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Vorrichtung zum kontinuierlichen Entgasen einer Flüssigkeit
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entgasen von geschmolzenem Metall oder andern Flüssigkeiten, die ein kontinuierliches und gesteuertes Entgasen ermöglicht.
Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Entgasen von geschmolzenem Metall, die bei jedem üblichen Giessverfahren Anwendung finden kann, ohne dabei den normalen Ablauf dieser Verfahren zu beeinträchtigen. Die erfindungsgemässe Vorrichtung erlaubt eine kontinuierliche Entgasung von Stahl auf seinem Weg von einer Transportpfanne zu den Giessformen oder zu einer kontinuierlich arbeitenden Giessmaschine.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, geschmolzenen Stahl durch Anordnung einer Vakuumkammer kontinuierlich zu entgasen, in die der Stahl von einem Sumpf aus zutritt und von der er an einen weiteren Sumpf abgegeben wird, derart, dass der auf den Stahl während seines Durchganges durch die Kammer wirkende herabgesetzte Druck eine Entfernung der Gasbestandteile des Stahles zur Folge hat. Diese Vorschläge bezogen sich jedoch nur auf solche Vorrichtungen, bei denen der einzige Weg für den Stahl von einem Sumpf zum andern über die Kammer führte.
Es wurde nun gefunden, dass es vorteilhaft sei, zwei mögliche und voneinander unabhängige Flüssigkeitswege von einem Sumpf zum andern vorzusehen, wobei einer dieser Wege durch die Vakuumkammer und einer im Nebenschluss dazu verläuft, so dass im Falle eines Defektes in der Kammer der Flüssigkeitsstrom von einen Sumpf zum andern, ohne die Kammer zu benützen, aufrechterhalten werden kann. Vorzugsweise sollen die beiden Strömungswege so angelegt sein, dass während des Entgasungsvorganges Flüssigkeit normalerweise lediglich über die Kammer fliesst.
Um dieses Ziel zu erreichen, ist nach der Erfindung die Vorrichtung zum kontinuierlichen Entgasen einer Flüssigkeit mit einem ersten Sumpf zur Aufnahme der einzugiessenden Flüssigkeit, einem zweiten, der Flüssigkeitsabgabe zugeordneten Sumpf und einer Vakuumkammer, in die Flüssigkeit vom ersten Sumpf über ein erstes Rohr eintritt und über ein zweites Rohr in den zweiten Sumpf weiterfliesst, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sumpf mit dem zweiten Sumpf über einen Damm in Verbindung steht.
Eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung zum Entgasen von Stahl, wird an Hand der Zeichnungen im folgenden näher beschrieben, in der ein Vertikalschnitt durch die Vorrichtung dargestellt ist.
Die Vorrichtung besteht aus einer Zwischenpfanne 1 und einer damit verbundenen Vakuumkammer 2.
Die Zwischenpfanne 1 besteht aus einem oben offenen Trog 3 aus Flussstahl von rechteckiger Gestalt und ist mit einem geeigneten monolithischen, feuerfesten Material oder feuerfestem Material oder feuerfesten Ziegeln 4 ausgekleidet. Über dem horizontalen Boden des Troges 3 verläuft die untere Oberfläche oder der Boden der Auskleidung 4 geneigt von einer Eintragstelle der Zwischenpfanne 1 abwärts zu einer Austragstelle, wo der geschmolzene Stahl aus der Zwischenpfanne durch eine feuerfest ausgekleidete Düse 5 austritt. Zwischen der Eintragstelle und der Austragstelle der Zwischenpfanne ist ein feuerfester Damm 6 als wesentlicher Teil der Auskleidung 4 angeordnet. Zum Verschliessen der Düse 5 ist ein von Hand aus zu bedienender Verschlussstopfen 7 vorgesehen. An jeder Seite des Dammes 6 enthält die Zwischenpfanne zwei Vertiefungen 8 und 9.
Die Vertiefung 9 an der Anströmseite des Dammes 6 steht mit der Eintragstelle der Zwischenpfanne mit einem verengten Kanal 10 in Verbindung. Die Vertiefung 8 an der Abströmseite des Dammes 6 erstreckt sich zur Düse 5.
Die Vakuumkammer 2 ist aus einem kreisförmigen zylindrischen Gehäuse 11 aus Flussstahl gebildet, an welches die kreisförmige Bodenplatte 12 angeschweisst ist. Die Kammer 2 ist ober der Zwischenpfanne angeordnet, wobei die Längsachse des Gehäuses 11 im rechten Winkel zum Boden des Troges 3 steht.
Zwei kreisförmige, zylindrische Rohre 13 und 14 aus Flussstahl führen durch die Bodenplatte 12 und sind
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ausgekleidet. Das Gehäuse 11 ist mit abnehmbarem Deckel 16 aus geschweisstem Flussstahl versehen, der einen Absaugkanal 17 zur Verbindung mit einer (nicht dargestellten) Vakuumpumpe sowie einen zentral angeordneten Durchlass 18 für einen Brenner aufweist. Der Deckel 16 ist mit dem Gehäuse 11
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bei 19 vakuumdicht verbunden, wobei der Deckel 16 zum Schutz gegen direkte Berührung mit dem Inhalt der Kammer durch eine feuerfeste Scheibe 20 geschützt ist, die unter dem Deckel 16 angebracht ist und auf der Auskleidung 15 der Kammer aufliegt.
Muffen 21 aus feuerfestem Material sind rund um die Enden der Rohre 13 und 14 angebracht, so dass geschmolzenes Metall in der Zwischenpfanne nicht in direkte Berührung mit den Flussstahlrohren gelangt. Jede Muffe 21 wird in ihrer Lage durch eine ringförmige Platte 22 mittels mehrerer Bolzen 23 und Einspannbacken 24 von einer an das Rohr angeschweissten Platte 25 festgehalten.
Der Betrieb der beschriebenen Vorrichtung ist folgender :
Die Kammer 2 wird mittels eines Brenners, der durch den Durchlass 18 reicht, und die Zwischenpfanne mittels eines aussen angebrachten Brenners vorgeheizt. Geschmolzener Stahl wird aus einer von oben oder vom Boden zu entleerenden Giesspfanne an die Eintragstelle der Zwischenpfanne ausgegossen, steigt
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Wenn das Metall in der Vertiefung 8 geeignete Höhe erreicht hat, wird mit der Evakuierung der Kam- mer 2 begonnen. Als Folge hievon gelangt geschmolzener Stahl durch die Rohre 13 und 14 in die Kammer 2.
Auf Grund der Höhendifferenz des Stahles in den Vertiefungen 8 und 9 beginnt Stahl durch die Kammer von der Vertiefung 8 in die Vertiefung 9 zu fliessen. Der Verschlussstopfen 7 wird sodann von der Auslass- düse entfernt und der Fluss kann kontinuierlich aufrechterhalten werden, indem man geschmolzenen Stahl in die Eintragstelle der Zwischenpfanne eingiesst.
Die Höhendifferenz des Stahles in den Vertiefungen 8 und 9 beeinflusst die Menge des durch die Kammer fliessenden Stahles, wobei diese Höhendifferenz vergrössert wird durch die Bildung von Blasen im auf- steigenden Strom in Rohr 13.
In der Praxis neigen die Metallhöhen in den Vertiefungen 8 und 9 dazu, sich selbst ins Gleichgewicht zu setzen, indem die aus der Giesspfanne zugesetzte Menge gleich jener wird, die aus der Düse 5 abge- zogen wird. Die Tiefe der Vertiefungen 8 und 9 muss daher der Grösse der Düse 5, dem Durchmesser der Bohrung in der feuerfesten Auskleidung 15 der Rohre 13 und 14 und dem gewünschten Durchsatz entsprechen.
Beträchtliche Vorteile werden bei der Entgasung von Stahl erzielt, wenn man Vorrichtungen gemäss der Erfindung verwendet. Die Vorrichtungen sind weniger kostspielig als jene, die bei andern Vakuumverfahren verwendet werden und es sind keine besonderen Abänderungen an bestehenden Einrichtungen erforderlich. Da weiters das Entgasungsverfahren gleichzeitig mit dem normalen Giessverfahren erfolgt, beansprucht das Entgasen keine Verlängerung der gesamten Giesszeit.
Weiters führt die Erfindung zu einem besser entgasten Stahl als es bisher möglich war, weil nämlich die Durchflussmenge durch die Kammer vergleichsweise niedrig ist und so ein besseres Entgasen gewährleistet ist. Ferner ist die Berührungsfläche des geschmolzenen Stahles mit Luft und feuerfestem Material, nachdem er entgast worden ist, verringert, wodurch die Möglichkeit einer Sauerstoffaufnahme ebenfalls verringert wird. Der Temperaturabfall, der während des Entgasens erfolgt, ist ebenfalls verkleinert, wodurch die Notwendigkeit eines teueren Wiedererhitzens entfällt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Entgasen einer Flüssigkeit mit einem ersten Sumpf zur Aufnahme der einzugiessenden Flüssigkeit, einem zweiten, der Flüssigkeitsabgabe zugeordneten Sumpf und einer Vakuumkammer, in die Flüssigkeit vom ersten Sumpf über ein erstes Rohr eintritt und über ein zweites Rohr in den zweiten Sumpf weiterfliesst, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sumpf (9) mit dem zweiten Sumpf (8) über einen Damm (6) in Verbindung steht.