RU2122194C1

RU2122194C1 - Molten metal sampling device

Info

Publication number: RU2122194C1
Application number: RU96116034A
Authority: RU
Inventors: В.М. Машинский; Р.С. Айзатулов; В.А. Фирсов; В.Д. Гребинка; В.В. Соколов
Original assignee: Акционерное общество Западно-Сибирский металлургический комбинат
Priority date: 1996-08-01
Filing date: 1996-08-01
Publication date: 1998-11-20

Abstract

FIELD: examination and analysis of metals. SUBSTANCE: device has fireproof ampule made of porous material with porosity of 20-70 per cent. Ampule has hole covered with metal foil. Ampule is provided with metal cooler positioned in its bottom part and made as sleeve with side hole aligned with ampule hole. EFFECT: high quality of sample obtained due to rapid crystallization. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к устройствам для отбора пробы металла из расплава. The invention relates to the field of ferrous metallurgy, in particular to a device for sampling a metal from a melt.

Известен пробоотборник для отбора пробы жидкого металла, содержащий корпус в виде многослойной бумажной гильзы, в один из концов которой вставлена металлическая разъемная пробница, скрепленная металлической скобой и снабженная жаростойкой трубкой. Пробница закреплена внутри трубы огнеупорным наполнителем, снаружи она закрыта защитным металлическим колпачком. При отборе пробы нераскисленного металла пробоотборник дополнительно снабжается камерой, в которой помещается раскислитель, как правило алюминий. Пробоотборник свободным концом надевается на трубу и опускается в металл [1]. A known sampler for sampling liquid metal containing a body in the form of a multilayer paper sleeve, at one end of which is inserted a metal detachable probe, fastened with a metal bracket and equipped with a heat-resistant tube. The probe is fixed inside the pipe with a refractory filler; on the outside it is closed with a protective metal cap. When sampling non-deoxidized metal, the sampler is additionally equipped with a chamber in which a deoxidizer, usually aluminum, is placed. The sampler with its free end is put on the pipe and lowered into the metal [1].

Недостатком данной конструкции пробоотборника является неплотная структура проб, из-за образования пор, в результате оболочковой кристаллизации металла от всей поверхности металлической пробницы, что препятствует выходу газа. The disadvantage of this design of the sampler is the loose structure of the samples, due to the formation of pores, as a result of shell crystallization of the metal from the entire surface of the metal probe, which prevents the escape of gas.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является известное устройство для отбора пробы жидкого металла, содержащее герметичную кварцевую ампулу с отверстием, перекрытым металлической фольгой, причем ампула снабжена металлическим холодильником в донной ее части, объем которого равен 30-35% объема ампулы, причем отверстие выполнено диаметром 0,08 - 0,15 диаметра ампулы [2]. Closest to the proposed technical essence and the achieved result is a known device for sampling liquid metal containing a sealed quartz ampoule with a hole covered by a metal foil, the ampoule equipped with a metal refrigerator in its bottom, the volume of which is 30-35% of the volume of the ampoule, moreover, the hole is made with a diameter of 0.08 - 0.15 of the diameter of the ampoule [2].

Недостатком устройства является низкое качество пробы, так как верхняя поверхность получается неровной, с облоями, высота пробы меняется в зависимости от глубины погружения устройства в жидкий металл, что затрудняет подготовку пробы к анализу. Кроме того, из-за быстрого прогрева кварцевой ампулы быстро прогревается холодильник, снижается его охлаждающая способность, проба кристаллизуется недостаточно быстро, что снижает плотность структуры. The disadvantage of this device is the low quality of the sample, since the upper surface is uneven, with cracks, the height of the sample varies depending on the immersion depth of the device in liquid metal, which makes it difficult to prepare the sample for analysis. In addition, due to the rapid heating of the quartz ampoule, the refrigerator warms up quickly, its cooling ability decreases, the sample does not crystallize fast enough, which reduces the density of the structure.

Задачей изобретения является обеспечение быстрой кристаллизации, повышение плотности структуры и улучшение поверхности пробы. The objective of the invention is to provide rapid crystallization, increasing the density of the structure and improving the surface of the sample.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для отбора пробы жидкого металла, содержащем огнеупорную ампулу с отверстием, перекрытым металлической фольгой, снабженную металлическим холодильником, согласно изобретению холодильник выполнен в виде стаканчика с боковым отверстием, совпадающим с отверстием в ампуле, которая изготовлена из пористого материала с пористостью 20-70%. The problem is solved in that in the device for sampling liquid metal containing a refractory ampoule with an opening covered by a metal foil provided with a metal refrigerator, according to the invention, the refrigerator is made in the form of a cup with a side opening matching the opening in the ampoule, which is made of porous material with porosity of 20-70%.

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и, следовательно, заявляемое решение имеет изобретательский уровень. Signs that distinguish the claimed technical solution from the prototype, not identified in other technical solutions and, therefore, the claimed solution has an inventive step.

Технический результат, который может быть получен при использовании заявляемого устройства, заключается в том, что использование холодильника в виде стаканчика повышает качество пробы за счет обеспечения быстрой направленной кристаллизации, повышения плотности структуры и улучшения поверхности пробы, а также получения постоянной, заданной высоты пробы, так как объем пробозаборной полости ограничен и заполняется жидким металлом полностью независимо от глубины погружения устройства в металл, при этом выполнение ампулы из пористого огнеупорного материала пористостью 20-70% обеспечивает выход воздуха и образующихся газов из пробозаборной полости и предотвращает прогрев холодильника, что повышает его охлаждающую способность и обеспечивает быструю кристаллизацию пробы, исключающую образование пор в ее нижней части. The technical result that can be obtained using the inventive device is that the use of a refrigerator in the form of a cup improves the quality of the sample by providing fast directed crystallization, increasing the density of the structure and improving the surface of the sample, as well as obtaining a constant, given height of the sample, so how the volume of the sampling cavity is limited and filled with liquid metal completely regardless of the depth of immersion of the device in the metal, while the ampoule is made of porous og of non-refractory material with a porosity of 20-70% ensures the release of air and the resulting gases from the sampling cavity and prevents the refrigerator from heating up, which increases its cooling ability and ensures rapid crystallization of the sample, which excludes the formation of pores in its lower part.

При пористости огнеупорной ампулы менее 20% затрудняется выход воздуха и образующихся газов из пробозаборной полости, полость не заполняется металлом. When the porosity of the refractory ampoule is less than 20%, the exit of air and the resulting gases from the sampling cavity is impeded, the cavity is not filled with metal.

При пористости ампулы более 70% наблюдается недостаточная ее прочность, проба не извлекается из расплава, так как устройство разрушается в нем. When the ampoule porosity of more than 70%, its insufficient strength is observed, the sample is not removed from the melt, since the device is destroyed in it.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид предлагаемого устройства. The invention is illustrated in the drawing, where figure 1 shows a General view of the proposed device.

Устройство содержит пористую огнеупорную ампулу 1, имеющую отверстие 2 для затекания расплавленного металла в пробозаборную полость 3. Отверстие закрыто металлической фольгой 4. В донной части ампулы 1 установлен холодильник 5 в виде медного или стального стакана с боковым отверстием 6, совпадающим с отверстием 2 ампулы 1. Внутренняя боковая поверхность холодильника 5, а также отверстие 6, расположенное в верхнем торце, выполнены уширенными кверху, для удобства извлечения пробы. Верхняя часть 7 ампулы 1 выполнена в виде трубы с внутренней уширенной кверху конической поверхностью, для крепления на многослойную бумажную трубу 8. Труба 8 крепится к стальной трубе 9. В случае отбора пробы нераскисленного металла в пробозаборную полость может помещаться раскислитель, например, алюминиевая проволока. The device contains a porous refractory ampoule 1 having a hole 2 for the molten metal to flow into the sampling cavity 3. The hole is closed with a metal foil 4. A refrigerator 5 is installed in the bottom of the ampoule 1 in the form of a copper or steel cup with a side opening 6 matching with the opening 2 of the ampoule 1 The inner side surface of the refrigerator 5, as well as the hole 6 located in the upper end, are broadened upward for ease of sample extraction. The upper part 7 of the ampoule 1 is made in the form of a pipe with an inner conical surface widened upwards, for fastening to a multilayer paper pipe 8. The pipe 8 is attached to the steel pipe 9. In the case of sampling of non-deoxidized metal, a deoxidizer, for example, aluminum wire, can be placed in the sampling cavity.

Устройство для отбора пробы жидкого металла работает следующим образом. При вводе ампулы 1 в металлический расплав на определенную глубину жидкий металл расплавляет защитную фольгу 4 и через отверстие 6 в холодильнике затекает в пробозаборную полость 3, вытесняя при этом из нее воздух и выделяющиеся газы, которые выходят через пористую ампулу в трубу 8 и далее в трубу 9. В результате охлаждающего действия холодильника 5 происходит быстрая направленная кристаллизация пробы. Верхняя поверхность пробы кристаллизуется в последнюю очередь. Через несколько секунд после погружения ампула выводится из расплава и проба извлекается. A device for sampling liquid metal works as follows. When the ampoule 1 is introduced into the metal melt to a certain depth, the liquid metal melts the protective foil 4 and flows through the hole 6 in the refrigerator into the sampling cavity 3, displacing air and gases emitted from it, which escape through the porous ampoule into the pipe 8 and then into the pipe 9. As a result of the cooling effect of the refrigerator 5, a rapid directed crystallization of the sample occurs. The upper surface of the sample crystallizes last. A few seconds after immersion, the ampoule is removed from the melt and the sample is removed.

Предлагаемое устройство применяется в металлургии и предназначено для отбора проб жидкого металла. The proposed device is used in metallurgy and is intended for sampling liquid metal.

Источники информации
1. Новиков В.Н., Макашов В.В., Климашин П.С. и др. Совершенствование методики отбора и подготовки проб металла для экспресс-анализа - бюллетень ЧМ N 5, 1983, c. 35.Sources of information
1. Novikov V.N., Makashov V.V., Klimashin P.S. and others. Improving the methodology for the selection and preparation of metal samples for rapid analysis - Bulletin of the World Cup N 5, 1983, c. 35.

2. Авторское свидетельство СССР N 429307, G 01 N 1/10, 1974. 2. USSR copyright certificate N 429307, G 01 N 1/10, 1974.

Claims

A device for sampling liquid metal containing a refractory ampoule with a hole covered by a metal foil, equipped with a metal refrigerator located in its bottom, characterized in that the refrigerator is made in the form of a cup with a side opening matching the hole in the ampoule, which is made of porous material with a porosity of 20 - 70%.