DE2656718C3 - Vorrichtung zur Probenahme von schmelzflüssigem Metall - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine zum Eintauchen in ein schmelzflüssiges Metall bestimmte Form, bestehend aus einer Hauptform mit einer seitlichen öffnung in der Nähe ihres einen Endes zur Gewinnung einer Massenprobe dieses Metalls sowie aus einer oder mehreren Nebenformen, die mit dem Rauminhalt der ersten in Verbindung stehen und zur Gewinnung von Stiftproben dienen. so

Es ist bekannt, daß in der Stahlindustrie häufig Proben aus schmelzflüssigem Metall entnommen werden müssen, um die Analyse des betreffenden Metalls durchführen zu können. Je nach Art der Untersuchungen müssen die Proben eine unterschiedliche Form haben; hierbei lassen sich grundsätzlich drei Probearten unterscheiden:

Massivproben, die im allgemeinen Zylinder- oder Kegelstumpf-Form mit einem Durchmesser von etwa mm und einer Länge von 60 bis 80 mm besitzen, wi Diese Proben eignen sich vor allem für spektrometrische Analysen und erlauben die Gewinnung von Spänen in ausreichender Zahl, um chemische Analysen durchzuführen. Ein weiterer Vorteil dieser Massivproben besteht darin, daß sie dank ihres Volumens hinreichend «"· homogen sind. Es ist dagegen schwer, in kurzer Zeit Proben in geringen, repräsentativen Mengen zu ziehen, die eine quantitative Bestimmung von Kohlenstoff, Schwefel und sonstigen Bestandteilen in sehr spezialisierten Apparaturen gestatten.

Um die zuletzt genannten Bestimmungen durchführen zu können, muß man Proben mit sehr viel kleinerem Durchmesser in der Größenordnung von einigen Millimetern entnehmen. Diese Proben, werden Stiftproben genannt und lassen sich rasch und leicht handhaben. Allerdings kann die Homogenität dieser Stiftproben ungenügend sein. Sie können im Fall von unbenhigten Stählen aus nicht ausreichend beruhigtem Metall bestehen.

Daher sah man sich veranlaßt (vgL US-PS 38 97 689), Proben zu ziehen, die in ein und demselben Probenahmegefäß eine stiftförmige und daneben eine medaillon- bzw. piättchenförmige Metallprobe geringer Stärke (ca. 8 mm) mit gleichem Durchmesser wie Massivproben enthalten. Derartige flache Proben weisen jedoch im allgemeinen eine starke Ungleichmäßigkeit auf, die nur dadurch gemildert werden kann, indem man die Analysen nach sorgfältiger Werkstattbearbeitung der Probenoberfläche durchführt Diese Werkstattbearbeitung erfordert eine große Maschine, die die Kosten der Einrichtung noch erhöht Außerdem müssen anschließend noch die Stiftproben herausgeschnitten und die Oberfläche des Plättchens gefräst werden, wodurch sich die Vorbereitung in die Länge zieht Darüberhinaus ist der verwendbare Rauminhalt sehr gering und läßt nur wenige Analysen zu. Schließlich führt, wie bereits angedeutet, die gleichzeitige Entnahme der plättchenförmigen Probe und der Stiftprobe häufig dazu, daß die Stiftprobe ein unzui eichend beruhigtes Metall aufweist

Aus der US-Patentschrift 34 81 201 ist bereits eine Vorrichtung bekannt, die es gestattet, mit einer einzigen Probeziehung eine Massenprobe und gleichzeitig eine Stiftprobe zu gewinnen. Beide Proben müssen aber, da sie koaxial gelagert sind, mit einem größeren Aufwand getrennt werden, bevor sie auf die übliche Weise für die nachfolgenden Tests vorbereitet werden können.

Überdies werden beide koaxial gelagerten Formen durch Schwerkraft gefüllt, so daß keine Durchmischung des schmelzftüssigen Metalls erfolgt. Die Gewinnung einer gesunden, gleichmäßigen und damit repräsentativen Probe ist daher mit dieser Vorrichtung nicht zu erreichen.

Es ist weiterhin eine Probenahmevorrichtung bekannt die ausschließlich der Gewinnung von vier Stiftproben dient

Demgegenüber betrifft die Erfindung eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und löst die Aufgabe, gleichzeitig solche Proben zu gewinnen, an denen verschiedene Untersuchungen durchgeführt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst Diese Probevorrichtung hat den Vorteil, daß durch die Art und Weise des Füllens von Hauptform und Stiftform eine Durchmischung des schmelzflüssigen Metalls erzielt wird, wodurch eine zufriedenstellende Homogenität der Proben erreicht wird Hauptform und Stiftform lassen sich im übrigen leicht trennen; woraufhin an den einzelnen Proben die verschiedenen Tests durchgeführt werden können. Besonders vorteilhafte Ausfuhrungsformen der Erfindung sind durch die Merkmale der Ansprüche 2—5 gekennzeichnet

Die Erfindung wird im weiteren mit Bezug auf die Zeichnung nähsr erläutert Es zeigt

F i g. 1 den Längsschnitt durch eine Probenahmevorrichtung nach der Erfindung und

Fig.2 den Querschnitt entlang der Linie 2-2 von F ig.1 dargestellt

Auf F i g. 1 ist eine Probenahmevorrichtung zu sehen, die im wesentlichen aus einer Form 1 aus Stahl oder einem anderen Metall oder geeignetem Material besteht, allgemein Zylinderform und einen Durchmesser z. B. zwischen 30 und 35 mm besitzt Diese Form hat eine Seitenwandung 2, die ggf. aus 2 halbschalenförmigen Elementen besteht, eine Grundplane 3 sowie einen Boden 4. Die Seitenwandung 2 und der Boden 4 sind fest miteinander verbunden, etwa durch Punktschweißungen. Die Seitenwandung weist einen großen Schlitz 5 dicht an der Grundplatte auf, damit das schmelzflüssige Metall hineingelangen kann. Die Seitenwandung umfaßt im weiteren einen Abschnitt 6, der eingebuchtet ist und eine Zelle abgrenzt, deren Form deutlicher auf F i g. 2 zu sehen ist Diese Zelle erstreckt sich fiber eine Länge, die der Höhe der Grundform entspricht, endet also in einem bestimmten Abstand (d) vom Boden 4. Sie ist über das auf der Zeichnung links dargestellte Ende mit dem Innenraum der Hauptform verbunden. Diese Zelle 6 nimmt ein Rohr 7 aus Quarz oder einem anderen Feuerfestmaterial auf; das Rohr stellt damit eine Nebenform mit einem Durchmesser in der Größenordnung von 6 bis 8 mm dar. Die Zwischenräume zwischen dem Rand der Zelle 6 und dem benachbarten Ende des Quarzrohrs 7 sind mit einem feuerfesten Material 8 ausgefüllt um zu vermeiden, daß beim Füllen das Metall durch diese Zwischenräume austritt, das Quarzrohr nur unvollständig ausfüllt und außen an der Form abläuft Das Quarzrohr ist durch ein Klebeband 9 oder durch ein beliebiges anderes, geeignetes Mittel an der Form befestigt.

Der wesentliche Teil der Vorrichtung, d. h. die Form, wird durch klassische Elemente ergänzt, die hier kurz aufgezählt werden. Um die Form liegt eine Hülle 10 aus einem Material auf der Grundlage von Feuerfestfasern; die Hülle ist ebenfalls mit einem Schlitz 11 versehen, durch den das Metall hineingelangen kann. Dieser Schlitz ist normalerweise durch ein einfaches Klebepapier 12 geeigneter Stärke abgedichtet Die Hülle 10 ragt über den Boden der Form hinaus und nimmt ein Papprohr 13 sowie eine Endscheibe 14 auf; Sand 15 wird in den auf diese Weise entstandenen Raum gefüllt

Am anderen Ende umgibt die Hülle 10 ein Papprohr 16, an welchem sie durch Klammern 17 befestigt ist; dieses Papprohr erlaubt die Befestigung an einem Probestab. Die Befestigung kann durch Klebstoff verstärkt werden.

Sobald man den Probestab in das flüssige Metall eintaucht wird das Klebepapier 12 in wenigen Augenblicken zerstört; diese kurze Zeitspanne reicht aus, um die Schlacke zu passieren und eine Zone zu

ίο erreichen, in der das Metall homogen ist Das Metall tritt dabei durch die öffnung 5 und U ein und beginnt den Boden der Hauptform 1 auszufüllen. Danach füllt es gleichzeitig diese Form sowie die Nebenform aus, die durch das Quarzrohr 7 gebildet wird. Wenn die

is Probenahme abgeschlossen und das Metall ausreichend abgekühlt ist braucht man nur die Form mit der gewonnenen Probe in Höhe des Trennschnittes s zwischen Hauptform und Quarzrohr zu lösen, womit man gleichzeitig die beiden Proben gewinnt an denen die verschiedenen Versuche durchgeführt werden.

Die Vorrichtung nach der Erfnsxing ermöglicht demnach eine sehr einfache Entnahme vorr.zwei Proben sehr unterschiedlicher Form und Abmessungen, wobei diese Proben gleichzeitig aus der gleichen Metallzone gewonnen werden. Die entsprechenden Bedingungen ergeben Proben der gleichen Zusammensetzung. Das Metall, das in die seitliche Röhre eindringt ist weder das allererste noch das letzte in die Probenahmevorrichtung eingefossene Metall, sondern ein Metall des Zwischenber iicüs, das mit dem evtL Beruhigungsmaterial gut untermischt ist Darüber hinaus werden diese beiden Proben — dank der Trennung zwischen den beiden Abschnitten der Form — durch einen einzigen, sehr einfachen Trennvorgang gelöst was die Arbeitsgänge vor den eigentlichen Analysen erleichtert

Darüber hinaus kostet diese Vorrichtung besonders wenig, da ihre Herstellung sehr einfach ist

Natürlich können die Querschnitte der Haupt- und der Nebenform abgewandelt werden, vor allem in bezug auf ihre Abmessungen und Form. Des weiteren können mehrere Nebenformen evtL mit verschiedenen Durchmessern vorgesehen werden, welche um die Hauptform gruppiert werden.

Hierzu 1 Blatt Z3ichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Probenahmevorrichtung für eine zum Eintauchen in ein schmelzflQssiges Metall bestimmte Form, bestehend aus einer Hauptform mit einer seitlichen öffnung in der Nähe ihres einen Endes, zur Gewinnung einer Massenprobe dieses Metalls sowie aus einer oder mehreren Nebenformen, die mit dem Rauminhalt der ersten in Verbindung stehen und zur Gewinnung von Stiftproben dienen, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwandung (2) der Hauptform (1) durch Einbuchtung entlang einem Teil ihrer Höhe die Begrenzung mindestens einer Zelle (6) für Aufnahme einer Nebenform (7) bildet, wobei die Seiten wandung (2) der Hauptform in ts Flöhe des Bodens der Zelle (6) ausgestanzt ist und die Öffnung der Nebenform (7) zum anderen Ende der Hauptform (1) hinweist

2. Probenahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekernzeichnet, daß die Nebenform aus einem Rohr (7) aus Quarz oder einem anderen, geeigneten Feuerfestmaterial besteht

3. Probenahmevorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume zwischen der Nebenform (7) und der Hauptform (1) in Höhe des Verbindungsbereichs zwischen diesen beiden Formen mit einem Feuerfestzement (8) verfüllt sind.

4. Probenahmevorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptform (1) über eine bestimmte Höhe — z. B. über etwa zu bis 30 mm — einen normalen Querschnitt in der Gröwenordßjng von 30—35 mm besitzt

5. Probenahmevorrichtung r «h den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenform (7) an der Hauptform durch ein Klebeband aus Papier (9) befestigt ist