DE19517953C2 - Probegefäß für die thermische Analyse von Metallschmelzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Probegefäße für die thermische Analyse von Metallschmelzen und insbesondere Probegefäße zur Bestimmung der Eigenschaften von geschmolzenem Eisen oder Stahl bei der Durchführung der thermischen Analyse der Schmelze.

Metallurgische Strukturen oder Eigenschaften von Gußeisen- oder Stahlschmelzen werden üblicherweise durch thermische Analyse der Schmelze außerhalb des Ofens untersucht, bevor die Schmelze in eine Form gegossen wird.

Die bekannten thermischen Analysen von Metallschmelzen, insbesondere von Gußeisen- oder Stahlschmelzen, erfordern die Verwendung eines aus einem hitzebeständigen Material, wie zum Beispiel Keramiken, hergestellten Probegefäßes in Form eines Napfs mit einem mit einem automatischen Aufnahmegerät verbundenen Thermoelement, um eine Abkühlkurve der Schmelze zu untersuchen.

Die DE-36 36 291 betrifft eine Vorrichtung zur Prognostizierung der Struktur von Gußlegierungen, insbesondere des Einformungsgrades von Gußeisen. Die Erfindung findet in der Metallurgie und in den Gießereien Anwendung. Die Vorrichtung besitzt eine Speiseschaltung und eine Meßschaltung, die mittels Elektroden mit der Form verbunden sind. Die Form weist eine zylindrische Gestalt auf und besitzt einen zylindrischen Steiger. Der Formhohlraum ist durch senkrechte Wände derart geteilt, daß die erste Wand den Formhohlraum in zwei Hälften und die zweite Wand eine dieser Hälften weiter in zwei gleiche Teile teilt. Die Elektroden der Speiseschaltung und der Meßschaltung sind in den Boden der Form in den durch die zweite Wand gebildeten Teilen eingebaut. Die Gestalt der Form gewährleistet eine gerichtete Erstarrung der darin enthaltenen Proben, wodurch eine kompakte Probe, ohne Mikrolunker und Lunker auf der Meßlänge erreicht wird. Die Grundlage der Prognostizierung der Struktur und Legierung ist der Verlauf der Änderungen des Spannungssignals in der Zeit seit der Einfüllung des flüssigen Metalls in die Form bis zum Erstarren der Probe.

Die US-2,395,254 betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Fluidität von geschmolzenen Metallen und Legierungen, die ein Behältnis für das geschmolzene zu prüfende Metall beinhaltet und einen spiralförmigen Abfluß, der mit dem Behältnis verbunden ist, wobei der spiralförmige Abfluß eine Vielzahl von Auslässen hat, um das Maß an Fluidität des Metalls anzuzeigen.

Die japanische Patentanmeldung Nr. 5-280664 von Hidetaka Hiraoka et al., eingereicht am 15. Oktober 1993, und eine entsprechende deutsche Patentanmeldung Nr. P 44 37 066.0, eingereicht am 17. Oktober 1994, (DE 44 37 066 A1) offenbaren Verfahren zur Untersuchung des Gehalts an strukturmodifizierenden Additiven in geschmolzenem Gußeisenbad und der Weißerstarrung von Lamellengraphit-Gußeisen unter Verwendung von einem Paar von Probegefäßen, von denen in einem eine kleine Menge an Tellur enthalten ist und von denen das andere Probegefäß frei von Tellur ist, wobei das geschmolzene Eisen oder der Stahl in jedes der beiden Probegefäße gegossen wird, um zwei getrennte Proben der Schmelze zu erhalten, und wobei die Abkühlkurven, die durch die thermische Analyse der Proben in jedem der Gefäße erhalten werden, verglichen werden.

Durch das Gießen der Metallschmelze in das Probegefäß wird nicht immer eine konstante Menge der Schmelze in das Gefäß gefüllt. Meist ist die Schmelze aus dem Probegefäß übergeflossen. Die Menge der Schmelze in dem Probegefäß hängt jedoch von der Gießrate ab. Wenn die Geschwindigkeit des Gießens der Schmelze in das Probegefäß langsam ist, wird sich die Oberfläche der Schmelze in dem Gefäß erheben und wenn die Geschwindigkeit hoch ist, wird die Menge an Schmelze, die in das Gefäß zu gießen ist, ungenügend sein.

Wenn die Menge an Schmelze in jedem Gefäß unterschiedlich vom der im anderen ist, beeinflußt dies die Genauigkeit der thermischen Analyse deutlich.

Wenn die Schmelze aus dem Gefäß überfließt, kann ein Teil der Schmelze auf den Fußboden gelangen und bereitet demjenigen, der die Versuche durchführt, Schwierigkeiten.

Im Hinblick darauf ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Probegefäß aufzuzeigen, das ein Paar von Probehohlräumen hat, von denen einer zur thermischen Analyse der Schmelze, die Tellur enthält, verwendet wird und der andere Probehohlraum für die thermische Analyse der Schmelze, die kein Tellur enthält, verwendet wird. Weiterhin soll ein Probegefäß aufgezeigt werden, das ein Paar von Probehohlräumen und einen Schmelzsumpf zum Verhindern des Austretens des Überschusses an Schmelze aus den Probehohlräumen zur Außenseite des Probegefäßes hat.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Patentanspruches.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 Eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Probegefäß, das für thermische Analyse von Metallschmelzen ver­ wendet wird;

Fig. 2 Eine Schnittansicht entlang der Pfeile der Linien II-II von Fig. 1; und

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Pfeile der Linien III- III von Fig. 1.

Wie in Fig. 1 gezeigt, besteht das Probegefäß 10 gemäß der vorliegenden Erfindung aus üblichem hitzebeständigem Material und hat eine dicke Wand 12.

Das Gefäß 10 ist durch eine erste Trennwand 14 und eine zweite Trennwand 20 geteilt, um so ein Paar von Probehohlräumen 16 und 18 und einen Probesumpf 22 zu bilden.

In der gleichen Weise wie bei üblichen Probekesseln ragt eine Probe 24 einschließlich eines Thermoelements vom Boden jedes, also des ersten und zweiten Probehohlraums 16; 18 heraus.

Die Thermoelementleitungen (nicht gezeigt) sind mit einem Meßinstrument oder Indikator verbunden, zum Beispiel mit einem Temperaturaufzeichnungsgerät (nicht gezeigt), das eine Abkühlkurve aufträgt, aus der der Erstarrungspunkt einer Probe der Schmelze abgelesen werden kann.

Die erste Trennwand 14 trennt den ersten Probehohlraum 16 von dem zweiten Probehohlraum 18 und in der oberen Oberfläche der Wand 14 ist eine erste Rille 26 vorgesehen, um so die Schmelze, die in den ersten Probehohlraum 16 gegossen wurde, zu dem zweiten Probehohlraum 18 zu leiten und fließen zu lassen, wenn der erste Probehohlraum 16 mit der Schmelze vollgefüllt wird.

Auf die gleiche Art ist in der oberen Oberfläche der Wand 20, die den zweiten Probehohlraum 18 und den Probesumpf 22 trennt, eine zweite Rille 28 vorgesehen, um so einen Überschuß der Schmelze, die in den zweiten Probehohlraum 18 gelangt ist, in den Probesumpf 22 zu leiten und fließen zu lassen.

Um das Ergebnis der thermischen Analyse des geschmolzenen Metalls, das Tellur enthält, und des geschmolzenen Metalls, das keine Additive enthält, zu vergleichen, wird eine gewünschte Menge an Tellur in den ersten Probehohlraum 16 des Gefäßes 10 entsprechend der Erfindung gegeben.

Durch das kontinuierliche Zugeben der Schmelze in den ersten Probehohlraum 16 wird der erste Probehohlraum 16 mit der Schmelze gefüllt und die Schmelze wird dann dem zweiten Probehohlraum 18 zugeführt, indem sie durch die erste Rille 26 läuft, wodurch dieser mit ihr bis zum Rand gefüllt wird, und der Überschuß der Schmelze wird in den Probesumpf 22 fließen, indem er durch die zweite Rille 28 fließt, die in der oberen Oberfläche der zweiten Wand 20 gebildet ist.

Entsprechend ist es unter Verwendung des Probegefäßes 10 gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, eine konstante Menge von Metallschmelze sowohl dem ersten als auch dem zweiten Probehohlraum 16 und 18 zuzuführen, und dann den Überschuß an dem Gefäß 10 zugegebener Schmelze in den Probesumpf 22 einzuleiten, so daß die Schmelze nicht in allen Richtungen auf dem Fußboden verteilt wird.

Claims (1)

1. Probegefäß für die thermische Analyse von Metallschmelzen dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Probehohlraum (16) und eine zweiter Probehohlraum (18), die voneinander mittels einer ersten Trennwand (14) getrennt sind, ein Probesumpf (22), der von den Probehohlräumen (16; 18) mittels einer zweiten Trennwand (20) getrennt ist, eine erste Rille (26), die in der oberen Oberfläche der ersten Trennwand (14) gebildet ist, so daß die Schmelze von dem ersten Probehohlraum (16) zu dem zweiten Probehohlraum (18) fließt, wenn der erste Probehohlraum (16) mit der Schmelze vollgefüllt ist, und eine zweite Rille (28), die in der oberen Oberfläche der zweiten Trennwand (20) gebildet ist, so daß ein Überschuß an Schmelze von dem zweiten Probehohlraum (18) zum Probesumpf (22) fließt, vorgesehen sind.