DE1166229B - Vorrichtung zu intermittierender Durchlaufentgasung von Fluessigkeiten und Verfahren dazu - Google Patents

Vorrichtung zu intermittierender Durchlaufentgasung von Fluessigkeiten und Verfahren dazu

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DE1166229B
DE1166229B DET13566A DET0013566A DE1166229B DE 1166229 B DE1166229 B DE 1166229B DE T13566 A DET13566 A DE T13566A DE T0013566 A DET0013566 A DE T0013566A DE 1166229 B DE1166229 B DE 1166229B
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DE
Germany
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riser
vacuum container
container
liquid
vacuum
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Application number
DET13566A
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English (en)
Inventor
Dr Erwin Kloth
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Thyssen AG
Original Assignee
August Thyssen Huette AG
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Publication date
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Publication of DE1166229B publication Critical patent/DE1166229B/de
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/10Handling in a vacuum

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Description

  • Vorrichtung zu intermittierender Durchlaufentgasung von Flüssigkeiten und Verfahren dazu Zur Vakuumentgasung von Flüssigkeiten und insbesondere von Metallen sind viele Verfahren bekanntgeworden. Neben einer Vakuumbehandlung gefüllter Behälter in Vakuumkammern wird eine Entgasung des in den Vakuumbehälter eintretenden Strahles durchgeführt. Es sind auch Vorschläge bekanntgeworden, um einen durch eine Vakuumkammer durchfließenden Strom von Metall zu entgasen. Hierbei wird das Metall durch einen am Vakuumbehälter angebrachten und in den Vorratsbehälter eintauchenden Steiger hochgesaugt und entweder durch einen am Austritt der Vakuumkammer angebrachten, abwärtsleitenden und in einen Aufnahmebehälter eintauchenden Steiger wieder herausgelassen oder man läßt es über einen Überlauf in freiem Fall in ein luftdicht angeschlossenes Aufnahmegefäß einlaufen. Die Höhe der Steiger hängt vom spezifischen Gewicht der Flüssigkeit und vom angewandten Unterdruck ab. Die Vorteile einer solchen Vorrichtung bestehen in der sicheren Einstellbarkeit des Entgasungsprozesses, ferner in einer guten Möglichkeit der Beheizung und ebenso guten Möglichkeit der Zugabe von Legierungs- und Zusatzstoffen.
  • Diese Verfahren sind zur Durchflußbehandlung von Flüssigkeiten zwischen zwei gleich großen Behältern oder für kontinuierlichen Guß gut geeignet. Nicht geeignet aber sind sie z. B. für ein übliches Abgießen von Stahl aus einer großen Gießpfanne in eine Vielzahl von Einzelgießformen, da die dann notwendige Unterbrechung des Gießvorganges nicht möglich ist. Diese Aufgabe hat man nach einem bekannten Vorschlag dadurch zu lösen versucht, daß man beispielsweise für eine Durchlaufentgasung zwischen dem Schmelzbehälter und der Kokille den Auslaufsteiger über der Kokille verlängert hat, um aus diesem den entgasten Stahl in freiem Strahl in die Kokille auslaufen zu lassen, und in dem man am Ende dieses Auslaufsteigers einen Schieber oder ein Ventil angebracht hat, um nach Beendigung des Abgießens einer Kokille den Prozeß der Durchlaufentgasung zu stoppen. Es ist ferner bekannt, für eine Gießstrahlentgasung den entgasten Stahl in einem Steiger von einer solchen Höhe aufzunehmen, daß der ferrostatische Druck der Eisensäule in diesem Steiger den Unterdruck in der Entgasungskammer darüber aufnimmt. Jedoch soll dieser Steiger in einen Eisensumpf eintauchen, von dem ab zu den Kokillen Gießrinnen führen. Dieser Prozeß wird dadurch unterbrochen, daß man den Gießvorgang abstoppt.
  • Es ist aber für die Behandlung von flüssigem Stahl praktisch unmöglich, funktionierende Schieber oder Ventile im Stahlstrom einzubauen. Will man das vermeiden, so bringt die Anordnung eines zweiten Stahlbehälters, in den der Ausgußsteiger einer Entgasungsanlage münden muß, den Nachteil, Temperaturverlust und Verschleiß eines weiteren Behälters in Kauf nehmen zu müssen und dabei doch die Beweglichkeit zu verlieren.
  • Es hat sich nun gezeigt, daß es möglich ist, in einem unten offenen Flüssigkeitsbehälter Flüssigkeit dadurch zurückzuhalten, daß man den statischen Druck der Flüssigkeitssäule durch Anlegen von Unterdruck ausgleicht, aber die untere Öffnung oder die Öffnungen des Behälters so klein hält, daß die Flüssigkeitsunterfläche nicht zerstört wird, aber nicht so klein, daß kapillare Kräfte ein Hindurchfließen allzusehr hemmen. Man kann dann durch diese Öffnungen Flüssigkeiten in den Behälter hochsaugen, ihn bei Aufrechterhaltung des Unterdruckes gefüllt halten und bei Aufheben des Unterdruckes die Flüssigkeit wieder nach unten entleeren.
  • Unter Nutzung dieser Möglichkeit ließ sich eine neue Vorrichtung und ihre Verfahrensweise zur Durchlaufentgasung entwickeln, bei der der Durchlauf durch die Vakuumkammer beliebig unterbrochen und wieder in Gang gesetzt werden kann. Diese Vorrichtung ist insbesondere geeignet, um aus großen Stahlpfannen einzelne Kokillen mit entgastem Metall vollzugießen, da man bei jedem Kokillenwechsel den Vorgang beliebig unterbrechen kann.
  • Die Vorrichtung (Figur) besteht aus einem Vakuumbehälter 1 mit einer Absaugöffnung 2, der als Durchlaufbehälter ausgebildet ist. Er kann Schaulöcher, Schleusen zum Einführen von Zusätzen aller Art, Mittel zu seiner Beheizung und, außer der Absaugöffnung für Luft 2, auch Flutungsöffnungen mit entsprechenden Ventilen in an sich bekannter Weise enthalten. Dieser Vakuumbehälter besitzt an seiner Eingangs- und Ausgangsseite zwei Steiger 3 und 4, die höchstens so lang sind wie die Flüssigkeitssäule, die durch den niedrigst gewünschten Druck getragen werden kann. Diese beiden Steiger besitzen an ihren unteren Mündungen eine oder mehrere Öffnungen 5, die so klein sind, daß bei Gleichgewicht zwischen dem statischen Druck der Flüssigkeitssäulen und dem darüber aufrechterhaltenen Unterdruck die Flüssigkeitsunterflächen nicht zerstört werden, aber so groß, daß Kapillarkräfte den Durchtritt der Flüssigkeit bei Ansaugen und Entleeren durch Belüftung noch gestatten. Der Vakuumbehälter wird aus dem Vorratsbehälter 6 mit Flüssigkeit beliefert. Beide sind senkrecht gegeneinander heb- und senkbar angeordnet, so daß entweder der eine der beiden Behälter, beispielsweise der Vorratsbehälter 6, oder beide Behälter gleichzeitig in senkrechter Richtung bewegt werden können. Der Ansaugsteiger 3 des Vakuumbehälters führt in den Vorratsbehälter 6, der Ausflußsteiger 4 des Vakuumbehälters endet frei über einer Gießform 7, in die hinein gegossen werden soll.
  • Die Vorrichtung wird folgendermaßen ingangaesetzt und betrieben: Unter das Vakuumgefäß mit seinen zwei Steigern wird auf der einen Seite der Vorratsbehälter gebracht, unter die andere eine vollzugießende Kokille. Vakuumgefäß und Vorratsbehälter werden so zueinander senkrecht bewegt, daß der Ansaugstutzen des Vakuumbehälters in die Metallschmelze des Vorratsbehälters eintaucht.
  • Der untere Kopf des Auslaufsteigers ist zunächst in geeigneter Weise luftdicht verschlossen, z. B. in an sich bekannter Weise durch eine Lamelle, die beim Auftreffen der Flüssigkeit aufgeschmolzen wird. Beim Aufbringen von Unterdruck im Vakuumbehälter wird nun Flüssigkeit durch den Ansaugsteiger hochgesaugt, tritt in das Vakuumgefäß ein, wird dort entgast, fließt hindurch und auf der anderen Seite in den abwärts führenden Steiger hinein, füllt ihn, schmilzt die Verschlußlamelle auf und fällt dann in freiem Strahl in die Kokille hinab. Es kann auch ein irgendwie gearteter anderer Verschluß des abwärts führenden Steigers beim Inbetriebsetzen der Anlage benutzt werden, der geöffnet wird, sobald der Auslaufsteiger gefüllt ist. Die Fördermenge des Durchlaufvakuumbehälters richtet sich nach der Eintauchtiefe des Ansaugsteigers in den Vorratsbehälter und nach den freien Querschnitten in den unteren Köpfen beider Steiger. Wünscht man zum Auswechseln einer Gießform den Gießvorgang zu unterbrechen, so wird der Ansaugstutzen aus der im Vorratsbehälter befindlichen '@4etallschmelze unter Beibehaltung des Unterdruckes im Vakuumgefäß herausgehoben. Dabei senkt sich der Flüssigkeitsspiegel, bis das Gleichgewicht zwischen dem Unterdruck und dem statischen Druck der Flüssigkeitssäulen in den beiden gleich lang zu haltenden Steigern erreicht ist. Infolge der unteren Kopfausbildung der beiden Steiger bleibt dann die restliche Metallschmelze in den Steigern und im Vakuumgefäß zurück. Nach Wechseln der Kokille setzt ein Wiedereintauchen des Saugsteigers in die Metallschmelze des Vorratsbehälters den Arbeits- und Gießvorgang wieder in Gang.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung unterscheidet sieh,von allen bisherigen Vorschlägen durch die Einfachheit ihres A.ufbapes 'und ihrer Wirkungsweise. Sie gestattet, ohne Zwischengefäß mit Verteilerrinnen und ohne den Einbau auch nur eines Ventils oder Verschlusses eine Durchlaufentgasung von Stahl für das Vergießen einer Stahlschmelze auf eine große Zahl von Einzelkokillen durchzuführen.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur diskontinuierlich betriebenen Durchlaufentgasung von Metallschmelzen, insbesondere Stahlschmelzen, bestehend aus einem Vakuumbehälter mit zwei Steigrohren, je einem auf der Ansaug- und Ausgußseite, wobei der Ansaugsteiger über dem Vorratsbehälter für das geschmolzene Metall angebracht ist und darin durch senkrechte relative Bewegung des Vakuumbehälters und des Vorratsbehälters eintauchen kann, dadurch gekennzeichnet, daß beide Steiger am unteren Kopf eine oder mehrere Öffnungen besitzen, die so klein sind, daß bei Einstellen des Gleichgewichtes zwischen dem statischen Druck der Flüssigkeitssäulen und dem darüber aufrechterhaltenen Unterdruck die Flüssigkeitsunterflächen nicht zerstört werden, aber wiederum nicht so klein. daß kapillare Kräfte den Durchfluß ganz hemmen und daß beide Steiger gleich lang sind und höchstens so lang gehalten werden, als durch den gewünschten und einstellbaren niedrigsten Druck (Unterdruck) an Flüssigkeitssäule gehoben werden kann, und daß der Ausgußsteiger senkrecht und offen über einer Gießform mündet.
  2. 2. Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei zum Gießen der Vakuumbehälter und der Vorratsbehälter so zueinander senkrecht bewegt werden, daß der Ansaugstutzen des Vakuumbehälters in die Metallschmelze eintaucht, dadurch gekennzeichnet, daß der Gießvorgang durch Herausheben des Ansaugstutzens aus der im Vorratsbehälter befindlichen Metallschmelze unter Beibehaltung des Unterdruckes im Vakuumbehälter unterbrochen wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 47 215, 248 308; französische Patentschrift Nr. 918 574; britische Patentschrift Nr. 425 369; USA.-Patentschrift Nr. 2 734 240; Stahl u. Eisen, 1956, S. 1721 bis 1728; Fachbuch: »Basic Open Hearth Steelmaking«, Second Edition, New York, 1951 , S. 430 bis 432.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4014529A (en) * 1975-01-15 1977-03-29 Leonid Petrovich Puzhailo Device for vacuum-refining of molten metal

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE47215C (de) * „PHOENIX", Actiengesellschaft für Bergbau und Hüttenbetrieb in Laar bei Ruhrort a. Rh Kohlung von Eisen durch Filtriren des flüssigen Metalls durch eine Schicht von Kohlenstoff
DE248308C (de) * 1910-12-30 1912-06-18
GB425369A (en) * 1933-10-19 1935-03-13 Harry Mackenzie Ridge Improvements in processes for the removal of gases from molten metals and alloys
FR918574A (fr) * 1945-08-21 1947-02-12 Procédé de purification des métaux et alliages
US2734240A (en) * 1956-02-14 Vacuum pouring apparatus

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