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Dokumentenidentifikation DE3541326C2 02.09.1993
Titel Meß- und/oder Probenahmesonde für Metallschmelzen
Anmelder Heraeus Electro-Nite International N.V., Antwerpen, BE
Erfinder Bollen, Theo Pieter Clement, Genk, BE
Vertreter Grimm, E., Dipl.-Phys., Pat.-Ass., 6050 Offenbach
DE-Anmeldedatum 22.11.1985
DE-Aktenzeichen 3541326
Offenlegungstag 27.05.1987
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 02.09.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.09.1993
IPC-Hauptklasse G01N 1/10
IPC-Nebenklasse G01N 33/20   G01D 21/00   G01K 1/12   F27D 21/00   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung von Messungen in Metallschmelzen, insbesondere zum Messen der Temperatur, und/oder zur Entnahme von Proben, die einen, vorzugsweise aus einem Körper aus gebundenem Gießereisand bestehenden Tauchmeßkopf enthält, der in das vordere Ende eines Rohres aus Pappe und/oder einer rohrförmigen Umhüllung aus einem feuerfesten Material gesteckt ist und zum Halten einer Meßeinrichtung, insbesondere eines in einem Quarzrohr angeordneten Thermoelementes, das gegenüber dem Ende des Meßkopfkörpers nach außen vorsteht und/oder einer innerhalb des Rohres aus Pappe bzw. der Umhüllung liegenden Kokille zur Entnahme von Proben dient, wobei die gegenüber dem Ende des Körpers des Meßkopfes vorstehenden Teile der Meßeinrichtung mit einer oder mehreren Kappen oder Hauben abgedeckt sind.

Derartige Vorrichtungen sind bekannt und werden in großem Umfang zur Durchführung von Messungen in Metallschmelzen und zur Entnahme von Proben benutzt.

Aus der US-PS 40 93 193 ist eine Vorrichtung zur Bestimmung der Temperatur von Metallschmelzen bekannt, die einen Meßkopf enthält, der in das vordere Ende eines Rohres aus Pappe eingesteckt wird, um das an seinem Eintauchende Schichten aus keramischem Papier gewickelt sind, die ein organisches Bindemittel enthalten. Darüber wird eine weitere Schicht aus einem geeigneten Material spiralförmig gewickelt. Für dieses Material wird die Verwendung von dünnem Papier oder einer Aluminiumfolie vorgeschlagen. Die äußere Schicht dient ausschließlich dem Zweck, zu verhindern, daß sich die keramische Schicht beim Gebrauch der Lanze abwickelt.

Aus der US-PS 38 16 183 ist eine weitere Vorrichtung zur Bestimmung der Temperatur von Metallschmelzen bekannt, die einen Meßkopf enthält, der in das vordere Ende eines Rohres aus Pappe eingesteckt wird. Dieses Rohr aus Pappe ist von einer wärmereflektierenden Folie aus Aluminium umgeben, die ihrerseits im Bereich des Eintauchendes von einem hitzebeständigen Material umgeben ist. Der Meßkopf selbst ist durch eine stabile Metallkappe vor mechanischen Beschädigungen und vor dem Einfluß von Schlacke geschützt.

Aus diesen beiden Schriften ist es bekannt, den Seitenbereich von Meßelemente tragenden Rohren mit einer Aluminiumfolie zu umgeben. Da diese Rohre ohnehin eine ausreichende mechanische Stabilität aufweisen müssen und da die Wärmestrahlung oberhalb des flüssigen Metalls in einem sehr kleinen Winkel auf den Seitenbereich des Rohres auftrifft, ist die Wärmereflektion auf der seitlichen Rohroberfläche von untergeordneter Bedeutung für die Stabilität des Rohres aus Pappe.

Im Bereich der Stirnseite des Rohres, in dem Bereich also, in dem sich der Meßkopf befindet, bestehen vollkommen andere Bedingungen. Die Stirnseite bildet das Eintauchende, ist also der Schmelzenoberfläche direkt zugewendet, so daß hier die Strahlung nahezu senkrecht auftrifft. Gerade in diesem Bereich führen jedoch Beschädigungen unmittelbar zu Meßfehlern, da von diesen Beschädigungen die Meßelemente direkt betroffen sind.

Eine weitere Vorrichtung zur Bestimmung der Temperatur von Metallschmelzen beziehungsweise zur Probennahme in Metallschmelzen ist aus der US-PS 35 77 886 bekannt. Hier ist eine Probennahmekammer mit einem Thermoelement innerhalb eines Papprohres angeordnet. Die Probenkammer ist von einer Metallkappe geschlossen, die der Verzögerung des Einlaufens der Schmelze dient. An diese Kappe schließt sich eine Vorkammer an, die für die Beruhigung der Schmelze und zum Einstellen eines thermischen Gleichgewichtszustandes notwendig ist. Diese Vorkammer ist von einer Pappscheibe verschlossen, auf die noch eine Metallkappe im Abstand aufgesetzt ist. Beim Eintauchen dieser Vorrichtung in die Metallschmelze wird nach Zerstörung der äußeren Metallkappe die darunter befindliche Pappscheibe verbrennen, wobei die Verbrennungsprodukte sowie Reste der Metallkappe in die Vorkammer und damit auch in die Probenkammer eindringen, wodurch die Probe verunreinigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Meßgenauigkeit der bekannten Vorrichtungen zu verbessern und Störungen bei der Durchführung der Messungen und der Probennahme zu verhindern, die dadurch verursacht werden, daß die Sonde, bevor sie in die Metallschmelze eingetaucht wird, eine Zeit lang, beispielsweise während eines Zeitraumes von 20 bis 30 Sekunden, der Strahlungswärme des flüssigen Metalls ausgesetzt ist.

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art sieht die Erfindung vor, eine Aluminiumfolie dicht an einer äußeren, vorzugsweise aus Pappe bestehenden Kappe anzubringen, die zweckmäßigerweise eine metallische, den Meßkopf abdeckende Haube umschließt, wobei die Folie so angeordnet ist, daß sie auch das vordere Ende des Papprohres, in das der Meßkopf eingesetzt ist, ein Stück überdeckt.

Ein derartiger Aufbau für eine Schutzkappe ist geeignet, die Meß- bzw. Probennahmenelemente der Vorrichtung zu schützen, um Störungen, beispielsweise durch Verunreinigungen, bei der Messung bzw. Probennahme zu verhindern. Gerade die direkte Beschichtung der äußeren Kappe schützt diese vor einer Zerstörung schon oberhalb der Metallschmelze. Die Aluminiumfolie reflektiert die Wärmestrahlung bei Annäherung an die Metallschmelze bzw. die auf der Teilschmelze befindliche Schlackenschicht. Beim Durchgang durch die Schmelze bzw. die Schlackenschicht verbrennt die Aluminiumfolie und der Zerstörungsprozeß der darunterliegenden Kappe beginnt. Durch Zerstörung dieser Kappe wird verhindert, daß sich Schlacketeilchen an ihr festsetzen und mit in die Tiefe gerissen werden. Für den Fall, daß die Kappe aus Pappe eine metallische, dem Meßkopf abdeckende Haube umschließt, verhindert die Kappe aus Pappe, die ebenfalls verbrennt, während des Durchgangs durch die Schlackenschicht, daß Schlacke an der darunterliegenden Haube aus Metall anhaftet und mit in die Schmelze hineingerissen wird, in der sie das Meßergebnis bzw. die Probennahme negativ beeinflussen würde. Die metallische Haube wird bei einem solchen Schichtenaufbau erst nach Durchgang des Meßkopfes durch die Schlackenschicht zerstört, so daß auch die darunterliegenden Meß- bzw. Probennahmeelemente vor der Schlacke geschützt sind. Die metallische Haube hat weiterhin den Vorteil, daß sie die notwendige Stabilität bietet, damit während des Durchgangs des Meßkopfes durch die Schlacke dieser nicht durch thermomechanische Einwirkung zerstört wird.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Figur erläutert. Die Figur zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung von Messungen in Metallschmelzen mit einer äußeren mit einer Aluminiumfolie überzogenen Kappe.

Bei der in der Figur dargestellten Vorrichtung zur Durchführung von Messungen in Metallschmelzen ist der Meßkopf 1, dessen Körper beispielsweise aus gebundenem Gießereisand bestehen kann, in das vordere Ende eines Rohres aus Pappe 2 eingesetzt. Der Körper des Meßkopfes trägt ein Thermoelement, das in einem U-förmigen Quarzrohr 3 angeordnet ist, das gegenüber dem vorderen, auf der Zeichnung oberen Ende des Körpers und des Rohres 2 aus Pappe vorsteht. Darüber hinaus kann an dem Meßkopf eine Einrichtung zur Entnahme von Proben, beispielsweise eine Tauchkokille befestigt sein, die im Bereich des Hohlraumes des Rohres 2 aus Pappe liegt. Das vordere Ende des Meßkopfes ist in üblicher Weise mit einer Haube 4 aus Metall versehen, die das Quarzröhrchen 3 überdeckt. Darüber befindet sich eine Kappe 5 aus Pappe, die mit einer Aluminiumfolie 6 überzogen ist, die, wie in der Zeichnung mit dem Bezugszeichen 7 angedeutet, ein Stück über das Ende des Rohres 2 aus Pappe gezogen ist.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zur Durchführung von Messungen in Metallschmelzen, insbesondere zum Messen der Temperatur, und/oder zur Entnahme von Proben, die einen, vorzugsweise aus einem Körper aus gebundenem Gießereisand bestehenden Tauchmeßkopf enthält, der in das vordere Ende eines Rohres aus Pappe und/oder einer rohrförmigen Umhüllung aus einem feuerfesten Material gesteckt ist und zum Halten einer Meßeinrichtung, insbesondere eines in einem Quarzrohr angeordneten Thermoelementes, das gegenüber dem Ende des Meßkopfkörpers nach außen vorsteht und/oder einer innerhalb des Rohres aus Pappe bzw. der Umhüllung liegenden Kokille zur Entnahme von Proben dient, wobei die gegenüber dem Ende des Körpers des Meßkopfes vorstehenden Teile der Meßeinrichtung mit einer oder mehreren Kappen oder Hauben abgedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, daß über einer äußeren, vorzugsweise aus Pappe bestehenden Kappe (5) eine dicht an der Kappe (5) anliegende Aluminiumfolie (6) angebracht ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über der äußeren, aus Pappe bestehenden Kappe (5), die eine metallische, den Meßkopf (1) abdeckende Haube (4) umschließt, die dicht an der Kappe anliegende Aluminiumfolie (6) angebracht ist, die auch das vordere Ende des Papprohres (2), in das der Meßkopf (1) eingesetzt ist, ein Stück (7) überdeckt.






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