DE1096039B

DE1096039B - Verfahren und Vorrichtung zum Einblasen von Gas und pulverfoermigen Stoffen in Metallschmelzen

Info

Publication number: DE1096039B
Application number: DEI11915A
Authority: DE
Inventors: Marc Allard
Original assignee: Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Current assignee: Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Priority date: 1955-07-05
Filing date: 1956-07-04
Publication date: 1960-12-29
Also published as: FR1130736A; US2956794A

Description

Schließlich ist es auch bekannt, in ein metallisches
Schmelzbad ein Gas mit darin in feiner Verteilung
suspendierten Stoffen einzublasen. Dies erfolgt im allgemeinen auf zwei verschiedene Arten. Man kann bei- 20
spielsweise im Boden eines retortenartigen Behälters
Düsen anbringen, wobei durch eine Kippbewegung des
Behälters erreicht wird, daß die Einblasöffnungen
zeitweilig von Metall frei sind und dadurch verhindert
wird, daß das flüssige Metall in die Düsen eindringt, 25
wenn der Druck des Gases geringer ist als der hydrostatische Druck des Metalls. Auch kommen Lanzen
zur Verwendung, die im allgemeinen mit einem feuerfesten, mitunter auch gekühlten Mantel umgeben sind,
wobei diese Lanzen so angeordnet sind, daß sie in die 30
metallische Badflüssigkeit eingetaucht und wieder
herausgezogen werden können. «

Diese Verfahren verlangen jedoch meist sehr komplizierte Vorrichtungen und bereiten darüber hinaus werden können, wie auch über der Badflüssigkeit die auch noch andere Schwierigkeiten. Im ersten Fall ist 35 gewünschte, beispielsweise neutrale oder reduzierende es meist notwendig, das flüssige Metall umzugießen, Atmosphäre erhalten bleibt und schließlich die Pfanne wobei Wärme- und Zeitverluste in Kauf genommen nach Durchführung des Verfahrens wieder leicht zu werden müssen. Im zweiten Fall ist die Eintauchtiefe reinigen ist. Diese Pfanne ist im Gegensatz zu den einer Lanze begrenzt, so daß das in einem Behälter be- anderen, birnenförmigen Behältern, die eine kleine findliche flüssige Metall immer nur bis zu einer be- 40 öffnung aufweisen, wie die normalen Schmelz- oder stimmten Tiefe den Einwirkungen des mit Stoff- Stahlpfannen, mit einer breiten und sich etwas erpartikelchen beladenen oder reinen Gases ausgesetzt weiternden öffnung versehen.

ist. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht,

Es ist der Zweck der Erfindung, alle diese Nach- daß bei einer Vorrichtung zum Einblasen von Gas teile zu beseitigen, um in einfacher Weise Gas und 45 oder von in einem Gasstrom staubförmig suspendiernotwendigenfalls auch in einem Gas suspendierte pul- ten Stoffen in eine Gießpfanne oder ähnlichem Beverförmige Stoffe in eine Metallschmelze einblasen zu halter für flüssiges Metall, in deren bzw. dessen können, ohne daß diese in eine eigens dafür eingerich- Boden ein mit einer Rohrleitung verbundener Düsentete Pfanne umgegossen oder eine Lanze verwendet körper aus feuerfestem Material eingesetzt ist, ein werden muß. Die Einwirkung des Gases erfolgt viel- 50 Verschlußstopfen vorgesehen ist, der durch ein selbstmehr in einer das Metall aufnehmenden Pfanne, die tätiges Verstellorgan auf den nach der Innenseite der während des Verfahrens mit einem abnehmbaren Gießpfanne zu liegenden Rand des Düsenkörpers geDeckel verschlossen werden kann, was den Vorteil preßt wird und sich beim Einblasen des Gases von bietet, daß dadurch Strahlungsverluste vermieden demselben abhebt.

009 680/437

und Dipl.-Ing. M.Sc. W. Stellredit, Patentanwälte,

Stuttgart S, Uhlandstr. 16

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 5. Juli 1955

Marc Allard, Saint Germain-en-Laye, Seine-et-Oise

(Frankreich),
ist als Erfinder genannt worden

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist bruch zur Aufnahme des Keiles 10 aufweisender Bolder Verschlußstopfen an dem einen Ende eines den zen 11 am Boden der Gießpfanne festgehalten.
Düsenkörper und die Wand der zum Düsenkörper füh- Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist in den renden Rohrleitung durchdringenden Stabes oder Düsenkörper 1 ein Krümmer 12 mit einem Flansch 13 Drahtes befestigt, an dessen anderem Ende ein Wider- 5 eingesetzt, an dem das Gebläse angeschlossen wird, lager für eine gegen die Außenwand der Rohrleitung An einer Seitenwand dieses Krümmers 12 ist eine sich abstützende Schraubenfeder angeordnet ist. Klappe 14 angelenkt, die die kleine öffnung, durch die

Dieses Widerlager kann darüber hinaus lösbar an die Stopfenstange 4 hindurchgeführt ist, verschließt,

dem mit dem Stab oder Draht befestigten Stopfen an- wenn diese nach Entfernen des Keiles 6 freigegeben

geordnet sein und dadurch ein Herausnehmen des io wird. Die nach außen weisende Basisfläche 19 des

Stopfens von der Innenseite der Pfanne ermöglichen, Düsenkörpers 1 ist, wie insbesondere aus Fig. 3 zu er-

wobei eine im Innern der Rohrleitung an der Durch- sehen ist, ebenso wie auch die Befestigungsplatte 9

trittsöffnung des Stabes bzw. Drahtes angeordnete (Fig. 1), ganz eben, um eine vollkommene Abdichtung

Verschlußklappe die Durchtrittsöffnung schließt. zu gewährleisten.

Es ist zweckmäßig, daß der Düsenkörper die Form 15 Vorzugsweise wird zum Zweck einer sicheren Abeines Kegelstumpfes hat und von unten her so in den dichtung zwischen der äußeren Bodenfläche der Gieß-Boden der Pfanne eingesetzt ist, daß die Basisstirn- pfanne und der Platte 9 eine den Düsenkörper 1 eng fläche nach außen zeigt. Hierdurch wird verhindert, umschließende Dichtungsplatte 20 angeordnet, die, je daß der Düsenkörper unter Einwirkung des Druckes nach der Art des verwendeten Gases, beispielsweise des einzublasenden Gases in das Innere der Gieß- ao aus dickem Hartpech (im Fall eines nicht oder nur pfanne gedrückt werden kann, dieser Druck jedoch ein wenig oxydierenden Gases) aus oder jedem anderen festes Anliegen des Einsatzstückes an den Flächen der plastischen Werkstoff bestehen kann, der der Außenkonischen Aussparung des Bodens der Gießpfanne be- temperatur der Gießpfanne standhält, wie beispielswirkt. weise ein sehr fein gemahlener tonerdehaltiger schnell-

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann 35 abbindender Zement (im Falle eines sehr stark oxydie-

der Düsenkörper mehrere fächerförmige Kanäle auf- renden Gases).

weisen oder auch mit mindestens einem schrauben- I_n einem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 ist

förmig gewundenem Kanal ausgestattet sein. die Stopfenstange 4 mit einem Knebel 7 ausgestattet.

Es ist vorteilhaft, die obere Stirnfläche des Düsen- der in einen im Stopfen 3 vorgesehenen Schlitz 8 ein-

körpers so zu gestalten, daß sie eine Einbuchtung auf- ₃₀ geführt wird und sich nach einer Drehung um 90° in

weist und der Verschlußstppfen dementsprechend mit einem an den Schlitz 8 anschließenden Hohlraum des

einer halbkugelförmigen Stirnfläche ausgestattet ist. Stopfens fest verankert.

Darüber hinaus ist es zweckmäßig, den Düsenkörper D_er j_n pjg, 1 dargestellte Düsenkörper 1 kann auch

in Form eines Gießkannen-Sprengkopfes herzustellen, mehrere Kanäle aufweisen, die fächerförmig oder

wobei die dem Düsenkörper zugewandte Seite des Ver- _{35 auc}h parallel zueinander, wie es die Fig. 3 und 4 zei-

schloßstopfens von einer entsprechenden konkaven _gen, oder auch schraubenförmig angeordnet sein kön-

Fläche begrenzt wird oder mit einem Randwulst ver- _nerlj J_{n we}lcher Form das Eindringen des Gases in die

sehen ist. Badflüssigkeit zum Zwecke einer wirksamen Reaktion

Eine weitere Verbesserung des Gegenstandes der des Gases mit der bewegten Badflüssigkeit gewünscht

Erfindung ergibt sich daraus, daß das Anschlußstück _{40 w}j_rd. Die innere Stirnfläche des Düsenkörpers 1, die

für die Rohrleitung zur Herstellung einer dichten, _m;_t dem Pfannenboden in einer Ebene liegt, weist

starren Verbindung in eine Ringnut des Düsenkörpers vorzugsweise eine Einwölbung auf, die den Verschluß

eingesetzt ist. des Ausgusses mittels eines kugelförmigen Stopfens

Es ist auch möglich, ein Verfahren zum Verschlie- erleichtert.

ßen eines Behälters für flüssiges Metall so durchzu- ₄₅ Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, kann der Düsenkörper führen, daß der Druck des eingeblasenen Gases nach _auch eine konvex gekrümmte innere Stirnfläche aufvollständiger Trennung des Verschlußstopfens von weisen, ähnlich wie der Sprengkopf einer Gießkanne, dem selbsttätigen Verstellorgan soweit erniedrigt gegen die ein entsprechend konkav ausgebildeter Stopwird, daß das flüssige Metall in die Einblaskanäle der f_en 15 anliegt.

Düse eindringt und dort bis zur Erstarrung fest- _5o Außer den im vorstehenden ausgeführten Ausbilgehalten wird. dungsformen des Einsatzstückes 1 und des mit diesem

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Einsatzstück zusammenwirkenden Verschlußstopfens

erfindungsgemäßen Konstruktion in schematischer _sj_nd auch noch andere Verschlußmöglichkeiten denk-

Weise dargestellt. Es zeigt bar, z. B. eine solche mit einem konisch ausgebildeten

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine mit 55 Verschlußstopfen.

feuerfestem Material ausgekleidete, gedeckte Gieß- o;_e feuerfesten Werkstoffe, aus denen der Düsenpfanne, in deren Boden eine verschließbare Düse ein- einsatz 1 und der Stopfen hergestellt sind, können je gelassen ist, _nach der Art des eingeblasenen Gases und der ein-

Fig. 2 einen Stopfen von unten gesehen und die geblasenen Stoffe verschiedener Art sein. Als Werkdazugehörige Stopfenstange, 60 stoff kann beispielsweise Schamotte, tonerdehaltiger

Fig. 3 und 4 Ausführungsbeispiele der Düsenein- Stoff, Magnesia oder auch Chromit dienen. Auch Grasätze im Schnitt, phit kann verwendet werden, wenn die eingeblasenen

Fig. 5 und 6 zwei von der in Fig. 1 dargestellten Gase keine oxydierende Eigenschaft haben. Auch kön-

Form abweichende Gießpfannen im Schnitt, nen die einzelnen Kanäle des Düsenkörpers 1 eine me-

Fig. 7 eine Gießpfanne mit ortsfestem Deckel in 65 tallische Auskleidung aufweisen, um eine Abnützung

einem senkrechten Schnitt und der Kanalwände zu verhindern.

Fig. 8 eine Draufsicht der Anordnung nach Fig. 7. Das in die Gießpfannen eingebrachte flüssige Metall

Der Düsenkörper 1 wird mittels einer seine Ränder kann beliebigen Vorrichtungen entnommen werden,

übergreifenden Platte 9 sowie mittels Keilen 10 und die so ausgebildet sind, daß unerwünschte Stoffe, wie

im Boden der Gießpfanne verankerter, einen Durch- 70 gewisse, die Durchführung des Verfahrens störende

Schlacken, zurückgehalten und nicht zusammen mit dem flüssigen Metall in die Gießpfanne gegossen werden.

Die Gießpfannen können nach ihrer Füllung und vor dem Einblasen der Gase mit einem Deckel 21 verschlossen werden, damit die Oberfläche der Badflüssigkeit möglichst wenig in Berührung mit der Außenluft kommt. Auf diese Weise werden auch die Strahlungsverluste verringert und in dem freien Raum zwischen der Oberfläche der Badflüssigkeit und dem Deckel eine für die Durchführung des Verfahrens günstige, beispielsweise eine reduzuierende oder neutrale Atmosphäre aufrechterhalten. Zur rascheren Handhabung der Vorrichtung kann dieser Deckel ortsfest angeordnet sein, beispielsweise mittels eines Armes 23 an einer Mauer 24 oder an einer Säule befestigt sein (s. Fig. 7 und 8).

Die Abmessungen der zur Durchführung des Verfahrens dienenden Pfannen müssen so gewählt sein, daß evtl. Aufwallungen auf Grund des Durchströmens der Gase durch das Metall keinen Schaden anrichten. Es kann in bestimmten Fällen angezeigt erscheinen, um insbesondere in der Nähe der Gaseinblasdüsen eine bessere Umwälzung des Metalls zu erzielen, dem Boden der Pfanne ein rotationssymmterisches (Fig. 5) as oder auch ein rotationsunsymmtrisches (Fig. 6) konisches Profil zu geben.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wie folgt: Sobald der Druck des einzublasenden Gases etwa 1,5 bis 2 kg beträgt, wird der Verschlußstopfen angehoben und gibt so die Kanäle des Düsenkörpers 1 frei, so daß das Gas oder der in dem Gas suspendierte Kalkstaub eingeblasen wird. Ist die notwendige Menge Kalkstaub eingeblasen, so wird der Einblasdruck so weit verringert, bis der federbelastete Verschlußstopfen die Düse wieder verschließt. Es ist hierbei auch möglich, den Einblasdruck bis beinahe auf Null zu erniedrigen, so daß das flüssige Metall in die Einblaskanäle eindringt und dort erstarrend die Einblasdüsen verschließt. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Verriegelung an der Stopfenstange gelöst wird und dadurch der Stopfen freigegeben wird. Daraufhin wird die Pfanne von der Einblasevorrichtung wieder getrennt, unter dem Dekkel weggezogen und entleert.

Die beschriebene Vorrichtung kann natürlich die verschiedensten Abwandlungen erfahren. So kann beispielsweise der Verschlußstopfen auch an einem Metalldraht mit hohem Schmelzpunkt befestigt werden, dessen Ende mit einem in den Verschlußstopfen versenkten Ring verbunden ist, und dessen anderes Ende nach Durchführung durch das Einsatzstück unterhalb der Pfanne beispielsweise mit einer Zwinge oder einem beliebigen anderen Klemmwerkzeug verbunden wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Einblasen von Gas oder von in einem Gasstrom staubförmig suspendierten Stoffen in eine Gießpfanne oder einen ähnlichen Behälter für flüssiges Metall, in deren bzw. dessen Boden ein mit einer Rohrleitung verbundener Düsenkörper aus feuerfestem Material mit einem Verschlußstopfen eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußstopfen durch ein selbsttätiges Verstellorgan auf den nach der Innenseite der Gießpfanne zu liegenden Rand des Düsenkörpers gepreßt wird und sich beim Einblasen von Gas von diesem abhebt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußstopfen an dem einen Ende eines den Düsenkörper und die Wand der zum Düsenkörper führenden Rohrleitung durchsetzenden Stabes oder Drahtes befestigt ist, an dessen anderem Ende ein Widerlager für eine gegen die Außenwand der Rohrleitung sich abstützenden Schraubenfeder angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager lösbar an dem mit dem Verschlußstopfen verbundenen Stab oder Draht angeordnet ist und im Inneren der Rohrleitung eine die Durchtrittsöffnung des Stabes bzw. des Drahtes verschließende Klappe angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper die Form eines Kegelstumpfes hat und von unten her so in den Boden der Pfanne eingesetzt ist, daß die Basis-Stirnfläche des Kegelstumpfes nach außen zeigt.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper eine Mehrzahl von fächerförmig angeordneten Kanälen aufweist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper mindestens einen schraubenförmig angeordneten Kanal aufweist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Stirnfläche des Düsenkörpers eine Einbuchtung und der Verschlußstopfen eine dementsprechend ausgebildete halbkugelförmige Stirnfläche aufweist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper die Form eines Gießkannen-Sprengkopfes aufweist und der Verschlußstopfen auf der den Düsenkörper zugewandten Seite durch eine Halbkugelfläche begrenzt wird oder mit einem Randwulst versehen ist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagstück für die Rohrleitung zur Herstellung einer dichten, starren Verbindung in eine Ringnut des Düsenkörpers eingesetzt ist.

10. Verfahren zum Verschließen eines Behälters für flüssiges Metall mittels einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des eingeblasenen Gases nach vollständiger Trennung des Verschlußstopfens von dem selbsttätigen Verstellorgan so weit erniedrigt wird, daß das flüssige Metall in die Einblaskanäle des Düsenkörpers eindringt und dort bis zur Erstarrung festgehalten wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 684 243, 523 292; deutsche Patentanmeldung G 7771 VI/18b (bekanntgemacht am 17. 7. 1952);

belgische Patentschrift Nr. 501 135.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen