DE1282249B

DE1282249B - Verfahren zum thermochemischen Flaemmen von metallischen Werkstuecken

Info

Publication number: DE1282249B
Application number: DEU13776A
Authority: DE
Inventors: Ivan Philip Thompson
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1966-05-19
Filing date: 1967-04-15
Publication date: 1968-11-07

Description

Verfahren zum thermochemischen Flämmen von metallischen Werkstücken Die Erfindung befaßt sich allgemein mit einem Verfahren zum Flämmen der Oberfläche von metallischen Werkstücken, bei dem die bei der thermochemischen Reaktion erzeugte Schlacke durch einen Flüssigkeitsstrom, der mit hoher Geschwindigkeit über die Werkstückoberfläche streicht, beseitigt wird.
Beim thermochemischen Flämmen wird ein Strom eines oxydierenden Gases schräg gegen eine Reaktionszone aus geschmolzenem Metall gerichtet, die zuvor auf der Werkstückoberfläche ausgebildet wurde. Dadurch erfolgt eine thermochemische Reaktion, die entlang der Werkstückoberfläche fortschreitet, wenn das Werkstück und der Oxydationsgasstrom gegeneinander bewegt werden. Auf Grund dieser thermochemischen Flämmreaktion wird eine schmelzflüssige Schlacke erzeugt, die von der Werkstückoberfläche entfernt werden muß. Die Beseitigung kann dadurch erfolgen, daß ein Flüssigkeitsstrom, z. B. Wasser, mit hoher Geschwindigkeit so auf das Werkstück gerichtet wird, daß er über die Werkstückoberfläche streicht, dabei auf die Schlacke auftrifft und sie von der Werkstückoberfläche ablenkt. Mittels des Flüssigkeitsstromes wird die Schlacke in kleine Teilchen aufgebrochen, abgeschreckt und in eine Schlackenrinne abgeführt.
Das oben beschriebene, während zahlreicher Jahre verwendete Verfahren ist jedoch hinsichtlich des Ruffangens der feinen Schlacketeilchen, die von dem Hauptflüssigkeitsstrom und der Reaktion selbst in sprühregenartiger Form ausgeworfen werden, nicht hinreichend zufriedenstellend und wirksam. Ein gewisser Anteil der Schlacketeilchen durchdringt infolge des Moments der Teilchen den Flüssigkeitsstrom. Außerdem wird eine erhebliche Menge sprühregenartiger Schlacke von der Schlackenrinne weggelenkt, so daß sieh Schlacke auf der Flämmaschine und den zugehörigen Hilfsgeräten, z. B. dem Schlackenauffänger, dem Rollgang und dem Rauchabzug, ansammelt, was eine häufige Reinigung und Wartung erfordert.
Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Auffangen und Abführen der während des thermochemischen Flämmens erzeugten Schlacke zu schaffen, das in der Lage ist, im wesentlichen die gesamte sich bildende Schlacke zu beseitigen, so daß, wenn überhaupt, nur geringe Schlackernengen gegen die Oberflächen der Flämmaschine und der Hilfsgeräte abgelenkt werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine feste, quer zu der Relativbewegungsbahn des Werkstücks an einer der Reaktionszone benachbarten Stelle im Weg des erzeugten Schlackesprühregens angeordnete Ablenkfläche mit einem Flüssigkeitsstrom, beispielsweise Wasser, benetzt wird. Die Wirkung der benetzten Ablenkfläche ist insofern überraschend vorteilhaft, als die weggeschleuderten, die Ablenkfläche treffenden Schlacketeilchen dort nicht anhaften, sondern sofort erstarren und über die Ablenkfläche in die Schlackenrinne weggeschwemmt werden. Außerdem verhindert die Ablenkfläche, daß Schlacketeilchen über die gesamte Arbeitszone hinwegsprühen. Die Ablenkfläche kann, insbesondere beim Flämmen von verhältnismäßig schmalen Werkstücken, eben sein, hat jedoch vorzugsweise konkave Gestalt, wobei die vertiefte Seite der Reaktionszone zugekehrt ist.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 in perspektivischer Darstellung die Durchführung einer bevorzugten Ausführungsform des neuen Verfahrens unter Verwendung einer benetzten, gebogenen Ablenkfläche und F i g. 2 eine perspektivische Darstellung ähnlich F i g. 1 für eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der eine flache Ablenkfläche verwendet wird.
Entsprechend F i g. 1 liegt das metallische Werkstück W auf einem Rollgang R und wird von diesem auf eine Flämmeinheit M zu bewegt. Auf der Werkstückoberfläche wird im Bereich der Reaktionszone 7 mittels Vorwärmflammen, die aus der Flämmeinheit M austreten, ein metallisches Schmelzbad gebildet. Sodann wird ein flächiger Strom S aus oxydierendem Gas, beispielsweise Sauerstoff, unter einem schiefen Winkel gegen das Schmelzbad gerichtet, um eine thermochemische Reaktion eintreten zu lassen. Daraufhin erfolgt eine Relativbewegung zwischen dem in Pfeilrichtung laufenden Werkstück W und dem Oxydationsgasstrom S, so daß die Reaktion in Längsrichtung entlang der Werkstückoberfläche fortschreitet. Beim Ablauf der Flämmreaktion wird schmelzflüssige Schlacke erzeugt und in der in der Zeichnung angedeuteten Weise von der Reaktionszone Z aus nach vorn und oben geschleudert.
Um die sich bildende Schlacke aufzufangen und zu beseitigen, wird eine feste Ablenkfläche 12 quer zur Relativbewegungsbahn an einer der Reaktionszone Z benachbarten Stelle im Weg des hochgeschleuderten Schlackesprühregens angeordnet. Ein Flüssigkeitsstrom, im allgemeinen Wasser, wird mit hoher Geschwindigkeit über die Ablenkfläche 12 geführt, um diese dauernd benetzt zu halten. Wenn Teilchen der geschmolzenen Schlacke auf die benetzte Ablenkfläche 12 auftreffen, werden sie abgeschreckt, erstarren und werden entlang der benetzten Ablenkfläche 12 in eine Schlackenrinne 14 weggeschwemmt. Die den Flüssigkeitsstrom abstützende Ablenkfläche 12 wirkt als Schirm, der verhindert, daß die hochgeschleuderte Schlacke den Flüssigkeitsstrom durchdringt oder von diesem abgelenkt wird.
Die Ablenkfläche 12 ist vorzugsweise konkav, wobei die vertiefte Seite der Reaktionszone Z zugekehrt ist. Diese Ausgestaltung ist besonders günstig, wenn verhältnismäßig breite Werkstücke, z. B. Brammen, geflämmt werden, weil ein Fangraum gebildet wird, der die Kohärenz des Hauptflüssigkeitsstromes über der gesamten zu flämmenden Breite der Werkstückoberfläche aufrechterhält.
Der Durchmesser der gebogenen Ablenkfläche liegt im allgemeinen in der Größenordnung von 150 bis 300 mm. Während des Flämmvorgangs wird über , eine solche Ablenkfläche ein Flüssigkeitsstrom in einer Menge von ungefähr 2600 bis 3800 1 pro Minute geführt.
Werden verhältnismäßig schmale Werkstücke, z. B. Knüppel, geflämmt, können entsprechend F i g. 2 zur Stützung jedes Flüssigkeitsstromes flache Ablenk-Flächen 16 verwendet werden. Für das Flämmen eines quadratischen Knüppels mit 250 mm Kantenlänge erwiesen sich z. B. vier Düsen N, die jeweils einen Durchmesser von 32 mm aufweisen und aus denen ungefähr 750 1 Wasser pro Minute austreten, als äußerst wirksam, um die während des Flämmvorgangs gebildete Schlacke aufzufangen und abzuführen.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum thermochemischen Flämmen von metallischen Werkstücken, bei dem die bei der thermochemischen Reaktion erzeugte Schlacke durch einen Flüssigkeitsstrom, der mit hoher Geschwindigkeit über die Werkstückoberfläche streicht, beseitigt wird, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß eine feste, quer zum Werkstück an einer der Reaktionszone benachbarten Stelle im Weg des Schlackesprühregens angeordnete Ablenkfläche mit einem Flüssigkeitsstrom überspült wird, der die Ablenkfläche benetzt hält und die auf die Ablenkfläche auftreffenden Schlacketeilchen wegschwemmt.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkfiäche (12) konkav ausgebildet und ihre vertiefte Seite der Reaktionszone zugekehrt ist.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkfläche (16) flach ausgebildet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 465 297, 3 062 456, 3163559.