DE1598469C2

DE1598469C2 - Einrichtung zur Entnahme von Schmelzproben

Info

Publication number: DE1598469C2
Application number: DE19671598469
Authority: DE
Inventors: Richard Arden Waukesha Wis. Falk
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-10-25
Filing date: 1967-10-24
Publication date: 1983-01-20
Also published as: DE1598469A1; GB1150149A

Description

a) die seitliche Eintrittsöffnung (16) ist im oberen Bereich des Gefäßes (11) angeordnet und besitzt ein unter der Schmelztemperatur zerstörbares Verschlußelement (22);

b) das Gefäß (11) ist von einem eine Einführungslanze (10) bildenden Gehäuse (12) aus Karton aufgenommen;

c) im Gehäuse (12) ist im Überdeckungsbereich mit der Eintrittsöffnung (16) eine Durchgangsöffnung (23) ausgespart, deren Querschnitt größer ist als der Querschnitt der Eintrittsöffnung (16).

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der seitlichen Eintrittsöffnung (16) einen Durchmesser von mindestens ca. 9 mm und höchstens ca. 25 mm besitzt.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das längliche Gefäß (11) eine untere Bodenwand (18) mit einem zylindrischen Durchgang (190) besitzt.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das längliche Gefäß (11) im Bereich seines Bodens (18) ein Abschreckstück (26) aus Stahl enthält und in mittlerer Höhe zwischen dem Abschreckstück (26) und der Eintrittsöffnung (16) mit einer feuerfesten Trennwand (28) versehen ist, welche von einem Kanal (30) durchsetzt ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (11) bodenseitig durch zwei Ringscheiben (36, 38) zentriert ein längliches glattwandiges Rohr (34) enthält.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß ein Einsatzteil (49) von annähernd kreissegmentförmigem Querschnitt enthält.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Temperaturfühler (Thermoelement 44, 46, 48) ausgerüstet ist, um ein Aufzeichnungssignal über die Temperatur der Schmelze beim Eintritt in das Gefäß (11) zu liefern.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (44, 46, 48) innerhalb des Gefäßes (11) in der Nähe von dessen Seitenwandung angeordnet ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (44, 46, 48) sich bis unterhalb die untere Begrenzung der seitlichen Eintrittsöffnung (16) erstreckt.

10. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (44, 48, 51) sich von dem Raum innerhalb des Gefäßes (11) ausgehend durch die Eintrittsöffnung (16) hindurch erstreckt.

11. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Gefäßes (11) durch eine Mehrzahl von Trennwänden in eine Mehrzahl von Kammern (62,64,66,68) unterteilt ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge4by

kennzeichnet, daß die obere Kammer (68) mit einem Temperaturfühler (44,48,51) ausgerüstet ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Kammern (62,64,66) mit Ausnahme der obersten Kammer (68) mit verschiedenen Mengen von Beruhigungsmaterial, insbesondere Aluminium, besetzt ist.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Entnahme von Schmelzproben, umfassend ein längliches Gefäß mit einer seitlichen Eintrittsöffnung.

Eine solche Einrichtung ist aus der US-PS 25 35 855 bekannt.

Bei der bekannten Einrichtung ist die seitliche Eintrittsöffnung im unteren Teil des Gefäßes angeordnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung gattungsgemäßer Art kostengünstig so auszugestalten, daß sie die Schlackenschicht über die ganze Gefäßlänge durchdringen kann, Schlackenzutritt zu dem Gefäß gleichwohl weitgehend unterdrückt ist, die Verweilzeit in einem Schmelzbad hoher Temperatur ohne Zerstörungsgefahr verlängert werden kann und das Gefäß nach Erkalten der Probe von dieser leicht abgenommen werden kann. Dabei soll ferner dafür gesorgt werden, daß der Schmelzeneinfluß in das Gefäß begünstigt wird und das Eindringen von Schmutz in das Gefäß soweit wie möglich unterdrückt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß die folgenden Merkmale in Kombination vorgeschlagen:

a) die seitliche Einnrittsöffnung ist im oberen Bereich des Gefäßes angeordnet und besitzt ein unter der Schmelztemperatur zerstörbares Verschlußelement;

b) das Gefäß ist in einem eine Einführungslanze bildenden Gehäuse aus Karton aufgenommen;

c) im Gehäuse ist im Uberdeckungsbereich mit der Eintrittsöffnung eine Durchgangsöffnung ausgespart, deren Querschnitt größer ist als der Querschnitt der Eintrittsöffnung.

Die kostengünstige Herstellung wird insbesondere dadurch erreicht, daß das Gefäß in dem die Einführungslanze bildenden Gehäuse aus Karton aufgenommen ist. Die Forderung, daß die Schlackenschicht über die ganze Gefäßlänge durchdrungen werden kann, ohne daß wesentlicher Schlackenzutritt zu erwarten ist, wird durch das unter Schmelztemperatur zerstörbare Verschlußelement erfüllt, dessen Materialwahl die Verweilzeit einzustellen gestattet.

Die leichte Abnahme des Gefäßes von der Lanze ergibt sich durch die Ausbildung der Lanze aus Karton, welche beim Eindringen in die Schmelze weitgehend verkohlt und so spröde wird, daß das Gefäß leicht abgeschlagen werden kann.

Der Schmutzeintritt in das Gefäß wird einerseits durch das Verschlußelement unterdrückt und andererseits dadurch, daß die Durchgangsöffnung in dem Gehäuse größeren Querschnitt besitzt als die Eintrittsöffnung. Dadurch wird nämlich sichergestellt, daß keine Reste der gegebenenfalls schon verkohlten Kartonlanze in das Gefäß eindringen.

Aus der französischen Patentschrift 14 37 299 ist eine Einrichtung zur Entnahme von Schmelzproben bekannt,

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bei der ebenfalls ein oben abgeschlossenes Gefäß vorgesehen ist. Die Eintrittsöffnung des Gefäßes befindet sich hierbei jedoch am unteren Ende der Lanze. Das Gefäß ist von einem Gehäuse aus Karton aufgenommen. Dieses Gehäuse erstreckt sich jedoch nur über einen kurzen Teil der Länge der gesamten Lanze und ist nicht selbst wesentlicher Bestandteil der Lanze.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Maßnahme des Anspruchs 2 zielt darauf ab, daß einerseits die Schmelze nicht zu schnell in das Gefäß eintreten kann und andererseits ein übermäßiges Vergießen von Schmelze beim Herausziehen des Gefäßes aus dem Schmelzbad verhindert wird. '⁵

Die Maßnahme des Anspruchs 3 zielt darauf ab, einen Probenkörper mit anschließendem Stift zu erhalten, der für verschiedene Materialuntersuchungen erwünscht ist.

Die Maßnahme des Anspruchs 4 wird dann angewandt, wenn man wenigstens einen Teil des zu gewinnenden Probekörpers beschleunigt abkühlen will.

Die Maßnahme des Anspruchs 5 zielt insbesondere darauf ab, einen glattwandigen Stift im Anschluß an den Probekörper zu erhalten.

Die Maßnahme des Anspruchs 6 zielt darauf ab, einen Probekörper zu erhalten, der im wesentlichen halbzylindrische Form hat, was für verschiedene Materialuntersuchungen, insbesondere im Hinblick auf die eingesetzten Untersuchungseinrichtungen, vorteilhaft ist.

Die Maßnahme des Anspruchs 7 zielt darauf ab, die Temperatur der Schmelze beim Eintritt in das Gefäß messen und festhalten zu können und ferner den Temperaturgang der Probe bis zur Abkühlung ermitteln zu können. Die Ansprüche 8 bis 10 erlauben diese ^J5 Messungen unter verschiedenen Bedingungen.

Die Maßnahme des Anspruchs 11 zielt darauf ab, in einem Probenentnahmevorgang mehrere Proben unter verschiedenen Bedingungen gewinnen zu können und verschiedenartige Messungen durchführen zu können.

Die Maßnahme des Anspruchs 12 dient dabei wieder dazu, den Temperaturgang zu bestimmen, während die Maßnahme des Anspruchs 13 darauf abzielt, die Größe des jeweiligen Beruhigungskörpers bestimmen zu können, den man einer Gießpfanne beizugeben hat, um die Schmelze optimal im Sinne der gewünschten Deoxidation zu beruhigen.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist insbesondere zur Entnahme von Schmelzproben aus Schmelzbädern, Gießpfannen oder Kokillen bestimmt. Die Einrichtung kann Proben von solcher Größe liefern, wie sie für die verschiedenen in der Industrie eingesetzten Analyseverfahren und -geräte benötigt werden. Die erhaltenen Proben zeichnen sich durch gleichförmige Erstarrung aus.

Die Einrichtung nach der Erfindung kann so billig hergestellt werden, daß es ohne unerträgliche Kostenbelastung möglich ist, einige Hundert Probeentnahmen während eines typischen Oxygenhochofenprozesses während einer Zeit von etwa 24 Stunden vorzunehmen. ^b0 Die Proben stehen sehr rasch zur jeweiligen Untersuchung zur Verfugung, so daß nach dem Ergebnis der Untersuchung noch auf die Schmelzbehandlung Einfluß genommen werden kann.

Die gewonnenen Proben sind sowohl für Gasanalyse ^b5 als auch für spektrografische Analysen geeignet. Sie zeichnen sich durch hohe Homogenität der kristallinen Struktur aus.

55 Die erhaltenen Probenkörper können zerschnitten werden, so daß eine spektrografische Analyse vorgenommen werden kann, wenn gewünscht, aber auch eine Naßanalyse unter Aufbohren. Die erhaltenen stiftförmigen Probekörperteile sind insbesondere zur Verwendung in einem Gasanalysator geeignet.

Die Anordnung von Temperaturfühlern erlaubt insbesondere die Feststellung des Wendepunkts, der durch das Ausfällen oder Kristallisieren von Austenit aus der Schmelze entsteht. Die gleichzeitige Probeentnahme und Temperaturbestimmung erlaubt es, in kurzer Zeit die Temperaturbestimmung und die Probenmeßergebnisse in Relation zueinander zu bringen.

Das Verschlußelement kann zum Beispiel aus Aluminium oder aus Stahl bestehen. Ein Verschlußelement aus Aluminium schmilzt sehr schnell, während ein Verschlußelement aus Stahl erst nach einigen Sekunden schmelzen wird. Dies hat u. U. den Vorteil, daß sich der Eintritt der Schmelzprobe verzögert, bis das Gefäß erhitzt ist.

Durch das gegebenenfalls beigegebene Aluminium kann die Probe beruhigt werden.

Die Figuren erläutern Ausführungsbeispiele der Erfindung:

F i g. 1 zeigt einen Teilschnitt der Lanze, teilweise in die Schmelze eingetaucht;

F i g. 2 zeigt eine Ansicht der in F i g. 1 gezeigten Lanze, vollständig in die Schmelze eingetaucht ist;

F i g. 3 zeigt eine Stahlprobe, die man mit einer Lanze nach F i g. 1 erhält;

Fig.4 zeigt eine volle perspektivische Ansicht der Lanze nach Fig. 1;

Fig.5 gibt eine veränderte Ausführung der vorliegenden Erfindung wieder für den Fall, daß man nur eine scheibenförmige Probe wünscht;

F i g. 6 zeigt eine veränderte Ausführung zur Erzielung einer extrem schnellen Abschreckung;

F i g. 7 zeigt eine Ausführungsform zur Gewinnung einer stangenförmigen Probe mit einer glatten Oberfläche;

Fig.8 zeigt eine veränderte Ausführung mit einem Thermoelement;

F i g. 9 zeigt einen Schnitt durch das Ende der Lanze, die in F i g. 5 dargestellt ist, jedoch mit der Abänderung zur Gewinnung einer Probe mit einer ebenen, breiten Oberfläche;

F i g. 10 zeigt eine Ausführung der Lanze nach F i g. 1, jedoch mit einem Thermoelement versehen;

F i g. 11 zeigt eine weitere Ausführung der Lanze nach F i g. 6 mit einem Thermoelement;

Fig. 12 zeigt eine Ausführungsform nach Fig. 7 mit einem Thermoelement;

Fig. 13 zeigt einen Teilschnitt der Ausführungsform nach F i g. 9 mit einem Thermoelement;

Fig. 14 zeigt eine weitere Ausführungsform der Lanze mit einem Thermoelement zur Gewinnung mehrerer Proben mit unterschiedlichem Beruhigungsgrad.

Fig. 1 der Zeichnungen zeigt eine Lanze 10 zur Probenentnahme, die in ihrem Gehäuse 12 ein Gefäß in Form einer feuerfesten Hülse 11 aufweist, die die Metallprobe enthält und deren Form bestimmt. Die Lanze 10 wird zum Teil in eine Schmelze 13 hineingetaucht, auf der sich eine Schlackenschicht 14 befindet. Das Gehäuse 12 kann aus Kartonpappe oder ähnlichem Schutzmaterial bestehen, das die Hülse schützt und das Hineintauchen der Hülse in ein Schmelzbad erleichtert.

Die Hülse 11 ist aus geeignetem feuerfesten Material hergestellt und hat eine zylindrische Seitenwand 15. Diese hat wiederum einen radialen Ausschnitt 16, der eine Eintrittsöffnung in den Hülsenraum 17 bildet. Die Hülse 11 ist unten durch einen feuerfesten Stöpsel 18 > abgeschlossen, der mit feuerfestem Zement in der Hülse befestigt ist. Der obere Teil der Hülse kann durch eine aus einem Stück bestehende Wandung oder durch einen besonderen Stöpsel 19 abgeschlossen werden. Die Eintrittsöffnung 16 liegt in der Nähe der oberen i" Wandung, um ein unnötiges Entweichen der Probe beim Herausnehmen aus der Schmelze zu verhindern. In der Ausführung nach Fig. 1 ist der Stöpsel 18 mit einem axialen Kanal 190 versehen, um ein stiftförmiges Probestück 20 zu erhalten. ι ">

Beim Herausziehen der Lanze 10 aus dem Schmelzbad läuft beruhigtes Metall aus dem Hülsenraum 17 durch den Kanal 190, drängt dabei noch nicht beruhigtes Metall heraus und gewährleistet eine gleichmäßige Probe. Wenn die Lanze das Bad verläßt, kühlt das Metall im Kanal 190 ab und hört auf, herauszufließen.

Anfangs ist die Eintrittsöffnung 16 durch eine Aluminium- oder Stahlabdeckung 22 verschlossen, die mit feuerfestem Zement über der Öffnung 16 befestigt ist, um beim Eintauchen in die Stahlschmelze die Hülse 11 zu verschließen und den Eintritt der Schlacke 14 zu verhindern. Das Gehäuse 12 hat eine Öffnung 23, die im Durchmesser größer ist als die Eintrittsöffnung 16, wodurch das Einfließen des Metalls in die Hülse erleichtert und bezweckt wird. Schmutz aus dem Gehäuse herauszuhalten. Bei der Anwendung einer Aluminiumabdeckung wird diese im wesentlichen sofort zerschmelzen. Eine Stahlabdeckung wird in etwa drei Sekunden geschmolzen sein, bevor sie das Eindringen des Probematerials zuläßt. Dies ermöglicht eine Vorerhitzung der Hülse und verhindert eine Abkühlung der äußeren Zone der Probe im Augenblick der Berührung mit der Hülsenwandung, wodurch eine gleichmäßigere Abkühlung und entsprechend eine homogenere Probe erzielt wird.

Die Eintrittsöffnung 16 sollte vorzugsweise eine Form haben, die den schnellen Eintritt der Schmelze ermöglicht, jedoch verhindert, daß die Probe beim Herausnehmen der Lanze 10 aus dem Schmelzbad herausläuft. Es hat sich aus Erfahrungen ergeben, daß eine Eintrittsöffnung von 15 mm Durchmesser groß genug ist, um ein zu schnelles Eintreten des Metalls zu verhindern und klein genug, um ein unnötiges Vergießen beim Herausnehmen zu verhindern. Bei einer Eintrittsöffnung, die kleiner als 12 mm ist, erfolgt das 5< > Eintreten zu langsam und das Einfüllen und Abkühlen der Probe geschieht nicht zur gleichen Zeit, so daß die Probe nicht so homogen wie gewünscht ausfällt.

Die untere praktische Grenze für den Durchmesser der Eintrittsöffnung 16 beträgt 18 mm. Bei einer ^Γ'ϊ kleineren Eintrittsöffnung ist die Probe in Schichten unterteilt und hat eine minderwertige Verteilung der beruhigten Schmelze. Die praktische obere Grenze für den Durchmesser der seitlichen Eintrittsöffnung 16 beträgt 25 mm, wobei eine größere Öffnung einen wi wechselseitigen Beruhigungsvorgang zwischen der im Bad und der in der Hülse enthaltenen Schmelze bewirkt, jedoch nicht eine gleichmäßige Beruhigung innerhalb der Probe selbst verursacht. Die Verwendung eines Thermoelements, wie sie in den Fig. 10 bis 14 gezeigt ^ ist, kann diese Durchmesserwerte in kleinerem Umfang verändern.
Wie in F i g. 2 gezeigt, ist jetzt die Hülse 11 unter die Schlackenschicht 14 in die Stahlschmelze 13 getaucht, und die Abdeckung 22 ist zerschmolzen; die Hülse 11 hat sich mit geschmolzenem Metall gefüllt.

F i g. 3 zeigt, wie die Probe nach dem Abschlagen des feuerfesten Materials aussieht. Der stangenförmige Teil 20 kann vom zylindrischen Teil getrennt und auf dem üblichen Weg eines Gasanalyse-Verfahrens analysiert werden, während der zylindrische Teil zur Durchführung von spektrografischen Analysen in Scheiben zerteilt werden kann.

Die Ausführung nach Fig.5 sieht nur derartige Scheibenproben vor und ist im übrigen der zuvor beschriebenen Ausführung ähnlich.

In der Ausführungsform nach Fig. 6 ist die Hülse 11 mit einer Stahlscheibe 26 versehen, die als Abschreckstück zum schnelleren Abkühlen der Zylinder dient. Das Abschreckstück ist durch den Stöpsel 18 in der Hülse eingeschlossen und somit vor der Temperatur des Schmelzbades geschützt, um einen möglichst hohen Grad der Abschreckung zu erreichen.

In einem bestimmten Abstand oberhalb des Abschreckstückes innerhalb der Hülse befindet sich eine Trennwand, die in der dargestellten Ausführung von einer Ringscheibe 28 aus feuerfestem Material gebildet wird, die sich durch das Innere der Hülse 11 erstreckt und die einen in axialer Richtung liegenden Kanal 30 hat. Der Kanal 30 hat vorzugsweise einen Durchmesser von etwa 9 mm. Eine kleinere Öffnung verursacht eine nicht gleichmäßige Erstarrung und Abkühlung, was in der Probe Schichtungen verursacht. Die Ringscheibe 28 dient zur Isolation und verhindert, daß die Probe wieder flüssig wird, wenn neues Eisen in den Raum 17 durch die Eintrittsöffnung 16 fließt. Diese Ausführung ist besonders nützlich zur Anwendung bei relativ heißen Metallschmelzen mit einer Temperatur im Bereich zwischen 1150 Grad C und 1350 Grad C. Die Anwendung des Abschreckstückes 26 und der Ringscheibe 28 ergibt eine scheibenförmige Probe mit extrem hoher Homogenität, die dann angestrebt wird, wenn man versuchen will, geschmolzenes Eisen zu analysieren, das eine Anzahl von verschiedenen Elementen enthält und wenn man eine spektrografische Analyse der Probe beabsichtigt.

In der Ausführung nach Fig. 7 ist die Hülse dafür ausgelegt, eine stangenförmige Probe mit einer sehr gleichmäßig glatten Oberfläche zu erhalten. Hierbei entsteht die Probe im wesentlichen innerhalb einer geschlossenen Quarzröhre 34, die zwischen zwei ringscheibenförmigen Teilen 36 und 38 aus feuerfestem oder keramischen Material befestigt ist, wobei diese Teile entsprechende axiale Durchbrüche 40 und 42 aufweisen.

Durch den Druck des geschmolzenen Eisens wird auch etwas von der Probe direkt in die Röhre 34 gefüllt, wenn man die Lanze 10 in die Schmelze hineintaucht. Es hat sich herausgestellt, daß die Probe mit einer noch glatteren Außenfläche entsteht, wenn eine Sperre in das Ende der Röhre 34 nach dem ringscheibenförmigen Teil 36 eingebaut ist. Die Sperre 43 kann ein Stück Aluminium sein, das in der Röhre 34 befestigt ist. Wenn diese Vorrichtung durch die Schmelze 13 entfernt wird, läuft etwas Schmelze aus der Röhre 34 heraus. Dies ermöglicht, daß die Schmelze, die in die' Hülse über das Teil 38 eingedrungen ist, die Röhre 34 ausfüllen kann und somit für eine Probe mit gleichmäßiger Verteilung der Abkühlung sorgt.

In der Ausführung nach Fig. 8 hat die Hülse eine Temperaturmeßeinrichtung, wie z. B. ein Thermoeie-

ment mit einem Leitungspaar 44, das durch die keramische Hülle 46 verläuft. Obwohl in der dargestellten Konstruktion die Hülle 46 an der Seitenwand 15 befestigt ist, kann die Hülle eine. Reihe verschiedener Lagen innerhalb der Hülse 11 einnehmen. Zumindest der äußerste Teil der Leitung des Thermoelements befindet sich zum Schutz in einer U-förmigen Röhre 48 aus geschmolzenem Quarz. Das Leitungspaar dient zum Anschluß von Aufzeichnungsgeräten, z. B. einem Meßinstrument oder einem bekannten Temperaturaufzeichnungsgerät zur Aufnahme einer Zeit-Temperatur-Kurve, während die Hülse aus der Schmelze herausgezogen wird und die in ihr befindliche Probe abkühlt. Bekanntlich flacht die Temperaturkurve bei der Abkühlung der Schmelze auf einem kurzen Stück ab, wenn der Kohlenstoff in der Probe kristallisiert. Das Aufzeichnungsgerät kann durch Vergleich von Proben aus derselben Schmelze mit Hilfe der üblichen chemischen Analysierverfahren, wie z. B. der gaschromographischen Analyse oder der spektrographischen Analyse geeicht werden.

In der Ausführung nach Fig. 10 ragt die Quarzröhre 48 mit der Leitung des Thermoelements durch die seitliche Eintrittsöffnung 16 hindurch. Diese Lage ist gegenüber der Ausführung nach F i g. 8 günstig zur Messung der Schmelzbadtemperatur. In F i g. 11 liegt die Spitze 51 der Röhre 48 leicht unterhalb des unteren Randes 53 der seitlichen Eintrittsöffnung 16. Diese Lage ist zur Aufnahme der Abkühlungskurve und zur Bestimmung des Punktes günstig, in dem der Kohlenstoff ausfällt. In dieser Ausführung muß die Spitze 51 des Thermoelements unter dem Rand 53 liegen, so daß es bei der Abkühlung nicht in demjenigen Raum um die Eintrittsöffnung herum liegt, der Lunkererscheinungen aufweist. Diese Lage des Thermoelements gewährleistet daher, daß es stets in die eigentliche Probe hineinreicht. Es ist ferner günstig, wenn die Spitze 51 in der Nähe der Innenwandung der Hülse und nahe der Eintrittsöffnung 16 liegt, da das Einfließen des Metalls in die Eintrittsöffnung die Temperatur der aus feuerfestem Material bestehenden Wandung im Bereich der Eintrittsöffnung auf die Temperatur des Schmelzbads anhebt, wodurch man eine genauere Messung der Schmelzbadtemperatur erhält, als wenn das Thermoelement konzentrisch im Innern der Hülse sitzt. Es hat sich aus Erfahrungen ergeben, daß zufriedenstellende Ergebnisse erreicht werden, wenn die Spitze 51 des Thermoelements etwa auf der halben radialen Entfernung zwischen der Hülsenmitte und ihrer mit der Eintrittsöffnung versehenen Seitenwandung liegt.

In den Ausführungsformen, die in den Fig. 10 und 11 dargestellt sind, ist das obere Ende 54 der Quarzröhre 48 in feuerfesten Zement 55 eingebettet. Die obere Wandung 19 der Hülse liegt in einem bestimmten Abstand von der seitlichen Eintrittsöffnung 16 entfernt und hat eine Öffnung 56 mit einem Stöpsel 57. Der feuerfeste Zement und die obere Wandung 19 bilden eine Temperaturgrenze, die die Leitungen 44 gegenüber der Schmelzbadtemperatur isoliert. Die oberen !Enden der Leitungen 44 sind um die obere Kante des Stöpseis 57 herumgebogen und freigelegt, so daß sie mit einem Anschlußteil 59 Kontakt haben, das die Verbindung :r.it Meßinstrumenten herstellt.

In Fig. 10 ist ein Thermoelement in eine Hülse r.-ich Fig. 1 eingebaut, um so eine stangenförmige Probe iür eine Gasanalyse zu erhalten. In Fig. Γι ist ein Thermoelement gezeigt, wie es in F i g. 6 dargestellt ist, jedoch mit einem stählernen Abschreckstück 25.

In Fig. 12 ist ein Thermoelement dargestellt, wie es in eine Hülse nach Fig. 7 mit einer Röhre 34 aus geschmolzenem Quarz eingebaut ist, wenn man eine stangenförmige Probe mit einer besonders glatten Oberfläche erhalten will. Die Anordnungen des Thermoelements gemäß den Fig. 6, 10 und 11 können für jede der Ausführungsformen der Proben-Lanze gebraucht werden.

Da das Gerät nach der Erfindung direkt in das Schmelzbad getaucht werden kann, ohne daß es dabei zerstört wird, und da die Probe sich in einem besonderen Raum befindet und nicht in einen anderen Behälter gegossen werden muß, wodurch die Abkühlungskurve nicht so verzerrt aufgezeichnet wird wie in den bisher bekannten Einrichtungen, und da das Gerät nach der Erfindung zudem billig ist, ist es in seiner Arbeitsweise weit genauer und vorteilhafter als die Geräte, die bisher zur Messung der Abkühlungskurve verwendet werden. Die Erfindung ermöglicht die Aufnahme der Schmelzbadtemperatur und die Bestimmung des Punktes, an dem der Kohlenstoff bei der Abkühlung der Probe ausfällt; sie ermöglicht es ferner, eine Probe in einem einzigen schnellen Arbeitsgang zu erhalten im Vergleich zu einer Reihe von einzelnen Arbeitsabschnitten, die bisher zur Erreichung desselben Zieles vorgenommen werden mußten. Demnach mußte das Schmelzgefäß hinabgeschwenkt oder gekippt werden, damit man eine Probe entnehmen und die Temperatur feststellen konnte, was etwa 4 bis 6 Minuten beanspruchte.

In Fig. 9 ist die Hülse dargestellt mit einem Einsatzteil 49, das ein Zylindersegment darstellt und dessen Querschniit ein Kreissegment bildet, das in den Raum 17 der Hülse eingesetzt ist. Das Einsatzteil 49 hat eine kreisförmig gebogene Fläche 50 und eine ebene Fläche 52 und ist im allgemeinen in seinem Querschnitt halbkreisförmig oder knapp halbkreisförmig.

Das Einsatzteil 49 bewirkt, daß die Probe eine relativ ebene Oberfläche bekommt, die für bestimmte Arten von Analysiergeräten sehr nützlich ist. In der Vergangenheit war es notwendig, eine solche Fläche durch Schneiden oder Schleifen herzustellen, was wertvolle Zeit verbrauchte. Wie in F i g. 9 gezeigt, ist ebenfalls eine Spule aus Aluminiumdraht 54 vorgesehen, die als Beruhigungsstück dient.

Die Ausführung nach Fig. 13 zeigt das Thermoelement eingesetzt in eine Proben-Lanze mit einem Einsatzteil 49 aus feuerfestem Material nach F i g. 9.

Gemäß F i g. 14 hat die dort gezeigte Hülse 60 mehrere Kammern 62, 64, 66 und 68 mit jeweils einer seitlichen Eintrittsöffnung 70. Die Lanze hat ferner ein Thermoelement 48, das durch die seitliche Einir-ttsöffnung 70 der Kammer 68 hinausragt. Die Kammern 62, 64, 66 enthalten verschieden große Abschrecksrücke, die, wie in F i g. 14 gezeigt, Spulen aus Alumiriiumdrah* sind. Diese Hülse ist von Nutzen, wenn man die Größe des Beruhigungsstücks bestimmen will, welches einer Gießpfanne beigegeben werden soil, um optimal zu beruhigen und den Stahl sauerstofifrei zu machen. Nach Entfernung der Lanze gemäß Fig. 14 aus dem Schmelzbad und nach erfolgter Abkühlung kann das feuerfeste Material zerstört werden; die Proben in den verschiedenen Kammern können untersucht werden, um das für das jeweilige Schmelzbad gewünschte Ausmaß der Beruhigung zu ermitteln.

Im praktischen Gebrauch wird die Lanze 10 unter einem gewissen Anstellwinkel in das geschmolzene Metall 13 unter die Schlackenschicht 14 hineingetaucht

VXi ;:3'1

werden, wobei die Eintrittsöffnung 16 der Hülse 11, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, nach oben gerichtet ist, um das Vergießen der Proben beim Herausnehmen der Lanze zu verhindern. Die Zeit des Eintauchens hängt von der Temperatur der Schmelze 13 ab und wird normalerweise zwischen 2 und 7 Sekunden liegen.

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Gasblasen oder Lunker in der Probe sind ein Anzeichen für nicht richtige Beruhigung oder falsche Eintauchzeit. Die Probe kann von der Lanze durch Abschlagen der Hülse und Zerstörung des feuerfesten Materials entfernt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

15 Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Entnahme von Schmelzproben, umfassend ein längliches Gefäß mit einer seitlichen Eintrittsöffnung, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: