DE1183524B

DE1183524B - Verfahren zum Entgasen von geschmolzenem Stahl

Info

Publication number: DE1183524B
Application number: DEH34896A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Hermann Maas; Dipl-Phys Werner Armbruster
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG; Rheinstahl Huettenwerke AG
Current assignee: WC Heraus GmbH and Co KG; Rheinstahl Huettenwerke AG
Priority date: 1958-11-25
Filing date: 1958-11-25
Publication date: 1964-12-17
Also published as: BE584732A; GB920874A

Description

Verfahren zum Entgasen von geschmolzenem Stahl Das Entgasen von geschmolzenem Stahl kann diskontinuierlich und kontinuierlich in einem Entgasungsgefäß durchgeführt werden. Bei dem bekanntgewordenen kontinuierlichen Umlauf-Entgasungsverfahren durchläuft der zu entgasende Stahl einen Vakuumraum, in den er mit Hilfe eines Spülgases gefördert wird. Dabei kann auch ein reduzierend wirkendes Spülgas verwendet werden. Der Wasserstoffgehalt des Stahles ließ sich aber auf diese Weise nicht auf sehr geringe Werte herabsetzen, da die im Umlauf befindliche Schmelze bisher nur an einer Stelle zur Gasblasenbildung angeregt wurde. Dies ist vor allem bei beruhigten Stählen von Bedeutung, da diese im Gegensatz zu unberuhigten Stählen keine starke Kohlenmonoxydbildung aufweisen, die normalerweise die Spülwirkung unterstützt.
Ferner ist die Behandlung von Stahlschmelzen unter Vakuum mit oxydierenden Mitteln, wie z. B. Wasserstoff-Sauerstoff-Gemische, Kohlensäure und Wasserdampf, zur Beschleunigung der Oxydation und zur Entfernung von Verunreinigungen bereits vorgeschlagen worden.
Bei dem Entgasen nach dem Umlaufverfahren wird eine besonders wirksame Entfernung des Wasserstoffs dadurch erzielt, daß der geförderten Schmelze durch das Ansaugrohr reiner Sauerstoff oder ein Gasgemisch, dessen wesentliche Komponente Sauerstoff ist, zugeführt wird. Das Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an zwei verschieden hoch gelegenen Zufuhrstellen dieses Gas in das Ansaugrohr eingeleitet wird, wobei insbesondere an den höher gelegenen Zufuhrstellen Sauerstoff oder sauerstoffhaltige Gasgemische und an der tiefer gelegenen Stelle ein nicht wie Sauerstoff reagierendes Spülgas eingeleitet wird.
Auf diese Weise entstehen nicht nur an der unteren Zufuhrstelle, sondern auch an den höheren Stellen Gasblasen, die den Wasserstoff abführen. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, in die tiefer gelegenen Zufuhrstellen wenigstens zeitweise ein inertes Spülgas einzuleiten, besonders dann, wenn eine durch den Sauerstoff hervorgerufene zu starke Reaktion verringert werden muß.
Die Reaktion des eingeführten Sauerstoffes mit dem vorhandenen Kohlenstoff wird durch die Unterdruckwirkung begünstigt, so daß eine weitere Diffusion des Wasserstoffs in die entstehenden Kohlenmonoxydbläschen ermöglicht wird.
Durch die Gaszufuhr wird die Umlaufgeschwindigkeit der Schmelze und die Gasblasenbildung geregelt. Die Steiggeschwindigkeit der Bläschen kann dadurch im oberen Teil des Ansaugrohres relativ gering gehalten werden, so daß die Zeit für die Wasserstoffdiffusion in diese Bläschen vergrößert wird.
Durch einen nach oben zu größer werdenden Querschnitt des Ansaugrohres kann diese Wirkung unterstützt werden.
Zum Einleiten des Spülgases dienen wassergekühlte Düsen, die in wassergekühlten Flanschen der Ansatzteile von Rohrstücken angeordnet sein können.
In der Zeichnung ist als Beispiel eine Einrichtung gezeichnet, in der die zu entgasende Schmelze auf einem Wege in den evakuierten Entgasungsraum einströmt und auf einem zweiten Wege in den Schmelzenbehälter zurückkehrt.
Der durch ein Pumpenaggregat 2 evakuierte Entgasungsraum 1 trägt an seinem Boden das Ansaugrohr 3 und das Rücklaufrohr 4. Die Förderrichtung der Schmelze ist durch die eingezeichneten Pfeile dargestellt. Am Ansaugrohr 3 befinden sich die ringförmig angeordneten Gaszufuhrstellen 6, 7 und 8, die über die Rohrleitungen 9, 10 und 11 mit der jeweiligen Gasquelle verbunden sind.
Die Entgasungsapparatur 1 bis 4 wird von oben her in die Schmelze eingetaucht. Dann wird das Pumpenaggregat 2 in Betrieb gesetzt, wodurch die Schmelze in dem Ansaugrohr 3 und in dem Rücklaufrohr 4 ansteigt. Anschließend wird durch die Rohrleitungen 9, 10 und 11 das Gas, darunter auch reiner Sauerstoff, der Schmelze zugeführt. Auf diese Weise wird einerseits die Bewegung der Schmelze in Richtung der eingezeichneten' Pfeile in Gang gesetzt, andererseits werden auch chemische Reaktioneu ausgelöst. Befindet sich die Schmelze im Umlauf, so kann in vielen Fällen die Gaszufuhr zu der unteren Zufuhrstelle 6 abgestellt werden, da die Gaszuleitung durch die Zufuhrstellen 7 und 8 meist zu einem Aufrechterhalten der Strömung ausreicht. In anderen Fällen kann jedoch eine größere Gasmenge eingeführt werden, wenn die Strömung der Schmelze für den vorgesehenen Zweck zu gering geworden ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Entgasen von Stahlschmelzen, bei dem der geschmolzene Stahl durch ein in die Schmelze eintauchendes Rohr mittels eines in dieses Rohr eingeleiteten Gases, welches aus reinem Sauerstoff besteht, oder Gasgemisches, welches als wesentliche Komponente Sauerstoff enthält, in einen oberhalb des Schmelzspiegels gelegenen Unterdruckraum gefördert wird und aus diesem nach Abgabe eines Teiles der in ihm enthaltenen oder durch chemische Reaktionen gebildeten Gase durch ein zweites Rohr in den Schmelzbehälter zurückfließt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas in das erste Rohr an mindestens zwei verschieden hoch gelegenen Gaszufuhrstellen eingeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das Ansaugrohr (3) an der höher gelegenen Gaszufuhrstelle bzw. an den höher gelegenen Gaszufuhrstellen (7, 8) Sauerstoff oder sauerstoffhaltige Gasgemische und an der tiefer gelegenen Gaszufuhrstelle (6) ein nicht wie Sauerstoff reagierendes Spülgas eingeleitet wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regulierung der Steiggeschwindigkeit des Stahles im Ansaugrohr (3) an den Zufuhrstellen (6, 7, 8) verschiedene Gasvolumina eingeleitet werden.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechend dem abnehmenden Gasgehalt der Schmelze die zugeführten Gasmengen vergrößert werden.
5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, bestehend aus einem Behälter für das geschmolzene Metall, einem evakuierbaren Entgasungsraum oberhalb des die Schmelze aufnehmenden Behälters und einem Ansaug- und einem Rücklaufrohr zwischen diesem Behälter und dem evakuierbaren Entgasungsraum, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ansaugrohr (3) mindestens zwei verschieden hoch gelegene Zufuhrstellen (6, 7, 8) für diese Gase vorgesehen sind.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansaugrohr (3) in seinem oberen Teil einen größeren Querschnitt aufweist als in seinem unteren Teil.
7. Einrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einleiten der Gase in das Ansaugrohr an sich bekannte gekühlte Düsen verwendet werden. B. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen in wassergekühlte Flansche eingesetzt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 17 143, 354 218, 763 565; französische Patentschriften Nr. 796 454, 922 385; USA.-Patentschrift Nr. 1921060; Zeitschrift »Stahl und Eisen«, 1956, S. 1721 bis 1728.