DD243048A5

DD243048A5 - Verfahren zum verdampfen von zusatzstoffen in einer metallschmelze

Info

Publication number: DD243048A5
Application number: DD85284772A
Authority: DD
Inventors: Kurt Fehr; Ivo Henych; Rudolf Pavlovsky
Original assignee: ��@��@��k��
Priority date: 1984-12-21
Filing date: 1985-12-19
Publication date: 1987-02-18
Also published as: FI854956A; NO162822B; PT81710A; AU5009385A; CN85108860A; SK278233B6; MX168055B; PL256851A1; YU45005B; YU176885A; PL145026B1; CH664580A5; ES550237A0; DE3509555C1; US4624702A; CA1233989A; IT8522839A0; ZA858825B; HU209155B; GB8531501D0

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Verdampfen von Zusatzstoffen in einer Metallschmelze vorgeschlagen. Dabei wird ein Gefaess verwendet mit einer Kammer, die mit mindestens einem Zusatzstoff gefuellt wird. Die geometrische Anordnung der Kammer und die Gesamtflaeche der Oeffnungen sind in Bezug auf die Menge T der Metallschmelze so ausgerichtet, dass eine Verdampfungszeit t68T 0,22A bewirkt wird. Der Vorteil des Verfahrens besteht in der Reproduzierbarkeit der Treffsicherheit der Parameter wie z. B. Restmagnesiummenge usw. Fig. 1

Description

und die Gesamtfläche der Öffnungen in bezug auf die Menge T der Metallschmelze in Tonnen und das in der Metallschmelze enthaltene und durch den Zusatzstoff zu bindende Element eine Verdampfungszeit tins bewirkt zu schaffen, bei dem die Treffsicherheit der Parameter z.B. Restmagnesiummenge, Grad der Desoxydation usw. des Endproduktes reproduzierbar zu steuern ist und dabei der Wirkungsgrad der Zusatzstoffe verbessert wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Verdampfungszeit nach der Formel t = 68 χ T⁰'²² x A eingestellt wird, wobei A ein Koeffizient je nach Zusatzstoff bedeutet. In Weiterführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beim Verdampfen von Calcium als Zusatzstoff in der Metallschmelze der Koeffizent A im Bereich von 0,7 bis 1,2 eingestellt. Vorzugsweise wird beim Verdampfen von Lithium als Zusatzstoff in der Metallschmelze der Koeffizient A im Bereich von 0,4 bis 1,1 eingestellt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: einen Querschnitt durch ein Gefäß zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, in Füllage Fig.2: das Gefäß nach Fig. 1, in Behandlungslage.

Im Gefäß ist eine Kammer 2 angeordnet. Die Beschickung der Kammer 2 mit verdampfbaren Zusatzstoffen 4 geschieht über die Öffnung 5a, die mittels eines Verschlusses 5 abschließbar ist. Die Öffnungen 3; 3a; 3b in der Kammerwand 2a der Kammer 2 haben verschiedene Funktionen. Einerseits dringt die Metallschmelze 6 durch die Öffnung 3 in die Kammer 2 ein, während der Austritt der verdampften Zusatzstoffe 4 aus der Kammer 2 durch die Öffnung 3a; 3 b erfolgt. Das Gefäß 1 wird auf bekannte Weise von einer Füllage gemäß Fig. 1 in die senkrechte Lage gemäß Fig. 2 geschwenkt, wodurch das Verdampfen der Zusatzstoffe 4 eingeleitet wird, nämlich im Moment des Eindringens der Metallschmelze 6 durch die Öffnung 3 in die Kammer 2. Das Verfahren wird anhand der folgenden Beispiele erläutert.

Beispiel 1

Es wurde ein Gefäß 1 mit 5t Metallschmelze 6 gefüllt. Vorgängig wurde in die Kammer 2 als Zusatzstoffe 12 kg Magnesium eingebracht. Im Moment, da das Gefäß 1 seine senkrechte Lage erreicht hatte, wurde die Reaktion praktisch eingeleitet. Nach 97 s war die Reaktion abgeschlossen. Dabei wurde def Anfangsschwefelgehalt von 0,09% auf 0,006% gesenkt und eine Restmegnesiummenge von 0,05% in der Metallschmelze 6 erreicht.

Bei einer Versuchsreihe von mehreren Reaktionsabläufen, die gemäß der Formel t = 68 χ Τ⁰·²² = A eingestellt wurden, wurde eine Schwankung der Restmagnesiummenge von max. ±0,005% festgestellt. Der Koeffizient A lag bei 1. "

Beispiel 2

Es wurde ein Gefäß 1 mit 1t Metallschmelze 6 gefüllt. Vorgängig wurde in die Kammer 2 als Zusatzstoff 1,5 kg Magnesium eingebracht. Im Moment, da das Gefäß 1 seine senkrechte Lage erreicht hatte, wurde die Reaktion praktisch eingeleitet. Nach 52s war die Reaktion abgeschlossen. Dabei wurde der Anfangsschwefelgehalt von 0,03% auf 0,006% gesenkt und eine Restmagnesiummenge von 0,045% in der Metallschmelze 6 erreicht.

Bei einer Versuchsreihe von mehreren Reaktionsabläufen, eingestellt nach der Formel 6 = 68 x T⁰'²² χ Α, wurde eine Schwankung der Restmagnesiummenge von max. ±0,005% festgestellt. Der Koeffizient A lag bei 0,76.

Bei den Vorversuchen mit den Verdampfungszeiten gemäß dem Koeffizenten A unter 0,5 und über 1,5 wurde eine größere Schwankung des Restmagnesiumgehaltes und auch ein schlechterer Wirkungsgrad des Zusatzstoffes 4 festgestellt.

Der Bereich des Koeffizienten A für Magnesium zwischen 0,5 bis 1,5% entspricht dem Bereich des Schwefelgehaltes von 0,01 bis

Als weitere Zusatzstoffe kommen z. B. Lithium und Calcium in Frage.

Beispiel 3

Es wurde ein Gefäß 1 mit 1t Metallschmelze 6 gefüllt. Vorgängig wurde in die Kammer 2 als Zusatzstoff 0,25 kg Lithium eingebracht. Im Moment, da das Gefäß 1 seine senkrechte Lage erreicht hatte, wurde die Reaktion praktisch eingeleitet. Nach 39s war die Reaktion abgeschlossen. Dabei wurde der Anfangswasserstoffgehalt von 5,2 ppm auf 1,1 ppm und der Sauerstoffgehalt von 7,67 ppm auf 5ppm gesenkt.

Bei einer Versuchsreihe von mehreren Reaktionsabläufen, wobei die Reaktionszeit gemäß der Formel t = 68 χ T⁰'²² χ Α eingestellt wurde, wurde eine Schwankung des Wasser- und Sauerstoffgehaltes von ±0,3 ppm festgestellt. Der Koeffizient A lag

Bei den Vorversuchen mit den Verdampfungszeiten gemäß dem Koeffizienten A unter 0,4 und über 1,1 wurde eine größere Schwankung des Wasser- und Sauerstoffendgehaltes und auch ein schlechterer Wirkungsgrad des Zusatzstoffes 6 festgestellt.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Verfahren zum Verdampfen von Zusatzstoffen in einer Metallschmelze, unter Verwendung eines Gefäßes mit mindestens einer, mit mindestens einem Zusatzstoff gefüllten Kammer, wobei die Kammer Öffnungen zwecks Zuführung der Metallschmelze aus dem Gefäß in die Kammer und Austritt des verdampften Zusatzstoffes aus der Kammer in die Metallschmelze aufweist, und wobei die geometrische Anordnung und Größe der Kammer und die Gesamtfläche der Öffnungen in bezug auf die Menge T der Metallschmelze in Tonnen und das in der Metallschmelze enthaltene und durch den

. Zusatzstoff zu bindende Element eine Verdampfungszeit tins bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfungszeit nach der Formelt = 68 χ Τ⁰·²² χ A eingestellt wird wobei A ein Koeffizient je nach Zusatzstoff bedeutet.
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß beim Verdampfen von Magnesium als Zusatzstoff in der Metallschmelze der Koeffizient Aim Bereich von 0,5 bis 1,5 eingestellt wird.
3. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß beim Verdampfen von Calcium als Zusatzstoff in der Metallschmelze der Koeffizient A im Bereich von 0,7 bis 1,2 eingestellt wird.
4. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß beim Verdampfen von Lithium als Zusatzstoff in der Metallschmelze der Koeffizient Aim Bereich von 0,4 bis 1,1 eingeteilt wird.

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verdampfen von Zusatzstoffen in einer Metallschmelze unter Verwendung eines Gefäßes mit mindestens einer, mit mindestens einem Zusatzstoff gefüllten Kammer, wobei die Kammer mehrere Öffnungen zwecks Zuführung der Metallschmelze aus dem Gefäß in die Kammer und Austritt des verdampften Zusatzstoffes aus der Kammer in die Metallschmelze aufweist, und wobei die geometrische Anordnung und Größe der Kammer und die. Gesamtfläche der Öffnungen in bezug auf die Menge T der Metallschmelze in Tonnen und das in der Metallschmelze enthaltene und durch den Zusatzstoff zu bindende Element eine Verdampfungszeit tin s bewirkt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die bekannten Einrichtungen zum Verdampfen von Zusatzstoffen unter atmospärischen Druck in einer Metallschmelze bestehen aus einem Gefäß mit einer von außen mit Zusatzstoffen beschickbaren Kammer, in welcher die Zusatzstoffe unter Einwirkung der aus dem Gefäß in die Kammer durch entsprechend angeordnete Öffnungen eingedrungenen Metallschmelze verdampfen. Die Voraussetzung dafür ist die Eigenschaft der Zusatzstoffe wie z. B. von Li, Ca, Mg u. a. einen Dampfdruck bei der Temperatur der Metallschmelze zu entwickeln, der höher liegt, als der im Bereich der Kammer herrschende metallostatische Druck der Metallschmelze. Die verdampften Zusatzstoffe entweichen aus der Kammer durch einige der erwähnten Öffnungen in die •Metallschmelze. Wenn die Geometrie der Öffnungen, ihre Gesamtfläche und das Kammervolumen nicht in einem bestimmten Verhältnis zur Badhöhe, bzw. zum Fassungsvermögen des Gefäßes, nicht zuletzt auch zum Gehalt von bestimmten, in der Metallschmelze enthaltenen Elementen, wie z. B. zum Schwefel, Wasserstoff oder Sauerstoff stehen, wird kein optimales Verdampfen mit hohem Wirkungsgrad und reproduzierbarem Restgehalt der Zusatzstoffe oder der Elemente in der Metallschmelze erreicht. Als übergeordnete Folge dieser Einflüsse resultiert dann eine zum Verdampfen der Zusatzstoffe benötigte Zeit. Bei sehr langer oder sehr kurzer Verdampfungszeit sinkt der Wirkungsgrad der Zusatzstoffe und auch die Treffsicherheit im Erreichen eines vorgegebenen Restgehaltes der Zusatzstoffe oder der Elemente in der Metallschmelze. Dabei kann es bei zu langer Verdampfungszeit zum Verstopfen der zu klein gewählten Öffnungen in der Kammer infolge des Erstarrens der Metallschmelze oder der Reaktionsprodukte kommen. Bei zu kurzer Verdampfungszeit kommt es zu einer heftigen Reaktion mit starkem Auswurf von Metallschmelze. In beiden Fällen entstehen zusätzlich technische Probleme bezüglich der Arbeitssicherheit.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, ein optimales Verdampfen mit hohem Wirkungsgrad zu erreichen sowie die zum Verdampfen der Zusatzstoffe benötige Zeit zu senken.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verdampfen von Zusatzstoffen in einer Metallschmelze unter Verwendung eines Gefäßes mit mindestens einer, mit mindestens einem Zusatzstoff gefüllten Kammer, wobei die Kammer mehrere Öffnungen zwecks Zuführung der Metallschmelze aus dem Gefäß in die Kammer und Austritt des verdampften Zusatzstoffes aus der Kammer in die Metallschmelze aufweist, und wobei die geometrische Anordnung und Größe der Kammer