen Materials auf. Somit werden die Liquidusphasenänderungstemperatur LT der Probe geschmolzenen Materials und die Temperatur BT das Bades aus geschmolzenem Material außerhalb des Körpers 51 gleichzeitig auf einer gemeinsamen Karte aufgezeichnet. Die gleichzeitige Temperaturaufzeichnung würde von dem allgemeinen Typ sein, der in der Proben-Kartenaufzeichnung in F i g. 7 dargestellt ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Bestimmen der Liquidusphasenänderungstemperatur eines geschmolzenen
Materials durch Aufnahme der Temperaturabkühlkurve einer Probe des Materials, gekennzeichnet durch einen im wesentlichen an
sich bekannten, in ein Bad des geschmolzenen _

Materials eintauchbaren, einen Hohlraum (Ha, io Schmelz- und Erhitzungsvorganges festgestellt und Ha', 41 α bzw. 51a) und eine Öffnung (11*, somit zur Steuerung des weiteren Verlaufes der Produktion des Materials herangezogen werden können.

peratur des Bades während der Probeentnahme zu messen; und daß die außerhalb des Hohlraumes vom Probeentnehmer getragene Temperaturfühleinrichtung über das offene Ende des Hohlraumes hervorsteht.

Die durch die Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß in einfacher Weise und mit einfachen Mitteln gewisse Kennwerte, z. B. der Kohlenstoffgehalt eines Stahlbades, während des