DE3200696A1

DE3200696A1 - Probenahmevorrichtung

Info

Publication number: DE3200696A1
Application number: DE19823200696
Authority: DE
Inventors: Gustav 5870 Hemer Kolb
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1982-01-08
Filing date: 1982-01-08
Publication date: 1983-09-08
Also published as: BE895548A; DE3200696C2

Description

"Probenahmevorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Probenahme, insbesondere von legierten Stahlschmelzen aus einem metallurgischen Gefäß, wie z. B. einem Konverter.
Probenahmevorrichtungen für Stahl schmelzen sind bekannt. Sie bestehen z.R.
aus einem hitzebeständigen, keramischen Körper mit Ausnehmungen für einen Probekörper. Der Probenkörper kann mit einer darunter befindlichen Schlackenkainier verbunden sein. Von der Schlackenkammer führt ein Einlaufkanal zur Stirnfläche des Körpers. Die Ausnehmungen fUr die Probenahmevorrichtung, auch Sonde genannt, sind mit Entlüftungslöchern versehen. Die Sonde wird üblicherweise in ein Papprohr gesteckt und mit der Stirnseite voran in ein Schmelzbad getaucht, nachdem es auf eine meist gekühlte Lanze aufyesteckt worden ist. Die Stirnfläche der Sonde ist meistens mit einer Blechkappe überdeckt, um die Einlauföffnung beim Durchdringen der auf dem Schmelzbad befindlichen Schlackenschicht vor dem Eindringen von Schlacke zu schlitzen. Diese Sonden genügten den bisher an sie gestellten Anforderungen, d.h. sie lieferten schlackenfreie, kompakte Proben mit einem z.B. für die Spektralanalyse geforderten GefUgefügeaufbau.
Vergleichsuntersuchungen haben nun ergeben, daß insbesondere bei legierten Stählen Abweichungen in den Analysenwerten gegenüber konventionell gezogenen Proben insbesondere bei den Elementen Kohlenstoff, Nickel und Chrom auftreten. Unterschiedliche Analysenwerte hat man bisher den Analysenverfahren oder auch den verwendeten Feuerfestmaterialien der Sonde angelastet.
Die gefundenen Abweichungen liegen im Bereich von hundertstel Prozenten, während die Analysenmethoden einen Toleranzbereich von 0,0001 % aufweisen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Probenahme zu schaffen, die die bisherigen Methoden verbessern und eine im hohen Maße unverfälschte Probe liefern.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren zur Probenahme vr)n Schmelzen aus metallurgischen Gefäßen dadurch gelöst, daß das Eindringen von Gasen in die Sonde nicht behindert, das Eindringen von Schmelze jedoch kurzzeitig verzögert wird.
Hinsichtlich einer Vorrichtung zur Probenahme nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 2 ist die erfindungsgemäße Ausbildung einer derarti(ell Sonde im kennzeichnenden Teil des Anspruches 2 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Anhand der Zeichnungen soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben werden.
Es zeigt Fig. 1 eine Probenahmevorrichtung im Längsschnitt, Fig.2 a,b eine maßstäblich vergrößerte Darstellung der einlaufseitigen Ausbildung der Probenahmevorrichtung und Fig.3 a,b eine weitere Gestaltung des Einlaufrohres der Probenahrnevorrichtung.
In den Zeichnungen sind gleiche Teile mit gleichen Ziffern bezeichnet.
Der aus einem hitzebeständigen, keramischen Material bestehende Körper 1 der Vorrichtung ist gemäß der Zeichnung außen umfänglich mit einen Anschlag 2 versehen und bis zu dem Anschlag in ein Papprohr 3 gesteckt. Der Körper 1 besitzt eine Ausnehmung 4 für das Probenmaterial und eine voryeschaltete Ausnehmung 9 als Schlackenkammer, mit der diese über einen Kanal 5 verbunden ist. Zur Schlackenkammer 9 führt von der Stirnfläche 7 des Körpers 1 ein Einlaufkanal 6. Die Stirnfläche 7 ist von einer Blechkappe 17 überdeckt. Ferner sind die Ausnehmungen 4 und 9 mit Entlüftungskanälen 10, 11 versehen, die zur Außenoberfläche 12 des Körpers 1 führen. Wie auch aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, ist in den Einlaufkanal 6 ein Rohr 8 unter Belassung von Zwischenraum 14 für den Gasdurchtritt lose gehaltert. Dies geschieht zweckmäßig durch einen an das Rohr 8 gepreßten Metallring 13, der mit Spiel in eine umlaufende Nut 18 des Kanals 6 eingelegt ist. Das Rohr 8 besitzt eine Länge, die es über die Stirnfläche 7 ca. 2 bis 3 cm hinasrayen läßt. Das Rohr ist an der Eintrittsseite mit einem Stopfen 15 versehen. Der Stopfen 15 ist derart geschaffen, daß er einerseits aufgrund seiner Geometrie oder Art der Befestigung Raum für einen Gaseintritt in das Sondensystem bei der Eintrittsöffnung 16 beläßt, andererseits aufgrund seiner Beschaffenheit oder der Beschaffenheit des Befestigungsmittels das Eindringen von Schmelze in das Rohr kurzzeitig verhindert, also verzögert.
Der ungehinderte Gasdurchlaß aus dem Hohlraum der Blechkappe 17 kann dadurch bewirkt werden, daß der Stopfen 15 auf der Mantelfläche mit Stegen 19 versehen ist. Es kann auch genügen, den Stopfen 15 im Durchmesser kleiner auszubilden als den Innendurchinesser des Rohres 8 und den Stopfen dann durch Einkleininen mit ei nein Draht 21, z.B. des für die Desoxyddtion rfonierl iciien Aluiiiiniuiiidrahtes, in der gewünschten Lage an der Eintrittsöffnung 16 zu halten.
Die Möglichkeit des ungehinderten Gasabzugs an der Uffnung 16, vor allem aber durch den Zwischenraum 14 hat sich als wichtig in bezug auf den Erhalt unverfalschter Werte des Kohlenstoffgehaltes herausgestellt. Es wird vermutet, daß durch das gasende Papprohr eine Aufkohlung der Randschicht des an die Sonde strömenden Stahl es stattfindet. In Verbindung mit dem Verschluß der Uffnung 16 durch den Stopfen 15 für die Schmelze wird der sonst gezogene "erste Teil" der Probe an der Uffnung 16 vorbeigeführt.
Dies ist wichtig in bezug auf den Teil der Schmelze, der die nun aufge- schlnolzene und gelöste Blechkappe 17 enthält. Die zuin Schutz der Sonde und zum Frei halten von Schlacke notwendige Kappe 17 ist in ihrer Messe im Verhältnis zur Masse der Probe immerhin so erheblich, daß eine Verfalschung der Analyse eintritt, wenn z.B. eine Kappe aus Tiefziehblech un( die Schmelze aus mit Chroin und Nickel legiertein Stahl besteht. Der Stopfen 15 muß also die Uffnung 16 für Bruchteile von Sekunden für die Schmelze sperren. Diese Verzögerung wird dadurch erreicht, daß z.B. der Stopfen 15 aus einem keramischen Material mit einem Schmelzpunkt zwischen l?()n und 1500 C besteht. Dabei kann der Stopfen 15 derart konisch ausgebildet sein, daß er selbsthemmend in dein Rohr 8 gehalten wird. Es geniigt iann ein Erweichen des Stopfens an der Oberfläche, um das Rohr unter deiii Druck der Schmelze freizugeben. Es wird dabei bewußt in Kauf genonlineri, daß der Stopfen 15 in die Schlackenkaininer oder selbst bis in den Probenraun gespült wird, wenn eine Schlackenkammer fehlt. Anders als bei der im Stahl suspendierten Schlacke wird der Stopfen quasi vor der Schmelze schwimmend durch die Sonde jeweils bis zum höchstgelegenen Ort in der Ausnehmung gedrückt. Diese Stellen der Probe werden aber fUr Analysenzwecke nicht benutzt.
Zus ammenf a s sung

Claims

"Probenahmevorrichtung" Patentansprüche 1. Verfahren zur Erzielung unverfälschter Proben bei der Probenahme aus Schmelzen mittels in die Schmelze eintauchender Sonden, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung für die Schmelze in die Sonde derart gestaltet ist, daß das Eindringen von Gasen in die Sonde nicht behindert, das Eindringen von Schmelze jedoch verzögert wird.
2. Probenahmevorrichtung für Metallschmelzen, insbesondere zur Entnahme von Proben legierter Stahlschmelzen aus einem metallurgischen Gefäß, bestehend aus einem hitzebeständigen keramischen Körper mit Ausnehmung gen für einen Probenkörper an der höchsten Stelle und einer darunter angeordneten Schlackenkammer und einem Einlaufkanal in der Stirnfläche des Körpers sowie Entlüftungslöchern an mindestens einem der Hohl raume, dadurch gekennzeichnet, daß in den Einlaufkanal (6) ein Rohr (8) unter Belassung von'Zwischenraum lose gehaltert (13) eingesetzt ist, das in an sich bekannter Weise Uber die Stirnfläche (7) des Körpers (1) in den von einer auf den Körper (1).aufgesteckten Blechkappe (17) gebildeten Raum ragt und mit einem Stopfen (15) in der Eintrittsöffnung (16) versehen ist, derart, daß das Eindringen von Gasen in die Probenausnehmungen nicht, das Eindringen der Stahischmelze in das Rohr (8) jedoch kurzzeitig verzögert ist.
3. Probenahmevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß-der Stopfen (15) aus Keramik mit einem Schmelzpunkt zwischen 1200 und 1500 C besteht.
4. Probenahmevorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (15) konisch ausgebildet ist.
5. Probenahmevorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (15) auf der Mantelfläche (18) mit Stegen (19) oder Ausnehmungen (20) versehen ist.
6. Probenahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (15) im Durchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Rohres (8) und im Rohr (8) exzentrisch gehalten ist.
7. Probenahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (15) exzentrisch von Mitteln gehalten ist, die niedrigschmelzend sind und die Analyse des Metalls nicht verfälschein, wie Aluminium.
8. Probenahmevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum durch Stege und/oder Ausnehmungen auf dem Rohr (8) und/ oder im Einlaufkanal (6) gebildet ist,
9. Probenahnevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (8) im Bereich des Einlaufkanals (6) mit die Rohrwand durchdringenden Löchern (21) geringen Durchmessers versehen ist.