DE1648957C3

DE1648957C3 - Probenehmer für Metallschmelzen mit Mitteln zur Feststellung der Temperatur

Info

Publication number: DE1648957C3
Application number: DE1648957A
Authority: DE
Inventors: Rolf 5850 Hohenlimburg Kuenzer
Original assignee: Kuenzer Mess-Pruef- und Regeltechnik 6450 Hanau GmbH
Current assignee: Kuenzer Mess-Pruef- und Regeltechnik 6450 Hanau GmbH
Priority date: 1967-08-31
Filing date: 1967-08-31
Publication date: 1975-01-23
Also published as: DE1648957A1; DE1648957B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Probenehmer zum Eintauchen in ein flüssiges Metallbad bis unterhalb einer Schlackendecke oder Oxidschicht mit einer Probenahmekammer, die ein Thermoelement in einem Quarzrohr enthält, innerhalb eines Rohres aus hochhitzebeständigem Material, wie Pappe, die an ihrem in die Schmelze eintauchenden Ende von einem Dekkel verschlossen ist.

Es ist bekannt, die Entnahme von Proben aus flüssigen. Eisen-, Stahl- und sonstigen Metallbädern mil Hilfe eines Löffels vorzunehmen.

Die Erfassung der Temperatur in flüssigen Metallbädern mittels Thermoelemente enthaltendem Meßkopf ist z. B. aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 957 075 bekannt.

Aus der Literatur: Dr. Alan T. G ο r t ο η und Dr. Erich F. W ο η d r i s »Rapid determination of the carbon content in liquid steel by liquidus point determination« (17th ISA Iron and Steel Instrumentation Conference 15. bis 17. März 1967) ist es bekannt, schnelle Bestimmungen des Kolilenstoffgehaltes in flüssigem Stahl mit Hilfe der Bestimmung des Liquidus-Punktes durchzuführen.

Hierzu dient gemäß Fig. 7a ein Tauchthermoelement, welches in einem Quarzrohr enthalten ist, we|- ches seinerseits von einem Haltekörper getragen wird, der von einem Papprohr umgeben ist. Das Einlauchende des Papprohres ist von einer Holzscheibe abgedeckt, welche beim Eintauchen erst abgebrannt werden muß.

in In den älteren Anmeldungen deutscher Offcnlegungsschrilten 1 798 054, 1698 177, 1648 964 und Ϊ 598 830 ist ebenfalls das Gebiet der Analyse von Schmelzen, insbesondere Metallschmelzen, behandelt, und es wird mit Hilfe von Probenahme und

ι." Thermoelementmessung eine Temperaturkurve der Schmelze aufgenommen, die sich insbesondere für die Auswertung bezüglich des Kohlenstoffgehaltes eignet. Bei den Konstijktionen gemäß den älteren Anmeldungen ist jeweils die Eindringuiiiiung für die

so Schmelze \ erschlossen, und das Thermoelement ist nicht der im Bereich des Eintauchendes (Kappenboden) liegenden Eindringöffnung für die von unten eindringende Metallschmelze benachbart.

In der metallerzeugenden Industrie wird allgemein

Jä die Forderung nach immer genauerer Temperaturmessung und chemischer Analyse erhoben. Gleichzeitig tritt der WV.nsch immer mehr in den Vordergrund, die bei bisher bekannten Vorrichtungen erforderlichen Zeiten für Meßvorgang- und -anahse 7ii

3> reduzieren.

Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, eine weitgehend universell verwendbare Vorrichtung zu schaffen, welche zugleich aus dem Schmelzbad eine Probe entnimmt, die Temperatur mißt und eine chemische Analyse hinsichtlich des Kohlenstoffgehaltes durchzuführen gestattet.

Probenahme, Messung und Analyse sollen in einem Meßkopf durchgeführt und die hierfür erforderliche Zeit verkürzt werden.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Probenehmer der eingangs beschriebenen Gattung erfindungsgemäß dadurch, daß die Probenahmekammer an dem in die Schmelze eintauchenden Ende abgekehrten Ende von einem Entnahmerohr aus hochhitzebeständigem Material, wie Qua:z, mit einem an ihrem freien Ende zur Atmosphäre hin offenen Kapillare und an dem Eintauchende von einer Kappe begrenzt wird, wobei Entnahmerohr und Kappe mittels einer Einbettmasse in dem Papprohr so eingebettet sind, daß der Kappenboden aus der Einbettmasse und dem Papprohr herausragt und die Kappe in ihrer Seitenwand in der Nähe des Kappenbodens eine unverschlossene, vorzugsweise kapillarartige Eindringöffnung für die Schmelze aufweist, und zwischen der Kappe und dem offenen Ende des Entnahmetohrs, welches dem Eintauchende des Probenehmers zugekehrt ist, in der Probcnahmckammer ein Thermoelement so angeordnet ist, daß die heiße Lötstelle des Thermoelements der Eindringöffnung für das zu un tersuchende Metallbad benachbart ist.

Die Vorteile der Erfindung sind offensichtlich: Die Probenahme erfolgt derart, daß das Eindringen von Schlackeneinschlüssen in die Probe verhindert wird. Im erfindungsgemäßen Probenehmer kühlt die Probe schnell ab, und die gewonnene Probe weist einen großen Durchmesser auf. Die Temperaturmessung erfolgt bereits beim Eintauchen in die Metallschmelze, und die gemessenen Werte können durch

elektrische Anzeigegeräte angezeigt oder durch elektrische Schreibgeräte registriert werden. Die Meßwerterfassung kann digital erfolgen. Es ist nicht mehr erforderlich, jeden MeQ- bzw. Analysenvorgang gelrennt vorzunehmen, sondern alle Arbeitsvorgänge sind zu einem einzigen zusammengefaßt. Es ist auch praktisch nicht mehr erforderlich, die Probe von der Ofenbühne weg einem Laboratorium zuzuleiten, nur um den Kohlenstoffgehalt zu bestimmen.

Weiters Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung an Hand der Schemazeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Probenehmer,

Fig. 2 einen Teilsrhnitt des Probenehmers gemäß F i g. 1 mit um 90 versetzter Kappe,

F i g. 3 einen Teilschnitt durch ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel.

Der in F i g. 1 dargestellte Probenehmer weist ein Entnahmerohr λ mit einer kapillare b auf. deren Ende verengt ist. Das Entnahmeroh α besteht aus einem hochhitzebestündigem Werkstoff wie Quarz. Das Linde c der Kapillare h ist offen. Auch das entfegengesetzte Ende des Eiitnahmerohresa ist offen. Das offene Ende des Entnahmerohres ist von einer Kappe d verschlossen. Kappe d besteht aus einem Material, welches beim Schmelzen der Probe die Ergebnisse der Temperaturmessung bzw. der Analyse nicht verfälscht. Als Material für die Kappe kommen, je nach Verwendungszweck, d. h. aus welchem flüssigen Metallbad die Probe entnommen werden soll. Stahl. Kupfer, Messing oder Kupfer in Betracht. Die Kappe d ist mit Hilfe einer hochhitzebeständigen Einbettmasset' in einem Papprohr/ eingebettet. Die Kapillare b des Entnahmerohresa ist, wie der Fig. 1 zu entnehmen ist. noch von einem Kupfermantel χ umgeben. Dieser Kupfermantel hat den Vorteil einer guten Wärmeleiteigenschaft. Besonders bewährt hat sich diese Ausführung bei der Untersuchung von Medien, die extrem hohe Temperatur aufweisen. In das Entnahmerohr α ist ein Quarz-U-Ronr aus einem anderen hochhitzebeständigen Isolationsmaterial eingelegt. Das Einlegen des Quarz-U-Rahres X erfolgt bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Probenehmers derart, daß das Quarz-U-Rohrl einen bestimmten Abstand zum Entnahmerohr α aufweist und, wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, in der Einbettmasse e eingebettet ist. In das Quarz-U-Rohrl ist ein Thermoelement wi eingebracht. Dieses Thermoelement kann aus den verschiedensten geeigneten Legierungen bestehen, die nach den zu messenden Temperaturen ausgewählt werden. An das Thermoelement m wird eine Ausgleichsleitung η angeschlossen. Das Entnahmerohr α mit dem als Schutzroht wirkenden Quarz-U-Rohr 1, welches ein Paar Thermoelemente enthält, ist gemeinsam mit der Ausgleichsleitung η und der Kappe d mit Hilfe der hochhitzebeständigen Einbettmasse in dem Papprohr/ angeordnet. Die Ausgleichsleitung η endet an einem nicht dargestellten Kontaktstück.

Wie der F i g. 2 zu entnehmen ist, weist die Kappe d eine kapülarartige Öffnung k auf, durch die das zu messende bzw. zu analysierende Medium, z. B. ein flüssiges Metall, in das Exinahmerohr α eindringt. Der Innendurchmesser des in cer Kappe d enthaltenen Hohlraums ergibt sich nach Abzug der doppelten Wandstärke/ von dem Außendurchmesserh. Er ist, wie der F i g. 1 zu entnehmen ist, gleich dem Innendurchmesser des Entnahmerohrs α. Der innere Hohlraum der Kappe d ist nach Art eines Sackloches durchgeführt und besitzt an einem Ende eine kegelstumpfförmige Fläche, welche einen Abstand / zur Außenkante der Kappe d aufweist. Wie der F i g. 2 weiter zu entnehmen ist, besitzt die Kappe d eine die Wandstärke / durchdringende, schlitzförmige Ausnehmung, welche in Richtung der Längsachse der Kappe d verläuft. Wie ein Vergleich mit F i g. 1 zeigt, is* die schlitzförmige Ausnehmung so gestaltet, daß in ihr das Quarz-U-Rohr 1 liegt.

Wie der F i g. 3 zu entnehmen ist, kann auch das Quarz-U-Rohr entfallen, so daß da·· Thermoelement/;! ohne besonderen Schutz im Entnahmerohr α so angeordnet ist, daß es in der Einbettmasse e innerhalb des Papprohres/ eingebettet ist. Im übrigen sind die gleichen Bezugszeichen wie bei F i g. 1 verwendet, da es sich um gleiche Teile handelt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Probenehmer zum Eintauchen in ein flüssi ges Metallbad bis unterhalb einer Schlackendecke oder Oxidschicht mit einer Probenahmekammer, die ein Thermoelement in einem Quarzrohr ent hält, innerhalb eines Rohres aus hochhiizehestiindigem Material, wie Pappe, die an ihrem in die Schmelze eintauchenden Ende von einem Deckel verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Probenahmekammer an deni in die Schmelze eintauchenden Ende abgekehrten Ende von einem Entnahmerohr («) aus hochhitzebeständigem Material, wie Quarz, mit einem an ihrem freien Ende (r) zur Atmosphäre hin offenen Kapillare (Λ) und an dem Eintauchende von einer Kappe (d) begrenzt wird, wobei Entnahmerohr (a) und Kappe (<·/) mitteis einer Einbettmasse (V) in dem Papprohr(/) so eingebetlc; sind. daß der k^-ppenboden aus der Einbettmasse (V) und dem Papprohr (/) herausragi und die Kuppe (d) in ihrer Seitenwand in der Nähe des Kappenbodens eine unverschlossene, vorzugsweise kapillarartige Eindringöffnung (k) für dic Schmelze aufweist, und zwischen der Kappe ((/) und dem offenen Ende der. Entnahmerohrs («). welches dem Eintauchende des Probenehmer zugekehrt ist, in der Probenahmekammer ein Thermoelement (wi) so angeordnet ist. daß die heiße Lötstelle d>'s Thermoelements der Eindringöffnuni; (k) für das zu untersuchende Metallbad benachbart ist.

2. Probenehmer tiacli Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß das Ent.iahmerohr (a) mit einer Kappe (rf) versehen ist, die zur Aufnahme der Schenkel des Thermoelements (w) geschlit/i ist.

3. Probenehmer nach Anspruch 1 oder 2. da durch gekennzeichnet, daß das Quarz-U-Rohr (1) in Schlitzen der Kappe (d) für das Entnahmerohr (n) eingelegt ist.