DE4403286C1 - Keramische, in zwei Hälften längsgeteilte Sonde zur Probenahme aus schlackebehafteten Stahlschmelzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine keramische, in zwei Hälften längsgeteilte Sonde zur Probenahme aus schlackebe­ hafteten Stahlschmelzen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Sonden werden benötigt, um Proben aus einem Stahlwerkskonverter auch während des Blasprozesses zu entnehmen. Sie sind beispielsweise in der DE 28 49 333 C3 beschrieben.

Aus der DE 41 01 155 A1 ist es ferner bekannt, daß bei erschwerten Einsatzbedingungen, wie große Ein­ tauchtiefe in das Schmelzbad des Konverters oder auch bei hohen Schmelztemperaturen, Schwierigkeiten auftreten, um einen glatten, gratfreien Probenkörper zu erhalten, der wenig Arbeitsaufwand bei der Vor­ bereitung der Probe zum Einsatz in einem Spektrometer erfordert. Die dort beschriebene Sonde genügt in den meisten Fällen jedoch den gestellten Anforderungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Verbesserung der bekannten Sonden hinsichtlich der Qualität der Proben zu erreichen, insbesondere bei häufigem Wechsel der herzustellenden Stahlqualitäten und der damit verbundenen erheblichen Schwankungsbreite der Schmelzentemperatur.

Diese Aufgabe wird durch eine Sonde mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

In einer ersten Ausführungsform der Erfindung entspricht die Breite des Metallblechstreifens der Dicke der Probe zuzüglich der Tiefe der Nuten. In einer zweiten Ausführungsform ist der Metallblechstreifen längs­ geteilt, also zweiteilig ausgebildet, wobei die Teile eine solche Breite aufweisen, daß die Metallblech­ streifen in jeder Formhälfte mit der Sondentrenn­ fläche bündig abschließen. Eine gratfreie Ausbildung der Proben und eine gute Füllung des Probenhohlraumes, unabhängig von der Schmelzentemperatur, wird auch dadurch erzielt, daß gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Entlüftungskanäle über einen Teil ihrer Länge im Querschnitt erweitert und in diese Erweiterung metallische Hülsen eingelegt sind. Damit ist es möglich den Querschnitt der Entlüftungsbohrungen größer zu wählen, als in der DE 41 01 155 A1 beschrieben wurde, so daß ein hinreichend schnelles Entweichen der Luft aus dem Inneren gewährleistet ist und andererseits verhindert wird, daß bei einer sehr hohen Schmelz­ badtemperatur die Schmelze durch die Entlüftungs­ bohrungen nach außen dringt. Die eingelegten Metall­ hülsen bewirken ein Erstarren der Schmelze in den Entlüftungskanälen selbst.

Die Vorteile der Sonde liegen darin, daß einerseits auch bei großen Temperaturschwankungen der Stahl­ bäder im Konverter bei Temperaturdifferenzen über 200 °C von Schmelze zu Schmelze der Formhohlraum stets gefüllt und kompakte Proben ohne Einschlüsse und Fehler an der Oberfläche erreicht werden und andererseits eine Gratbildung, die nur durch auf­ wendige Schleif- oder Stanzarbeiten beseitigt werden könnte, vermieden wird. Dadurch wird eine Sonde zur Verfügung gestellt, die auch unter extremen Einsatz­ bedingungen Proben hervorragender Qualität liefert.

Anhand der Zeichnungen, die zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen, soll diese näher beschrieben werden. Hierbei zeigen die Fig. 1, 3, 5 und 7 je eine Hälfte einer Probenahmesonde in Sicht auf die Trennflächen, während die Fig. 2 und 6 jeweils Schnitte nach der Linie A-B zu den jeweiligen Fig. 1 und 5 und die Fig. 4 und 8 Schnitte nach der Linie C-D nach Fig. 5 bzw. 7 darstellen.

In den Zeichnungen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen.

Die Figuren zeigen jeweils eine Hälfte einer keramischen, längsgeteilten Sonde 1, wobei die Fig. 1, 3, 5 und 7 Draufsichten auf die Trennfläche 2 darstellen. Jeweils hälftig in die Sonde 1 sind von der Trennfläche 2 ausgehend ein Formhohlraum 3, eine Schlackenfang­ kammer 4 und ein beide Räume verbindender rohrförmiger Kanal 5 eingearbeitet, der teilweise aus einem Quarzrohr 6 gebildet ist. Die Schlackenfangkammer 4 ist mit einem Einlaufkanal 7 versehen, der in der Stirnfläche 8 (Eintauchseite) der Sonde 1 mündet.

An der höchsten Stelle des Formhohlraumes 3 in der Eintauchposition sind Entlüftungskanäle 9 vorgesehen, die über einen Teil ihrer Länge zur Aufnahme metallischer Hülsen 10 erweitert sind.

Wie bereits in der DE 41 01 155 A1 beschrieben, können weitere Entlüftungsöffnungen (nicht eingezeichnet) angebracht werden, die in Querschnitt und Anordnung den dort beschriebenen entsprechen gegenüber diesen weisen die Entlüftungskanäle 9 gemäß der vorliegenden Ausgestaltung einen vergrößerten freien Querschnitt auf.

Die Formhohlräume 3 sind in der Sonde 1 derart angeordnet, daß ihre Grundflächen 11 zur Trennfläche 2 parallel liegen. In die Grundfläche 11 jeden Teiles der hälf­ tigen Sonde 1 sind außen umlaufend eine Nut 12 (Fig. 3 und 4) eingearbeitet, in die ein Metallblechstreifen 13 (Fig. 1 und 3) eingelegt ist, der dann die Mantel­ fläche des Formhohlraumes 3 bildet.

In einem ersten Ausführungsbeispiel, dargestellt in den Fig. 1 bis 4, ist der Metallblechstreifen einstückig ausgebildet, und weist eine Breite auf, die dem Abstand der beiden Grundflächen 11 zuzüglich Tiefe beider Nuten entspricht. Die Metallblechstreifen 13 sind in den beiden Nuten 12 eingeschlickert. In die Metallblechstreifen 13 sind Ausnehmungen einge­ arbeitet, die mit den Entlüftungskanälen 9 und dem rohrförmigen Kanal 5 korrespondieren.

Ein anderes Ausführungsbeispiel der Sonde 1 ist in den Fig. 5 bis 8 dargestellt. Hier ist der in den Nuten 12 der Formhohlräume 3 eingesetzte Metallblech­ streifen 13 quasi mittig längsgeteilt, so daß die beiden Teile im Einsatz in die Nuten 12 mit der Trenn­ fläche bündig abschließen. Auch diese Ausbildungsform vermeidet eine Gratbildung an den Proben durch in den Spalt zwischen den Trennflächen 2 eventuell ein­ sickerndes Metall, da durch den Abschreckeffekt der Metallblechstreifen ein Eindringen des flüssigen Stahls verhindert wird.

Claims (4)

1. Keramische, in zwei Hälften längsgeteilte Sonde zur Probenahme aus schlackebehafteten Stahlschmelzen mit einem scheibenförmigen, sich in beide Hälften erstreckenden Formhohlraum für die Probe, wobei der Formhohlraum Entlüftungskanäle aufweist und wobei die beiden Grundflächen des Formhohlraumes parallel zu den Trennflächen der Sonde liegen, mit einer in Einlaufrichtung der Schmelze vor dem Formhohlraum angeordneten Schlackenfangkammer, mit einem die Schlackenfangkammer mit dem Formhohlraum verbindenden rohrförmigen Kanal und mit einem in einer Stirnfläche der Sonde mündenden Einlaufkanal für die Schmelze, dadurch gekennzeichnet, daß in die Grundflächen (11) des Formhohlraumes (3) der Hälften der Sonde (1) außen umlaufend jeweils eine Nut (12) eingearbeitet ist, daß in mindestens eine Nut (12) ein die Mantelfläche des Formhohlraumes (3) bildender Metallblechstreifen (13) eingelegt ist und daß in den Metallblechstreifen (13) Ausnehmungen eingearbeitet sind, die mit den Entlüftungskanälen (9) und dem rohrförmigen Kanal (5) korrespondieren.

2. Keramische Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Metallblechstreifens (13) dem Abstand der Grundflächen (11) des Formhohlraumes (3) voneinander zuzüglich der Tiefe der Nuten (12) entspricht.

3. Keramische Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in beide Nuten (12) jeweils ein Metallblechstreifen (13) eingelegt ist, wobei die Metallblechstreifen (13) mit den Trennflächen (2) der Sonde (1) bündig abschließen.

4. Keramische Sonde nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungskanäle (9) über einen Teil ihrer Länge zur Aufnahme metallischer Hülsen (10) im Quer­ schnitt erweitert sind.