DE1583962A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Einfuehrung eines fein verteilten Zuschlages in geschmolzenen Stahl - Google Patents

Description

Brown Fintube Company, 300 Huron Street, Elyria,

Ohio (U,S.A.)

"Verfahren und Vorrichtung zur Einführung eines fein verteilten Zuschlages in geschmolzenen Stahl"

Die Erfindung "bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einführen eines fein verteilten Zuschlages in nach einem Sauerstoffblas-Stahlherstellungsverfahren hergestellten geschmolzenen Stahl und richtet sich insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Einführung von Zuschlägen in geschmolzenen Stahl, während dieser aus einem Konverter, in welchem der Stahl mit Sauerstoff durchgeblasen wurde, gegossen wird.

Obwohl sich die Erfindung in Verbindung mit Vorrichtungen verschiedenster Art für ein Sauerstoffblas-Herstellungsverfahren verwenden läßt, erbringt sie 0090*2/0336 -2-

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besondere Vorteile in Verbindung mit dem sogenannten basischen Sauerstoff verfahren, welches im gegenwärtigen Zeitpunkt zu den am meisten verwendeten Sauerstoffblas-Stahlherstellungsverfahren gehört. Aus Zweckmäßigkeitsgründen wird daher die Erfindung im Zusammenhang mit einem solchen Verfahren näher erläutert.

Beim basischen Sauerstoffverfahren findet gewöhnlich ein hitzebeständig ausgekleideter Konverterofen mit einer metallaufnehmenden Kammer von im allgemeinen kreisförmigem Querschnitt und geschlossenem Boden sowie offener Oberseite Verwendung. Der Ofen läßt sich zwischen einer im allgemeinen senkrechten Stellung für das Blasen und geneigten Stellungen verschwenken, in welchen der Ofen vor dem Blasen gefüllt und nach dem Blasen entleert wir d. Wenn sich der Ofen in seiner aufrechten Blasstellung befindet, wird Sauerstoff über eine lanze eingeführt, um das geschmolzene Eisen der Charge zu durchblasen, bis es in Stahl gewünschter Zusammensetzung umgewandelt ist, in erster linie durch Beseitigung oder Verminderung des kohlenstoffgehaltes und anderer Nichteisenbestandteile durch Oxydation oder Übergang in die Schlacke.

Nach dem Blasen wird der Ofen geneigt, um den geschmolzenen Stahl in einen geeigneten Behälter, beispielsweise

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eine Gießpfanne zu gießen, aus welcher der Stahl in Kokillen oder andere Gießformen gegossen wird. Die Schlacke wird ebenfalls aus dem Ofen abgegossen, nachdem sie vom Stahl in üblicher Weise getrennt ist.

Es ist allgemein üblich, in die den geschmolzenen Stahl aufnehmende Gießpfanne verschiedene Arten von Zuschlagen einzufüllen, beispielsweise metallisches Aluminium, um den Stahl zu deoxydieren oder restliches Aluminium zur Einstellung der Korngröße oder für Legierungszwecke zur Verfügung zu haben. Das Aluminiummetall wird in der üblichen Praxis in die Gießform in Form von Barren, großen Abfallstücken oder Schrot durch Einwerfen von Hand oder Einschaufeln des Aluminiums in das geschmolzene Metall in der Gießpfanne zugegeben. Bei den Schrotteilen handelt es sich gewöhnlich um kreisförmige flache Stücke mit einem Durchmesser zwischen ca. 6 mm und 12 mm und einer Dicke von ca. 3 - 10 mm.

Die oben "beschriebenen ziemlich rohen Verfahren der Einführung von Zuschlagen führen zu wesentlichen Schwieriges keiten, insbesondere dann, wenn^sich bei dem Zuschlag um ein Material, beispielsweise Aluminium, handelt, dessen Dichte geringer als diejenige dee Eisens ist. So hat es sich "beispielsweise als sehr schwierig, wenn nicht unmöglich herausgestellt * mit dem oben beschriebenen

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allgemein bekannten Verfahren kleine Mengen von Aluminium ausreichend gleichmäßig In einem großen Volumen geschmolzenen Stahls in der Gießpfanne zu verteilen, um zu den erwünschten Resultaten in im wesentlichen gleichmäßiger Verteilung in der gesamten Metallschmelze zu kommen. Darüber hinaus wurde ein großer Teil des eingestreuten Aluminiums dadurch verschwendet, daß es auf dem Boden statt in die Gießpfanne fiel oder "•durch Oxydation verloren ging.

Es wurde auch bereits vorgeschlagen, fein verteiltes Zuschlagmaterial in einen frei fallenden Strom des- *aus dem Ofen in einen Behälter ausgegossenen geschmolzenen Materials mit Hilfe einer Sprühpistole einzuschleudern. Bekannte Verfahren und Vorrichtungen umfassen die Handhabung einer solchen Pistole zur Beschickung des Stromes mit einem Strom zusätzlicher Zuschlagteilchen. Diese Verfahren und Vorrichtungen arbeiten gut bei der Herstellung von Stahl mit offenem Herd, jedoch können sich beim basischen Sauerstoffverfahren Schwierigkeiten ergeben, die durch die vorliegende Erfindung gelöst werden sollen. Der Konverter enthält eine verhältnismäßig große Metallmenge, häufig in der Größenordnung von 150 to oder mehr, die in die Gießpfanne in einer verhältnismäßig kurzen Zeit durch die große öffnung am Oberteil des Ofens umgegossen wird,

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um den Arbeitszyklus soweit als möglich zu beschleunigen, was einen Hauptvorteil dieses Verfahrens darstellt. Die sich ergebenden großen abgestrahlten Wärmemengen sind für den am Ofen tätigen Arbeiter nicht nur unbequem, sondern können für ihn auch gefährlich werden, wenn er versucht, das Zuschlagmaterial in den aus dem Konverterofen ausgegossenen Metallstrom mit Hilfe einer von Hand bewegten Sprühpistole einzuführen. Darüber hinaus hat eine Sprühpistole, die für die Handbetätigung ausreichend klein ist, im allgemeinen nicht eine genügend große Kapazität, um die gewünschten Mengen an Zuschlag in der kurzen Gießzeit einzuführen. Darüber hinaus wird während des Gießvorganges der Ofen anfänglich gekippt, um den Gießvorgang einzuleiten und dann weiter gekippt, wenn der Gießvorgang fortschreitet, bis schließlich eine extreme Kippstellung erreicht wird, in welcher der Ofen völlig entleert ist. Die sich daraus ergebenden Stellungsänderungen des Ofens führen zu beträchtlichen Unterschieden in den Strömungsgeschwindigkeiten, den Querschnitten und den Lagen der Gießbahn des frei fallenden Stromes aus geschmolzenem Metall während des Gießvorganges. Es ist infolgedessen sehr schwierig, von Hand den Strom der Zuschlagteilchen richtig auf den Strom geschmolzenen Stahls während des gesamten Gießvorgangs so zu halten, daß dieser Strom aus Zuschlagteilchen den Metalls brom schneidet.,

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Aufgabe der Erfindung ist es, das Einführen eines fein ^: verteilten Zuschlagstoffes in den Strom aus geschmolzenem Metall möglich zu machen, der aus einem Konverterofen kommt, in welchem das Metall durch einen Sauerstoffblasprozeß in Stahl umgewandelt worden ist.

Weiter richtet sich die Erfindung auf die Schaffung eines "Verfahrens und einer Vorrichtung, "bei denen die oben aufgezeigten Nachteile bei der Zugabe von Zuschlagstoffen in geschmolzenen Stahl vermieden sind.

Gemäß der Erfindung trägt der Konverterofen, in welchem das geschmolzene Metall mit Sauerstoff zur Bildung von Stahl in einem Sauerstoffblas-Stahlherstellungsverfahren durchblasen wird und welcher beispielsweise durch Kippen aus einer Blasstellung in Gießstellungen beweglich ist, eine Sprühpistole zur Einführung eines Stromes kleiner Teilchen eines Zuschlagmaterials. Die Piatalß. ist auf dem Ofen in einer Lage montiert, in welcher sie einen Strom von Zuschlagmaterial in den frei fallenden Strom des aus dem Konverterofen ausgegossenen geschmolzenen Metalls richten kann, selbst wenn sich der Ofen während des Gießvorganges bewegt. Die Zuschlagteilchen werden mit einer Geschwindigkeit und in einem Muster abgegeben, daß im wesentlichen alle Teilchen auf den Strom aus geschmolzenem Material auftreffen und in ihn eindringen.

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Die Erfindung umfaßt also eine Vorrichtung zur Einführungfein verteilter Teilchen eines Zuschlagstoffes in geschmolzenen Stahl beim Aussgießen desselben aus einem Veweglichen Ofen, der eingerichtet ist für das Einblasen von Sauerstoff in geschmolzenes Eisen zur Herstellung von Stahl, wobei der Ofen aus einer Stellung, in welcher üer Sauerstoff eingeblasen wird, in eine Stellung verschwenkbar ist, in welcher geschmolzener Stahl aus den> Ofen nach dem Blasen in einen frei fallenden Strom ge— ; gössen wird, bis die gewünschte Stahlmenge aus dem Ofen abgegeben ist. Diese Vorrichtung enthält dabei gemäß der Erfindung eine sprühpistolenartige Einrichtung, die am Ofen befestigt ist und dazu dient, einen Strom fein verte'ilter Teilchen des ZuschlagmaterialB in den frei fallenden Strom des geschmolzenen Metalls einzuführen, so daß im wesentlichen alle Teilchen des Teilchenstromes auf den Strom aus geschmolzenem Material auftreffen und die Teilchen mit einer Geschwindigkeit austreten, die ausreicht, um sie in den Strom des geschmolzenen Metalles eindringen zu laesen. Ferner"'sind im Abstand vom Ofen und an einer Stelle, wo. er den nachteiligen Einwirkungen der Wärme nicht mehr ausgesetzt ist, ein Behälter für dieses Zu~ gchlagmaterial, eine leitung zur Förderung der Teilchen von diesem Behälter zur Sprühpistole und Einrichtungen zur Regelung der Abgabe der Teilchen aus dei Sprühpistole vorgesehen, die an einer Stelle sitzen, an welcher auch

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der .Arbeiter nichtmehr den iiaöhteiligen Einwirkungen der γόη Ofen auestrahlenden Wäre· auegeettxt iet.

Die Erfindung umfaßt ferner ein Verfahren zur Einführung fein verteilter Teilchen eines Zuschlagmaterials in durch ein Sauerstoffblasverfahren in einem beweglichen Ofen erzeugten geschmolzenen Stahl, bei dem der Ofen nach dem Blasen des Stahles in eine Stellung be- ■ wegt wird, in welcher sich der Stahl in einen frei fallenden Strom ausgießen läßt,und bei dem weiter ein Strom der festen Teilchen des Zuschlagmaterials in den Strom des geschmolzenen Stahles aus einer relativ zum Ofen festen Lage eingeführt wird, so daß der Strom der Zuschlagteilchen im allgemeinen seitlich bezüglich des frei fallenden Stromes wandert und im wesentlichen alle Teilchen aus diesem Zuschlagteilchenstrom auf den Strom des geschmolzenen Stahles mit einer Geschwindigkeit auftreffen, die ausreicht, um sie in den Strom des geschmolzenen Metalles eindringen zu lassen.

Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine weitverbreitete Ausführungsform eines Sauerstoff blas-Konverterofens, an welchem eine Zuschlageinspritzpistole montiert ist; der Ofen befindet eich dabei in seiner vertikalen Blasstellung und ' die Gießpfanne steht zur Aufnahme des Stahls bereit}

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Fig. 2 in !Eeilseitenansicht den Ofen nach Pig. 1 in seiner letzten Grießsteilung_r während der Zuschlagsstoff in den Metallstrom durch die Sprühpistole eingesprüht wird; Ofen und Strom sind dabei in der erstenGießstellung strichpunktiert gezeichnet und in einer Zwischenstellung ist strichpunktiert lediglich die Austrittslippe des Ofens aiige- : deutet;

Pig»3 in wesentlich vergrößertem Maßstabe in Seitenansicht de Ausschleuderteil der Sprühpistole und das Steuerventil, das in einem Abstand von der Sprühpistole montiert ist;

Pig. 4 in schematischer Darstellung und im Schnitt das ^;.^;- Steuerventil in einer extremstellung des Ventil-. drehkörpers relativ zu den Austrittsöffnungen in die luftzuführungsleitung und in die an die Sprühpistole angeschlossenen leitungen;

Pig. 5 einen ähnlichen Querschnitt durch das Ventil in einer Zwischenstellung des drehbaren Elementes relativ zu den Austrittsöffnungen;

Pig, 6 einen ähnlichen Querschnitt durch das Ventil in der anderen Extremstellung des verdrehbaren Gliedes ; und in

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Pig. 7 einen Schnitt durch einen Konverterofen einer ., anderenweitverbreiteten Ausführungsform mit daran montierter Sprühpi stole zur Verwendung _; , entsprechend der vorliegenden Erfindung. -

Fach Fig. 1 ist der Konverter T von üblicher Ausfüh:rungsform auf Lagerstützen 2 montiert, so daß er durch nicht gezeichnete übliche Einrichtungen um eine Horizontalachse so verschwenkt werden kann, daß sich der Im Konverter .er-. zeugte Stahl S in die Gießpfanne 3 ausgießen läßt. · ..

Der Ofen 1 weist in üblicher Weise eine feuerfeste Auskleidung 4 auf, die von einem Stahlmantel 5 gehalten wird. Eine Sprühpistole 6 üblicher Ausführungsform mit einem Sprühteil 7 ist am Mantel derart montiert, daß beim Kippen des Ofens in die Gießstellung zum Ausgießen eines Stromes geschmolzenen Metalls in die Gießpfanne 3 (Fig.2) zu der bei B erkennbaren Masse aus flüssigem Stahl In der Gießpfanne die Sprühpistole immer einen Strom von Teilchen P in den Strom aus geschmolzenem Metall S einsprühen kann, so daß im wesentlichen alle Teilchen vom Strom aufgenommen¹ üiid in den Strom S.eindringen. Die Teilchen P werden in den Strom in seitlicher Richtung relativ zum Strom eingeblasen.

Die Sprühpistole enthält nach Fig. 1 einen Versorgungstrich' ter 8, der eine abgewogene Menge an Zuschlagmaterial,

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beispielsweise die weitverbreiteten Aluminiumteilchen Yon ca» 6 Me 12 mm Durchmesser und 3 his 9 mm Dick· enthält. Der Trichter 8 ist durch nicht gezeichnete geeignete Vorrichtungen abgestützt und an seinem oberen, nicht gezeichneten Ende in die Atmosphäre offen, so daß er zuiB Nachfüllen und zur Inspektion leicht zugänglich ist. Er sitzt im Abstand von dem Ofen, so daß weder der Trichter noch der am Trichter arbeitende Arbeiter durch die beim Blasen oder Gießen auftretende Wärme beeinträchtigt, bzw. belästigt, wird.

Der Sprühteil 7 ist an dem Teil 9 des Mantels 5 des Ofens befestigt, welcher bei in senkrechter Stellung stehendem Konverter nach oben konisch zuläuft. Der Sprühteil 7 ist an den Vorratstrichter 8 durch eine biegsame Leitung 11 angeschlossen/Der Sprühteil enthält ferner Metallleitungen 12 und 13, die über biegsame leitungen 14 und 15 an ein durch einen Handgriff 17 verstellbares Steuerventil 16 angeschlossen sind. Das später noch im einzelnen zu beschreibende Ventil 16 steuert die Strömungsgeschwindigkeit des durch die Leitungen 12 und 13 strömenden Antriebsmediums und damit die Austrittsmenge der Teilchen aus der Sprühpistole. Das Ventil 16 ist über ein übliches, mit dem Handgriff 19 zu betätigendes Abschaltventil 18 an einen Schlauch 21 angeschlossen, der ein Antriebsmittel, beispielsweise Druckluft, von 7 kg/cm zuführt,

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wie sie in Stahlerzeugungsanlagen allgemein zur Verfugung steht. Die Ventile 16 und 18 werden unabhängig vom Ofen an einer Stelle getragen, wo der an den Ventilen tätige Arbeiter durch die auftretende Wärme nicht belästigt wird.

Der Sprühteil weist eine Teilchenzuführungsbüchse 22 auf, die, wie der übrige Teil des Sprühteiles,vorzugsweise aus einem hitzefesten Metall besteht.

Der Sprühteil 7 enthält nach Fig. 3 einen Hauptteil 23 mit einem Hauptinnenkanal 24, welcher in einem an die Büchse 22 angeschlossenen Austrittsende ausläuf/t. Am anderen Ende trägt der Hauptteil 23 eine Düse 25 mit einer Bohrung 26, die mit der Luftleitung 12 in Verbindung steht und in den Hauptkanal 24 ausmündet. Die Düse 25 ist in eine Platte 27 eingeschraubt, welche das Ende des Hauptteiles 23 verschließt und durch Klemmschrauben versperrt ist. Der Sprühteil 7 besitzt ferner einen Teilchenzuführungskanal .311 der mit einem Ende mit einer biegsamen Leitung 11 und mit seinem anderen Ende mit dem Hauptkanal 24 durch die Öffnung 22 stromabwärts von der Düse 25 in Verbindung steht.

Um die Geschwindigkeit des Luftaustrittes aus der Düse zu vergrößern, ist die Bohrung 26 nach innen zu konisch

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ausgebildet j, so daß eine Öffnung 33 entsteht, deren Querschnitt wesentlich kleiner als derjenige der Bohrung 26 und viel kleiner als derjenige des Hauptkanales 24 ist. Die aus der Öffnung 33 austretende luft expandiert, wie es durch die gestrichelten Linien Ä in J¹Ig. 3 angedeutet ist. In der Nähe der Öffnung 33 weist der Strom einen verhältnisinäßig geringen Querschnitt auf und strömt mit seiner höchsten Geschwindigkeit. Die Geschwindigkeit des Stromes nimmt ab und sein Querschnitt mit wachsendem Abstand von der Öffnung zu, bis der Stromquerschnitt sich demjenigen des Kanales 24 anpaßt und die Geschwindigkeit wesentlich reduziert ist. Der luftdruck in der den Strom A umgebenden Zone ist daher wesentlich geringer als irgendwo anders in dem Kanal 24. Vorzugsweise sind die Teile so- bemessen, daß dieser Druck geringer als der atmosphärische Druck ist. Die ZuführungsleitungsÖffnung 32 mündet in diese Zone aus. Dies begünstigt die Strömung der Teilchen von Kanal 31 in den Kanal 24 und das Mitziehen dieser Teilchen in dem aus der Düse 25 austretenden luftstrom in und durch den Kanal 24 und aus der Büchse 22.

Ein anderes Merkmal, welches die Menge der in die Sprühpistale eingesaugten und von ihr abgegebenen Teilehen vergrößert, ist die'Rückleitung 34i die vorzugsweise aus dein Zweigleitungen 34a und 34b^;besteht und sich in den

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Teilchenzuführungskanal 31 im wesentlichen über seine Länge im Abstand verteilt und in den Hauptkanal 24 an einer Stelle einmündet, die stromabwärts von der Öffnung 33, der Öffnung 32 und der oben beschriebenen Niederdruckzone liegt, wo ein wesentlicher Teil der kinetischen " Energie der Luft auf die Teilchen übergegangen ist.

Die Stellen, an denen die Zweigleitungen 34a und 34b in den Teilchenzuführungskanal 31 einmünden, sollten weit genug von der Öffnung 52 entfernt sein, um einen Kurzschluß der Luft von den Zweigleitungen in den Kanal 24 ohne Einwirkung auf die Teilchen im Kanal 31 zu verhindern« Diese Zweigleitungen enthalten Ventile 35a und 35b zur Einstellung der Luftströmungen durch diese Leitungen.

Die öffnung 33 und die Rückleitung 34 vergrößern gemeinsam den Austritt der Teilchen aus der Sprühpistole über den additionellen Effekt hinaus.

Der Sprühteil 7 enthält ferner eine Hilfsleitung 13 mit einem Kanal 36, der an den Lüftvorrat über die biegsame Leitung 15 angeschlossen ist, die mit ihrer Achse unter einem spitzen Winkel zur Achse des Hauptkanals 24 verläuft, so daß die Luft stromabwärts in den"Kanal 24an einer Stelle stromabwärts und eng benachbart dem Kanal 32» jedoch stromaufwärts, von der Einmündung der Rückleitung 34 in den Kanal 24 eingeführt wird. Die Leitung 13 weist

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eine Öffnung 37 auf·, deren Querschnitt wesentlich kleiner aüis derjenige des Hauptkanals 24 ist.

Die Strömungsgeschwindigkeit der Teilchen aus der Sprühpistole wird durch-das Ventil 16 gesteuert, welches die Strömungsgeschwindigkeit der Luft durch den Hauptkanal in Relation zur Strömungsgeschwindigkeit der luft durch den Hilfskanal 36 ändert. Wie man aus den Figuren 4 "bis 6 erkennt, enthält das Ventil 16 einen Hauptteil 41 mit einer üblichen Bohrung 42 von zylindrischer oder kegelstumpf firmiger Form. Der Hauptteil enthält Kanäle 43, 44 bzw. 45, die durch das Abschaltventil 18 an die Hauptluftvers orgung sie itung 21, über leitungen 14 und 12 an die Düse 25 und über Leitungen 15 und 13.an den Hilfskanal 36 angeschlossen sind.

Das Ventil 16 enthält ferner ein drehbares bewegliches Glied 46, das eng in der Bohrung 42 des Hauptteiles 41 sitzt und einen hohlen Innenraum 47 aufweist, in welche sich die Kanäle 48 und 49 des Gliedes 46 öffnen. Die Kanäle 48 und 49 sitzen relativ zueinander und zu den Kanälen 43, 44 und 45 derart, daß die gewünschte.Einstellung der Luftströmung durch die Kanäle 44 und 45 möglich ist. So ist beispielsweise in Fig. 4 das bewegliche Glied 46 so eingestellt, daß die gesamte vom Kanal 43 kommende luft durch den Kanal 44 in den Hauptkanal 24

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strömen kann und eine maximale Luftströmung über die durch die Öffnung 32 zügeführten. Teilchen möglich ist, um die maximale Menge an Teilchen pro Zeiteinheit aufzunehmen und weiterzufordern» Nach Pig. 5 ist das Glied 46 so gedreht, daß der Luftzuführungskanal 43 völlig offen steht, die Kanäle 44 und 45 jedoch nur annähernd halb geöffnet sind und damit die Strömungsgeschwindigkeit der Teilchen aus der Vorrichtung wesentlich unter die Strömungsgeschwindigkeit bei der Stellung nach Fig. 4 reduziert ist. Wird das Glied 46 in die Stellung nach Fig. 6 gedreht, dann ist der Luftzuführuhgskanal 43 vollständig offen, der mit dem Hauptkanal 24 in Verbindung stehende Kanal 44 ist vollständig geschlossen und der mit dem Hilfskanal 36 in Verbindung stehende Kanal 45 ist vollständig für die gesamte durch den Kanal 43 zugeführte Luft geöffnet, wobei die Strömung der Teilchen aus der Sprühpistole"dann für die besondere' Ausführungsform ein Minimum darstellt. Selbstverständlich kann man den Teilchenstrom auch völlig abschalten, indem man das Ventil schließt.

Der Handgriff 17 (Fig. 1 und 3) des Ventiles 16 zeigt die Stellung des drehbaren Gliedes 46 an, indem ein zugespitzter Arm 51 sich über eine Skala 52 bewegt, die am Rahmen der Vorrichtung befestigt ist und Indizes 53 trägt.

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Me Vorrichtung-ermöglicht-es somit, leicht und genau den Strom von Zuschlagteilchen aus der Sprühpistole durch ein einziges le.icht betätigbares Steuerventil 16 zu verändern und einzustellen und den Strom abzuschalten durch ein Ventil 18, die beide in einem ausreichenden Abstand von der Austrittsbüchse der Sprühpistole an der Stelle entfernt aufgestellt sind, daß sie bequem und sicher gehandhabt werden können und keiner übermäßigen Wärmeeinstrahlung ausgesetzt sind.

Der Aussprühteil kann so groß und schwer als für die Zuführung der gewünschten Menge von Zuschlagsstoff in der kurzen zur Verfügung stehenden Ausgießzeit erforderlich ausgebildet sein, da er ja am Ofen selbst sitzt. Die anderen Teile der Sprühpistole können so groß und •schwer als erforderlich ausgebildet werden, da sie ja nicht von Hand getragen werden müssen» Der Aussprühteil kann auch so ausgelegt und so angeordnet relativ zum Öfen sein, daß der Teilchenstrom ausreichend schmal mit geeigneter Querschnittsform ist und an der Austrittssteile und in der Austrittsrichtung mit einer Geschwindigkeit austritt, die so gewählt 1st, daß im wesentlichen alle Teilchen auf den Strom aus schmeIzflüssigem Stahl ■ auftreffen, von ihm aufgenommen werden und in den Strom so weit eindringen, daß eine Oxydation des Teilchen- ^r materials durch die den Strom aus schmelzflüssigem Stan!

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umgebende luft verhindert wird. Dies gilt, obwohl sich der Ofen über einen Bereich von Kippstellungen bewegt' und sich die Bahn des Stromes S aus schmelzflüssigem Stahl relativ zum Ofen und zur Gießpfanne ändert.

Gemäß der Erfindung wird nach Beendigung des ^:Sauerstoffblasens mit in vertikaler Stellung stehendöm Ofen 1 der Ofen in üblicher Weise in eine Stellung 1¹ (Fig. 3) gekippt, wo der schmelzflüssige Stahl aus dem Ofen und frei in einem Strom S¹ in die Gießpfanne 3 zu fallen beginnt. Zu einer vorbestimmten Zeit nach Beginn des Ausfließens, die gewöhnlich bestimmt ist durch die Zeit, die erforderlich ist zur Ansammlung eines gewünschten Volumens an Stahl in der Gießpfanne, wird das Abschaltventil 18 geöffnet und erforderlichenfalls das Ventil so eingestellt, daß ein Strom aus Teilchen P an dem Zuschlagmaterial aus dem Ende der Büchse 2.2 mit einer Geschwindigkeit austritt, die ausreicht, um die Teilchen durch die luft zu tragen und auf den Strom aus schmelbflüssigem Stahl auftreten sowie in ihn eindringen zu lassen. Dieser Vorgang dauert an während des weiteren;" Kippens des Ofens durch die Zwischenstellungen, von denen eine bei 1·' angedeutet ist, bis in die EndgieÖ-stellung, die in Fig. 2 voll ausgezogen dargestellt ist. ' ' ' ■■■"■ *

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Die Sprühpistole kann dauernd oder bei Bedarf absatzweise

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mit konstantem oder sich änderndem Teilchenaustrag für die.Zeit betätigt werden, die erforderlich ist, um die^geeignete Menge an Zuschlagmaterial einzufüh- · ren, worauf. dann das Ventil 18 geschlossen wird und der Teilchenaustrag aufhört. Vorzugsweise kommt der Teilchenaustrag zum Anhalten, bevor eine größere Menge an Schlacke am Ende des Grießvorganges aus dem Ofen austritt, so daß die Teilchen P in den Strom S eingeführt werden, der im wesentlichen nur aus schmelzflüssigem Metall besteht. Darüber hinaus berühren die Teilchen nicht irgendeine konzentrierte Schlackenmasse und es geht, wenn überhaupt, nur wenig an Teilchenmaterial durch Reaktion mit der Schlacke verloren. Darüber" hinaus werden nur wenige, wenn überhaupt, Teilchen durch das Fallen auf den Boden zu Verlust gehen. Infolgedessen wird ein hoher Prozentsatz aus Zuschlagmaterialteilchen durch den fließenden Strom aufgefangen und im schmelzflüssigen Stahl verteilt und wirksam verbraucht.

Bei diesem Verfahren werden Aluminiumteilchen, obwohl ihre Dichte geringer als diejenige von Stahl ist, gut in die und unter die offene Oberfläche des frei fallenden Stromes S an einer Stelle eingeschleudert, wo die Schmelze beträchtlich heißer als anschließend in der Gießpfanne ist. Das vollständige Eindringen der Zuschlagteilchen in dieses außerordentlich heiße Material führt

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zu einem viel schnelleren Schmelzen der Zuschlagteilchen als es "bei den bekannten Verfahren der Fall ist, während sie gleichzeitig durch das sie umgebende schmelzflüssige Metall gegen die Umgebungsluft geschützt sind. Abhängig von der Größe der Teilchen läßt sich ein Schmelzen in großem Umfange oder sogar vollständig erreichen, bevor das Metall des Stromes auf die Masse des schmelzflüssigen Metalls in der Gießpfanne auftrifft.

Das Aluminium oder ein anderer Zuschlagstoff wird vollständig und gleichmäßig'in dem schmelzflüssigem Metall verteilt und zwar sowohl in Teilchenform als auch nach dem Schmelzen oder Auflösen des Zuschlagmaterials. Bei dem oben beschriebenen bevorzugten Verfahren werden die Teilchen über im wesentlichen die Gesamtdauer der Strömung des Schmelzstromes S mit einer Geschwindigkeit zugeführt,. , daß im wesentlichen jedem Metallteil im.Strom die für diesen Teil erforderliche Menge, an Zuschlagstoff zugeführt wird. Somit werden die Teilchen über das im Strom fließende Metall gleichmäßig verteilt und die verhältnismäßig geringen Anteile des eingetauchte Teilchen oder Tröpfchen des Zuschlagmaterials enthaltenden schmelzflüssigen Metalles fallen in den Schmelzmetallkörper in der Gießform und v/ordon dort vollBt"nrl.i.ⁿ· nnter^emi seht. Obwohl

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des Metalles im !Strom

stimmt ist, lassen sieh in vielen fällen stellende Ergebnisse erzielen,; wenn der Zuschlagsstoff mit MhereiP &eseh.winf|igk'eit für einen kürzeren gelt·* r^aum zugegeben wi3?4_; in welchem lalle die ITorri^litung für weniger als im -Wesentlielien die Gesaffltdauer des Aiiss t.r pmens des lie tails tromes aims dem Konverter fee tätigt wird„ ^: · . .

sL% der Erfindung werden eine vollständige, lispersipn iind Trerteilung der ZuschlagsstoffteilßJien außerdem igt durch die Turbulenz des schmelz flüssigen lie-Sj die sich ;aus verschiedenen Gründen ergibt» "bei-' ate furbulenz in dem $trom S infplge des

.4iistrittes des Metalls aus dem Öfen, die turbulenz infolge des" Auf treffeiis der Zuschlagsstoffteilehen auf aas Metall im Ström/M.nd ein.e beträchtliche lurbulenz, die auftritt, wenn der 0trom aus Metall auf-das Metall in der §ießform auftrifft und dieses Metall umrührt, jDaa ■ auf diese"Weise zugeführte,'fein dispergierte Aluminium setzt sich mit den Eisenoxyden und mit dem gebundenen !Sauerstoff dep !Stahles zur wirksamen'und gleichmaßigen Beoxyd.ierung des Stahles um. Wird der Zuschlagstoff in ausreichender tienge zugegeben, dann begünstigt er auch die Regierung oder Eorngrößeneinstellung und wirkt dabei wirksam mit höchster Gleichmäßigkeil},

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ülker hinaus JJia;eht es die iäiiiführung präzis regelbarer yprbestimmter Mengen an Zttsehlagm.aterial in «den geschmolzenen ftahl nife'glich, iron ©large ,zu Charge re*- produgierbare Ergebnisse zu #rliajt#n_# ..

Fig, 7 erläutert die frfiiüäiiiig im ^ujsammenhang ait einer anderen Art deg w,eit-yerl)reiteten ba^isghen :S^»erstoff» ofens mit im wesentliciitji symmetriseilen. Iiängsquersehnit«· ten. In diesem Falle ist der gprüiiteil 7 der Sprühpistole auf dem konisch zulaufenden Teil 5f äes Ofens an einer gtelle montiert, wo bei Neigung^ des Ofens in die §ie^ .Stallungen der Töil 7 Zusehlagmaterialteilchen ijx den aus dem Ofen austretenden Jietallstrom abgeben kann» Der restliche Teil der Sprühpistole und das Verfahren sind identisch mit den.vorher beschriebenen Ausfuhrungsfgrmen bzw* Ver«· fahrensabschnitten»

Obwohl die Erfindung im :Zusam_menii_anjg mit der Zugabe von Aluminium sw Stahl näher erläutert worden ist, ist es offensichtlich, daß sie grundsätglich bei der Einführung auch anderer Zusohlagsstoffe entweder allein oder als G-e« mipch in gftahl oder andere sphrnelzflüssige Metalle 53ur Anwendung kommen kann. Andere Zuschlagsstoffe sind Kalis;, ßalciumcarbid, verschiedene Arten fein verteilter Iegierungsmetalle usw. Der Ausdruck "fein verteilt", wie er vorstehend an einigen Stellen verwendet worden ist, umfaßt Tellchengrößen von geringsten Bruchteilen eines

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Zentimeters bis zu 2,5 und mehr Zentimeter, das heißt Größen von Zuschlagastoffteilchen, wie sie in der metallurgischen Industrie allgemein zum Einsatz kommen.

- Patentansprüche: -

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Claims (6)

- 24 - A 19 226/227 B/il Brown Fintube Co. . . 158 3862 Patentansprüche :

1. Verfahren zur Einführung fein verteilter Teilchen eines Zuschlagsstoffes in schmelzflüssigen, nach einem Sauerstoff—Blasverfahren in einem beweglichen Ofen erzeugten Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen nach dem Blasen des Stahles in eine Stellung gebracht wird, in welcher der Stahl in einem frei fallenden Strom aus dem Ofen austreten kann, und daß ein Strom von festen Teilchen des Zuschlagsstoffes in den Strom aus schmelzflüssigem Stahl von einer relativ zum Ofen festen Stelle aus so eingeführt wird, daß der Teilchenstrom im allgemeinen seitlich "bezüglich des frei fallenden Schmelzstromes wandert und im wesentlichen.alle Teilchen des Teilchenstromes auf den Strom aus schmelzflüssigem Stahl mit einer Geschwindigkeit auftreffen, welche die Teilchen in den Strom aus schmelzflüssigem Stahl eindringen läßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilchenstrom durch ein Treibgas ausgeschleudert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, g e k e η η ζ e i c h - n'e t durch die Verwendung eines Zuschlagsstoffes

aus einem Material, dessen Dichte wesentlich geringer 009842/0336

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als diejenige geschmolzenen Stahls 1st·

4* Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung von Aluminium als Zusohlägsstoff«

5» Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r e h ge k e η η ζ e 1 c h η e t _r dal der !Teilchenstram aus der festen Stellung relativ zum Ofen während der Bewegung des Ofens und der Bewegung des Stromes aus schmelzf lüsslgem Stahl relativ zum Ofen ausgeschleudert wird«

6« Vorrichtung zur "Durchführungdes Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, mit einem Ofen,, der aus einer Blasstellung für Sauerstoff In eine Stellung bewegbar Ist, in welcher der schmelzflüssige Stahl nach dem Blasen in einem frei fallenden Strom aus dem Öfen austritt,, bis eine gewünschte Menge an Stahl'aus dem Ofen ausgetreten ist, gele η η zeichnet du r c h. eine fest am Ofen (T) angebrachte Sprühpistole. (6) zum Ausschleudern eines Stromes fein verteilter !Teilchen eines Zuschlagsstoffes in äen frei fallenden Strom (S) des schmelzflüssigen Metalls der-" art,-, daß im wesentlichen alle ^!Teilchen des !Teilchenstromes auf den Strom (S) des schmelzflüssigen Metalls a,uftreffen und die !Teilchen^ mit einer Geschwindigkeit

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,, daß sie in den- Strom (Se) ai&s dem schmelz;-flüssigen Metall eintreten* dinrefc einen lehilter· für dia ledschlagstoffteilchen in solchem Abstand Ofen (ΐ}> daß der Behälter (S) äem Einfluß nachteiliger¹ Wärme von pfeil Ct). eatsogen ist» durch- eine leitung (tt) zur Förderung der .ZiiseltlagstoffteilelieB \ro® Behälter· zur Sprttiip-istple ,(6) Mud d^rch» BiiK'lciitaBgen (tS_t IB) zuv Steuerung des Austrittes der fteilefoeB. aus der pistole (6) an einer Stelle,: an der der die Einrichtungen, "bedienende Arbeiter durcii die Wärme am Öfen nic£tt mehr belästigt wird.

T. Torriciitung nach Ansprach 6_r dadurch g©~ . k e η .η ζ e i e h η e t ,, daß die Steuer'Vörriciituiig aus Ventilen (16, 18} "besteht, die mit der Sprühpistole (6, 7) "durch biegsame !leitungen (14» 15} irerbunden sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder f _P dadurch gekennzeichnet _t daß die Sprühpistole (6, If) die Zuschlagsstoffteilchen mit Hilfe von der Pistole zugeführter Druckluft (Zi) austreibt«

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche

6 bis 8, d a d u r c h geke.nnzeic~h.ne t, daß die Sprühpistole (6» 7} einen sich in Strömungsrichtung der Zuschlagsstoffteilchen erstreckenden

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Kanal (24), eine Öffnung (32) zur Zuführung der Teilchen in den Kanal (24)» eine erste Luftzuführungsöffnung (33) in den Kanal (24) stromaufwärts von der Teilchenzuführungsöffnung (32), eine zweite Luftzuführungsöffnung (37) in den Kanal (24) stromabwärts von der Teilchenzuführungsöffnung (32) und ge trennte Le itungen (14, 15) aufweist, welche die Luftzuführungsöffnungen (33, 37) mit den Ventilen (16, 18) verbinden, welche der Regelung der Menge des jeder Leitung (14, 15) zugefÜhrten Antriebsmediums dienen.

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