DE2558092C2

DE2558092C2 - Keramikform zur Entnahme einer Probe aus einem blasenden Stahl-Konverter

Info

Publication number: DE2558092C2
Application number: DE19752558092
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dr.-Ing 4150 Krefeld; KoIb Gustav 5984 Garbeck Bardenheuer
Original assignee: Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf; KoIb, Gustav, 5984 Garbeck
Priority date: 1975-12-19
Filing date: 1975-12-19
Publication date: 1978-02-16
Also published as: BE849515A; FR2335837B1; IT1065968B; GB1565215A; DE2558092B1; FR2335837A1; JPS52101632A

Description

Die Erfindung betrifft eine an ein Papprohr od. dgl. angesteckte zweiteilige Keramikform zur Entnahme einer Probe aus einem blasenden Stahl-Konverter, mit einem Thermoelement.

Eine derartige Form ist bekannt (DT-PS 21 26 501) in Gestalt und Anwendung als Vorrichtung zur Bestimmung des Kohlenstoffgehaltes der Stahlschmelze. Das dabei anfallende erstarrte Entnahmestück, das funktionsbedingt zur Aufnahme der Liquiduslinie eine Dicke aufweist, die groß genug ist, eine verhältnismäßig langsame Erstarrung sicherzustellen, ist nur scheinbar eine Probe im Sinne einer Laborprobe zur Durchführung einer raschen Spektral- und Gasanalyse. Geeignete Laborproben haben bekanntlich die Form und Größe einer Scheibe von 32 mm Durchmesser und 12 mm Dicke mit einem zu der Probe gehörenden Einlaufstift von 6 mm Dicke.

Als eine bekannte Vorrichtung anderer Art zur Entnahme der bezeichneten Laborprobe aus einem blasenden Konverter könnte gegebenenfalls eine solche angesehen werden, bei der innerhalb des Endstückes eines entsprechend groß bemessenen Papprohres eine Blechschalenform gehaltert ist, und zwar mit Zufluß Ober ein vorn aus dem Papprohr austretendes Quarzröhrchen. Das Quarzröhrchen ist mit einer im Stahlbad wegschmelzenden Blechkappe geschützt, wobei die Kappe Aluminium enthält, das die Desoxidation bewirkt Vorn aus dem Papprohr austretend ist ferner ein Thermoelement vorhanden. Bei einer solchen Vorrichtung gelangen die Desoxidationsprodukte zwangsläufig mit in die Prcbenform hinein. Auch Schlackenteilchen in der sich lebhaft bewegenden

ίο Stahlschmelze können ungehindert in die Probenform gelangen. Derartige Nachteile weist die bekannte, keramische Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art mit der abwärts gerichteten Einlaufkammer nicht auf.

Die Erfindung bezweckt, eine Keramikform der

"5 bezeichneten Art zu schaffen, die als Gießform für die besagte Laborprobe geeignet ist Dabei soll die Keramikform im Hinbück auf den praktischen Gebrauchswert der Vorrichtung so gestaltet sein, daß sie unter rascher Hergabe der Laborprobe leicht zerschlagbar ist und ihr ein möglichst geringer Edelmetallverbrauch eigen ist.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das einer scheibenförmigen, mit einem Einlaufstift versehenen Laborprobe entsprechende Formnegativ zusammen mit den mit Aluminium füllbaren Einlaufkanal eines Formkörperpaares mit sich in Längsrichtung erstrekkender Teilfuge ein sogenanntes U-Rohr bildet und daß das Thermoelement in einer im Ansteckzapfen beginnenden und oberhalb des Probennegativs endenden Aussparung eingebettet ist.

Die erfindungsgemäße Keramikform erfüllt, wie unten weiter dargestellt ist, auch kostenmäßige Voraussetzungen an den praktischen Gebrauchswert der »Sonde«. Die Temperaturmeßstelle liegt nämlich vom Papprohr weit genug weg, durch die sich am Papprohr heftig bildenden Reaktionsgase nicht behindert zu werden, jedoch nicht so weit, wie es bei der bekannten Keramikform der Fall ist. Dadurch ist die erforderliche Länge an teurem Platindraht vergleichsweise klein.

in zweckmäßiger Ausführung der erfindungsgemäßen Keramikform besteht das Formkörperpaar aus spiegelbildlichen Hälften. Dies hat den Vorteil einfacher Herstellung und gleichmäßiger thermischer Formbeanspruchung.

Das Thermoelement, etwa ein vorgefertigter keramischer Bauteil, kann an der der Einlauföffnung gegenüberliegenden Seite des Formkörpers angeordnet sein. Um die temperaturempfindliche Spitze des Thermoelementes und auch die übliche Blechschutzkappe beim Eintauchen der Sonde nicht zu gefährden, empfiehlt sich, den Formkörper so zu gestalten, daß ein Rücksprung vorhanden ist, in dem die stoßempfindlichen Teile des Thermoelementes untergebracht werden können. Eine andere Möglichkeit der Anordnung und des besten mechanischen Schutzes des Thermoelementes ist die, das Thermoelement in einer entsprechend vergrößerten Einlauföffnung des Einlaufkanals anzuordnen.

to Da die erfindungsgemäße Keramikform von einer Vorrichtung zur Kohlenstoffbestimmung ausgeht, sieht die Erfindung in Weiterbildung vor, die Keramikform so zu gestalten, daß zusätzlich eine Kohlenstoffbestimmung möglich ist. Hierzu ist zwischen dem Thermoelement und dem besagten Probennegativ ein zweites Probennegativ angeordnet, dessen Dicke sich aber unwesentlich von der Breite unterscheidet. Ein zweites Thermoelement taucht in das zweite Probennegativ ein,

und es ist zweckmäßig, das zweite Thermoelement ebenfalls in der entsprechenden Formaussparung, d. h. in einem Abzweig davon, unterzubringen. Beide Probennegative lassen sich aus demselben Einlaufkanal speisen. Um sicherzustellen, daß sich zuerst das erste Probennegativ mit Stahl füllt, ist es zweckmäßig, das zweite Probennegativ mit einem schlag ansteigenden Abzweigkanal an den Einlaufkanal anzuschließen.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Ausführungsbeispielen dargestellt. Im weiteren ist die Zeichnung erläutert Es zeigen

F i g. 1 in Ansicht auf eine Formkörperhälfte und im Längsschnitt durch das halternde Papprohr eine Vorrichtung zur Probennahme aus einem blasenden Konverter,

F i g. 2 die Vorrichtung nach Anspruch 1 in Ansicht gemäß Pfeilrichtung II,

F i g. 3 die Vorrichtung nach F i g. 1 im Schnitt durch beide Formkörperhälften entsprechend ^pfeilrichtung III-I1I derFig. 1,

Fig.4 in Ansicht und Längsschnitt entsprechend Fi g. 1 eine Vorrichtung zur Entnahme einer Laborprobe aus einem blasenden Konverter und zugleich zur Entnahme einer Probe zur Kohlenstoffbestimmung,

F i g. 5 die Vorrichtung nach F i g. 4 im Schnitt durch beide Formkörperhälften entsprechend Linie V-V.

Ein aus zwei spiegelbildlichen Hälften 1 und 2 bestehendes Formkörperpaar, das aus einem Keramischen Material gebrannt ist und das eine sich in Tauchoder Längsrichtung erstreckende Teilfuge 3 besitzt, enthält das Negativ 4 und 5 der weiter oben bezeichneten Laborprobe von den ebenfalls bereits angegebenen Maßen. Die Laborprobe setzt sich zusammen aus einem Scheibenteil und aus einem Stift. Entsprechend besteht das Negativ dieser Laborprobe aus den beiden Teilen 4 und 5. Das sich in Längsrichtung der Form erstreckende Negativ 5 des Stiftes dient bekanntlich als Einlaufkanal für den Stahl des Scheibenteiles der Probe. Deshalb ist der Stift im weiteren mit Einlaufstift bezeichnet.

Zur Bildung eines sogenannten U-Rohres erstreckt sich in Längsrichtung der Form neben dem Probennegativ 4 bzw. 5 ein Einlaufkanal 6, dessen Querschnitt und auch der Querschnitt seiner Verbindung 7 mit dem Negativ des Stiftes größer ist als der des Stiftnegativs 5. Die Einlauföffnung 8 ist mit einer in einer Nut gesicherten Blechscheibe 9 verschlossen. In dem Einlaufkanal liegt in Gestalt einer Drahtspirale Aluminium 10.

Das Formkörperpaar 1 und 2 ist an ein als Lanze dienendes dickwandiges Papprohr 11 angesteckt. Das heißt ein Ansteckzapfen 12 der Form ist in das untere Ende des Papprohres hineingesteckt, wie die 7eichnung ausweist. In Abwandlung dieser Ausführung kann das Papprohr 11 auch in einen nicht gezeichneten muffenförmig ausgebildeten Zapfen der Keramikform hineingesteckt sein. Es ist auch noch möglich, die Keramikform außer mit dem Einsteckzapfen 12 noch mit einem Muffenteil zu versehen, so daß die Verkittung an der Innen- und Außenfläche des Papprohres 11 vorgenommen werden kann. Das Papprohr dient nicht dazu, die beiden Hälften 1 und 2 zusammenzuhalten. Vielmehr sind diese beiden Hälften vor dem Einstecken des Zapfens durch Keramikbrand oder durch Verkleben mit Keramikschlicker fest und dicht zusammengefügt.

Die oben offene Aussparung 13 erstreckt sich winkelförmig zu einer Temperaturmeßstelle 14, die mit einer Blechkappe 15 abgedeckt ist. Im Gebrauchszustand der Vorrichtung nimmt die Aussparung 13 in einem entsprechend geformten Spezial-Keramikbauteil Thermoelementdrähte und deren Lötstelle auf. Nur die Temperaturmeßstelle 14 als Lötstelle dieses nicht

S gezeichneten Bauteiles ist angedeutet. Die Meßstellc sitzt in Höhe der seitlichen Einlauföffnung 8 an der gegenüberliegenden Seite der Form und geschützt in einem Rucks jrung 16, der sich formmäßig, wie die Zeichnung aussagt, aus der Gestalt des Negativs 4

ίο ergibt.

Beim Eintauchen der beschriebenen Vorrichtung in einen blasenden Konverter schmelzen die Blechscheibe 9 und die Blechkappe 15 rasch weg, und gleichzeitig mit dem Einlauf des Stahles in den Kanal 6 wird mit dem Thermoelement 14 auch schon die Stahltemperatur gemessen.

Das beim Einlauf des unberuhigten Stahles sofort oxidierte Aluminium 10 wird wegen der gezeichneten verhältnismäßig großen Querschnitte der Kanäle 6 und 7 nicht in das Formnegativ 5 und 4 hinein mitgerissen, sondern verbleibt als Schlacke in dem Kanal 6. Es besteht damit eine gute Gewähr, daß die mit der beschriebenen Vorrichtung entnommene Probe repräsentativ für den Momentanzustand des Stahles im Konverter ist.

Die Keramikform nach F i g. 4 und 5, die dazu dient, zugleich mit der Entnahme der Laborprobe aus dem Stahlbad und zugleich mit der Temperaturmessung des Stahlbades auch den Kohlenstoffgehalt der Schmelze festzustellen, ist zunächst in denjenigen Einzelheiten, die mit denen der Keramikform nach F i g. 1 bis 3 übereinstimmen, mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Folgendes ist anders:

Zwischen dem Thermoelement 14 und dem Proben-

Vi negativ 4 ist ein zweites Probennegativ 17 angeordnet, das die Form einer Hohlkugel hat. Es kommt darauf an, daß die Dicke dieser Probe genau gleich der Breite ist oder sich nur unwesentlich davon unterscheidet. In dem Sinne kann die Gestalt dieser Probe auch würfelförmig sein oder beispielsweise auch ein stumpfer Quader sein. Entsprechend weist die Keramikform an der Stelle eine deutliche Ausbauchung auf, wie die Fig.5 zeigt Entsprechend F i g. 5 ist ähnlich F i g. 2 ein Formkörperpaar vorhanden, das aus zwei spiegelbildlichen Hälften 18 und 19 besteht, die in der in Längsrichtung verlaufenden Teilfuge 3 zusammengebrannt sind. In das Probennegativ 17 taucht ein zweites Thermoelement 20 möglichst bis zum Mittelpunkt ein. Ein entsprechender Keramikträger dieses Thermoelementes ist in einem

5u Abzweig 21 der Aussparung 13 eingebettet. Der darin für die Herstellung des Gebrauchszustandes eingelegte und festgekittete Keramikbauteil, der die beiden Thermoelemente 14 und 20 enthält, verschließt das Negativ 17 nach oben. Allerdings, und das gilt auch für das Negativ 4, sind in der Form, und zwar in der Teilfuge 3, kleinkalibrige Entlüftungskanäle eingeformt, die nicht gezeichnet sind. Das zweite Probennegativ 17 ist mit einem schräg ansteigenden Abzweigkanal 22 an den hier längeren Einlaufkanal 23 angeschlossen. Hierdurch

fto besteht zwischen dem Kanal 22 und dem Kanal 23 zur Einlauföffnung 8 hin ein spitzer Winkel, der besorgt, daß mit Sicherheit in das Negativ 17 erst dann Stahl einläuft, wenn das Negativ 4 wenigstens zum größeren Teil mit Stahl vollgefüllt ist.

<>5 Nicht gezeichnet ist eine Abwandlung der Anordnung des Thermoelementes 14 in dem Sinne, daß dieses Element in das obere Ende des Einlaufkanals 6 bzw. 23 eintaucht Durch entsprechende Formeebune der

Krümmungsstelle des Einlaufkanals würde selbstverständlich dafür gesorgt, daß keine Querschnittsverengung hervorgerufen wird. Eine derartige Bauweise hat den Vorteil, daß die Kappe 15 entfällt und die empfindliche Spitze des KeramiKDauteiles, der die Thermoelementlötstelle 14 besitzt, bestens geschützt im Inneren der Keramikforni liegt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. An ein Papprohr od. dgl. angesteckte zweiteilige Keramikform zur Entnahme einer Probe aus einem blasenden Stahl-Konverter, mit einem Thermoelement, dadurch gekennzeichnet, daß das einer scheibenförmigen, mit einem Einlaufstift versehenen Laborprobe entsprechende Formnegativ (4 und 5) zusammen mit den mit Aluminium (10) füllbaren Einlaufkanal (6,23) eines Formkörperpaares (1 und 2 bzw. 18 und 19) mit sich in Längsrichtung erstreckender Teilfuge (3) ein sogenanntes U-Rohr bildet und daß das Thermoelement (14) in einer im Ansteckzapfen (12) beginnenden und oberhalb des Probennegativs (4 bzw. 17) endenden Aussparung

(13) eingebettet ist

2. Keramikform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Formkörperpaar aus spiegelbildlichen Hälften (1 und 2 bzw. 18 und 19) besteht.

3. Keramikform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoelement (14) an der der Einlauföffnung (8) gegenüberliegenden Seite des Formkörpers angeordnet ist, vorzugsweise in einem formmäßig hergestellten Rücksprung (16).

4. Keramikform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoelement (14) in einem entsprechend vergrößerten Einlauföffnungsbereich des Einlaufkanals (6 bzw. 23) angeordnet ist.

5. Keramikform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Thermoelement

(14) und dem Probennegativ (4) ein zweites Probennegativ (17) angeordnet ist, dessen Dicke sich unwesentlich von der Breite unterscheidet, und in das ein zweites Thermoelement (20) eintaucht, das in einem Abzweig (21) der Aussparung (13) eingebettet ist.

6. Keramikform nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Probenuegativ (17) mit einem schräg ansteigenden Abzweigkanal (22) an den Einlaufkanal (23) angeschlossen ist.