Способ отбора проб жидкого металла и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК G01N1/10 

Изобретение относится к подучению и пооготовке обраацЬв апя исследования в жиаком или текучем состоянии, в частности к отбору проб жидких металлов. Известен способ отбора проб для определения содержания водорода в жидкой стали, который включает аапопненне пробоотборника жидким метйлпом, криста ллизацию пробы за счет отдачи тепла металлоприемнику и охлаждения затвердевшей пробы в воде. Устройство для осушествления этого способа содержит кварцевую трубу, ааключеннуюю в стальной кожух, с зазором между кожухом и кварпеяой трубой, заполненной огнеупорным цементом fl 3 . Недостатки .способа - ограниченная область применения (прейК)|у1Ц1ественно для низколегиройанных сталей), малый диаметр отбираемых проб (5-6мм), что не позволяет провести анализ неметаллических включений в металле, увеличение же диаметра отбираемых проб не обеспечивает кристаллизации жидкой сердцевины вследствие недостаточного теплоотвода. Известен способ отбора проб жидкого металла, включающий заполнение пробоотборника жидким металлом, охлаждение жидкого металла с помш1Ью охлаждающей Ма;ссы, причем охлаждение проводят сдноременно с заполнением пробоотборника жидким металлом. Устройство для осуществения этого способа отбора проб жидкого металла содержит- пробоотборник, включающий корпус с расположенным внутри него метал- лоприемником t. Недостатком этого способа является невозможность получения непрерывной пробь по всей глубине кристаллизующегося слитка, чтр обусловлено тем, что так как охлаждающая масса находится в пробо отборнике до заполнения его жидким металлом, первые объемы жидкого расплава вошедшие в нижнюю часть металлоприем/ника, кристаллизуются, заполнив только Часть Г11еталлоприемника, исключая дальнейшее его. заполнение. . Целью изобретения является получение непрерывной пробы по всей глубине кристаллизующегося слитка. Указанная цель достигается техническим решением, представляющим собой новый способ отбора проб жидкого металла, включающий заполнение пробоотборники жидким металлом и охлаждение жидко го металла с помощью охлаждающей массы, осуществление которого обуславливает Ся применением устройства (шределейной новой конструкции. Предлагаемый способ отличается от известного тем, что охлаждение проводят после .заполнения пробоотборника жидким металлом. Такой способ может быть осуществлен устройством нЬвой конструкции для отбо- ра проб Жидк( металла, содержащим пробоотборник, вклкяаквдий корпус с расположеннь1М внутри него металлоприемни ком. Отличие устройства, позволяющего осуществить новый способ состоит в том, что корпус выполнен в верхней части в виде воронки, заполненной охлаждаюлией массой, снабжен коаксиально расположенным между корпусом и металлоприемй ком запорным элементом и установлен с ВОЗМОЖНОСТЬЮ вертикального перемещения. На чертеже изображен продольный разрез устройства для осуществления способа. Устройство содержит пробоотборник, включающий корпус 1, металлоприем ник 2, воронку 3 с охлаждающей массой 4, запорный элемент 5, опирающий ;ся на верхний срез металпоприемника с помошью стержня 6, и упор 7 служащий для сообщения корпусу вертикального перемещения. Устройство работает следующим образом. Пробоотборник в софанном виде, нагретый до температуры 500-600 ° С,вертикальновручную вводят в ЖИДКИЙ расплав, который под действием ферростатического давления заполняет полость металлоприемника 2 через его нижшш открытый канал, причем уровень расплава в металлоприемнике должен во время погружения соответствовать уровню расплава, окружающего пробоотборник. Когда нижний конец метаплоприемника упрется в донную часть слитка, корпус 1 продолжают опускать вниз под действием силы, приложенной к упору 7. Перемещение корпуса открывает запорное устройство 5, освобождает нижнюю часть воронки и в образовавшуюся круговую цепь подают охлаждающую массу в полость между корпусом и металлоприемником . После кристаллизации пробы устройство извлекают из расплава, металлойриемник освобожают от корпуса, охлождают, разбивают и полученную пробу отдают на анализ. Способ отбора проб жидкого металла с применением устройств состоит в слеуюшем: пробоотборник вводят в жидкий асплав, который заполняет полость металпоприемника; после заполнении металлориемнвка подают охлаждающую массу, аатем выдерживают в течение 5-10 с . до полной кристаллизации пробы, мета1ь лоприемник освобождают от корпуса, охлаждают с пробой на воздухе в течение с, затем разбивают металлоприемник и полученную пробу отда- д ют на анализ.

Пример.

Было изготовлено устройство для отбо, ра непрерывных проб по всей глубине кри сталлизующегося слитка, описанное в пред. латаемом изобретении. Устройство состояло из металлоприемника диаметром 22 и длиной 1650 мм,.корпуса с воронкой вверху,. заполненной порошкообоазной охлаждающей массой, например, хлоридом jn натрия, объем которой был равен объему полости между металлоприемником и корпусом, и .запорного устройства, открываюшегося после полного заполнения метап лоприемника. Устройство было опробовано 25 для отбора непрерывных проб по всей глубине кристаллизующегося слитка весом 3,2 т стали 45,

После погружения, выдержки в течение 1О с и извлечения устройству из распла- , ва металлоприемник вместе с закристал-

,лизовавшейся пробой сослаждали на воздухе и разбивали. Освобожденная от метал лоприемника проба представляла собой цилиндр диаметром 22 и длиной 1400 мм равной длине жидкой части слитка.

Поломка пробы в нескольких местах показала, что поперечное сечение пробы не имело пустьт и представляло собой плотную структуру, пригодную для изготовления образцов для изучения распределения и химанализанеметаллических включений и растворенных в металле газов. Отбор пробы производился через 1О мин после наполнения изложницы металлом. Применение способа отбора проб жид.кого металла, осуществляемое устройством для этой цели, дает возможность отбирать непрерывные пробы металла по высоте кристализующегося слитка, фиксировать в них распределение неметаллических включений газов и химических элементов по высоте слитка в процессе кристаллизиции и основано на применении неразрушающих методов исследования.

После отбора проб по предложенному способу осуществляемому предлагаемым устройством, слиток металла направляется на дальнейший предел, что составляет экономию около 1ОО руб. на. тонну металла слитка.

1 .Способ отбора проб жидкого металла, включающий заполнение пробоотборника жидким металлом и охлаждение жидкогоме. талла с п омошью охлаждающей массыд ад-- . njt ч а. ю щ и и с я тем, что, с цепью получения непрерывной пробы по всей глу.бнне кристаллизующегося слитка, аапеокдение проводят nocTie заполнения пробе отборника жидким металлом. 2. Устройстводля осуществления способа по п. 1, содержащее пробоотборник, включающий корпус с расположенным внутри него металлоприемником, отличающееся тем, что корпус выпол |Нен в верхней части в виде воронки; .заполненной охлаждающей массой, снаб жен коаксиально расположенным между корпусом и металлоприемником .запорным элементом и установлен с возможностью (Л вертикального перемещения. 2 Vj 00 4 С