DE1285679B

DE1285679B - Vorrichtung zur Zugabe von Schmelzzusaetzen

Info

Publication number: DE1285679B
Application number: DE1966N0029144
Authority: DE
Inventors: Bakkerus Hermanus
Original assignee: Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Current assignee: Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Priority date: 1965-09-10
Filing date: 1966-09-09
Publication date: 1968-12-19
Also published as: GB1121269A; LU51890A1; AT266359B; BE686621A; NL6511874A; CH462217A; DE1951599U; ES331394A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zu- schwinden und ihr Nutzeffekt gleichfalls herabgesetzt gäbe von Schmelzzusätzen, bei der eine oben offene, - ' würde. Am günstigsten ist es daher, wenn die Seiteninsbesondere runde Wanne mit koaxialem Ausguß wände der Wanne in einem konischen Winkel von und tangential in die Wanne mündendem Zufuhr- etwa 45° zueinander verlaufen. Dabei erfolgt auch kanal vorgesehen ist. 5 eine optimal gegen Ausspülungen gesicherte Führung

Die bekannten Vorrichtungen besitzen vertikale des Schmelzflusses. In diesen Abmessungsverhält-Kammer- bzw. Wannenseitenwände und sehen vor, nissen entsteht bei entsprechender kapazitiver Anpasdie Zusätze seitlich dieser Kammer dem Schmelzfluß sung ein optimaler Wirbel. Unter kapazitiver Anpaszuzugeben. sung ist dabei zu verstehen, daß der Ausguß im Ver-

Damit werden jedoch die mit der Zugabe von Zu- io hältnis zum Schmelzfluß nicht zu groß ist, so daß die Sätzen, insbesondere von Zusätzen mit einem geringe- Innenfläche des Ausgusses nur bedeckt oder nur teuren spezifischen Gewicht und/oder einem höheren weise bedeckt und nicht mindestens voll ausgefüllt Schmelzpunkt als das Material der Schmelze verbun- wird, wobei die Zusätze auf der Schmelzoberfläche denen Schwierigkeiten nicht ausreichend vermieden, verbleiben würden.

vor allem deshalb, weil die dafür notwendige Durch- 15 Günstig ist es auch, wenn sich der niedrigste Punkt mischung unzulänglich ist. des Zufuhrkanals in einem etwa dem 2,5-fachen des

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der Durchmessers des Ausgusses entsprechenden Abstand genannten Art zu schaffen, die die Nachteile des über dem unteren Ende der konischen Wanne be-Bekannten vermeidet, bei der insbesondere also die findet.

Durchmischungswirkung entscheidend verstärkt und 20 Da die erfindungsgemäße Vorrichtung nur wenig damit die Qualität der Schmelze sowie das Anbrin- Raum benötigt, kann sie bei entsprechender kapazitigen der Schmelzzusätze und damit die Wirtschaftlich- ver Anpassung ihrer Durchflußkapazität für jeden keit der Erzeugung verbessert wird. Diese Vorrich- Ofen oder jeder Gießpfanne direkt zugeordnet werden, rung soll zudem konstruktiv und für den Betrieb Die Ausführungsform der Erfindung ist im folgenoptimal einfach, störungssicher und raumsparend sein. 25 den an Hand von Zeichnungen näher erörtert. Es zeigt

Die mit der Erfindung geschaffene Lösung besteht F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung

in einer Vorrichtung der eingangs definierten Art, die mit den Merkmalen der Erfindung längs der Achse dadurch gekennzeichnet ist, daß die Seitenwände der der kegelförmigen Kammer bzw. Wanne und Wanne bzw. Kammer praktisch vom oberen Rand der F i g. 2 eine Aufsicht auf die Vorrichtung gemäß

Wanne bis zur Mündung des Ausgusses durchgehend 30 Fig. 1.

schräg verlaufen und daß der bzw. die Zufuhrkanäle In einem Block 1 aus Graphit oder feuerfestem

in die schräg verlaufenden Seitenwände der Wanne Material ist eine kegelförmige Wanne bzw. Kammer 2 münden. über einem koaxialen Ausguß 3 vorgesehen. Der Win-

Damit wird zusätzlich zur tangentialen Durch- kel an der Spitze des Kegels beträgt ungefähr 45°. In wirbelung eine kräftige Injektionswirkung in der ab- 35 einer Höhe von höchstens dem 2,5-fachen Durchfließenden Schmelze erzielt, und zwar auch unter ge- messer des Ausgusses 3 über dem unteren Ende der ringstmöglicher Reibungsmöglichkeiten an den Seiten- Kammer 2, schließt ein Zuführungskanal 4 tangential wänden der Wanne, so daß insbesondere auch leichte an die Kammer 2 an. Die eine schräge Wand des ZuZusätze ohne weiteres der Schmelze zugesetzt werden führungskanals berührt den Kegel und die andere können, die sonst wegen der Oberflächenspannung 40 Wand ist symmetrisch, so daß die beiden Wände des der Schmelze nur unter großen Schwierigkeiten und Zuführungskanals 4 ungefähr denselben Winkel ein-Ausbringensverluste in die Schmelze einzubringen schließen wie der Winkel an der Spitze des Kegels, sind und größtenteil in der Schlacke verlorengehen. Der Boden des Zuführungskanals 4 ist nicht scharf-Mit der Erfindung wird damit gleichzeitig eine ver- kantig, sondern abgerundet und der Zuführungsbesserte Treffsicherheit für die Endanalyse und eine 45 kanal 4 wird nahe der Kammer 2 an seiner Oberseite günstigere Reinheitsgrad-Qualität des Enderzeugnis- durch einen Fuchs 5 abgeschlossen, der einen Teil der ses erreicht, wobei sie sich zudem auch durch leich- Wand der Kammer 2 bilden kann, testmögliche Betriebsweise auszeichnet, indem die Der geschlossene Zuführungskanal 4 bildet die

Zusätze praktisch nur in die Wanne hineingeworfen Fortsetzung einer an ihrer oberen Seite offenen, sich zu werden brauchen und in dieser sofort weggesaugt 50 neigenden Rinne 6, die beispielsweise an das Stichbzw, mitgerissen werden. loch eines Kupolofens angeschlossen sein kann.

Die Erfindung ist vorzugsweise auch dadurch ge- Wenn eine Schmelze aus dem Kupolofen od. dgl.

kennzeichnet, daß die Seitenwände der Wanne in die Rinne 6 bis über die Höhe der Oberseite des Zueinem konischen Winkel von etwa 30 bis 90° zuein- führungskanals 4 füllt, werden gegebenenfalls auf dem ander verlaufen. Wenn der Winkel an der Spitze zu 55 Strom schwimmende Schlacken zurückgehalten und klein ist, geht die Energie der einströmenden Schmelze abgeführt. Auf diese Weise wird eine so gut wie mögdurch Wandreibung verloren und wird im Zentrum lieh gereinigte Schmelze in die Kammer 2 eingelassen, des Wirbels der Druck zu niedrig, wodurch eventuell Infolge des fließenden Übergangs der äußersten Wand Gase von dort nach oben hin ausgetrieben werden des Zuführungskanals 4 zur Seitenwand der Kam- und die Zusätze nicht aufgenommen, sondern auch 60 mer 2 fließt der Schmelzstrom über diese Oberfläche hochgeblasen werden, so daß sie nur unregelmäßig im aus und nimmt beim Sinken durch das Abnehmen des Schmelzfluß verschwinden. Durchmessers von Anfang an an Rotationsgeschwin-

Wenn dagegen der Winkel an der Spitze zu groß digkeit zu. Hierdurch verteilt sich der Strom über den ist, fängt der Wirbel zu schlürfen an und es entsteht ganzen Umfang und bildet einen Wirbel, dessen Tiefdie Gefahr, daß neben den Zuschlagstoffen auch Gas 65 punkt allerdings vorzugsweise nicht unter dem Ende mitgerissen wird und daß unter dem Behälter der der kegelförmigen Kammer 2 liegen soll. Strahl von Spritzern und Tropfen unterbrochen wird, Die Zusätze werden in erster Linie zentral in die

wodurch die Zusätze zugleich aus dem Strahl ver- Kammer 2 eingeschüttet, und zwar entweder konti-

nuierlich oder diskontinuierlich. Wenn der vertikale Abstand zwischen dem Zuführungskanal 4 und dem unteren Ende der Kammer 2 den genannten Wert um ein Mehrfaches übersteigen würde, so wäre es sehr schwierig, einen Wirbel zu bilden. Die mitgeführten Stoffe blieben dann auf der Oberfläche liegen und würden nicht in dem gewünschten Maß vom Strom mitgenommen.

In der kegelförmigen Kammer 2 entsteht ein Wirbel, wobei ein Kegel mit einem zu kleinen Spitzenwinkel wie ein Zyklon wirken würde, und alle leichten Teile und Gase in das Zentrum hineinzöge. Hierdurch würden die leichten Zuschlagstoffe nicht in den Strom gelangen, sondern aufschwimmen und nur unregelmäßig in die Schmelze eingeführt werden. Wenn dagegen der Winkel an der Spitze zu groß ist, besteht die Gefahr des Schlürfens, so daß mit dem Zusatzmaterial auch Gas mitgesaugt wird, das in dem hervorkommenden Strahl von der Oberflächenspannung des flüssigen Metalls weggedrückt wird, wobei aber in so den Spritzern und Tropfen auch ein Teil des Zuschlagstoffs verlorengeht.

Es gibt also bestimmte optimale Bedingungen, unter denen die leichten Zusätze wohl mitgenommen werden, aber nicht die noch leichteren Gase bzw. Luft. Es besteht dann keine Gefahr, daß bei einer Unterbrechung des Zusetzens ein unruhig hervorsprudelnder Strahl entstehen und Gas mitgerissen würde. Dadurch ist es möglich, sowohl kontinuierlich wie auch diskontinuierlich Stoffe zuzusetzen, die mit Sicherheit mit dem höchstmöglichen Nutzeffekt in die Schmelze hineingelangen.

Ersichtlicherweise kann der einfache Zuführungskanal in mehrere tangentiale Zuführungskanäle aufgeteilt werden, so daß die Schmelze auch aus verschiedenen Quellen zugeführt werden kann. Weiterhin ist der Fuchs 5 nur wahlweise verwendbar.

Bei einer Kapazität von ungefähr 7 Tonnen Gußeisen pro Stunde ist eine Öffnung des Ausgusses 3 von ungefähr 20 mm Durchmesser erwünscht, wobei ein Zuführungskanal 4 von dreieckigem Durchschnitt mit einer Höhe von ungefähr 25 mm und einer oberen Breite von ungefähr 22 mm in eine kegelförmige Kammer mit einem Spitzenwinkel von ungefähr 45° in einer Höhe von 50 mm über dem unteren Ende der Kammer ausmündet. In dieser Kammer können Entschwefelungs- und Aufkohlungsmittel und auch Stoffe zum Einimpfen oder Legieren der Schmelze zugesetzt werden. Unter Umständen ist es selbst möglich, mehrere dieser Vorrichtungen kaskadenweise hintereinander zu schalten, wenn nur zwischen den einzelnen Vorrichtungen eine ausreichende Verweilzeit realisiert werden kann.

Bei anderen Schmelzen als Gußeisen und bei anderen Zusätzen soll der Winkel an der Spitze der Kammer den Eigenschaften der Schmelze angepaßt werden, während die Lage des Zuführungskanals über dem unteren Ende in Abhängigkeit des spezifischen Gewichts der zu verarbeitenden Schmelze nur einer geringen Änderung bedarf. Die Kammerwand braucht nicht rein kegelförmig zu verlaufen, sondern kann auch die Form eines Teiles eines Rotationshyperboloids sein, vorausgesetzt, daß darin der erforderliche Wirbel entsteht.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Zugabe von Schmelzzusätzen, bei der eine oben offene, insbesondere runde Wanne mit koaxialem Ausguß und tangential in die Wanne mündendem Zufuhrkanal vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände der Wanne bzw. Kammer (2) praktisch vom oberen Rand der Wanne bis zur Mündung des Ausgusses (3) durchgehend schräg verlaufen und daß der bzw. die Zufuhrkanäle (4) in die schräg verlaufenden Seitenwände der Wanne münden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände der Wanne (2) in einem konischen Winkel von etwa 30 bis 90° zueinander verlaufen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände der Wanne (2) in einem konischen Winkel von etwa 45° zueinander verlaufen.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der niedrigste Punkt des Zufuhrkanals (4) in einem etwa dem 2,5-fachen des Durchmessers des Ausgusses (3) entsprechenden Abstand über dem unteren Ende der konischen Wanne (2) befindet.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Zuführungskanäle (4) auf ihrer zur Längsachse der Wanne (2) radial äußeren Seite eine in Umfangsrichtung abgeflachte Wand besitzen, die in Querrichtung praktisch parallel zur schrägen Seitenwand angeordnet ist, und daß die Zuführungskanäle leicht schräg zum Ausguß (3) hin geneigt sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Zufuhrkanals (4) vor seiner Einmündung in die Wanne (2) ein Fuchs (5) vorgeschaltet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen