Устройство для взятия пробы расплавленного металла Советский патент 1991 года по МПК G01N1/10 

сл

с

Изобретение относится к металлургии. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности и качества пробы расплавленного металла. При расплавлении фиксатора, выполненного из легкоплавкого материала, пробоотборная емкость в виде стакана из огнеупорного материала, установленная на фиксаторе на уровне нижнего края пробозаборного окна, опускается на верхний торец заглушки, закрывающей снизу центральное отверстие корпуса. Через открытое пробозаборное окно расплав затекает в стакан, высота которого не менее высоты пробозаборного окна. Извлечение пробы присходит путем выбивания через отверстие с помощью заглушки, расстояние от верхнего торца которой до фиксатора выбирается равным не более высоты стакана. 1 ил.

Изобретение относится к металлургии, а точнее к устройствам для взятия проб в. жидком или текучем состоянии, и может найти применение на металлургических заводах для взятия проб расплавленного металла, например жарорпрочных сплавов на никелевой основе, выплавляемых в вакуумных индукционных печах.

Известно устройство для отбора пробы жидкого металла, включающее корпус с крышкой, снабженной подпружиненным штоком, причем крышка имеет форму внутренней поверхности корпуса.

Недостатками данной конструкции являются необходимость в переливе пробы расплава в специальную форму, ограниченность использования устройства при взятии, проб расплава металла из тигля вакуумной индукционной печи и возможность попадания шлака в полость корпуса.

Наиболее близким к изобретению является устройство для взятия пробы расплавленного металла, включающее корпус с пробоотборной емкостью и пробозаборным отверстием, коаксиально расположенный в защитном стакане с подпружиненным толкателем, причем корпус и стакан выполнены со сквозными отверстиями, расположенными перпендикулярно вертикальной оси устройства выше пробоотборной емкости, выполненная в виде стакана из огнеупорного материала и установленная на фиксаторе, причем высота стакана должна быть не менее высоты пробозаборного окна, а расстояние между верхним торцом заглушки и фиксатором - не более высоты стакана.

Существенными признаками, отличающими изобретение от прототипа, являются: снабжение корпуса центральным отверстием, закрытым снизу заглушкой, внутри которого размещена пробоотборная емкость;

о ю ел

( о

выполнение пробоотборной емкости в виде стакана из огнеупорного материала; размещение пробоотборной емкости на фиксаторе на уровне нижнего края пробозаборного окна; выполнение стакана не менее высоты пробозаборного окна; выбор расстояния между верхним торцом заглушки и фиксатором не более высоты стакана

Снабжение корпуса центральным отверстием, закрытым снизу заглушкой, внутри которого размещена пробоотборная емкость, способствует надежному ее перемещению вниз при плавлении легкоплавкого фиксатора за счет разных коэффициентов теплового расширения материала корпуса и стакана. Кроме того, исключается возможность попадания шлака, находящегося на поверхности расплава, так как до расплавления легкоплавкого фиксатора пробоза- борное окно полностью перекрыто пробоотборным стаканом, боковые стенки которого плотно прилегают к внутренней стенке корпуса.

Выполнение пробоотборной емкости в виде стакана из огнеупорного материала исключает приваривание пробоотборной емкости к корпусу устройства.; Извлечение пробы из устройства значительно упрощается при разрушении стакана из огнеупорного материала механическим путем вследствие значительной разницы внутреннего диаметра корпуса и размеров пробы. Кроме того, за счет уменьшения усадочной раковины и большой стойкости огнеупорного материала в сравнении с материалом корпуса улучшается качество пробы.

Размещение пробоотборной емкости на фиксаторе на уровне нижнего края пробозаборного окна обеспечивает его удержание в положении, полностью перекрывающим пробозаборное окно, а при рас- плавлении легкоплавкого фиксатора происходит опускание стакана на верхний торец заглушки, В результате открывается пробозаборное окно, что обеспечивает заполнение пробоотборной емкости расплавленным металлом, не содержащим шлаков.

Выполнение стакана высотой не менее высоты пробозаборного окна обеспечивает плотное закрытие пробозаборного окна в исходном положении, исключение попадания шлака в npoby и затекания расплава на верхний торец заглушки.

Выбор расстояния между верхним торцом заглушки и фиксатором не более высоты стакана обеспечивает полное удаление расплава, находящегося выше уровня емкости стакана через пробозаборное окно при подъеме устройства. Кроме того, исключается кристаллизация остатков металлов на

стенках центрального отверстия ниже нижнего края пробозаборного окна, т.е. улучшается надежность извлечения пробы из устройства.

Таким образом, достигается повышение эксплуатационной надежности и повышение качества пробы расплавленного металла,

В предложенном устройстве стакан из

0 огнеупорного материала в совокупности с другими признаками одновременно выполняет функцию 3ai вора пробозаборного окна и пробозаборной емкости.

На чертеже изображено устройство, по5 перечный разрез.

Устройство для взятия пробы расплавленного металла содержит корпус 1, снабженный центральным сквозным отверстием 2 и пробозаборным окном 3, Внутри цент0 рального сквозного отверстия 2 размещена пробоотборная емкость 4, выполненная в виде стакана из огнеупорного материала, внутренняя полость которого может быть разной конфигурации Стакан 4 установлен

5 на уровне нижнего края пробозаборного окна 3 на фиксаторе 5, выполненном из легкоплавкого материала и расположенном перпендикулярно вертикальной оси устройства. Фиксатор 5 крепится в пазах 6 и для

0 предохранения от заливки жидким металлом замазывается огнеупорной глиной. Высота стакана 4 должна быть не менее высоты пробозаборного окна 3. В нижней части центральное сквозное отверстие 2 закрыто

5 заглушкой 7, верхний торец которой размещен от фиксатора 5 на расстоянии, не более высоты стакана. В верхней части к корпусу 1 прикреплен подъемный механизм 8,

Позицией 9 на чертеже обозначен ти0 гель с расплавленным металлом.

Устройство работает следующим образом.

В собранном виде устройство опускается в тигель 9 вакуумной индукционной печи

5 так, чтобы пробозаборное окно 3 находилось ниже уровня зашлакованного металла. Под действием высоких температур фиксатор 5 расплавляется, в результате чего стакан 4 под действием собственного веса

0 скользит вдоль стенки центрального отверстия 2, опускается на верхний торец заглушки 7. При этом полностью открывается пробозаборное окно 3, через которое расплавленный металл затекает в пробо5 отборную емкость 4. После заполнения устройство с помощью подъемного механизма 8 поднимается вверх.

Лишний металл, находящийся выше уровня стакана 4, стекает через пробозаборное окно 3 в тигель 9. Поднятое из расплава устройство охлаждают в вакууме, а затем на воздухе. После чего удаляют стакан 4 с пробой из устройства путем выбивания с помощью заглушки 7 через центральное отверстие 2. При разрушении стакана из огнеупорного материала механическим путем возможно извлечение пробы из устройства через пробозаборное окно 3. Далее плотно устанавливают заглушку 7 в центральное отверстие 2 корпуса 1. В пазы 6 вставляют фиксатор 5 и замазывают огнеупорной глиной. Далее на фиксатор устанавливают новый пробоотборный стакан, Устройство вновь готово к работе.

Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства в сравнении с прототипом обусловлены наибольшей надежностью работы устройства при много- кратном его использовании для взятия проб жаропрочных вакуумных сплавов на никеле- вой основе, а также обусловлены получением проб с более сложной геометрией и лучшим качеством поверхности за счет иск-

лючения возможности загрязнения пробы шлаком и другими включениями, Формула изобретения Устройство для взятия пробы расплавленного металла, содержащее корпус с про- боотборной емкостью и пробозаборным окном, фиксатор, выполненный из легкоплавкого материала и размещенный перпендикулярно оси устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности и повышения качества пробы расплавленного металла, корпус выполнен с вертикальным осевым отверстием, снабженным заглушкой, размещенной в нижней части корпуса, фиксатор установлен на уровне нижнего края пробозаборного окна, а пробоотбор- ная емкость выполнена в виде стакана из огнеупорного материала и установлена на фиксаторе, причем высота стакана должна быть не менее высоты пробозаборного окна, а расстояние между верхним торцом заглушки и фиксатором - не более высоты стакана.