DE3031695C2

DE3031695C2 - Device for taking a molten sample

Info

Publication number: DE3031695C2
Application number: DE19803031695
Authority: DE
Inventors: Peter 4000 Düsseldorf Berger; Milan Dr.-Ing. 3550 Marburg Lampic; Herbert Dr.-Ing. 4010 Hilden Löblich; Jörg Dipl.-Ing. 4030 Ratingen Müller; Kurt Dr.-Ing. 4030 Ratingen Orths
Original assignee: Stroehlein & Co 4000 Duesseldorf De GmbH; Stroehlein & Co 4000 Duesseldorf GmbH
Current assignee: Verein Zur Foerderung Der Giesserei-Industrie 400
Priority date: 1979-07-21
Filing date: 1980-08-22
Publication date: 1982-09-23
Also published as: DE3031695A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entnahme einer schmelzfLisigen Probe von Metall oder Metallegierungen und zum Mesren der Abkühlungskurve der Probe, bestehend aus einerr Rezeptor für die Probe und einem vom Rezeptor zu eine". Meßwertwandler führenden Leiter, wobei der Rezeptor ein offenes feuerfestes Röhrchen ist. das am freien Ende einer den Leiter führenden Lanze angeordnet ist und wobei zwischen dem Hohlraum für die Aufnahme der ⁱⁿ schmelzfiüssigen Probe im Röhrchen und dem Leiter ein Plättchen, eine Membran oder eine aufgedampfte Schicht oder dergleichen aus einem solchen hitzebeständigen und gut wärmeleitfähigen Material angeordnet Lt. daß das Material der entnommenen schmelzflüssigen Probe darin haften bleibt.The invention relates to a device for taking a molten sample of metal or metal alloys and for measuring the cooling curve of the sample, consisting of a receptor for the sample and a conductor leading from the receptor to a transducer, the receptor being an open, refractory tube. the one conductor leading lance is arranged at the free end and being disposed between the cavity for receiving the ⁱⁿ schmelzfiüssigen sample in the tube and the conductor is a plate, a membrane or a vapor-deposited layer or the like made of such a heat-resistant and good thermally conductive material Lt. that the material of the removed molten sample remains adhered therein.

Temperaturmessungen an flüssigen und erstarrenden Metallen und Metallegierungen, wie sie zur Feststellung der augenblicklichen Temperatur sowie auch zur Beobachtung von Umwandlungsvorgängen bei der ^w Erstarrung und Abkühlung durchgeführt werden, werden üblicherweise durch thermoelektrische oder optische Messung vorgenommen. Bei der thermoelektrischen Messung wird zu diesem Zweck ein in einem Schutzrohr angeordnetes Thermoelement in die Schmelze eingeführt. Die optische Messung erfolgt zur Feststellung der augenblicklichen Temperatur der Schmelze in der Regel berührungslos und zur Beobachtung von Umwandlungsvorgängen (Thermoanalyse) mittels eines bis an den Hohlraum einer hierfür bestimmten Gießform herangeführten Leiters. Diese Temperaturmessungen werden durchgeführt, einerseits zur Feststellung der augenblicklichen Temperatur einer Schmelze, beispielsweise zwecks Steuerung der Schmelzführung, und andererseits Rückschlüsse auf die Zusammensetzung der Metallegierung, auf die Erstarrungsvorgänge und auf das Umwandlungsverhalten ziehen zu können.Temperature measurements of liquid and solidifying metals and metal alloys, such as are carried out to determine the instantaneous temperature as well as for observation of conversion processes in the ^w solidification and cooling are typically made by thermo-electrical or optical measurement. In the case of thermoelectric measurement, a thermocouple arranged in a protective tube is inserted into the melt for this purpose. The optical measurement is usually carried out without contact to determine the instantaneous temperature of the melt and to observe transformation processes (thermal analysis) by means of a conductor brought up to the cavity of a casting mold intended for this purpose. These temperature measurements are carried out on the one hand to determine the instantaneous temperature of a melt, for example to control the melt flow, and on the other hand to be able to draw conclusions about the composition of the metal alloy, the solidification processes and the transformation behavior.

Bei einer bekannten Vorrichtung zur Entnahme einer schmelzfiüssigen Probe von Metall oder Metallegierungen ist der Rezeptor als Gießform mit einem Fassungsvermögen von etwas weniger als 50 cm³ ausgebildet. Das schmelzflüssige Metall wird dem Schmelzbad entnommen und in den Rezeptor gefüllt. Bei diesem Vorgang der Entnahme und des Einfüllens in den Rezeptor kühlt die Probe bereits ab, so daß mögliche wichtige Daten der Abkühlungskurve nicht erfaßt werden können. Schon aus diesem Grunde ist die Verwendbarkeit der bekannten Vorrichtung eingeschränkt. Darüber hinaus ist es sehr umständlich, mittels eines geeigneten Gerätes aus dem Schmelzbad Metall zu entnehmen und in die kleine Gießform einzufüllen (DE-GM 76 20 505).In a known device for taking a molten sample of metal or metal alloys, the receptor is designed as a casting mold with a capacity of slightly less than 50 cm ³ . The molten metal is removed from the weld pool and filled into the receptor. During this process of removal and filling into the receptor, the sample already cools down, so that any important data on the cooling curve cannot be recorded. For this reason alone, the usability of the known device is restricted. In addition, it is very cumbersome to remove metal from the weld pool using a suitable device and pour it into the small casting mold (DE-GM 76 20 505).

Von diesem Stand der Technik geht die Erfindung des Hauptpatentes aus. Sie betrifft demnach eine Vorrichtung zur Entnahme einer schmelzflüssigen Probe von Metall oder Metallegierungen und zum Messen der Abkühlungskurve der Probe, bestehend aus einem Rezeptor für die Probe und einem vom Rezeptor zu einem Meßwertwandler führenden Leiter. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß der Rezeptor ein offenen, feuerfestes Röhrchen ist, das am freien Ende einer den Leiter führenden Lanze angeordnet ist und daß zwischen dem Hohlraum für die Aufnahme der schmelzflüssigen Probe im Röhrchen und dem Leiter ein Plättchen, eine Membran, eine aufgedampfte Schicht oder dergleichen aus einem solchen hilzebeständigen und gut wärmeleitfähigen Material angeordnet ist, daß das Material der entnommenen schmelzfiüssigen Probe daran haften bleib;.The invention of the main patent is based on this prior art. It therefore relates to a device for taking a molten sample of metal or metal alloys and for measuring the Cooling curve of the sample, consisting of a receptor for the sample and one from the receptor to a conductor leading to a transducer. It is characterized by the fact that the receptor is an open, is refractory tube which is arranged at the free end of a lance leading the conductor and that between the cavity for receiving the molten sample in the tube and the conductor Platelets, a membrane, a vapor-deposited layer or the like made of such an aid-resistant and material with good thermal conductivity is arranged so that the material of the removed molten sample stick to it.

Mit dieser Vorrichtung ist es auf einfachste Art und Weise möglich, unmittelbar aus der Schmelze die gewünschte Probe zu enmehmen und sofort die Abkühlungskurve der Probe zu messen. Es können also mit dieser Vorrichtung auch die Meßwerte erfaßt werden, die bei der bekannten Vorrichtung während der F.ntnahme der Probe aus dem Schmelzbad in den als Gießform ausgebildeten Rezepior anfallen und deshalb nicht erfaßt werden können.With this device, it is possible in the simplest possible way, directly from the melt take the desired sample and immediately measure the cooling curve of the sample. So it can with this device also the measured values can be detected, which in the known device during the F. taking the sample from the weld pool in the receptacle designed as a casting mold and therefore cannot be detected.

Der vorliegenden Erfindung liegt gegenüber dem Hauptpatent die Aufgabe zugrunde, die Art und Weise der Erfassung des Meßwertes zu erweitern.The present invention is based on the main patent object, the manner the acquisition of the measured value.

Diese Aufgabe wird erfindungsgeniäß mit der Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Leiter eine elektrische Leitung mit einem als Temperaturfühler wirkenden Thermoelement ist, das vor unmittelbarem Kontakt mit der schmelzflüssigen Probe durch das Plättchen, die Membran oder die aufgedampfte Schicht geschützt ist. Vorzugsweise liegt die Heißlötstelle des Thermoelementes an dem Plättchen oder der Membran an. Das Plättchen oder die Membran oder die aufgedampfte Schicht schützen das Thermoelement davor, daß es durch Legierung mit der schmelzflüssigen Probe zerstört wird.This object is achieved according to the invention with the device of the type mentioned at the beginning solved that the conductor is an electrical line with a Acting as a temperature sensor thermocouple is before direct contact with the molten The sample is protected by the platelet, the membrane or the vapor-deposited layer. Preferably lies the hot soldering point of the thermocouple to the plate or membrane. The plate or the The membrane or the vapor-deposited layer protect the thermocouple from being alloyed with the molten sample is destroyed.

Im übrigen kann die Asubildung des Plättchens und dergleichen und des Röhrchens bei der vorliegenden Erfindung des Hauptpatentes entsprechen.Incidentally, the formation of the plate and the like and the tube in the present Invention of the main patent correspond.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile stimmen im wesentlichen mit denen der Erfindung des Hauptpatentes überein:The advantages achieved with the invention agree essentially with those of the invention of the main patent match:

a) Thermische Analyse ohne durch zu niedrige Probenahmetemperatur bedingte Meßwertfehler.a) Thermal analysis without measurement errors caused by the sampling temperature being too low.

b) Möglichkeit der Einstellung unterschiedlicher Gefügezustände der Probe durch Verwendung kühlender oder wärmedämmender chemisch-metallurgisch wirkender Einsätze im Rezeptor.b) Possibility of setting different structural states of the sample by using cooling or heat-insulating, chemical-metallurgical inserts in the receptor.

c) Hohe Haltbarkeit des Thermoelementes ohne Beeinträchtigung der Meßgenauigkeit durch die Schutzschicht unmittelbar vor der HeiOlötstelle.c) High durability of the thermocouple without impairment of the measurement accuracy by the Protective layer immediately in front of the hot solder joint.

d) Die Probe ist der Schmelze leicht zu entnehmen.d) The sample can easily be taken from the melt.

e) Die Übertragung des Meßwertes über eine elektrische Leitung gewährt der Bedienungsperson eine hohe Beweglichkeit bei der Probeentnahme.e) The operator can transmit the measured value via an electrical line high mobility when taking samples.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiei schematisch darstellenden Zeichnung näher erläutert, inIn the following the invention is based on a drawing schematically depicting an exemplary embodiment explained in more detail in

Am freien ErJe einer Lanze A ist ein Röhrchen 1 aus Quarzglas angeordnet. Das Röhrchen 1 bildet einen Hohlraum 2 für die Aufnahme einer schmelzflüssigen Probe von 1 bis 2 g. Auf einer Einschnürung 7 des Röhrchens ruht ein Plättchen 6 aus Graphit (vgl. vergrößerte Darstellung). Ein Thermoelement 3 liegt mit seiner Heißlötstelle 3' an der Rückseite des Plättchens 6 an. Das Thermoelement 3 wird von einem Halter 4 in der Lanze A nach Art einer Steckverbindung gehalten. Elektrisch ist es über einen Leiter 5 mit einem Meßwertwandler 9 verbunden, von dem ein Kabel 10 den Meßwert zu einem Anzeigegerät überträgt. A tube 1 made of quartz glass is arranged at the free end of a lance A. The tube 1 forms a cavity 2 for receiving a molten sample of 1 to 2 g. A graphite plate 6 rests on a constriction 7 of the tube (see enlarged illustration). A thermocouple 3 rests with its hot solder point 3 ′ on the rear side of the plate 6. The thermocouple 3 is held by a holder 4 in the lance A in the manner of a plug connection. It is electrically connected via a conductor 5 to a transducer 9, from which a cable 10 transmits the measured value to a display device.

Das Röhrchen 1 ist an der Öffnung der Lanze A von einem Klemmring 11 gehalten, so daß es zusammen mit dem Thermoelement 3 leicht auswechselbar ist. Zum Schutz vor Schlacken und anderen Verunreinigungen kanu die untere öffnung des Röhrchens 1 durch eine Abdeckung 12 verschlossen sein, die sich erst nach Berührung mit der Schmelze öffnet. Im oberen Bereich des Hohlraums 2 kann das Röhrchen 1 eine öffnung 8 zur Entlüftung besitzen.The tube 1 is held at the opening of the lance A by a clamping ring 11 so that it can be easily exchanged together with the thermocouple 3. To protect against slag and other impurities, the lower opening of the tube 1 can be closed by a cover 12, which opens only after contact with the melt. In the upper region of the cavity 2, the tube 1 can have an opening 8 for ventilation.

Die Probeentnahme erfolgt in der Weise, daß die Lanze A mit dem Röhrchen 1 in die Schmelze eingetaucht wird. Beim Eintauchen dringt die Schmelze in das Röhrchen 1 ein und gelangt bis zum Plättchen 6, wo sie durch dessen Eigenschaft haften bleibt. Die Lanze A wird dann wieder herausgenommen und ab sofort können die Meßwerte der Abkühlungskurve erfaßt werden.The sample is taken in such a way that the lance A with the tube 1 is immersed in the melt. When immersed, the melt penetrates into the tube 1 and reaches the plate 6, where it adheres due to its property. The lance A is then removed again and from now on the measured values of the cooling curve can be recorded.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claims: io

1. Device for taking a molten sample of metal or metal alloys and for measuring the cooling curve of the sample, consisting of a receptor for the sample and a conductor leading from the receptor to a transducer, the receptor being an open one is refractory tube, which is arranged at the free end of a lance leading to the conductor and between the cavity for receiving the molten sample in the tube and the Conduct a plate, a membrane or a vapor-deposited layer or the like of one such heat-resistant and highly thermally conductive materia! is arranged that the material of the removed molten sample remains adhering to it, characterized in that the Conductor (5) is an electrical line with a thermocouple (3) acting as a temperature sensor, before direct contact with the molten sample through the plate (6), the membrane or the vapor deposited layer is protected.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the hot solder joint (3 ') of the thermocouple on the plate (6) or on the membrane.