DE2529738A1

DE2529738A1 - Geraet zur entnahme von proben aus einer metallschmelze

Info

Publication number: DE2529738A1
Application number: DE19752529738
Authority: DE
Inventors: Manfred Ing Grad Ackermann; Wilhelm Ing Grad Ansmann; Paul Dr Rer Nat Koenig; Karl-Heinz Dr Rer Nat Schmitz
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1975-07-01
Filing date: 1975-07-01
Publication date: 1977-01-13
Also published as: DE2529738B2; DE2529738C3

Description

"Gerät zur Entnahme von Proben aus einer Metallschmelze" Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Entnahme von Proben aus einer Metallschmelze, bestehend aus einem evakuierten Glaskörper aus hitzebeständigem Glas.
Das Gerät bringt eine Probe aus, die beispielsweise bei Stahl für die Spektralanalyse, Gasanalyse und für die Schnellbestimmung von Kohlenstoff und Schwefel geeignet ist.
Bei allen bisherigen Probenahmeverfahren zur Entnahme von Proben aus flüssigen Metallen werden Geräte wie GießlöffelR Tauchkokillen aus Stahl und Tauchsonden aus Pappmaterial mit einer Probenform aus Stahl oder einem keramischen Material eingesetzt0 Diese Geräte werden in die Metallschmelze getaucht und füllen sich aufgrund der Schwerkraft bzwo durch den ferrostatischen Druck. Nachteile der Geräte sind zoBo beim Löffel unkontrollierbare Oxidation entsprechender Elemente durch Luftzutritt; bei der Stahl-Tauchkokille sorgfältiges Vorbereiten und Pflegen der Kokille, bei der Tauchsonde Aufspritzen von Metall durch Gasen des Pappmaterials.
Weiterhin sind evakuierte Röhrchen aus Quarz- oder schwerschmelzbarem Glas bekannt, mit denen Proben für die Untersuchung des Wasserstoff-, Stickstoff- und mit Einschränkungen auch des Sauerstoffgehaltes im Stahl gezogen werden können. Diese Proben sind zwar auch für die Ermittlung der Begleit- und Legierungselemente geeignet, die Durchführung dieser Analysen muß jedoch auf chemischem Wege erfolgen. Für die zur schnellen Ermittlung der Probenanalyse im Rahmen der Produktionskontrolle erforderliche und übliche Spektralanalyse sind diese Proben nicht verwendbar0 Angesichts dieser verschiedenen Nachteile der bisher üblichen Geräte zur Entnahme von Proben aus einer Metallschmelze liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zu entwickeln, das eine möglichst schnelle und bequeme Probeentnahme erlaubt, wobei die erzielte Probe auch für die Spektralanalyse geeignet ist.
Die Erfindung geht aus von einem evakuierten, aus schwerschmelzendem Glas gebildete Einrichtung zur Entnahme von Proben aus flüssigem Stahl, bestehend aus einem in eine scheibenförmige Kammer seitlich einmtlndendem einseitig geschlossenen Ansaugrohr und einem an die Kammer anschließendem ebenfalls einseitig geschlossenen, dem Ansaugrohr gegenüberliegenden HalterohrO Erfindungsgemäß ist dabei das Ansaugrohr an der Verschlußstelle, die in die Schmelze eintaucht, in der Wanddicke verstärkt ausgebildet. Weiterhin weist das Ansaugrohr nahe der Verschlußstelle eine verminderte Wanddicke auf, bevorzugt in Verbindung mit einer Vergrößerung des Durchmessers des Ansaugrohres. Das Ansaugrohr mündet dann in die zylindrische Mantelfläche der scheibenförmigen Kammer. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind dabei die Innenflächen der Boden- und Deckenwand der Kammer nach außen gewölbt.
Die Erfindung sei anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert, Fig. 1 Zeigt die Einrichtung zur Probenahme in einem Längsschnitt.
Die Einrichtung besteht aus einer scheibenförmigen, zylindrischen Kammer 4 für die Spektrometerprobe. Die Innenseiten der Boden-und Deckenwand 5, 6 sind konvex ausgebildet. In die Kammer 4 mündet ein Ansaugrohr 1, das an seinem freien Ende 2 geschlossen und in der Wanddicke verstärkt ist. Diese Verstärkung ermöglicht das Durchstoßen einer evtlO Schlacken- oder Gießpulverschicht auf dem Metallbad. In der Wand des Ansaugrohres ist nahe dem freien Ende 2 ein Bereich 3 mit verringerter Wanddicke vorgesehen.
Durch diesen Bereich 3 dringt das flüssige Metall beim Eintauchen der Einrichtung in das Ansaugrohr ein. Das Ansaugrohr 1 hat einen Durchmesser von ca. 6 - 8 mm. Diese Bemessung stellt sicher, daß ein Erstarren oder Zurücklaufen des Metalles in diesem Bereich vermieden wird0 Gegenüber dem Ansaugrohr 3 ist ein Ansatzrohr mit ebenfalls einseitig verschlossenem Ende vorgesehene Dieses Ansatzrohr 7 stellt den Erhalt einer lunkerfreien Probe sicher. Seine Länge muß je nach Temperatur und Viskosität des zu probenden Stahles gewählt werden. Für die niedrig- und nichtlegierten Stähle genügen ca. 20 mm Länge.
Bei der Probenahme wird die Einrichtung mit einer Zange am Ansatzrohr 7 erfaßt und mit dem Ansaugrohr 1 in die Schmelze eingetaucht.
Nach durchgeführter Probenahme springt das Glas während des Abkühlvorganges von der erstarrten Probe abO Der so freigelegte Metalltaler aus der scheibenförmigen Kammer 4 ist nach Abtrennen des aus dem Ansaugrohr 1 erhaltenen Stiftes und der üblichen Probenvorbereitung (Fräsen und Schleifen) für die Spektralanalyse zu verwenden. Die beim Fräsen anfallenden Späne können für naßchemische Kontrollanalysen benutzt werden0 Teile der stabförmigen Probe aus dem Ansaugrohr 1 können sowohl für die Gasbestimmung als auch für die Schnellbestimmung von Kohlenstoff und Schwefel herangezogen werden. Im Gegensatz zu allen bisher bekannten Probenahmegeräten für flüssigen Stahl kann das erfindungsgemäße Gerät auch für die Probenahme von Stahl zur Bestimmung seines Wasserstoffgehaltes verwendet werden.
Für die Entnahme von Proben für eine gleichzeitige Wasserstoffanalyse muß die erstarrte Probe direkt nach der Entnahme aus der Schmelze in Wasser unter ständiger Bewegung solange abgekühlt werden, bis die Rotglut nicht mehr sichtbar ist. Nach dem Entfernen des Glasbruches wird der abgetrennte Stift oder die gesamte Probe in Kohlensäureschnee weiter abgekühlt und bis zur Wasserstoffbestimmung gelagert.
Für das Ansaugrohr 1 bzw. für die damit erhaltene stabförmige Probe haben sich Längen zwischen 30 und 100 mm bewährt, Sie kann variiert werden, wenn die Probemenge für die Bestimmung von Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff, Kohlenstoff, Schwefel und evtl. anderer Elemente durch spezielle Analysengeräte erforderlich ist.
- Patentansprüche -

Claims

Patentansprüche: Evakuierte, aus schwerschmelzbarem Glas gebildete Einrichtung zur Entnahme von Proben aus flüssigem Stahl, bestehend aus einem in eine scheibenförmige Kammer seitlich einmündenden einseitig geschlossenem Ansaugrohr und einem an die Kammer anschließenden ebenfalls einseitig geschlossenen, dem Ansaugrohr gegenüberliegenden Halterohr, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Ansaugrohr (1) an der Verschlußstelle (2) eine dickere Wand und nahe der Verschlußstelle (2) eine geringere Wanddicke (3) aufweist als das Ansaugrohr (1) selbst und daß die Innenflächen (5, 6) der scheibenförmigen Kammer (4) nach außen gewölbt ausgebildet sind.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß der Durchmesser des Ansaugrohres (1) im Bereich geringer Wanddicke (3) vergrößert ist.
30 Gerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansaugrohr (1) vorzugshalber ca. 100 mm mindestens aber 30 mm lang ist.
4. Gerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansatzrohr (7) mindestens 20 mm lang ist.

L e e r s e i t e