Устройство для отбора проб жидкого чугуна Советский патент 1992 года по МПК G01N1/10 

Изобретение относится к технике про- боотбора и может быть использовано в металлургии для отбора проб жидкого чугуна.

Известно устройство для отбора проб жидкого металла, содержащее огнеупорный стакан с отверстием в боковой стенке для затекания металла.

Недостатком этого устройства является невозможность его использования с помощью пневмозонда для контроля жидкого металла из-за бокового подвода металла,

Известно также устройство для отбора проб жидкого металла, содержащее металлопровод, расположенный на оси устройства и изложницу с прибыльной полостью, состоящую из двух половин (прототип).

Недостатком известной конструкции является то, что первая порция относительно холодного и загрязненного металла поступает непосредственно в камеру формирования пробы. Ее заполнение идет с большой скоростью, что приводит к образованию в пробе раковин, плен, включений спели.

Всплывающие загрязнения попадают вначале в камеру формирования пробы, а лишь затем в прибыльную полость, При кристаллизации металла часть всплывающих загрязнений остается в пробе.

Выход металлопровода расположен в нижней части камеры формирования пробы. Вследствие этого при отборе проб требуется длительная выдержка устройства в погруженном состоянии до полной кристаллизации пробы. При кратковременной выдержке происходит вытекание незакристаллизовавшейся части пробы.

VJ

О СП

ч

ел

Низкое качество пробы вследствие быстрого заполнения, наличия включений или вытекания части металла требует ее переплавки для проведения рентгеновского или квантометрического анализа.

Цель изобретения - повышение достоверности анализа за счет плавного заполнения и удаления включений, а также упрощение конструкции и повышение удобства эксплуатации.

Указанные цели достигаются тем, что в известном устройстве для отбора проб, содержащем изложницу выполненную из двух половин с углублениями для формирования проб, прибыльную надставку, металлопро- вод и выпоры половины изложницы выполнены с вырезами, а устройство снабжено П-образной вставкой, установленной внутри изложницы в ее вырезах с образованием камер формирования проб, ограниченных углублениями и вертикальными стенками П- образной вставки, а выход металлопровода размещен в полости вставки выше верхнего уровня камер формирования проб, при этом полость П-образной вставки в своей верхней части сообщена с прибыльной надставкой посредством отверстия в горизонтальной стенке вставки, а в нижней - с камерами формирования проб. Помимо этого выпоры выполнены в виде пазов, соеди- няющих камеры формирования проб с полостью прибыльной надставки,

Сравнение заявляемого устройства с другими техническими решениями показы- вают, что наличие П-образной вставки с отверстием в горизонтальной стенке, расположенной в вырезах половинок изложницы и образующей камеры формирова- ния проб позволяет получить две одинаковые пробы одновременно, это обеспечивает повышение надежности анализа. Кроме того, это снижает количество примесей в пробе за счет их всплывания в прибыльную надставку из внутренней части П-образной вставки, минуя камеры формирования проб, Вырезы, соединяющие внутреннюю часть П-образной вставки и камеры формирования проб, которые могут быть выполнены в половинках изложницы или в самой вставке, обеспечивают заполнение камер формирования проб чугуном снизу, что способствует снижению количества пустот в пробе за счет более спокойного заполнения. Разогрев затекающим в изложницу металлом, вертикальных стенок П-образной вставки, которые являются внутренними гранями камер формирования проб, вызывает смещение пор, усадочной раковины и включений к внутренним граням

проб, т.е. удаление их от анализируемой поверхности.

Это обеспечивает повышение качества пробы. Возможность выполнения половинок изложницы симметричными, а выпоры в виде указанных выше пазов обеспечивает упрощение изготовления устройства, а также удаление затекшего в выпоры чугуна, т.е. упрощает подготовку к пробоотбору.

На фиг. 1 показан общий вид устройства для отбора проб жидкого чугуна, размещенного в измерительном пневмозонде, продольный разрез; на фиг.2 - одна половина изложницы устройства; на фиг.З - П-образ- ная вставка.

Устройство для отбора проб жидкого чугуна состоит из двух симметричных половинок 1 изложницы, которые могут быть выполнены из металла, например, из стали, имеющих углубления 2, в которых размещена П-образная вставка 3. В горизонтальной стенке 4 П-образной вставки выполнено отверстие 5, соединяющее внутреннюю часть 6 вставки с прибыльной надставкой 7. В половинках изложницы выполнены углубления 9, которые вместе с боковыми стенками 9 П-образной вставки образуют камеры 10 формирования проб. Внутри П-образной вставки размещен металлопровод 11, в качестве которого может быть использована трубка из кварцевого стекла, Внутренняя часть 6 П-образной вставки 3 и камеры 10 фрмирования проб соединены вырезами 12, которые могут быть выполнены как в половинках изложницы (фиг.2), так и в самой вставке (фиг.З). В верхней части камер 10 формирования проб расположен выпоры 13, выполненные в виде пазов соединяющих камеры 10 формирования проб с плоскостью разъема изложницы и прибыльной надставки 7. Устройство для отбора проб жидкого чугуна размещено внутри корпуса транпортного блока 14. В верхней части транспортого блока расположены эластичные манжеты 15. Металлопровод крепится в гильзе 16, выполненной из картона с помощью набивки 17 из мягкого материала, например, каолиновой ваты и жидкого стекла. Картонная же гильза с металлопроводом закреплена в нижней части корпуса транспортного блока, например, с помощью резьбы. В нижней части картонной гильзы закреплен металлический колпачок 18 с боковыми отверстиями 19, закрытыми бумажной лентой 20.

Транспортный блок размещен в нижней части измерительного пневмозонда, который содержит водоохлаждаемый корпус 21, состоящий из трех концентрических труб, две из которых приварены к медной головке

22. Внутри корпуса размещается ствол 23, содержащий наружную 24 и внутреннюю 25 трубы, и седло 26, отверстия 27 соединяют внутреннюю часть транспортного блока с зазором между трубами 24 и 25, который сообщается с атмосферой. По зазору между корпусом 21 и стволом 23 подается сжатый воздух и кислород.

Центральный канал пневмозонда, образованный трубой 2Б.соединен с трубопроводом сжатого воздуха.

Устройство работает следующим образом.

Перед отборов пробы труба 25 пневмо- зонда посредством стыковочного устройства соединена с системой пневмопочты. Транспортный блок с устройством для отбора проб по системе пневмопочты поступает в пневмозонд и упирается в седло 26 при этом защитная гильза 16 выходит за пределы головки 22 зонда. Пневмозонд расстыковывается с пневмопочтой. Его центральный канал, образованный трубой 25 закрывают клапаном и подают туда сжатий воздух, удерживающий транспортный блок от всплывания при погружении в металл Одновременно в зазор между корпусом 21м центральным стволом 23 подается сжатый воздух на отдув, что предотвращает затекание жидкого чугуна в щелевой зазор между защитной гильзой 16 и головкой 22 зонда.

Зонд погружается на глубину, задаваемую комзидоаппаратом, включенным в цепь управления приводом зонда Сгорает бумажная лента 20 и жидкий чугун через отверстия 19 в колпачке 18 поступает в ме- таллопровод 11 Первая порция чугуна, поступающая в холодный металлопровод, охлаждается наиболее рильно, вследствие чего обпадаёт плохими ;литейными свойствам и наиболее загрязнена спелью, через отверстие 5 попадает в прибыльную надставку 7. Металлопровод после прохождения первой порции чугуна нагревается, а в резупьтате подъема уровня металла в ме- таллопроводе и, вследствие этого уменьшения ферростатического давления, движение металла стабилизируется и его скорость снижается, Вследствие этого дальнейшее заполнение изложницы происходит белее спокойно Во внутреннюю часть П-образ- ной в ставкм поступает более горячий и чистый металл, Из нее металл через вырезы 12 поступает в камеру 10 формирования пробы. Нижний подвод металла в камеру формирования пробы и плавное заполнение способствует повышению качества пробы. Скорость металла во внутренней части П- образной вставки направлена вниз и меньше, чем в мегаллопроводе вследствие относительно большого проходного сечения Это способствует улучшению всплывания загрязнений, которые удаляются в прибыльну-к надставку, минуя объем пробы Проходя по внутренней части П-образной вставки, металл разогревает ее вертикальные стенки, поэтому при кристаллизации чугуна, газовые и неметаллические включения,

0 попавшие в камеру формирования пробы, смещаются к этой стенке Так как анализи- руют противоположную поверхность пробы, это также повышает ее качество. Воздух из камеры формирования пробы вытесняет5 ся хидким металлом через выпор 13 и, далее, ч-ерез плоскость соприкосновения прибыльной надставки и половинок изложи- цы в й&зор между трубами 24 и 25, соединенны й-и с атмосферой Размещение вставки в

0 вырезах половик изложницы препятствует вытеканию чугуна в зазор между изложницей и транспортным блоком Расположение выхода из метзллопровода выше камер форми- ровэння проб позволяет извлекать

5 устройство из металла до его полной кристаллизации без опасности вытекания пробы.

Пдале выдержки в жидком чугуне, необходимой для заполнения изложницы, пнев0 гёозвнд, с помощью привода, поднимают.

Пн§вмоэонд стыкуют с пневмопочтой и извлекают па не ID транспортный блок из- /тожн ну охлбждаютя разбирают. Внешние йОЕврхности проб шлифуют и подвергают

5 ршҐгечовско яу или квантометрическому .

VeSpowef во подготавливают к повторно- Щ$ ф§1боогб0р. Для этого очищают, если ЩШ1б Выпори йт скрапин чугуна, вклады0 v&gyt в tfoprtyfi транспортного блока обе половины излояшйцы, помещают между ними ноеую или бывшую в употреблении П-образ- ную вставку и закрепляют в донной части корпуса карточную гильзу с металлопрово

5 дом На изложницу устанавливают прибыльную надставку и закрывают корпус пробоотборного блока крышкой с манжетами,

Применение металлической изложницы

0 обеспечивает быстрое охлаждение и кристаллизацию пробы, что позволяет получить структуру белого чугуна, а также использовать изложницу и проибыльную надставку многократно. Признаки, обеспечивающие

5 спокойное заполнение камеры формирования пробы металпа, позволяют получить удовлетворительное качество анализируемой поверхности. В результате получается , пригодная для рентгеновского или кв нтометрического анализа, не требующая

переплавки. Получение двух проб одновременно повышает надежность анализа Формула изобретения 1. Устройство для отбора проб жидкого чугуна для рентгеновского и квантометриче- ского анализа, содержащее изложницу, выполненную из двух половин с углублениями для формирования проб, прибыльную надставку, металлопровод и выпоры, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности анализа, половины изложницы выполнены с вырезами, а устройство снабжено П-образной вставкой, установленной внутри изложницы в ее вырезах с образованием камер формирования проб,

0

5

ограниченных углублениями и вертикальными стенками П-образной вставки, выход ме- таллопровода размещен в полости вставки выше верхнего уровня камер формирования проб, при этом полость П-образной вставки в своей верхней части сообщена с прибыльной надставкой посредством отверстия в горизонтальной стенке вставки, э в нижней - с камерами формирования проб.

2. Устройство поп. 1,отличающее- с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения удобства эксплуатации, выпоры выполнс ы а виде пазов, соединяющих камеры формирования проб с полостью прибыльной надставки.

Изобретение может быть использовано в химической и металлургической промышленности для отбора проб расплавов из емкостей. Сущность изобретения заключается в создании условий, снижающих количества примесей и пустот в отвержденной пробе расплава, что повышает качество пробы. С этой целью устройство, содержащее изложницу, выполненную из двух половин с углуб- лениями для формирования проб, прибыльную надставку и металлопровод, снабжено П-образной вставкой, установленной внутри изложницы с образованием камер формирования проб, ограниченных углублениями и вертикальными стенками П- образной вставки. Полость П-образной вставки в своей верхней части сообщена с прибыльной надставкой, а в нижней - с камерами формирования проб. Такое решение обеспечивает всплывание примесей в прибыльную надставку, минуя камеры формирования проб. Количество пустот в пробе снижается за счет более спокойного заполнения устройства. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. со с

рия.2.

Фиг. 3.