DE1230819B

DE1230819B - Verfahren zum Entgasen von Metallen, insbesondere von Eisen- und Stahlschmelzen

Info

Publication number: DE1230819B
Application number: DED27493A
Authority: DE
Original assignee: Dortmund Hoerder Huettenunion AG
Current assignee: Dortmund Hoerder Huettenunion AG
Priority date: 1958-02-25
Filing date: 1958-02-25
Publication date: 1966-12-22
Also published as: BE575804R

Description

Verfahren zum Entgasen von Metallen, insbesondere von Eisen- und Stahlschmelzen Nach einem älteren Vorschlag der Anmelderin (Patentanmeldung D 22416 VIa/18b) werden Stahlschmelzen in einer Vakuumkammer entgast, von deren Boden aus sich ein Rohrstutzen in das in einer unter der Vakuumkammer stehenden Pfanne befindliche Metall erstreckt, wobei das Entgasen des Metalls in Teilmengen stattfindet, die unter dem Einfluß des in der Vakuumkammer herrschenden Unterdrucks in die Kammer eingeführt und durch den gleichen Rohrstutzen in das in der Pfanne unter der Kammer befindliche Metall zurückgegeben werden.
Dieses Entgasungsverfahren, das sich in der Praxis sowohl der Massen- als auch der Qualitätsstahlwerke weitgehend eingeführt hat, wird nun mit den Mitteln dieser Erfindung sowohl qualitativ als auch quantitativ vervollkommnet, und zwar dadurch, daß die zu entgasende Teilmenge der Metallschmelze zusammen mit einem in die in dem Rohrstutzen befindliche Metallsäule durch ein in den Stutzen mündendes Rohr eingeführten Gas in die Vakuumkammer gebracht, dort entgast und nach der Entgasung des Metalls die Gaszufuhr zu dem Rohrstutzen unterbrochen wird. Dabei wird die Eintauchtiefe des Rohrstutzens, wie bei der bekannten Teilmengenentgasung, beim Füllen und Entleeren der Kammer periodisch erhöht und verringert.
Zum Stand der Technik gehört das sogenannte »Gas-Lift-Verfahren«, bei dem das einer Pfanne entnommene Metall, in kontinuierlichem Durchfluß in einem Einlaufstutzen mit Gas beladen, über den Einlaufstutzen, eine Vakuumkammer und einen Auslaßstutzen entweder in eine zweite Pfanne oder in die das zu entgasende Metall enthaltende Pfanne zurückfließt. Hier kommt es, wie auch bei einer Teilmengenentgasung, zu einer größeren Füllung des Entgasungsgefäßes. Bei der Teilmengenentgasung üben die mit dem Metall zusammen in die Vakuumkammer eingeführten Gase jedoch wesentlich weitergehende Wirkungen auf den Entgasungsvorgang aus als bei der bekannten Durchlaufentgasung. Die bei der Teilmengenentgasung mit dem Metall zusammen in die Vakuumkammer eingebrachten Lift-Gase bilden dort nämlich Glasblasenkeime, die die Entgasung der Schmelze anregen und sie zu einer stark turbulenten Bewegung anregen. Etwas Derartiges ist bei der bekannten Gas-Lift-Durchlauf-Entgasung, die nur dem Antransport des Metalls in die Vakuumkammer dient, deshalb nicht möglich, weil das Transportgas das Metall bereits beim Eintritt in die Vakuumkammer verläßt und innerhalb der Kammer und während des Durchlaufs des Metalls einen Einfluß auf die Entgasungsleistung nicht ausüben kann. In der Zeichnung sei das Entgasungsgerät nach der Erfindung näher beschrieben: Bei dem in F i g.1 der Zeichnung dargestellten Entgasungsgefäß 1 mit Absaugleitung 2 taucht der Rohrstutzen 3 so weit in die mit der Schmelze gefüllte Pfanne 4 ein, daß sich aus der barometrischen Steighöhe H=1,40 m eine Füllmenge A ergibt. Wenn nun beim Einbringen des Stahles in den Entgasungsbehälter durch das in F i g. 2 dargestellte Rohr 5 Gas in den Bodenstutzen 3 des Behälters eingeführt wird, verringert sich das spezifische Gewicht des Gemisches aus Schmelze und Gas. Entsprechend vergrößert sich die barometrische Steighöhe und damit auch das Volumen der im Entgasungsgefäß befindlichen Schmelze um das Produkt aus der barometrischen Höhenzunahme und dem Innendurchmesser des Entgasungsgefäßes. Die Leistung der Vakuumpumpen ist bei dieser Arbeitsweise so zu bemessen, daß der im Entgasungsgefäß benötigte Unterdruck trotz des mit dem Metall eingetragenen Gases erreicht und aufrechterhalten wird.
Das zur Vergrößerung der barometrischen Steighöhe verwendete Gas kann gleichmäßig, aber auch stoßweise mit dem Stahl zusammen eingeleitet werden. Beim stoßweisen Arbeiten läuft der Gasstoß gleichsinnig mit dem Füllvorgang ab.
Das stoßweise Einleiten von Gasen ist auch für sich allein, d. h. ohne Höhenveränderung des Eintauchstutzens, und ohne Druckänderung im Entgasungsgefäß, geeignet, ein portionsweises Entgasen durchzuführen. Die bei einem Gasstoß durch die barometrische Höhenzunahme tiefer in das Entgasungsgefäß aufsteigende Menge flüssigen Stahles fließt nämlich, am Ende des Druckstoßes spezifisch schwerer geworden, wieder in das Aufnahmegefäß zurück, wo sie sich mit dem hier verbliebenen Teil der Schmelze wie sonst vermischt. Beim nächsten Gasstoß wiederholt sich der Vorgang des Aufsteigens, Entgasens und Zurückströmens. Frequenz, Druckverlauf und Gasmenge richten sich nach dem jeweils angestrebten Füllgewicht, dem Durchflußquerschnitt des Rohrstutzens, der Geschwindigkeit der im Entgasungsbehälter ablaufenden Reaktionen und der gewünschten Stärke und Art der Badbewegung in der Pfanne. Der Entgasungsvorgang ist am wirkungsvollsten, wenn das entgaste Material dem noch nicht entgasten unterschichtet wird und anschließend noch nicht entgaste Schmelze in den Entgasungsbehälter gelangt. Gegen Ende des Entgasungsvorganges dagegen, wenn Desoxydations-und Legierungsmittel zugegeben werden, ist eine Unterschichtung weniger zweckmäßig, und statt dessen eine schnelle Durchmischung erwünscht. Durch die Zahl der Gasstöße, ihren Druckverlauf und die Menge des zugeführten Gases lassen sich Bedingungen einregeln, bei denen die Unterschichtung öder die- Mischung überwiegt. Geringe Frequenz der Gasstöße und allmählicher Druckanstieg und -abfall bei dem einzelnen Gasstoß z. B. begünstigen eine Unterschichtung, während umgekehrt bei hoher Stoßfrequenz sowie schnellerem Druckanstieg und -abfall die Durchmischung überwiegt.
Die Wirkung des von außen unter den Rohrstutzen eingeblasenen Gases wird verstärkt, wenn gleichzeitig aus der Schmelze selbst entsprechende Gasmengen entwickelt werden, z. B. aus der Reaktion zwischen Kohlenstoff und Sauerstoff, die in der Schmelze gelöst sind. Es liegt darum im Sinne der Erfindung, insbesondere unberuhigte Stahlschmelzen der Vakuumbehandlung zu unterwerfen. Darüber hinaus kann es sowohl mit Rücksicht auf die Materialförderung als auch aus gütemäßigen Gründen zweckmäßig sein, das Ausmaß der Reaktion zwischen Kohlenstoff und Sauerstoff vor oder während der Vakuumbehandlung durch Zugaben von Kohlenstoff- und/oder Sauerstoffträgern zu beeinflussen.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Entgasen von Metallen, insbesondere von Eisen- und Stahlschmelzen, in einer Vakuumkammer, von deren Boden aus sich ein Rohrstutzen in das in einer unter der Vakuumkammer stehenden Pfanne befindliche Metall erstreckt, wobei das Entgasen des Metalls in Teilmengen stattfindet, die unter dem Einfluß des in der Vakuumkammer herrschenden Unterdrucks in die Kammer eingeführt und durch den gleichen Rohrstutzen in das in der Pfanne unter der Kammer befindliche Metall zurückgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die zu entgasende Teilmenge der Metallschmelze zusammen mit einem in die in dem Rohrstutzen befindliche Metallsäule durch ein in den Stutzen mündendes Rohr eingeführten Gas in die Vakuumkammer gebracht, dort entgast und nach der Entgasung des Metalls die Gaszufuhr zu dem Rohrstutzen unterbrochen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Füllen und Entleeren der Vakuumkammer die Eintauchtiefe des Rohrstutzens in bekannter Weise periodisch erhöht und verringert wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 569 699; französische Patentschrift Nr. 922 385; USA.-Patentschrift Nr. 1921060; Zeitschrift »Stahl und Eisen«, 1956, S. 1721.