WO2000073765A1 - Vorrichtung zur entnahme von schlackenproben - Google Patents

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WO2000073765A1
WO2000073765A1 PCT/EP2000/004937 EP0004937W WO0073765A1 WO 2000073765 A1 WO2000073765 A1 WO 2000073765A1 EP 0004937 W EP0004937 W EP 0004937W WO 0073765 A1 WO0073765 A1 WO 0073765A1
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WO
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sample
slag
inlet
probe
sample space
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PCT/EP2000/004937
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Hartmut Wünsch
Gerhard Wünsch
Original Assignee
Minkon Sampler-Technik Gmbh Probennahme Aus Metallschmelzen
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Priority to AT00929566T priority patent/ATE271690T1/de
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/46—Details or accessories
    • C21C5/4673—Measuring and sampling devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G01N1/12—Dippers; Dredgers
    • G01N1/125—Dippers; Dredgers adapted for sampling molten metals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
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    • G01N33/202—Constituents thereof
    • G—PHYSICS
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    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/20—Metals
    • G01N33/205—Metals in liquid state, e.g. molten metals

Definitions

  • the invention relates to a device for taking slag samples from iron or steel-producing plants and claims the priority of German utility model 299 09 595.9, to which reference is made in terms of content.
  • a steel rod or a similar metal object is first immersed in the melt.
  • simple steel pipes, steel rods or also elaborately designed elements with a larger surface that can be attached to the outside of an immersion probe or immersion temperature probe can be used.
  • the metal object out of the The slag sticks to the metal surface.
  • the slag has to be knocked off the metal object and the individual pieces of slag have to be further processed into a taler-shaped sample.
  • the processing of the slag can sometimes take up to an hour and makes this sampling procedure time and cost intensive.
  • the results of the analysis can also be falsified due to impure samples if they are used several times and the resulting contamination of the sampling probes.
  • the residual slag from the previous sampling is thoroughly removed from the surface of the sampling probe, but in practice falsifications of measurement values due to slag residues can hardly be avoided.
  • the slag sample is obtained by sucking off the slag from the melt surface using a suction probe.
  • the design of the probe corresponds essentially to the probes used for taking samples from the molten steel.
  • the probe unlike when taking steel samples, the probe cannot be immersed in the melt, but must be positioned precisely in the slag layer with its inlet opening. This prepares for thin Slag layers present considerable difficulties, since contamination of the sample with liquid metal is difficult to avoid. Even with certain metallurgical vessels, such as converters or treatment plants, sampling with the help of the suction probe is hardly possible due to positioning difficulties. If the probe is immersed too deeply so that molten metal gets into the test mold, the slag sample is unusable for the analysis.
  • the slag samples taken are usually brittle and prone to cracking, which can lead to sample breakage. The sample can then no longer be used for spectrometric analysis.
  • the aim is to prevent slag from entering.
  • steel sample probes are usually designed so that they prevent slag from entering.
  • the invention is therefore based on the problem of creating a sampling device which allows simple and safe sampling of slags.
  • the problem is solved by a device for taking slag samples according to the independent claims.
  • the cross section of the inlet opening can be small in at least one area in relation to the sample space cross section, while the preferably annular sample space can have a small height in relation to its cross section.
  • the sample chamber fills with slag through the inlet opening (mold inlet) below the sample chamber. Contamination from the melt is already precluded by the fact that the slag always enters the sample chamber first because of its lower specific weight in relation to the melt.
  • the volume of the sample chamber is preferably designed such that it is completely filled with slag regardless of the immersion depth of the sample probe.
  • the feed which is preferably made narrower in relation to the sample space, leads to a clean separation plane between slag and steel, even if a slag sample is taken from a thin layer of slag and steel also enters the inlet.
  • the inlet area in front of the feeder can be funnel-shaped, and the dimensioning of the funnel can be chosen such that reliable steel-free slag sampling is possible even with very thin slag layers. Under such conditions, a wider funnel diameter is selected so that access to a larger slag area is possible, which then finds its way via the inlet funnel into the sample chamber with a relatively small diameter, so that the sample chamber is completely filled with slag despite the thin slag layer.
  • the volume of the inlet funnel is preferably greater than the volume of the sample mold.
  • the sample space can be delimited by a metal plate, which can have a wall thickness of less than 2 mm. This small wall thickness of the metal plate prevents the slag surface from cooling too quickly due to the lower heat conduction, thereby preventing the slag sample from tearing.
  • a direct analysis of the slag sample is possible with little or no processing.
  • a sample ring can be formed in the slag space, which surrounds the sample during transport and during the analysis, stabilizes it and removes it from the sample space together with the slag sample. In particular when removing the sample from the sample space, this prevents the sample from breaking due to mechanical influences.
  • the sample ring enables the sample to be precisely fixed in the recording mimics of the automatic analyzers.
  • the probe according to the invention is immersed in the slag, whereupon the sample mold fills up due to the ferrostatic pressure. If this is not sufficient, the probe can be immersed further.
  • the filling of the sample mold can be supported by creating a negative pressure.
  • the sample enclosure may be interrupted to facilitate separation of the sample enclosure and sample if necessary.
  • the sample preferably remains in the sample holder.
  • the sample holder can have notches or grooves to increase the adhesion of the sample in the holder and thereby prevent the sample from falling out.
  • the slag is initially guided higher in the inlet than the inlet of the sample mold. Runs from the highest point the slag under the influence of gravity - possibly reinforced by the ferrostatic pressure - into the sample form.
  • the inlet opening of the sample space - and thus also the sample space itself - can be arranged below an overflow chamber. This overflow chamber is fed via the actual probe inlet.
  • the overflow can also be designed as a curved inlet pipe. A return of the liquid slag from the sample space into the inlet is not possible with this arrangement. This arrangement thus represents a leak-proof slag probe, which enables safe and contamination-free sampling, particularly with low-viscosity slags.
  • FIG. 1 shows an inventive device for sampling slag samples with a sample inlet arranged below a metal plate
  • Fig. 2 is a schematic representation of sampling with a device according to the invention.
  • FIG. 3 shows a combination probe according to the embodiment of FIG. 1.
  • Fig. 4 shows a device according to the invention with an overflow chamber and a sample space arranged below the chamber.
  • FIG. 5 shows a combination probe according to the embodiment of FIG. 4.
  • the device for taking slag samples consists of a probe 1 with a circular cross section with a sample chamber 2, a feeder 3 and an inlet funnel 4.
  • the feeder consists of a riser pipe and a Mold enema.
  • the sample space 2 is bounded at the top, ie in the direction of the probe by a metallic cooling plate 5.
  • the sampling unit 2, 3, 4, 5 is located in the lower, ie the slag-facing area of the probe 1, which consists of a cardboard tube 8 in its upper area.
  • the sample space 2 arranged below the cooling plate 5 is connected to the inlet funnel 4 via the feeder 3.
  • the feeder 3 has a small cross section in relation to the cross section of the sample space and the inlet funnel.
  • the sample space 2 is surrounded by a sample ring 7, which also surrounds the slag sample in the solidified state and can be removed from the probe with it.
  • the probe is lowered into the metallurgical vessel until it comes into contact with the surface of the slag in the area of the inlet funnel 4.
  • the cross section and the geometry of the inlet funnel 4 is selected as a function of the thickness of the slag layer 31, so that a sufficient amount of slag can enter the sample chamber 2 without melt penetrating into the sample chamber.
  • an inlet funnel with a particularly large cross-section is therefore selected in order to be able to use the substance of the largest possible slag area.
  • the slag rises due to the ferrostatic pressure via the feeder 3 into the sample chamber 2, the air in the feeder and the sample chamber 2 escaping via ventilation openings 6.
  • the top slag layer comes into contact with the cooling plate, which is dimensioned with respect to its thickness so that the cooling process does not lead to the solidified slag cracking or breaking.
  • the choice of materials for the cooling plate can be varied for this purpose.
  • the feeder 3 with its small cross-section prevents the slag sample from running out again and provides a parting plane between the inlet and the sample mold, so that constant sample dimensions are obtained.
  • the slag sample located in the sample space 2 after the sampling is laterally limited by the sample ring 7, which completely surrounds the slag sample.
  • the sample ring 7 has on its inner surface that is in contact with the sample a surface structure that prevents the sample from falling out. This can be achieved, for example, by indentations or scoring. After solidification, the slag sample can be removed from the probe 1 together with the sample ring 7.
  • the dimensions of the sample ring 7 are selected so that it can be used directly in the recording mimicry of an analysis device. Due to the use of the cooling plate 5, the sample has a surface which allows an immediate analysis without prior processing of the slag sample. In addition, the fragile slag sample is protected when the sample is unpacked from the probe and also during transport, namely by the sample ring 7.
  • the slag probe described above and shown in Fig. 1 thus allows safe slag sampling, even if the probe is immersed into the melt layer, since only slag can enter the sample chamber due to the geometrical relationships of the inlet funnel, the slag inlet and the sample chamber.
  • the use of a suction pump can also support the slag entering the sample chamber.
  • the embodiment according to FIG. 4 consists of a probe 1 with a circular cross section with an inlet funnel 4, a feeder 3, an overflow or overflow chamber 10, a mold inlet 11 and a mold or sample chamber 2.
  • the sampler When the sampler is immersed, it enters the slag this due to the ferrostatic pressure via the inlet funnel 4 through the feeder 3 into the overflow 10 and following gravity via the mold inlet 11 into the sample space 2. Since the mold inlet 11 is arranged above the sample space 2, the sample space fills up after the probe is immersed in the slag and then loses the sample not if the liquid slag should flow out of the overflow 10 and the riser pipe of the feeder 3 due to its viscosity when the probe is lifted out of the slag.
  • the device according to the invention and the described embodiments can also be implemented in a combination probe, for example in combination with a temperature measurement and / or an EMF measurement.
  • the device according to the invention can then also be designed as a sublance probe and only perform one of many functions of the combination probe.
  • thermocouple 20 Such a combination probe is shown in FIG. 4 with a thermocouple 20 and a steel sample inlet 21 with the associated mold 22.
  • the thermocouple and steel sample inlet are protected by steel caps 23, 24 against the slag action during immersion.
  • the cooling plate is preferably made of metal in all embodiments, but can alternatively consist of ceramic, non-ferrous metal or other materials.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entnahme von Schlackenproben, bei der der Speiser derart gestaltet ist, dass die Schlacke beim Eintauchen der Vorrichtung in das flüssige Medium von unten nach oben in den Einlauf eintritt und mindestens in einem Punkt höher geführt wird, als die Probenkokille.

Description

"Vorrichtung zur Entnahme von Schlackenproben"
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entnahme von Schlackenproben aus eisen- oder stahlerzeugenden Anlagen und nimmt die Priorität des deutschen Gebrauchsmusters 299 09 595.9 in Anspruch, auf die inhaltlich Bezug genommen wird.
Zur Entnahme von Roheisenschlackenproben aus beispielsweise Rinne, Fuchs oder Pfanne oder zur Entnahme von Stahlschlackenproben aus einem Konverter, Pfanne, ESU-Anlage oder Behandlungsanlagen sind ver- schiedene Verfahren bekannt, die in der Regel zunächst zu Proben führen, die, um für eine spektrometrische Analyse oder Röntgenfloureszenzanalyse verwendbar zu sein, in einem aufwendigen Prozeß zu einer talerförmigen Schlackenprobe verarbeitet werden müssen.
So wird nach einem bekannten Verfahren zur Schlackenprobenentnahme zunächst eine Stahlstange oder ein ähnlicher Metallgegenstand in die Schmelze eingetaucht. Dazu können einfache Stahlrohre, Stahlstangen oder auch aufwendiger gestaltete Elemente größerer Oberfläche, die außen an einer Tauchproben- oder Tauchtemperatursonde befestigt sein können, verwendet werden. Beim Herausziehen des Metallgegenstandes aus der Schmelze bleibt die Schlacke an der Metalloberfläche haften. Zur Vorbereitung der Schlackenprobe für die Analyse muß die Schlacke von dem Metallgegenstand abgeschlagen und die einzelnen Schlackenstücke zu einer ta- lerförmigen Probe weiterverarbeitet werden.
Die Verarbeitung der Schlacke kann teilweise bis zu einer Stunde dauern und macht dieses Probeentnahmeverfahren zeit- und kostenintensiv. Darüber hinaus ist durch die zeitverzögerte Verfügbarkeit der Analyseergebnisse eine direkte Steuerung des Schmelzprozesses nicht möglich. Neben dem hohen Verarbeitungsaufwand können auch Ergebnisverfälschungen bei der Analyse aufgrund unreiner Proben bei mehrfacher Verwendung und dadurch bedingte Kontamination der Entnahmesonden auftreten. In der Regel wird zwar die Restschlacke der vorhergehenden Probenentnahme gründlich von der Oberfläche der Entnahmesonde entfernt, doch sind in der Praxis Meßwertverfälschungen aufgrund von Schlackeresten kaum zu vermeiden.
Weitere Meßwertverfälschungen sind auf Zusatzstoffe wie Bindemittel zurückzuführen, die bei der Aufbereitung der Schlackenprobe für die Analyse in die Probe eingebracht werden müssen.
Eine entsprechende Probenentnahme ist in der US-Patentschrift 5 435 196 beschrieben.
Die beschriebene, weit verbreitete Verfahrensweise liefert somit noch keine befriedigenden Ergebnisse. Bei einem neuen Verfahren wird die Schlackenprobe durch Absaugen der Schlacke von der Schmelzenoberfläche mit Hilfe einer Saugsonde gewonnen. Die Sonde entspricht in ihrer Bauweise im wesentlichen den zur Probenentnahme aus der Stahlschmelze eingesetzten Sonden.
Die Sonde kann jedoch nicht, anders als bei der Stahlprobenentnahme, in die Schmelze eingetaucht werden, sondern muß mit ihrer Einlauföffnung präzise in der Schlackenschicht positioniert werden. Dies bereitet bei dünnen Schlackenschichten erhebliche Schwierigkeiten, da sich eine Kontamination der Probe mit flüssigem Metall nur schwer vermeiden läßt. Auch bei bestimmten metallurgischen Gefäßen, wie beispielsweise Konvertern oder Behandlungsanlagen, ist eine Probenentnahme mit Hilfe der Saugsonde aufgrund von Positionierungsschwierigkeiten kaum möglich. Wird die Sonde zu tief eingetaucht, so daß Metallschmelze mit in die Probekokille gelangt, ist die Schlackenprobe für die Analyse unbrauchbar.
Die entnommenen Schlackenproben sind i.d.R. spröde und neigen zur Riß- bildung, was zum Brechen der Proben führen kann. Für die spektrometrische Analyse läßt sich die Probe dann nicht mehr verwenden.
Bei den im Bereich der Stahlprobenentnahme bekannten Sonden besteht das Problem der Eintauchtiefe nicht, da die Stahlprobensonde beliebig tief in die Schmelze eingetaucht werden kann, um eine Stahlprobe zu entnehmen, ohne daß die Gefahr besteht, daß, wie bei der Schlackenprobenentnahme, eine Kontamination der Probe aufgrund einer Fehlpositionierung der Entnahmesonde zu befürchten ist. Die Erkenntnisse und Lösungen aus diesem Bereich lassen sich folglich nicht auf den Schlackenentnahmebereich übertragen.
Selbst bei feinfühliger Positionierung einer Stahlprobensonde in der Schlackenschicht läßt sich eine reine Schlackenprobe kaum erreichen. Insbesondere ist es in diesem Anwendungsbereich Ziel, den Eintritt von Schlacke zu vermeiden.
Daher sind Stahlprobensonden in der Regel so konstruiert, daß sie gerade den Eintritt von Schlacke verhindern.
Der Erfindung liegt somit das Problem zugrunde, eine Entnahmevorrichtung zu schaffen, die eine einfache und sichere Probenentnahme von Schlacken erlaubt. Das Problem wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Entnahme von Schlackenproben nach den unabhängigen Ansprüchen.
Der Querschnitt der Einlauföffnung kann in mindestens einem Bereich im Verhältnis zum Probenraumquerschnitt gering sein, während der vorzugsweise ringförmige Probenraum eine geringe Höhe im Verhältnis zu seinem Querschnitt aufweisen kann.
Beim Eintauchen der Probenentnahmevorrichtung in die Schlackenschicht füllt sich die Probenkammer durch die unterhalb der Probenkammer liegende Einlauföffnung (Kokilleneinlauf) mit Schlacke. Eine Kontamination durch Schmelze ist nun bereits dadurch ausgeschlossen, daß die Schlacke aufgrund ihres in bezug auf die Schmelze geringeren spezifischen Gewichtes immer zuerst in die Probenkammer eintritt. Vorzugsweise ist die Proben- kammer bezüglich ihres Volumens so ausgestaltet, daß sie in jedem Falle unabhängig von der Eintauchtiefe der Probensonde vollständig nur mit Schlacke gefüllt wird.
Der in Bezug auf den Probenraum vorzugsweise enger ausgestaltete Spei- ser führt zu einer sauberen Trennebene zwischen Schlacke und Stahl, selbst wenn eine Schlackenprobe von einer lediglich dünnen Schlackenschicht entnommen wird und Stahl mit in den Einlauf gelangt.
Der Einlaufbereich vor dem Speiser kann trichterförmig ausgebildet sein, wobei die Dimensionierung des Trichters so gewählt sein kann, daß selbst bei sehr dünnen Schlackenschichten eine sichere stahlfreie Schlackenprobenentnahme möglich ist. Unter solchen Bedingungen wird ein breiterer Trichterdurchmesser gewählt, so daß ein Zugriff auf eine größere Schlackenfläche möglich ist, die ihren Weg dann über den Einlauftrichter in die Probenkammer mit relativ geringem Durchmesser findet, so daß die Probenkammer trotz der dünnen Schlackenschicht vollständig von Schlacke gefüllt wird. Dabei ist das Volumen des Einlauftrichters vorzugsweise größer als das Volumen der Probenkokille. Ferner kann der Probenraum durch eine Metallplatte begrenzt sein, die eine Wandstärke von weniger als 2 mm aufweisen kann. Diese geringe Wandstärke der Metallplatte vermeidet aufgrund der geringeren Wärmeleitung ein zu schnelles Abkühlen der Schlackenoberfläche, wodurch ein Reißen der Schlackenprobe verhindert wird.
Mit der auf der Metallplatte entstandenen Probenoberfläche ist eine direkte Analyse der Schlackenprobe ohne oder mit nur geringfügiger Bearbeitung möglich. Zur weiteren Erleichterung der Probenanalyse kann im Schlackenraum ein Probenring ausgebildet sein, der die Probe beim Transport und während der Analyse umschließt, stabilisiert und dem Probenraum zusammen mit der Schlackenprobe entnommen wird. Insbesondere beim Entfernen der Probe aus dem Probenraum wird so verhindert, daß die Probe durch mechanische Einwirkungen zerbricht. Darüber hinaus ermöglicht der Probenring eine exakte Fixierung der Probe in der Aufnahmemimik der Analyseautomaten.
Für eine Probenentnahme wird die erfindungsgemäße Sonde durch die Schlacke durchgetaucht, woraufhin sich die Probenkokille aufgrund des fer- rostatischen Drucks füllt. Reicht dieser nicht aus, kann die Sonde weiter eingetaucht werden. Das Füllen der Probenkokille kann durch Erzeugen eines Unterdrucks unterstützt werden.
Die Probeneinfassung kann unterbrochen sein, um eine Trennung von Probeneinfassung und Probe - falls erforderlich - zu erleichtern. Vorzugsweise verbleibt die Probe aber, wie oben beschrieben, in der Probeneinfassung. Die Probeneinfassung kann darüber hinaus Einkerbungen oder Riefen aufweisen, um die Haftung der Probe in der Einfassung zu vergrößern und da- durch ein Herausfallen der Probe zu verhindern.
Bei einer erfindungsgemäßen Lösung wird die Schlacke im Einlauf zunächst höher geführt als der Einlauf der Probenkokille. Vom höchsten Punkt läuft die Schlacke unter Wirkung der Schwerkraft - evtl. verstärkt durch den fer- rostatischen Druck - in die Probenform. Die Einlauföffnung des Probenraums - und damit auch der Probenraum selbst - kann dabei unterhalb einer Überlaufkammer angeordnet sein. Diese Überlaufkammer wird über den eigentlichen Sondeneinlauf gespeist. Der Überlauf kann auch als gebogenes Einlaufrohr ausgebildet sein. Ein Rücklaufen der flüssigen Schlacke aus dem Probenraum in den Einlauf ist bei dieser Anordnung nicht möglich. Somit stellt diese Anordnung eine auslaufsichere Schlackensonde dar, die besonders bei niedrig viskosen Schlacken eine sichere und kontaminationsfreie Probenentnahme ermöglicht.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Fig.1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Probenentnahme von Schlackenproben mit einem unterhalb einer Metallplatte angeordneten Probeneinlauf;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Probenentnahme mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Fig. 3 eine Kombisonde gemäß der Ausführungsform der Fig. 1.
Fig. 4 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Überlaufkammer und einem unterhalb der Kammer angeordneten Probenraum.
Fig. 5 eine Kombisonde gemäß der Ausführungsform der Fig. 4.
Die Vorrichtung zur Schlackenprobenentnahme besteht aus einer im Querschnitt kreisförmigen Sonde 1 mit einem Probenraum 2, einem Speiser 3 und einem Einlauftrichter 4. Der Speiser besteht aus einem Steigrohr und einem Kokilleneinlauf. Der Probenraum 2 ist bei der Ausführungsform der Fig. 1 nach oben, d.h. in Richtung der Sonde durch eine metallische Abkühlplatte 5 begrenzt. Die Probenentnahmeeinheit 2, 3, 4, 5 befindet sich im unteren, d.h. der Schlacke zugewandten Bereich der Sonde 1 , die in ihrem oberen Bereich aus einem Papprohr 8 besteht.
Der unterhalb der Abkühlplatte 5 angeordnete Probenraum 2 steht über den Speiser 3 mit dem Einlauftrichter 4 in Verbindung. Der Speiser 3 weist einen in bezug auf den Querschnitt des Probenraumes und des Einlauftrichters geringen Querschnitt auf.
Der Probenraum 2 ist von einem Probenring 7 umgeben, der die Schlackenprobe auch in erstarrtem Zustand umschließt und mit dieser aus der Sonde entnommen werden kann.
Zur Entnahme einer Probe wird die Sonde in das metallurgische Gefäß abgesenkt, bis sie im Bereich des Einlauftrichters 4 mit der Schlackenoberfläche in Berührung kommt. Der Querschnitt und die Geometrie des Einlauftrichters 4 ist in Abhängigkeit von der Dicke der Schlackenschicht 31 gewählt, so daß eine ausreichende Schlackenmenge in den Probenraum 2 eintreten kann, ohne daß Schmelze in den Probenraum eindringt. Bei einer besonders dünnen Schlackenschicht wird daher ein Einlauftrichter mit einem besonders großen Querschnitt gewählt, um auf die Substanz einer möglichst großen Schlackenfläche zurückgreifen zu können.
Sobald der Einlauftrichter 4 eine ausreichende Eintauchtiefe in die Stahlschmelze 32 erreicht hat, steigt die Schlacke aufgrund des ferrostatischen Drucks über den Speiser 3 in die Probenkammer 2, wobei die in dem Speiser und der Probenkammer 2 befindliche Luft über Entlüftungsöffnungen 6 entweicht. Wenn der Probenraum 2 mit Schlacke gefüllt ist, kommt die oberste Schlackenschicht mit der Abkühlplatte in Berührung, die bezüglich ihrer Dicke so dimensioniert ist, daß der Abkühlvorgang nicht zum Reißen oder Brechen der erstarrten Schlacke führt. Auch die Materialwahl der Abkühl- platte kann zu diesem Zwecke variiert werden. Der Speiser 3 mit seinem geringen Querschnitt verhindert einerseits ein Wiederauslaufen der Schlackenprobe und liefert eine Trennebene zwischen Einlauf und Probenkokille, so daß man konstante Probenabmessungen erhält.
Die nach der Probenentnahme im Probenraum 2 befindliche Schlackenprobe ist seitlich durch den Probenring 7 begrenzt, der die Schlackenprobe vollständig umgreift. Der Probenring 7 besitzt an seiner inneren, mit der Probe in Kontakt stehenden Fläche eine Oberflächenstruktur, die ein Herausfallen der Probe verhindert. Dies kann zum Beispiel durch Einkerbungen oder Riefen erreicht werden. Die Schlackenprobe kann nach dem Erstarren zusammen mit dem Probenring 7 aus der Sonde 1 entnommen werden. Die Abmessungen des Probenrings 7 sind so gewählt, daß dieser direkt in die Aufnahmemimik eines Analysegerätes eingesetzt werden kann. Aufgrund der Verwen- dung der Abkühlplatte 5 besitzt die Probe eine Oberfläche, die eine sofortige Analyse ohne vorherige Bearbeitung der Schlackenprobe erlaubt. Darüber hinaus ist die bruchanfällige Schlackenprobe beim Auspacken der Probe aus der Sonde und auch beim Transport geschützt, nämlich durch den Probenring 7.
Die oben beschriebene und in Fig. 1 dargestellte Schlackensonde erlaubt somit eine sichere Schlackenprobenentnahme, auch wenn die Sonde bis in die Schmelzenschicht eingetaucht wird, da aufgrund der geometrischen Verhältnisse des Einlauftrichters, des Schlackeneinlaufs und des Probenraumes ausschließlich Schlacke in den Probenraum eintreten kann. Durch Verwendung einer Saugpumpe kann darüber hinaus das Eintreten der Schlacke in den Probenraum unterstützt werden.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 besteht aus einer im Querschnitt kreis- förmigen Sonde 1 mit einem Einlauftrichter 4, einem Speiser 3, einem Überlauf oder Überlaufkammer 10, einem Kokilleneinlauf 11 und einer Kokille bzw. Probenraum 2. Beim Eintauchen des Probennehmers in die Schlacke gelangt diese aufgrund des ferrostatischen Drucks über den Einlauftrichter 4 durch den Speiser 3 in den Überlauf 10 und der Schwerkraft folgend über den Kokilleneinlauf 11 in den Probenraum 2. Da der Kokilleneinlauf 11 oberhalb des Probenraums 2 angeordnet ist, füllt sich der Probenraum nach dem Eintauchen der Sonde in die Schlacke und verliert die Probe auch dann nicht, wenn die flüssige Schlacke aufgrund ihrer Viskosität beim Herausheben der Sonde aus der Schlacke aus dem Überlauf 10 und dem Steigrohr des Speisers 3 herausfließen sollte.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. die beschriebenen Ausführungs- formen sind auch in einer Kombisonde realisierbar, beispielsweise in Kombination mit einer Temperaturmessung und/oder einer EMK-Messung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dann auch in Funktion einer Sublan- zensonde ausgebildet sein und lediglich eine von vielen Funktionen der Kombisonde ausüben.
In Fig. 4 ist eine solche Kombisonde dargestellt mit einem Thermoelement 20 und einem Stahlprobeneinlauf 21 mit der dazugehörigen Kokille 22. Thermoelement und Stahlprobeneinlauf sind durch Stahlkappen 23, 24 gegen die Schlackeneinwirkung beim Eintauchen geschützt.
Die Abkühlplatte besteht bei allen Ausführungsformen vorzugsweise aus Metall, kann aber alternativ aus Keramik, NE-Metall oder anderen Materialien bestehen.

Claims

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur Entnahme von Schlackenproben, dadurch gekennzeichnet, daß der Speiser (3, 4) derart gestaltet ist, daß die Schlacke beim Eintauchen der Vorrichtung in das flüssige Medium von unten nach oben in den Einlauf (3, 4) eintritt und mindestens in einem Punkt höher geführt wird, als die Probenkokille.
2. Vorrichtung zur Entnahme von Schlackenproben, insbesondere nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauf (3, 4) unterhalb des Probenraums (2) oder eines Überlaufs (10) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Speiser (3) einen geringeren Durchmesser als der Probenraum (2) aufweist.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlaufkammer (10) zwischen dem Steiger (3) und dem Probenraum (2) ist.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Wandfläche des Probenraums (2) als Abkühlplatte (5) ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen unterhalb des Speisers (3) angeordneten
Einlauftrichter (4).
7. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Trichters (4) größer ist als das Volumen des Probenraumes (2).
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steiger in der Seitenwand neben dem Probenraum (2) ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine entnehmbar im Probenraum (2) angeordnete Probenfassung (7) die Seitenwände des Probenraumes auskleidet.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 11 , da- durch gekennzeichnet, daß die Abkühlplatte (5) aus metallischem oder keramischem Werkstoff besteht.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlplatte (5) eine Dicke von maximal 2 mm aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlplatte (5) eine Dicke von etwa 0,5 mm aufweist.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 12, da- durch gekennzeichnet, daß die Probeneinfassung (7) mehrteilig ausgebildet ist.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Probenform größer ist als die Probendicke.
15. Kombisonde, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 in Verbindung mit weiteren Meß- und Entnahmevorrichtungen (20, 21 , 22).
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