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Eintauchrohr für die Vakuumentgasung von Metallschmelzen, insbesondere Stahl- schmelzen
Für die Vakuumentgasung von Metallschmelzen, insbesondere Stahlschmelzen, sind zahlreiche Apparaturen bekannt. Bewährt hat sich hiebei eine Anordnung, bei der die Metallschmelze aus einem Behälter durch einen dauernd evakuierten Raum hindurch in einen zweiten Behälter oder noch besser in den gleichen Behälter geleitet wird. Da die Entgasungsapparatur sich meist über dem Behälter der Schmelze befindet, sind Eintauchrohre erforderlich, durch die die Schmelze ihren Weg in die Entgasungsapparatur und dann zurück nehmen kann.
Die Eintauchrohre wurden bisher meist aus Metall gefertigt und mit einer gemauerten oder festgestampften, hochfeuerfesten Auskleidung versehen. Dabei kann man ein metallisches Eintauchrohr sowohl innen als auch aussen mit einem Keramikmantel umgeben, dergestalt, dass das Metallrohr nicht mehr mit der Metallschmelze, die entgast wird, in Berührung kommt. Hiebei trägt also das Metallrohr die keramische Umhüllung.
Diese bekannten Anordnungen konnten sich in der Technik der Entgasung von Metallschmelzen nicht durchsetzen bzw. liessen noch zahlreiche Wünsche offen. Insbesondere führten die verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten der beiden Werkstoffe häufig zu Lockerungen des Verbundstückes und gaben damit zu schwerwiegenden Betriebsstörungen Anlass.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Betriebseigenschaften der bekannten Apparaturen zur Vakuumentgasung von Metallschmelzen durch eine neuartige Bauweise der Eintauchrohre entscheidend zu verbessern, so dass die Entgasung der Schmelze vereinfacht und gleichzeitig betriebssicher wird.
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäss so gelöst, dass das Eintauchrohr aus einem hochfeuerfesten keramischen, in einem Stück gebrannten Rohr besteht, das oberhalb des Spiegels der Schmelze mit der Entgasungsanlage, beispielsweise über ein Zwischenrohr, verbunden und im übrigen freitragend ausgestaltet ist.
Der besondere Vorteil dieser Eintauchrohre gemäss der Erfindung beruht auf folgendem : Eine Stahlschmelze hat üblicherweise eine Temperatur von etwa 15000 C und höher. Die Eintauchrohre können auf diese Temperaturen nicht vorgeheizt werden, sondern müssen mit wesentlich niedrigerer Eigentemperatur, häufig mit nur etwa 50 C, in die Schmelze gebracht werden. Da die bisher üblichen Rohre aus Metall mit der hochfeuerfesten Auskleidung bzw. der keramischen Umhüllung sich bei dem plötzlichen Temperaturwechsel stark ausdehnten, wurde häufig die keramische Auskleidung beschädigt oder, falls dies nicht geschah, traten in den oft entstehenden Sprüngen zumindest schädliche Undichtigkeiten auf.
Diese Nachteile werden bei den neuen freitragenden Eintauchrohren aus hochfeuerfesten Werkstoffen nicht beobachtet. Es ist besonders hervorzuheben, dass sie trotz Fehlens einer Metallarmierung überraschenderweise den Anforderungen der Entgasungstechnik von Metallschmelzen entsprechen. Das war insofern überraschend, als bisher ein Vorurteil gegen die Verwendung von freitragenden, in einem Stück gebrannten Keramikteilen bestand. Denn bei den auftretenden sehr starken Temperaturunterschieden in der Grössenordnung von 1500 C ist ein Springen von freitragenden Keramikteilen leicht möglich.
Um nun die abspringenden Keramikteile vor einem Hineinfallen in die Schmelze zu hindern und die Gefahr eines Verstopfens der Wege für die Schmelze auszuschalten, also beispielsweise das sichere Schliessen des Ablaufs einer Giesspfanne zu gewährleisten, hat man bisher ausschliesslich Metallteile als tragende Bauelemente benutzt und die Keramikteile durch Feststampfen oder Mauern innig mit ihnen verbunden.
Dabei treten aber die dargestellten Nachteile auf, die ihre Ursache in den grossen Unterschieden der Ausdehnungskoeffizienten haben. Die hier vorgeschlagene, in der Praxis mit ausgezeichnetem Erfolg angewandte Lösung der gestellten Aufgabe hat aber diese Schwierigkeiten in der beschriebenen einfachen Weise beseitigt und das erwähnte Vorurteil widerlegt.
Es ist weiterhin möglich, das Eintauchrohr aus zwei konzentrischen keramischen Rohren zu gestalten, wobei auch hier sowohl das äussere als auch das innere Rohr freitragend konstruiert ist. Von besonderem Vorteil ist hiebei ein zwischen dem äusseren und dem inneren keramischen Rohr angeordnetes Metall-
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rohr, wobei zwischen diesem Rohr und den Keramikrohren Spalte vorgesehen sind. Dieses Metallrohr, das an seinem in die Schmelze eintauchenden Ende nicht von einer Schutzhülle umgeben ist, löst sich beim Eintauchen in die Schmelze etwas, so dass die Schmelze zwischen die beiden Rohre aus keramischem Werkstoff eintreten kann und eine gute Vakuumabdichtung bewirkt. Der Abstand zwischen dem äusseren und inneren keramischen Rohr muss, da sie freitragend gestaltet sein sollen, eine gewisse Grösse, beispielsweise 10 mm, haben.
Denn solche freitragenden Rohrteile haben nur in Ausnahmefällen die geplante exakt runde Form, da sie sich beim Brennen etwas verformen. In diesem relativ grossen Zwischenraum wird das Metallrohr angeordnet. Es hat eine geringe Wandstärke, beispielsweise 2 mm, so dass an seiner inneren und seiner äusseren Seite ein ziemlich grosser Spalt vorhanden ist, der auch die Unterschiede in der Wärmeausdehnung ausgleicht, so dass diese keinen schädlichen Einfluss auf die beiden Keramikrohre haben kann.
Besonders vorteilhaft ist, dass die in einem Stück gebrannten Rohre eine besondere Dichtigkeit ergeben und auch eine grosse Haltbarkeit aufweisen.
Da die Eintauchrohre freitragend angeordnet sind, ergeben sich weiterhin besondere Vorteile auch beim Auswechseln, das wesentlich einfacher als bisher durchgeführt werden kann und ausserdem durch die leichtere Handhabung eine wesentliche Verbilligung mit sich bringt.
Eine beispielsweise Ausführung der Eintauchrohre gemäss der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Das äussere Rohr 1 und das innere Rohr 2 bestehen aus hochfeuerfesten Werkstoffen. Das Metallrohr 3, gegenüber den Rohren 1 und 2 durch Spalte 4 getrennt, ist ebenfalls wie diese freitragend an dem Stahlmantel 5 des Ausgangsrohres der Entgasungsbirne mittels Flansch 6 in an sich bekannter Weise gehaltert.
Die Erfindung ist jedoch durch diese Ausführungsform in keiner Weise beschränkt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Eintauchrohr für die Vakuumentgasung von Metallschmelzen, insbesondere von Stahlschmelzen, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem hochfeuerfesten keramischen, in einem Stück gebrannten Rohr (1) besteht, das oberhalb des Spiegels der Schmelze mit der Entgasungsanlage, beispielsweise über ein
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