УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБЫ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА Российский патент 1998 года по МПК G01N1/10 

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к устройствам для отбора пробы металла из расплава.

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].

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.

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].

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.

Задачей изобретения является обеспечение быстрой кристаллизации, повышение плотности структуры и улучшение поверхности пробы.

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%.

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и, следовательно, заявляемое решение имеет изобретательский уровень.

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.

При пористости огнеупорной ампулы менее 20% затрудняется выход воздуха и образующихся газов из пробозаборной полости, полость не заполняется металлом.

При пористости ампулы более 70% наблюдается недостаточная ее прочность, проба не извлекается из расплава, так как устройство разрушается в нем.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид предлагаемого устройства.

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.

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.

Предлагаемое устройство применяется в металлургии и предназначено для отбора проб жидкого металла.

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.

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

Устройство для отбора пробы жидкого металла содержит огнеупорную ампулу, изготовленную из пористого материала с пористостью 20-70 %, имеющую отверстие, покрытое металлической фольгой. Ампула имеет металлический холодильник, расположенный в ее донной части и выполненный в виде стаканчика с боковым отверстием, совпадающим с отверстием в ампуле. Устройство позволяет получить высокое качество пробы за счет быстрой кристаллизации пробы жидкого металла. 1 ил.

Устройство для отбора пробы жидкого металла, содержащее огнеупорную ампулу с отверстием, перекрытым металлической фольгой, снабженную металлическим холодильником, расположенным в ее донной части, отличающееся тем, что холодильник выполнен в виде стаканчика с боковым отверстием, совпадающим с отверстием в ампуле, которая изготовлена из пористого материала с пористостью 20 - 70 %.