ГОСТ Р ИСО 14284-2009 Сталь и чугун. Отбор и подготовка образцов для определения химического состава

Приложение А
(справочное)

Устройства для отбора проб образцов жидкого чугуна и стали

    А.1 Общие положения

Разовые устройства для отбора проб жидкого чугуна и стали состоят из небольшой прессованной стальной формы, керамической или кварцевой трубки, которые монтируют в толстостенной защитной картонной трубке. Серийно выпускают ряд пробоотборников разного типа. Характеристика их основных свойств приведена в А.2-А.4 с примерами, показанными на рисунках А.1-А.6. Размеры, приводимые в настоящем приложении, являются информационными.

    А.2 Погружаемые пробоотборники

А.2.1 Устройства для отбора проб погружаемого типа могут быть введены в расплав вручную или механическими средствами с использованием стальной формы, вставленной в картонную трубку или прикрепленной непосредственно к узлу пробоотборника. Время погружения изменяется в зависимости от конструкции пробоотборника и условий отбора проб, в частности, от температуры расплава, но обычно оно составляет от 3 до 8 с. Конструкция формы такова, что обеспечивает легкий выход воздуха из полости формы и газов, выделяемых во время горения картона. Ручная штанга позволяет управлять пикой во время погружения и выхода из расплава. При отборе проб из ковшей и конверторов вторичной обработки можно использовать механическую систему для опускания и поднятия копья. Некоторые типы пробоотборников имеют термопару для измерения температуры, которая установлена в кварцевой трубке рядом с камерой для пробы. Когда в кислородном конверторе имеется дополнительная измерительная фурма, то форма в сборе может быть объединена с измерительными датчиками, чтобы получать пробы для лабораторного анализа.

А.2.2 Устройство, в котором камеру для пробы наполняют расплавом под действием ферростатического давления. Оно состоит из стальной разъемной формы, удерживаемой в картонной трубке кольцом огнеупорного материала. Форма имеет внизу входную кварцевую трубку с тонким стальным защитным колпачком для предотвращения доступа шлака или любого другого загрязнения. Картонные трубки длиной от 200 до 1500 мм или более могут быть частично покрыты огнеупорным материалом, чтобы уменьшить разбрызгивание во время погружения. Этот тип пробоотборника используют, в основном, для отбора образцов жидкой стали в печах и ковшах. Две разные конструкции приведены на рисунке А.1.

а - Раскислитель в камере для образца

1 - крышка; 2 - кварцевая трубка; 3 - раскислитель; 4 - колпачок камеры; 5 - клей; 6 - песок; 7 - камера для образца; 8 - наружный рукав; 9 - рукав; 10 - скоба; 11 - защитная трубка

b - Раскислитель в отдельной смесительной камере

1 - картонная трубка; 2 - разъемная форма; 3 - песчаный держатель; 4 - кварцевая трубка; 5 - раскислитель с камерами для перемешивания; 6 - шлаковая шапка

Рисунок А.1 - Примеры погружаемых пробоотборников, наполняемых под действием ферростатического давления

А.2.3 Образцы, получаемые с использованием погружаемых устройств, наполняемых под действием ферростатического давления, могут различаться по конфигурации. Различают следующие три основных типа:

a) образцы в виде диска со штырьком показаны в качестве примера на рисунке А.2а. Диск пригоден для анализа физическим методом, а штырек может быть использован для анализа термическим методом. Диск может быть овальной, круглой или другой подобной формы;

с - Диск, показывающий напластование слоев

Рисунок А.2 - Примеры образцов в виде диска со штырьком

b) образцы в виде диска со штырьком и рядом приливов к диску. Приливы имеют массу от 0,5-1 г. Они легко отламываются от диска для применения в качестве рабочих проб в термических методах анализа;

c) образцы с двойной толщиной показаны в качестве примера на рисунке А.2b. В таком образце часть диска уменьшена по толщине. Он годится для перфорирования, чтобы получать куски металла диаметром от 4 до 6 мм, которые используют как рабочие пробы в термических методах анализа. Более толстую секцию диска образца с двойной толщиной используют для анализа физическим методом. Для образца, полученного из пробоотборника и имеющего твердость 25 по шкале С Роквелла, может потребоваться термическая обработка перед перфорированием.

А.2.4 В устройствах для отбора проб, относящихся к типу, показанному на рисунке А.3, камера для образца наполняется под действием силы тяжести. Это устройство состоит из двух или четырех стальных цилиндрических форм, которые помещены в огнеупорный сборочный узел и прикреплены к картонной трубке. Форма имеет боковое входное отверстие, которое защищено от попадания шлака. Узел с формами может иметь огнеупорную защиту, чтобы уменьшить разбрызгивание во время погружения. Общая длина узла в сборе и картонной трубки составляет 400-800 мм. Время погружения обычно равно двум или трем секундам. Этот тип пробоотборника используют в ситуациях, когда образец типа диска со штырьком не удовлетворяет требованиям анализа. Его обычно применяют для отбора проб жидкого чугуна и стали из ковшей, а также жидкой стали из изложниц и при непрерывной разливке через промежуточное устройство. Образец, получаемый из такого пробоотборника, обычно имеет диаметр 30 мм и длину 70 мм.

1 - стальная форма; 2 - раскислитель; 3 - крышка, предохраняющая от брызг

Рисунок А.3 - Пример погружаемого пробоотборника, наполняемого под действием силы тяжести

А.2.5 Устройства для отбора проб, разработанные по специальному проекту. Их применяют для отбора образцов жидкого чугуна в литнике домны, из ковша сигарообразной формы на тележке и передаточного ковша. Эти пробоотборники имеют встроенные пластины охлаждения разной толщины для обеспечения быстрого охлаждения отобранной пробы жидкого чугуна. Характеристика двух таких устройств разных типов дается ниже:

a) вариант пробоотборника, который наполняется под действием ферростатического давления (А.2.2). В нем реализовано конструктивное решение на основе использования стальной разъемной формы с толстой стенкой или стальных охлаждающих пластин, чтобы получить образец в виде диска со штырьком и рядом приливов к диску. Этот тип пробоотборника показан на рисунке А.4. Диск образца может быть разным по толщине в пределах от 8 до 12 мм. Штырек, как правило, представляет собой цилиндр диаметром 4 мм. Время погружения - от 5 до 9 с в зависимости от применения;

1 - наружный картонный защитный рукав; может иметь покрытие материалом, предохраняющим от брызг; 2 - стальная форма быстрого охлаждения (толщина 6 мм) для образования структуры белого чугуна; 3 - трубка впуска пробы; 4 - металлическая крышка

Рисунок А.4 - Пример погружаемого устройства для отбора проб жидкого чугуна из домны