DE1957261A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Roh- oder Gusseisenproben - Google Patents

Description

Patentanwalt 4 DöSSELDORF-BENRATH 12.November 1969

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REG. NR.

CENTRE NATIONAL DE RECHERCHES METALLURGIQUES a.s.b.l.

47,.rue Montoyer, Brüssel / BELGIEN

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Rohoder Gußeisenproben

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Rohoder Gußeisenproben, die einer Spektralanalyse unterzogen werden sollen.

Wie bekannt, besteht das Verfahren zur Spektralanalyse von Roh- oder Gußeisenproben darin, zwischen einer normal hergestellten massiven Roh- oder Gußeisenprobe und einer geeigneten Elektrode einen elektrischen Lichtbogen unter einer ArgonatmoSphäre zu erzeugen und dann die durch den solcherart gebildeten Lichtbogen ausgesandte Strahlung unter Vakuum zu anafeieren.

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Bei der derzeitigen Technik in Verbindung mit dieser Meßmethode werden die/KÖfeisenproben in flüssigem äistand zum Beispiel in der Abstichrinne eines Hochofens entnommen, sofort in kleine Blöcke gegossen und dann zum Laboratorium ¹^ verbracht, um dort bearbeitet und schnellstens der Spektralanalyse unterzogen.zu werden.

Bei diesem Verfahren sind eine gewisse Anzahl von Nachteilen, die seine Wirksamkeit und Genauigkeit beeinträchtigen können, nicht zu vermeiden.

Insbesondere ist es sehr wohl bekannt, dass die Dosierung des Kohlenstoffs nicht wirksam erfolgen kann, wenn es eich fc bei der Probe, die wie im Vorstehenden beschrieben hergestellt wird, um Grauguß handelt, da in diesem Falle die ' elektrische Entladung aufgrund des Vorhandenseins grösserer Graphitflecken nicht stabil ist. Um Proben aus Weißguß zu erhalten, die weitaus homogener als Grauguß sind, wurden diese Proben in Porm abgeschreckter dünner Plättchen gegossen. Diese Abschreckung führte jedoch häufig zu einer Hissbildung in den Proben, die dann nicht mehr der Spetralanalyse unterzogen werden konnten, da der in den Hissen verbliebene Sauerstoff die elektrische Entladung störend beeinflusste.

k Es wurde bereits versucht, diese Nachteile dadurch auszuschalten, dass der kleine Block im Laboratorium umgeschmolzen und dann geschleudert wurde, um eine Probe mit homogenerem Gefüge zu erhalten.

Diese Methode hat dennoch zwei wesentliche Nachteile* einmal die längere Hejretellzeit für die Proben, wenn im Laboratorium : eine Umschmelzung vorgenommen werden mu$s, und zum anderen . .· die nicht zu übersehende Gefahr einer Veränderung der chemi- \ sehen Äisammeneetzung der Probe im Verlauf einer solchen Um-

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Schmelzung (Oxydation des Kohlenstoffs, Verunreinigungen durch den Tiegel, usw.).

Die vorliegende Erfindung hat ein Verfahren zum Gegenstand, mit dem diese Nachteile auf äusserst einfache Art und Weise ausgeschaltet werden können.

Das erfindung8gemässe Verfahren ist im wesentlichen dadurch

-Roh- öder/ gekennzeichnet, dass eine zu analysierende/Gußeisenprobe in flüssigem Zustand (zum Beispiel mittels eines Gießlöffels) direkt am Austritt eines Hochofens oder einer Umschnielzvorrichtung (Kupolofen, ...·) entnommen wird, dass diese Probe sofort .im flüssigen Zustand (d.h. ohne dass Zeit zum Einsetzen der Verfestigung verbleibt bzw. ohne dass eine Umsohmelzung erfolgt) in eine Zentrifuge gegeben wird, wo sie bis zu ihrer Verfestigung geschleudert .wird, und dass dann direkt anschliessend eine Spektralanalyse durch Funkenbildung durchgeführt werden kann.

Dieses Verfahren bietet gegenüber den bekannten und bisher angewandten Methoden zahlreiche Vorteile. Da die. Zentrifuge in unmittelbarer Hähe der Quelle für das flüssige Gußeisen (Hochofen, Mischet¹, ..«.) angeordnet wird, ist es nicht mehr erforderlich, einen kleinen Block zu gieBsen und diosen dann umzuBchmelzen, um ihn einer Schleuderbehandlung unterziehen zu können. Di· zentrifugierte ?robe wird direkt am Arbeitsplatz hergestellt, was einen wesentlichen Zeitgewinn bedeutet. DarÜberhinaus wird durch den Fortfall der Uaischmelzung jegliche Gefahr einer Veränderung der Zusammensetzung des Gußeisens ausgeschaltet.

Ausserdem ergibt sich im Falle des Graugusses das absolut unerwartete und noch nicht erklärte Resultat, dass die Verteilung der Graphitablagerungen so ausreichend homogen ist,

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dass die Möglichkeit der Einstellagdes Kohlenstoffs durch die Spektralanalyse mittels Funkenbildung besteht. Eine bemerkenswerte und ebenfalls unerwartete .Feststellung ist die, dass die Weißgußproben keine Rissbildung mehr aufweisen.

Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens.

Die erfindungsgemässe Schleuder- oder Zentrif ugi ervorrichtung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass sie umfassts l) einen geschlossenen Raum, der an seiner Oberseite mit einer PüllÖffnung versehen ist; 2) eine Vorrichtung, um den geschlossenen Raum um eine bevorzugt durch die Öffnung verlaufende Achse zu drehen; 3) mindestens zwei im wesentlichen gerade leitungen, die jeweils mit einem Ende in den geschlossenen Raum münden und diesen verlängern und mit dem jeweils anderen Ende in eine Öffnung mit einem dichten Deckel auslaufen, wobei die Längsachse einer jeden Leitung weitgehend senkrecht zur Drehachse des geschlossenen Raumes verläuft und wobei alle Leitungen im wesentlichen in ein und derselben Ebene angeordnet sind; und 4) eine feuerfeste Auskleidung für die Innenwandung des geschlossenen Raumes und der Leitungen, wobei - die,Enden der Leitungen hiervon möglichst ausgenommen sind.

Bei einer besonders vorteilhaften¹ Ausführungsform der erfindungsgemessen Vorrichtung läuft die feuerfeste Auskleidung für die Innenwandung des geschlossenen Raumes und der Leitungen an den Enden der Leitungen in einen zur Mitte der Leitung hin leicht gewölbten (oder gebogenen) Abschnitt aus, wodurch die grosse Kraft des/Gußeisenstrahls gebrochen und jegliche Gefahr

Roh- oder/ einer Zerstörung des Deckels durch das/Gußeisen ausgeschaltet

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Die beigefügten Schemazeichimngen, die nur als nicht maßstabgetreue und nioht im.einschränkenden Sinne zu betrachtende Beispiele gedacht sind, ermöglichen ein besseres Verständnis darüber, wie eine,Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens hergestellt werden kann.

Die Figur 1 zeigt schematisch als Vertikalschnitt einen geschlossenen Saum, der erfindungsgemäss ein Schleudern oder Zentrifugieren der G-ußeisenproben gestattet. Dieser geschlossene Raum besteht aus einem Zylinder l;mit einer Füllöffnung 2 und zwei öffnungen 3 und 4» die durch die Deckel 5 bzw. 6 geschlossen sind. Diese beiden Deckel 5 und 6 werden durch Klammerung mittels¹ der Platten 7 "und 8, der Spannstangen 9 "und 10 und der Spannmuttern 11 bis 14 in ihrer lage gehalten (siehe Figur 2, die eine Draufsicht auf die erfindungsgemässe Vorrichtung zeigt).

Die Spannstangen 9 und 10 verlaufen durch zwei Lagerelemente 15, 16, die auf einer Eundplatte 17_y,koaxial zur Achse 18 des geschlossenen Eaumes^bef estigt sind." Diese Eundplatte 17 bewirkt mit ihrer Drehung- den'.Antrieb derMjagerelemente 15, 16* der Klammern und des geschlöSBönen Saume» ua-di.· Aohse 18. Die feuerfes'te Asbestäuskleidühg 19 spfiützt den!geschlossenen Raum fast bis zu den Enden der -beiden leitungen 20, 21. . - ^;

Die feuerfeste Aabestauakleidung läuft an jedem ihrer fiiden in einen verjüngten Abschnitt. (22/St2) aus, wodurch die grosse

."■ Ron*^odier/ .■;.·>■ '. -'.-'--^.A ■·-.'" Λ'.-■..".·"■■-. -'■ - Kraft ie& /W-Qe^ernntTu^B^eli^^^^iix^L^ .^eyor aie den Deckel

durchschlagen fcani; ':ψ^' "^{ίμ l}':f' '^^-^^ *'.'■ ■*'"* '"'"' ■ "^: ' '^:'

Die Arbeitsweise der solcherart gebildeten Vorrichtung ist ' wie folgt! da die Einheit von Zylinder-Deckel und Spannstangen auf der Eundplatte .befestigt ist, wiird sie mit hoher Geschwindigkeit UiI die Achse 18 gedreht. P^e verwendet«

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■ ■ ι ■?■ ■ .;

liegen im Bereich von 2.5QO bis 3.000 U/tein. Die Länge der Leitungen ist so bestimmt, dass die Probe bei einer Temperatur eingebracht wird, die etwas über dem der jeweiligen. Zusammensetzung beim Giessen entsprechenden Liquiduswert liegt. · '

Roh- oder/ *

Das flüssige/Gußeisen geht durch die Öffnung 2 und wird .

sofort geschleudert. Es läuft an den Enden der Leitungen. 20 und. 21 wieder zusammen, wobei die jeweilige Gußeisenmenge so gewählt Wild, dass das an den Enden der Leitungen 20/21 gesammelte /Gußeisen nicht mit dem Asbest in Kontakt kommt.

Der Asbest dient zur Wärmeisolierung, durch welche dieAb-

Roh— oder/
kühlung des flüssigen/Gußeisens während des Durchflusses von der Mitte des geschlossenen Raumes bis zu den Enden verlangsamt wird, wo allein die Verfestigung des Gußeisens erfolgen darf. Demgegenüber sind der Zylinder 1 sowie die Deckel 5 und 6 aus Metall (beispielsweise aus Stähl) hergestellt, um diese Abkühlung zu beschleunigen.

Es ist ebenfalls zu beachten,, dass die Tatsache,,dass, der Zylinder 1 nur in demjenigen Abschnitt, deö geschlossenen Ratuaes mit, Asbest ausgekleidet ist, der den Durchfluss'des · Gußeisens bis zum Bestimmungspunkt an den Enden'der 'Lei-' ■■"-· tungen sicherstellt, ein weiterer Vorteil ist, da; die verfestigten Proben leichter herausgenommen werden könnenj... es genügt die Klammern zu lösen und die Proben herauszunehmen, diβ sich aufgrund der Schrumpfung φιτch die erfolgte : Abkühlung leicht aus ihrem JlitzlÖaen .läB9ei». ipa Gefahr eines Klebens auf dem Asbest ausgeschaltet; braucht nur noch eine der !lachen der Proben dressier* zu werden, bevor man sie der funkenbildung aussetzt. ■■_"'■? ^l

Aus rein konig truk ti onemässiger 3icht können die Lager elemente 15 und 16 yppteilhaft profiliert β ein j um.zwiacheti

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■Zylinder 1 einzuschli essen, der den geschlossenen Raum bildet, in den daß Gußeisen gelangt. Darüberhinaus können am mitt- ■ leren Abschnitt des geschlossenen Raumes mehr als zwei Leitungen 20 oder 21 angeschlossen werden, wodurch sich sofort mehr als zwei Proben herstellen lassen.

Wie bereits im Vorstehenden erwähnt, können mit dem erfindungsgemäBsen Verfahren sowie der entsprechenden Vorrichtung praktisch sofort/uußeisenproben hergestellt werden, deren . Gefüge eine spektrographische Analyse durch Funkenbildung zulässt.

Pat entan s prücn e: - S- -

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Claims (4)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Roh- oder Gußeisenproben, dadurch gekennzeichnet₃ dass eine zu analysierende Roh- oder Gußeisenprobe in flüssigem Zustand (zum Beispiel mittels eines Gießlöffels) direkt am Austritt eines Hochofens oder einer Umschmelzvorrichtung (Kupolofen,....) entnommen wird und dass diese Probe sofort im flüssigen Zustand (d.h. ohne dass Zeit zum Einsetzen der Verfestigung bleibt bzw. ohne dass eine Umschmelzung erfolgt) in eine Zentrifuge gegeben

ψ wird, wo sie bis zu ihrer Verfestigung geshleudert wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet_t dass sie umfasst:

1) einen geschlossenen Raum, der an seiner Oberseite mit einer Füllöffnung versehen ist;

2) dne Vorrichtung, um den geschlossenen Raum um eine bevorzugt durch die öffnung verlaufende Achse zu drehen;

3) mindestens zwei im wesentlichen gerade Leitungen, die jeweils mit einem Ende in den geschlossenen Raum münden und diesen verlängern und mit dem jeweils anderen Ende in eine öffnung mit einem dichten Dackel auslaufen,

\ wobei die Längsachse einer jeden Leitung weitgehend

senkrecht zur Drehachse des geschlossenen Raumes verläuft und wobei alle Leitungen im wesentlichen in ein und derselben Ebene angeordnet sind; und

4) eine feuerfeste Auskleidung für die Innenwandung des geschlossenen Raumes und der Leitungen, wobei die Enden der Leitungen hiervon möglichst ausgenommen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass

die feuerfeste Auskleidung für die Innenwandung des geschloseenen Raumes und der Leitungen an den Enden der Leitungen in einen zur Mitte der Leitung hin leicht gewölbten (oder gebogenen) Absclinitt ausläuft.

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