DE3918648A1 - Vorrichtung zur probenahme aus einem stahlband - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Probenahme aus einem Stahlbad mit einer in das Stahlbad einzutauchenden Stange, in deren hohlem unteren Ende eine, insbesondere aus zwei flachen, ovalen Schalen zusammengesetzte, Kokille zur Aufnahme der Probe­ menge angeordnet ist, von der sich als Zuführung zu ihr ein durch eine Stahlkappe verschlossenes Rohr, insbesondere Silikaglasrohr, nach unten bis aus der Stange heraus erstreckt.

In den mit diesen bekannten Vorrichtungen genommenen Proben findet man bei der Analyse zu wenig Aluminium und Mangan, d.h. nicht den in der Schmelze enthaltenen Prozentsatz. Grund dafür ist die beim Eintauchen der Vorrichtung in das Stahlbad in der Kokille und dem Silikaglasrohr vorhandene Luft. Die nach dem Abschmelzen und Durchbrechen der Stahlkappe turbulent einschießende Schmelze hat in der kurzen Zeit bis zum Austreiben der Luft an der nicht gedichteten Berührungsfläche zwischen den erwähnten Schalen und vollständigen Füllen der Kokille immerhin so viel Berührung mit dem Sauerstoff der Luft, daß das Aluminium und das Mangan in einem die Analyse verfälschenden Ausmaß oxideren. Auch die Analyse des Kohlenstoffs wird wegen Oxidation unsicher.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Analysengenauig­ keit zu steigern.

Gemäß der Erfindung ist zu diesem Zweck vorgesehen, daß sich an die Kokille nach oben über einen Durchlaß eine weitere Kammer zur Aufnahme eingeflossener Stahlschmelze anschließt und diese weitere Kammer mindestens das Volumen der Kokille hat.

Hier fließt der erste, in Berührung mit der Luft kommende Teil der einströmenden Stahlschmelze weiter in die weitere Kammer. Die in die Kokille nachströmende Stahlschmelze ist dann frei von Störeinfluß. Gleich, wie groß der erste Teil ist, kann die weitere Kammer entsprechend dimensioniert werden. Den Durchlaß wird man so dimensionieren, daß er einerseits einen schnellen Übertritt der Stahlschmelze in die weitere Kammer ermöglicht, andererseits aber die, bevorzugt flach-ovale, Form der Kokille möglichst wenig beeinträchtigt und nach dem vollständigen Füllen aller Hohlräume keine Wechselströmungen zwischen der Kokille und der weiteren Kammer erlaubt.

Die Möglichkeit eines kleinen Rückflusses ist jedoch insofern er­ wünscht, als die Schmelze beim Erstarren eine Volumenkontraktion von etwa 3% aufweist und die Probe in der Kokille lunkerfrei oder jedenfalls lunkerärmer erstarren kann, wenn ein entsprechen­ der Nachfluß von oben her stattfinden kann. Zu diesem Zweck kann man um den Durchlaß herum, in dem die Schmelze wegen der im Ver­ gleich zum Rauminhalt größeren Oberfläche eher erstarrt, eine exothermisch reagierende Pulvermischung anordnen, die etwas unter­ halb der Temperatur des Stahlbades unmittelbar oder mittels einer Zündmischung entzündlich ist.

Auf die gleiche Weise kann man die Schmelze in der weiteren Kammer länger flüssig halten, wenn sie in der weiteren Kammer nicht aufgrund deren Volumens ohnehin erst zuletzt erstarrt.

Da nach der Erfindung die Analysenverfälschung infolge Oxidation der oxidierenden Bestandteile, auch des Kohlenstoffes, ver­ mieden wird, sollte auch ein weiterer, den Kohlenstoff betreffen­ der Störeinfluß beseitigt werden, um das Erreichte nicht zu ent­ entwerten.

Das genannte, vorzugsweise aus Silikaglas bestehende Rohr sollte mindestens 80 mm, besser 100 mm, aus der in der Regel aus einem Papprohr bestehenden Stange,geschützt durch ein in dem Papprohr befestigtes Stahlrohr, herausragen, damit nicht Zersetzungs­ produkte der Pappe mit in die Probe hineingezogen werden.

Schließlich sollte auch möglichst wenig Metall der Stahlkappe in die Probe hineingezogen werden. Deshalb wird vorgeschlagen, statt der üblichen, das gesamte Stangenende abdeckenden Stahlkappe eine, wesentlich kleinere,Stahlkappe unmittelbar nur auf das Rohrende zu setzen.

Die Zeichnung gibt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wieder. Sie zeigt einen axialen Schnitt durch eine Vorrichtung zur Probe­ nahme.

Am unteren Ende eines z. B. 1,5-2 m langen Papprohres 1 ist ein Einsatz 2 eingeschoben und mittels Stiften 3 sowie einer feuer­ festen Verkittung 4 befestigt.

Der Einsatz 2 weist einen Mantel aus drei Pappringen 5, 6 und 7 und einem in dem Pappring 7 eingeklemmten und ferner durch die Verkittung befestigten Stahlrohr 8 auf. In dem Mantel sind ein Silikaglasrohr 9, eine Kokille 10 und ein eine weitere Kammer 11 tragendes, kurzes Zwischenrohr 12 angeordnet und in einer Ein­ bettung 13 aus Gießereisand gehalten, der den Zwischenraum zu dem Mantel füllt. Das durch eine Stahlkappe 14 von 0,2 bis 0,3 g Gewicht verschlossene untere Ende des Silikaglasrohrs 9 ist darüber hinaus mittels eines feuerfesten Zementes 15 bis zu einem Kautschukring 16 einzementiert.

Die Kokille 10 besteht in an sich bekannter Weise aus zwei als Preßteile aus Stahl hergestellten und zusammengesetzten flachen ovalen Schalen 17 mit Ansätzen, die zusammen einen Anschluß­ stutzen 18 bilden. Das Silikaglasrohr 9 steckt in dem Anschluß­ stutzen 18, dessen beide Teile durch eine Kraftpapier-Wicklung 19 darüber zusammengefügt worden sind.

Das einen Durchlaß von der Kokille in die weitere Kammer 11 bildende Zwischenrohr 12 ist mit der Kokille sowie mit einem Boden 20 der weiteren Kammer 21 verschweißt, die im übrigen aus einem Rohrstück 21 und einer mit zwei Löchern 22 versehenen Decke 23 hergestellt ist.

Statt der so gebildeten weiteren Kammer 11 und des Zwischen­ rohrs 12 wäre es beispielsweise auch möglich, auf die Kokille 10 eine weitere solche Kokille zu setzen.

Um das Zwischenrohr 12 herum ist eine exothermisch reagierende Pulvermischung angeordnet, beispielsweise aus Aluminium und Eisen-III-Oxid mit einer Zündmischung aus Aluminium und Barium­ nitrat oder Magnesium und Bariumperoxid. Zur Steuerung der Reaktion könnte die Pulvermischung 24 auch mehr oder weniger mit dem Gießereisand vermischt oder mit einem weiteren nicht reagierenden Stoff gestreckt sein.

Zur Probenahme wird das Papprohr 1 von einer Maschine etwa 0,5 bis 1,5 m tief in das Stahlbad eingetaucht. Die Stahl­ kappe 14 schmilzt und bricht unter dem ferrostatischen Druck ein. Die Schmelze strömt dann in das Silikaglasrohr 9 und weiter bis zur Decke 23 der weiteren Kammer 11, wobei die vorhandene Luft zwischen den Schalen 17 und durch die Löcher 22 entweicht. Die Löcher 22 sind so bemessen, daß die Schmelze darin erstarrt und sie verschließt.

Der erste, mit der Luft in den Hohlräumen in Berührung kommende Teil der einströmenden Schmelze befindet sich am Ende in der weiteren Kammer 11, deren Volumen etwa drei mal so groß wie das der Kokille 10 ist.

Die Schmelze erstarrt zuerst in dem Silikaglasrohr 9 und dann in der Kokille 10. In dem Zwischenrohr 12 wird sie infolge der Reaktion der durch die Hitze gezündeten Pulvermischung 24 länger flüssig gehalten als in der Kokille 10. Zuletzt erstarrt die vergleichsweise große und kompakte Menge in der weiteren Kammer 11.

Aus dem Stahlbad herausgezogen wird die Stange, nachdem die Schmelze in dem Silikaglasrohr 9 erstarrt ist und bevor sie in­ folge der fortschreitenden Erhitzung der Vorrichtung in dem Stahlbad wieder schmelzen kann.

Die in der Kokille 10 enthaltene Probe wird in üblicher Weise bearbeitet und analysiert.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Probenahme aus einem Stahlbad mit einer in das Stahlbad einzutauchenden Stange (1), in deren hohlem unteren Ende eine, insbesondere aus zwei flachen, ovalen Schalen (11) zusammengesetzte, Kokille (10) zur Aufnahme der Probemenge angeordnet ist, von der sich als Zuführung zu ihr ein durch eine Stahlkappe (14) verschlossenes Rohr (9), ins­ besondere Silikaglasrohr (9), nach unten bis aus der Stange (1) heraus erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Kokille (10) nach oben über einen Durchlaß (12) eine weitere Kammer (11) zur Aufnahme eingeflossener Stahlschmelze anschließt und diese weitere Kammer (11) mindestens das Volumen der Kokille hat.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß um den Durchlaß (12) herum eine exothermisch reagierende Pulvermischung (24) angeordnet ist, die etwas unterhalb der Temperatur des Stahlbades unmittelbar oder mittels einer Zündmischung entzündlich ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (1) in bekannter Weise ein Papprohr (1) ist und das genannte Rohr (9), geschützt durch ein in dem Papp­ rohr (1) befestigtes Stahlrohr (8), mindestens 80 mm aus dem Papprohr (1) herausragt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlkappe (14) unmittelbar auf dem Rohrende sitzt.