DE1957261C3

DE1957261C3 - Process and device for the production of raw or cast iron samples for optical emission spectral analysis

Info

Publication number: DE1957261C3
Application number: DE19691957261
Authority: DE
Inventors: Jules Bressoux; Hobart Ivan Chenee; Hancart (Belgien)
Original assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Current assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Priority date: 1968-11-15
Filing date: 1969-11-14
Publication date: 1976-02-05

Description

_c einmal die längere Herstellen fur d,e Probon. wenn fm Laboratorium eine Umschmclzung vorgenumrrfpn muß und zum anderen die nicht /u uoer- _c once the longer manufacture for d, e trial. if in the laboratory a remelting has to be arranged and on the other hand the

T T Cef.heiner Veränderung der chemischen Λ,· sehende Gefahrener ^^ ^^T T Cef. A change in the chemical Λ, · seeing dangers ^^ ^^

^ des Kohlenstoffs, Verun,,-^ of carbon, impurity, -

^^uriSS
,us der DT-AS 10 03 453 bekannt, «n ,us der flüssigen Schmelze verfestigte ! ad,n L ih ehr weiter zerkleiner, ^^ uriSS
, as known from DT-AS 10 03 453, "n, us of the liquid melt solidified! ad, n L ih ore further shredded,

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Roh- oder Gußeisenproben, die einer Spektralanalyse unterzogen werden sollen, und eine Vorrichtung /ur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for the production of raw or cast iron samples which are subjected to a spectral analysis are to be subjected to, and a device / for carrying out the method.

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 analysieren.As is known, the method for spectral analysis of raw or cast iron samples consists in between a normally produced solid raw or cast iron sample and a suitable electrode an electrical one To generate an arc under an argon atmosphere and then the one formed in this way To analyze arc emitted radiation under vacuum.

Bei der derzeitigen Technik in Verbindung mit dieser Meßmethode werden die Roh- oder Gußeisenproben in flüssigem Zustand zum Beispiel in der Abslichrinne eines Hochofens entnommen, sofort in kleine Blöcke gegossen und dann zum Laboratorium verbracht, um dort bearbeitet und schnellstens der Spektralanalyse unterzogen zu werden.With the current technique in connection with this measuring method, the raw or cast iron samples in the liquid state, for example, taken from the discharge channel of a blast furnace, immediately in small blocks poured and then taken to the laboratory to be processed and the spectral analysis as soon as possible to be subjected to.

Bei diesem Verfahren sind eine gewisse Anzahl von Nachteilen, die seine Wirksamkeit und Genauigkeit beeinträchtigen können, nicht zu vermeiden.There are a number of disadvantages with this method which affect its effectiveness and accuracy can not avoid.

Insbesondere ist es sehr wohl bekannt, daß die Bestimmung des Kohlenstoffs nicht wirksam erfolgen kann, wenn es sich bei der Probe, die wie im Vorstehenden beschrieben hergestellt wird, um Grauguß handelt, da in diesem Falle die elektrische Entladung auf Grund des Vorhandenseins größerer Graphitflecken nicht stabil ist. Um Proben aus Weichguß zu erhalten, die weitaus homogener als Grauguß sind, wurden diese Proben in Form abgeschreckter dünner Plättchen gegossen. Diese Abschreckung führte jedoch häufig zu einer Rißbildung in den Proben, die dann nicht mehr der Spektralanalyse unterzogen werden konnten, da der in den «n ,us der flüssigen Schmelze veg Lewinnen die dann nicht mehr weiter zerkleiner, ,erden Sen. um in üblicher Weise chemisch analysier, den müsse _oplis_Che EmissionsspektralanalyseIn particular, it is well known that the determination of carbon cannot be made effectively when the sample prepared as described above is cast iron, since in this case the electrical discharge does not occur due to the presence of larger graphite spots is stable. In order to obtain samples made of soft cast iron that are far more homogeneous than gray cast iron, these samples were cast in the form of quenched thin flakes. This deterrent, however, often led to the formation of cracks in the samples, which could then no longer be subjected to the spectral analysis, since the in the n, us of the liquid melt then no longer crushed them further, ground Sen. um in the usual way chemical analysis, the must opli s _C he emission _{spectral analysis}

'_bL^Ve te ein derartiges Verfahren jedoch nicht u, we I für die Spektralanalyse feste Proben von e.ncr bestimmten Mindes.größe benötigt werden. _'B L ^V e te but not such a method u, I solid for spectral analysis of samples we e.ncr certain Mindes.größe be required.

Der vorliegenden Erfindung Heg» die Aufgabe n,-The present invention Heg »the task n, -

„ ,runde ein Verfahren und eine Vorrichtung /u dessen", Round a method and a device / u its

nSführung zu schaffen, mit welchem d,e emlc.iendnSführung to create with which d, e emlc.iend

Kriebcncn. bei der Spektralanalyse aufue.endenScratches. with the spectral analysis

Probleme gelöst werden können. Vor allem sei I diesProblems can be solved. Above all, let I be this

durch die schnelle Erzeugung homogener Probckorpcr 'S dem erfindungsgemäßen Verfahren wird dies dadurch erreicht, daß eine zu analysierende Roh- „der Gußeisenprobe in flüssigem Zustand unmittelbar am Au tr U rincs Hochofens oder einer Umschmel/vorrichtung entnommen wird, daß diese Probe sodann nn lüssigen Zustand in eine Zentrifuge gegeben und dann bis zu ihrer Verfestigung geschleudert wird.through the rapid generation of homogeneous probable bodies This is the case with the method according to the invention achieved by the fact that a raw "cast iron sample to be analyzed is in the liquid state directly on the Au tr U rincs blast furnace or remelting device it is taken that this sample then nn liquid state is placed in a centrifuge and then spun until it solidifies.

Dieses Verfahren bietet zunächst einen wesen ichen Zeiewinn, da die Probe unmittelbar an der Stelle der Probenahme geschleudert werden kann, erner w.ru durch den Fortfall der Umschmelzung jegliche Gefahr einer Veränderung der Zusammensetzung des Metalls ausgeschaltet. Bei Anwendung des Verfahrens auf Grauguß tritt zusätzlich noch die bislang noch mehl erklärte Wirkung ein, daß die Verteilung der Oraph.tablagerungen so ausreichend homogen ,st daß die Möglichkeit besteht auf Grund einer mittels Funkenbildung gewonnenen Spektralanalyse den Kohlenstoffgehalt in der Schmelze einzustellen. Eine weitere ebenfalls unerwartete Feststellung ist die Tatsache, daß bei We.ßgußproben keine Rißbildung mehr auftrittThis method initially offers a substantial gain in drawing, since the sample is directly at the point of the Sampling can be hurled, erner w.ru since remelting is no longer necessary, there is no risk of a change in the composition of the metal switched off. When the process is applied to gray cast iron, the previously explained flour also occurs Effect that the distribution of the oraphic deposits so sufficiently homogeneous that the possibility is based on a spectral analysis obtained by spark formation, the carbon content in adjust the melt. Another also unexpected finding is the fact that in white cast specimens cracking no longer occurs

Zur Herstellung von Gußteilen sind Zentrifugen an sich bekannt. Eine nach der GB-PS 567 272 bekannte Zentrifuge ist um eine durch ihre zentral angeordnete ₅, Einfüllöffnung verlaufende Achse herum angetrieben. wobei von der Einfüllöffnung ausgehend sich gerade leitungen nach außen erstrecken, die eine feuerfeste Auskleidung aufweisen, sowie senkrecht zur Drehachse und untereinander in der gleichen Ebene verlaufen. An 6o das Ende der Leitungen schließen sich dabei cinspannbare. radial ausgerichtete Kokillen an. die aus feuerfestem Material bestehen, und in denen sich gleichfalls in radialer Richtung erstreckende Gußkörper erzeugt werden können.Centrifuges are known per se for the production of cast parts. A centrifuge known from GB-PS 567 272 is driven around an _{axis running through its centrally located 5} filling opening. starting from the filling opening straight lines extend outwards, which have a refractory lining, and run perpendicular to the axis of rotation and one below the other in the same plane. At 6o the end of the lines, clamps close. radially aligned molds. which consist of refractory material, and in which cast bodies can also be produced which extend in the radial direction.

65 Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung geht von der vorstehend beschriebenen, bekannten Ausführungsform aus jedoch wird diese dahingehend abgewandelt, daßAn apparatus for performing the method according to the present invention is based on that above described, known embodiment from, however, this is modified to the effect that

die geraden Leitungen an ihren freien linden, die weit gehend von der feuerfesten Auskleidung ausgenommen sind, mit jeweils einem dichtenden, lösbar eingespannten Deckel versehen sind. Somit können nach Lösung der eingespannt η Deckel die duich das fehlen der S cndseiligen Wärmeisolation schi jll erstarrenden Proben sehr leicht entnommen werden.the straight lines on their free linden trees, which are wide going from the refractory lining are excluded, each with a sealing, releasably clamped Lids are provided. Thus, after loosening the clamped η cover the duich the missing of the S Cable-tight thermal insulation against solidifying samples can be removed very easily.

Line vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, da IJ die leuerfesie Auskleicijng für die Innenwandung des die Einfüllöffrung umgebenden Gefäßes und der Leitungen von den Knden der Leitungen zur Mitte hin leicht gewölbt verläuft. Dadurch wird die große Kraft des Roh- oder Gußeisenstrahis gebrochen und die Gefahr einer Zerstörung des Deckels weitgehend vermieden.Line advantageous embodiment of the device according to the invention is that IJ the leuerfesie Lining for the inner wall of the filling opening surrounding vessel and the lines from the ends of the lines towards the center is slightly curved. This breaks the great power of the raw or cast iron ray and the risk of destruction largely avoided.

Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung wird auf die schematischen Zeichnungen Bezug genommen, die ein Ausführungsbeispiel betreffen. Darin zeigtTo further illustrate the invention, reference is made to the schematic drawings, relating to an embodiment. In it shows

Fig. I einen Vertikalschnitl durch das erfindungsgcniiiß gestaltete Gefäß, währendFig. I a vertical section through the invention crafted vessel while

F-" i g. 2 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Gefäß einschließlich Spannvorrichtung und Tragplatte darstellt.Fig. 2 is a plan view of the inventive Represents vessel including clamping device and support plate.

Das in F i g. 1 dargestellte Gefäß besteht aus einem Zylinder 1 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 Klamme rung mittels der Platten 7 und 8. der Spannstangen 9 und IO und der Spannmuttern ti bis 14 in ihi er Lage gehalten (siehe I" i g. 2. die eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung zeigt).The in Fig. 1 shown vessel consists of a cylinder 1 with a filling opening 2 and two openings 3 and 4. which are closed by the lids 5 and 6, respectively. These two covers 5 and 6 are clamped tion by means of the plates 7 and 8, the tie rods 9 and IO and the clamping nuts ti to 14 in their position held (see I "i g. 2. which is a top view of the inventive Device shows).

Die Spannstangen 9 und 10 verlaufen durch zwei l.agerelemente 15. 16, die auf einer Rundplalte 17. koaxial zur Achse 18 des Gefäßes, befestigt sind. Diese Rundplatte 17 bewirkt mn ihrer Drehung den Antrieb der Lagerelement 15. 16, der Klammern und des Gefälies um die Achse 18. Die feuerfeste Asbestauskleidung 19 schützt den geschlossenen Raum fast bis zu den Luden der beiden Leitungen 20, 21.The tie rods 9 and 10 run through two l.bearing elements 15. 16, which are on a circular plate 17. coaxial are attached to the axis 18 of the vessel. This round plate 17 causes the drive mn its rotation the bearing element 15, 16, the brackets and the Gefälies around the axis 18. The refractory asbestos lining 19 protects the closed space almost up to the hatches of the two lines 20, 21.

Die feuerfeste Asbestauskleidung läuft an jedem ihrer Enden in einen verjüngten Abschnitt (22/23) aus. wodurch die große Kraft des Roh- oder Gußeisenstrahis gebrochen wird, bevor sie den Deckel durchschlagen kann.The refractory asbestos lining runs on each of them Ends in a tapered section (22/23). whereby the great power of the raw or cast iron ray before it can break through the lid.

Die Arbeitsweise der solcherart gebildeten Vorrichtung ist wie folgt: da die Einheit von Zylinder-Deckel und Spannstangen auf der Rundplatte befestigt ist, wird sie mit hoher Geschwindigkeit um die Achse 18 gedreht. Die verwendeten Drehzahlen liegen im Bereich von 2500 bis 3000 U/Min. 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.The operation of the device thus formed is as follows: since the unit of cylinder cover and tie rods is attached to the round plate, will they rotated about the axis 18 at high speed. The speeds used are in the range from 2500 to 3000 rpm. The length of the lines is so determined that the sample is introduced at a temperature slightly above that of the particular composition when pouring the corresponding liquidus value.

Das flüssige Roh- oder Gußeisen geht durch die Öffnung 2 und wird sofort geschleudert. Es läuft an den Enden der Leitungen 20 und 21 wieder zusammen, wo bei die jeweilige Gußeisemnenge so gewählt wird, daß das an den Enden der Leitungen 20/21 gesammeile Roh- oder Gußeisen nicht mit dem Asbest in Kontakt kommt. Der Asbest dient zur Wärmeisolierung, durch welche die Abkühlung des flüssigen Roh- oder Gußeisens während des Durchflusses von der Mitte des Gefäßes bis zu den Enden verlangsamt wird, wo allem die Verfestigung des Gußeisens erfolgen darf. Demgegenüber sind der Zylinder 1 sowie die Deckel 5 und 6 aus Metall (beispielsweise aus Stahl) hergestellt, um diese Abkühlung zu beschleunigen.The liquid raw or cast iron goes through the opening 2 and is immediately thrown. It converges again at the ends of the lines 20 and 21, where the respective amount of cast iron is selected so that the raw iron or cast iron collected at the ends of the lines 20/21 does not come into contact with the asbestos. The asbestos is used for thermal insulation, through which the cooling of the liquid raw or cast iron is slowed down during the flow from the middle of the vessel to the ends, where the solidification of the cast iron is allowed to take place. In contrast, the cylinder 1 and the covers 5 and 6 are made of metal (for example steel) in order to accelerate this cooling.

Ein weiterer Vorteil ist die Tatsache, daß der Zylinder 1 nur in demjenigen Abschnit' des Gefäßes mit Asbest ausgekleidet ist. der den Durchfluß des Gußeisens bis zum Bestimmungspunkt an den Enden der Leitungen sicherstellt, da die verfestigten Proben leichter herausgenommen werden können: es genüg'«, die Klammern zu lösen und die Proben herauszunehmen, die sich auf Grund der Schrumpfung durch eine erlolgte Abkühlung leicht aus ihrem Sitz lösen lassen. Da jegliche Gefahr eines Klebens auf dem Asbest ausgeschaltet ist. braucht nur noch eine der Flächen der Proben bearbeitet zu werden, bevor man sie der Funkenbildung aussetzt.Another advantage is the fact that the cylinder 1 only in that section of the container with asbestos is lined. the flow of cast iron to the point of destination at the ends of the lines ensures that the solidified samples can be removed more easily: it suffices «" the clamps to loosen and take out the samples that came about due to the shrinkage by a Allow the cooler to loosen slightly from its seat. This eliminates any risk of sticking to the asbestos is. Only one of the surfaces of the specimen needs to be machined before it can spark suspends.

Aus rein konstruktionsmäßiger Sicht können die Lagerelcmente 15 und 16 vorteilhaft profiliert sein, um zwischen sich den Zylinder 1 einzuschließen, der das Gefäß bildet, in den das Gußeisen gelangt. Darüber hinaus können am mittleren Abschnitt des Gefäßes mehr als zwei Leitungen 20 oder 21 angeschlossen werden, wodurch sich gleichzeitig mehr als zwei Proben herstellen lassen.From a purely structural point of view, the bearing elements 15 and 16 can advantageously be profiled in order to to enclose between them the cylinder 1, which forms the vessel in which the cast iron enters. About it In addition, more than two lines 20 or 21 can be connected to the middle section of the vessel, whereby more than two samples can be produced at the same time.

Auf diese Weise können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie der entsprechenden Vorrichtung praktisch sofort Roh- oder Gußeisenproben hergestellt werden, deren Gefüge eine spektrographische Analyse durch Funkenbildung zuläßt.In this way, with the method according to the invention and the corresponding device Raw or cast iron samples can be produced practically immediately, the structure of which is subjected to a spectrographic analysis by sparking.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

I. Process for the production of raw or GuU-Cisenmuster for optical emission spectral analysis, characterized in that the / u analyzing raw or cast iron sample in Hussigcm State taken directly at the exit of a blast furnace or a remelting device is that this sample is then in liquid Zufctand put in a centrifuge and then up to their solidification is thrown.

2 vonichtung / ur implementation of the method according to claim I. wherein a centrifuge is driven around an axis extending through its centrally located filling opening. and starting from the filling opening straight lines extend outwardly, which have a refractory lining, and run perpendicular to the axis of rotation and each other approximately in the same plane, characterized in that the straight lines (20, 21) at their free ends, the largely are excluded from the refractory lining (19), are each provided with a sealing, releasably clamped cover (5.6).

3. Device according to claim 2, characterized in that that the refractory lining (19) for the Inner wall of the passage and the lines (20. 21) from the ends of the lines (20. 21) to the center slightly arched towards it.

If any remaining oxygen tore the electrical discharge

interfering. ^ ^^ ^^

^{hs W} ? ^r t * Tr rW small block in the laboratory