DE1508113B1 - Method and device for lowering the manganese content of a steel or cast iron melt - Google Patents
Method and device for lowering the manganese content of a steel or cast iron meltInfo
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Description
1 21 2
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Senken deutschen Auslegeschrift 1236 540 und der deutschenThe invention relates to a method for lowering German Auslegeschrift 1236 540 and the German
des Mangangehaltes einer Stahl- oder Gußeisen- Patentschrift 969 984 bekannt. Hierbei handelte esthe manganese content of a steel or cast iron patent specification 969 984 known. Here it was
schmelze und eine hierfür geeignete Vorrichtung. sich jedoch um Reaktionsstoffe wie Magnesium, Zer,melt and a device suitable for this purpose. however, they are reactive substances such as magnesium, cerium,
Die selektive Entfernung von Mangan in der Schmelze, Aluminium, Natrium und sonstige Alkalien oderThe selective removal of manganese in the melt, aluminum, sodium and other alkalis or
gegebenenfalls unter Rückgewinnung besonders für 5 Erdalkalien.possibly with recovery especially for 5 alkaline earths.
die Herstellung von Schmelzen mit kugeligem Graphit Demgegenüber betrifft die Erfindung die Senkung
in ferritischem Gefüge beispielsweise durch Tetra- des Mangangehaltes einer Stahl- oder Gußeisenchlorkohlenstoff,
Trichloräthylen, Perchloräthylen, schmelze mittels einer Halogenverbindung, die in die
Polyhalogenkohlenwasserstoffderivate, wie sie unter Schmelze durch einen Filterstein im Boden des
der Bezeichnung FREONE im Handel sind, oder io Schmelztiegels eingeführt wird und dann gegebenen-Bleidichlorid
ist bekannt. Beispielsweise beschreibt falls nach Zersetzung beim Kontakt mit der Schmelze
die deutsche Auslegeschrift 1 061 350 ein Verfahren oder einem ausreichend heißen Teil des Filtersteines
zur Herstellung von schwefelreichem Gußeisen, bei auf diese einwirkt, wofür man bisher Halogenverbindem
die Schmelze mit gasförmigen, flüssigen oder düngen ausschließlich in Dampf- oder Gasform verfesten
Kohlenwasserstoffen behandelt wird, welche 15 wendet hat. Die Erfindung hat sich dabei die Aufvorzugsweise
unterhalb des Badspiegels eingeleitet gäbe gestellt, die für die Behandlung erforderliche
werden, wobei es als zweckmäßig bezeichnet wird, Anlage wesentlich zu verkleinern und einen größeren
zusätzlich noch mit Chlor zu behandeln, um insbe- Durchsatz und damit eine intensivere Behandlung
sondere den Mangangehalt herabzusetzen. Das und Reaktionsgeschwindigkeit der auf die Schmelze
Halogen vereinigt sich hierbei mit dem Mangan unter 20 einwirkenden Halogenverbindungen zu erreichen.
Bildung einer flüchtigen Verbindung. Aus der Gemäß der Erfindung wird die Halogenverbindung
deutschen Patentschrift 1 025 630 ist bekannt ferner flüssig in einen geschlossenen Vorratsbehälter eingedas
Einblasen von Gasen wie Chlor oder Fluor in bracht und durch den Druck eines Treibgases mittels
Metallschmelzen bei metallurgischen Prozessen mittels eines Tauchrohres durch den Filterstein in die
eines aus Kohle oder Graphit bestehenden porösen 25 Metallschmelze gedrückt.the production of melts with spherical graphite In contrast, the invention relates to the reduction in ferritic structure, for example by tetra- the manganese content of a steel or cast iron carbon, trichlorethylene, perchlorethylene, melt by means of a halogen compound, which in the polyhalohydrocarbon derivatives, as they melt through a filter stone in Bottom of the FREONE are commercially available, or io crucible is introduced and then given-lead dichloride is known. For example, if after decomposition on contact with the melt, the German Auslegeschrift 1 061 350 describes a process or a sufficiently hot part of the filter stone for the production of sulfur-rich cast iron, which acts on it, for which up to now halogen compounds have been used to fertilize the melt with gaseous, liquid or only fertilizers Steam or gas form solidified hydrocarbons is treated, which has 15 turns. The invention has introduced the preconditions below the bath level, which are required for the treatment, whereby it is referred to as expedient to significantly reduce the size of the system and to treat a larger one with chlorine to in particular throughput and thus a more intensive one Special treatment to reduce the manganese content. The and reaction speed of the halogen on the melt is combined with the manganese under 20 halogen compounds.
Formation of a volatile compound. According to the invention, the halogen compound is known from German patent specification 1 025 630 is also known in liquid form in a closed storage container, the injection of gases such as chlorine or fluorine is brought in and by the pressure of a propellant gas by means of metal melts in metallurgical processes by means of a dip tube through the filter stone a porous metal melt consisting of carbon or graphite.
Rohres, das in einem etwa halb so langen gasun- Da die Halogenverbindung in flüssigem Zustand
durchlässigen Tragrohr eingeschoben ist. Das Auf- ein wesentlich kleineres Volumen einnimmt, können
blasen von Wasserstoffentfernungsmitteln wie Tetra- der Vorratsbehälter und der Filterstein wesentlich
chlorkohlenstoff auf die Oberfläche von Stahl- kleiner als bei Einleitung gasförmiger Halogenverbinschmeizen
mittels Lanzen oder Düsen zwecks Ent- 30 düngen gehalten werden. Ein weiterer Vorteil besteht
fernung von Wasserstoff aus unier anderem auch darin, daß der Druckverlust bei der Durchleitung
Mangan enthaltenden Stahlschmelzen ist aus der einer Halogenflüssigkeit durch den Filterstein erhebdeutschen
Auslegeschrift 1183 521 und der britischen lieh kleiner ist. Bei Verwendung eines mit Bohrungen
Patentschrift 999482 bekannt. Ferner beschreiben versehenen Verteilerkopfes tritt das Behandlungsdie
britischen Patentschriften 869 953 und 977 105 35 mittel in zu großen Blasen in die Schmelze ein, wo-Verfahren
zur Raffination von Stahlschmelzen, bei durch die Reaktionszeit verlängert wird, und gegendenen
gasförmiges Halogen oder verdampfte halogen- über der Verwendung von Gasen besteht der Vorteil
haltige Verbindungen wie Aluminiumchlorid, Alu- eines größeren spezifischen Durchsatzes. Überminiumfiuorid
oder Tetrachlorkohlenstoff, gegebenen- raschenderweise erzeugt die Verdampfung in zahlfalls
unter Zusatz von Wasserstoff oder Kohlen- 40 reichen kleinen Blasen bei Austritt aus dem Filtermonoxyd
in den Schmelzbadbehälter durch eine am stein auch eine lebhafte Zirkulationsbewegung innerBoden
vorgesehene Düsenplatte mit Öffnungen von halb der ganzen Schmelze, so daß im Gegensatz zur
1 mm Durchmesser eingeblasen oder auf die Bad- Einleitung eines Gases die Halogenbehandlung den
Oberfläche aufgeblasen werden. Aus der schweize- gesamten Querschnittsbereich der Schmelze erfaßt,
rischen Patentschrift 341 949 und dem Aufsatz von 45 Bei der Durchführung des Verfahrens nach der
E.K.Model, Gießerei, Bd. 48 (1961), S. 639 bis Erfindung erfordert die Manganentfernung im allge-647,
ist das Einblasen von Gasen in Metallschmelzen meinen 1,3 bis 5 kg Chlor je Kilogramm zuentfernendurch
die Poren eines porösen Körpers oder Filter- den Mangans. Beispielsweise behandelt man 100 kg
Steines im Boden des Schmelztiegels bekannt. Das einer Schmelzcharge, die
Behandlungsgas kann in der Schmelze disoziieren. 50The tube, which is about half as long as the gas, because the halogen compound is inserted in the liquid state, permeable support tube. That takes up a much smaller volume, bubbles of hydrogen removal agents such as tetrahedra, the storage container and the filter stone, essentially chlorinated carbon on the surface of steel, can be kept smaller than when gaseous halogen compound melts are introduced by means of lances or nozzles for the purpose of de-fertilization. Another advantage is the removal of hydrogen from among other things, that the pressure loss when passing through steel melts containing manganese is smaller than that of a halogen liquid through the filter stone, according to German Auslegeschrift 1183 521 and the British one. When using a with holes patent specification 999482 known. Also described provided distributor head, the treatment occurs in British patents 869 953 and 977 105 35 medium in too large bubbles in the melt, where processes for refining steel melts, with the reaction time being lengthened, and against gaseous halogen or vaporized halogen over the The use of gases has the advantage of containing compounds such as aluminum chloride and aluminum with a greater specific throughput. Superminium fluoride or carbon tetrachloride, if necessary, the evaporation generates in numerous small bubbles with the addition of hydrogen or carbon-rich small bubbles when exiting the filter monoxide into the molten bath tank through a nozzle plate provided on the stone also with a lively circulation movement inside the bottom with openings half of the entire melt, so that in contrast to the 1 mm diameter blown or on the bath introduction of a gas the halogen treatment the surface can be blown. From the entire cross-sectional area of the melt recorded in Switzerland, patent specification 341 949 and the article from 45. When carrying out the method according to the EKModel, Foundry, Vol. 48 (1961), p. 639 to the invention, the manganese removal generally requires the removal of 647, is the blowing in of gases into molten metal to remove 1.3 to 5 kg of chlorine per kilogram through the pores of a porous body or filter - the manganese. For example, 100 kg of stone is known to be treated in the bottom of the crucible. That of a melt batch that
Treatment gas can dissociate in the melt. 50
und zur Erzielung der Disoziation unter Beheizung C 3.8 0Zoand to achieve the disociation under heating C 3.8 0 Zo
des Gases können erhitzte oder auch beheizte Porös- Si 0,8 °/oof the gas can be heated or heated porous Si 0.8%
körper verwendet werden. Mn 0,85 %>body to be used. Mn 0.85%>
Bei allen diesen Verfahren, bei denen Stahl- oder P 0,1 °/oIn all these processes, in which steel or P 0.1%
Gußeisenschmelzen mittels einer Halogenverbindung 55Cast iron melting by means of a halogen compound 55
behandelt werden, und bei denen das Behandlungs- enthält, durch Einblasen von flüssigem CCl4. Nachmittel durch einen Filterstein im Boden des Schmelz- dem etwa 2,2 kg CCl4 innerhalb 6 Minuten eingetiegels eingeführt wird, leitet man die Halogenver- blasen worden sind, ist der Mangangehalt auf 0,06 % bindung in Gasform durch den Filterstein in das Bad herabgesetzt, während der Siliciumgehalt unverändert ein, wobei gegebenenfalls eine normalerweise flüssig 60 geblieben ist. Es sind also 93 0O des ursprünglichen oder fest vorliegende Halogenverbindung vor ihrer Mangans entfernt worden. Die Manganrückgewinnung Einführung in den Filterstein vergast oder verdampft kann dadurch erfolgen, daß man den Rauch mit wird. Die Einführung eines flüssigen Reaktionsstoffes Wasser in Berührung bringt, das die Mangan- und in einen Schmelztiegel unterhalb des Schmelzbad- Eisenchloride auflöst worauf man das Eisenchlorid spiegeis durch einen Druckkanal aus einem unter 65 ausfällt und die verbliebene Lösung zur Gewinnung Druck gesetzten Reaktionsstoffvorrat bzw. durch eine des Mangans elektrolysiert.are treated, and in which the treatment contains, by blowing in liquid CCl 4 . After medium through a filter stone in the bottom of the melting pot, about 2.2 kg of CCl 4 is introduced within 6 minutes, if the halogen is blown, the manganese content is bound to 0.06% in gas form through the filter stone into the bath is reduced, while the silicon content remains unchanged, with a normally liquid 60 possibly remaining. So 93 0 O of the original or solid halogen compound was removed before its manganese. The manganese recovery introduction into the filter stone gasified or vaporized can be done by the fact that one is with the smoke. The introduction of a liquid reaction substance brings water into contact, which dissolves the manganese and iron chlorides in a crucible below the molten bath whereupon the iron chloride is precipitated out through a pressure channel from a under 65 and the remaining solution to recover pressurized reaction substance supply or through a of manganese is electrolyzed.
rüsselartige beheizbare Zuführungseinrichtung mit In der Zeichnung sind zwei zweckmäßige Ausfüh-trunk-like heatable feed device with In the drawing, two useful designs are
Hilfe von Austrittsbohrungen oder Nuten ist aus der rungsformen in einer Vorrichtung zur DurchführungThe help of outlet bores or grooves is from the approximate forms in a device for implementation
des Verfahrens nach der Erfindung schematisch dargestellt. of the method according to the invention shown schematically.
F i g. 1 zeigt eine Gesamtanlage mit einem Behandlungsbehälter und einem Hilfsbehälter für die Einführung des Reaktionsmittels;F i g. 1 shows an overall system with a treatment tank and an auxiliary tank for the introduction the reactant;
Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der Gesamtanlage.Fig. 2 shows another embodiment of the Overall system.
Bei der Anlage nach F i g. 1 ist in einem Tiegel 1 ein Filterstein 2 vorgesehen, dessen hinterer Teif von einer dichten Hülle 3 umgeben ist, die über eine Leitung 4 an einen Vorratsbehälter 5 angeschlossen ist, der die in den Stopfen einzudrückende Halogenverbindung enthält. Die Leitung 4 ragt mit einem Tauchrohr 6 in diesen Behälter. Eine Leitung 7 verbindet den Behälter 5 mit einer Gasflasche 8, die mit einem Regelventil 9 und einem Manometer oder Mengenmesser 10 versehen ist. Der Behälter 5 besitzt eine Abzugsleitung mit einem Ventil 12. Er kann auf eine Waage 13 gesetzt werden, um die Dosierung der über die Leitung 4 durch den Filterstein eingedrückten Flüssigkeitsmenge zu erleichtern.In the case of the system according to FIG. 1, a filter stone 2 is provided in a crucible 1, the rear part of which is from is surrounded by a tight casing 3, which is connected to a storage container 5 via a line 4 containing the halogen compound to be injected into the stopper. The line 4 protrudes with a Dip tube 6 in this container. A line 7 connects the container 5 with a gas bottle 8, which with a control valve 9 and a manometer or flow meter 10 is provided. The container 5 has a drain line with a valve 12. It can be placed on a scale 13 to control the dosage to facilitate the amount of liquid pressed in through the line 4 through the filter stone.
Gemäß Fig. 2 ist der Vorratsbehälter 34 an den Tiegel 1 angekittet und dicht an dessen Boden befestigt. Die Einführungsleitung 4 hat die Form eines Tauchrohres, das gegen den Boden des Vorratsbehälters gerichtet ist. Dieser besitzt wie bei der ersten Ausführungsform eine Druckleitung 7, die an eine Gasflasche 8 angeschlossen ist, und eine Abzugsleitung 11. Schließlich kann gegebenenfalls eine Heizeinrichtung vorgesehen sein, die durch eine elektrische Wicklung 15 z. B. eine Widerstands- oder Induktionswicklung angedeutet ist. Sie kann aber auch durch eine Dampfschlange ersetzt werden. Die Halogenverbindung kann also im festen Zustand in den Hilfsbehälter gegeben und darin geschmolzen werden, um durch den Filterstein 2 von unten eingedrückt zu werden. Je nach dem gegebenen Fall könnte die Halogenverbindung ursprünglich in festem oder in flüssigem Zustand in einer versiegelten oder zugeschmolzenen Ampulle oder Kartusche enthalten sein, die mit einem Stopfen ausgerüstet ist, der abschmelzbar ist oder mit einem Magnethammer oder einer gleichwertigen anderen Vorrichtung zerbrochen werden kann.According to FIG. 2, the storage container 34 is cemented to the crucible 1 and tightly attached to its bottom. The introduction line 4 is in the form of a dip tube which rests against the bottom of the storage container is directed. As in the first embodiment, this has a pressure line 7 which is connected to a gas cylinder 8 is connected, and a discharge line 11. Finally, if necessary, a Heating device can be provided, which by an electrical winding 15 z. B. a resistance or Induction winding is indicated. But it can also be replaced by a steam coil. the Halogen compound can therefore be added to the auxiliary container in the solid state and melted therein to be pressed in through the filter stone 2 from below. Depending on the case The halogen compound could originally be in a solid or in a liquid state in a sealed or Melted closed ampoule or cartridge be included, which is equipped with a stopper that can be melted or broken with a magnetic hammer or other equivalent device can be.
Wahlweise ist der Tiegel 1 mit einem dichten Deckel 16 versehen, der über eine Rohrleitung 17 an eine nicht dargestellte Vakuumpumpe angeschlossen ist.Optionally, the crucible 1 is provided with a tight cover 16 which is attached via a pipe 17 a vacuum pump, not shown, is connected.
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| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |