DE1758696B1

DE1758696B1 - Umlaufentgasungsverfahren fuer Stahlschmelzen und Vorrichtung hierzu

Info

Publication number: DE1758696B1
Application number: DE19681758696
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Est Aciers Fins
Current assignee: Est Aciers Fins
Priority date: 1967-07-27
Filing date: 1968-07-24
Publication date: 1971-12-23
Also published as: FR1545666A; SE357003B; BE718095A; GB1240876A; NL156444B; ES356521A1; NL6810697A; US3737302A; LU56511A1; CS152301B2; AT288458B

Description

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Die Erfindung betrifft ein Umlaufentgasungsverfah- Aus der USA.-Patentschrift 2 994 602 ist ein Umren für Stahlschmelzen, bei dem die in einer Pfanne laufentgasungsverfahren der eingangs genannten Art abgestochene und mit einer Schlackenschicht abge- bekanntgeworden, bei dem in der Entgasungskammer deckte Stahlschmelze über zwei in die Stahlschmelze mittels elektrischer Wicklungen ein elektromagneeintauchende und in den Boden einer rotationsför- 5 tisches Drehfeld erzeugt wird, auf Grund dessen die migen, wärmeisolierten Entgasungskammer mit metal- Stahlschmelze in der Entgasungskammer in Drehung lischem Außenmantel in deren zentralen bzw. in versetzt wird. Die Oberfläche der Stahlschmelze in deren peripheren Bereich mündende Rohre umläuft der Entgasungskammer nimmt hierbei die Form eines und das in der Entgasungskammer enthaltene Gas nach oben geöffneten Paraboloids ein, dessen Scheitel zur Erzeugung eines konstanten Unterdruckes abge- io in die Mitte der Entgasungskammer zu liegen kommt, saugt wird, wodurch die Stahlschmelze in die Ent- Auf Grund des hydrostatischen Druckunterschiedes gasungskammer bis zu einer bestimmten Höhe an- an den Mündungsstellen des zentralen bzw. peristeigt, während der Umlauf der Stahlschmelze infolge pheren Rohres in den Boden der Entgasungskammer, elektomagnetischer Einwirkung und das Erhitzen der hervorgerufen durch Zentrifugalkräfte, wird die Stahl-Stahlschmelze durch Induktion erhalten wird. 15 schmelze durch das periphere Rohr in die Gießpfanne

Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung gedrückt, während umgekehrt Stahlschmelze aus der

zur Durchführung dieses Verfahrens, im wesentlichen Pfanne durch das zentrale Rohr in die Entgasungs-

bestehend aus einer feuerfesten, wärmeisolierten Ent- kammer aufsteigen kann.

gasungskammer mit metallischem vakuumdichtem Nachteilig an einem solchen Verfahren ist insbe-

Außenmantel und mit einer Zuleitung zum Anschluß 20 sondere, daß die Entgasungskammer durch die Dreh-

an eine Vakuumpumpe und mit zwei vertikalen, in bewegung der Stahlschmelze einer starken Erosion

den Boden der Entgasungskammer in deren zentralen unterworfen wird. Allein aus diesem Grund bleibt das

bzw. in deren peripheren Bereich mündenden Rohren Verfahren nach der genannten USA.-Patentschrift

zum Eintauchen in eine unterhalb der Entgasungs- rein theoretisch und ist unanwendbar. Infolge der

kammer aufstellbare Pfanne mit Stahlschmelze sowie 25 Drehbewegung der Stahlschmelze wirkt auf die Ent-

mit einer am Umfang der Entgasungskammer ange- gasungskammer ein beträchtliches Drehmoment ein,

ordneten elektrischen Wicklung. das mittels zusätzlichem konstruktivem Aufwand ab-

Der Zweck eines solchen Umlaufentgasungsverfah- gefangen werden muß. Weiterhin wird bei diesem berens besteht darin, der bereits in die Pfanne abge- kannten Verfahren die Stahlschmelze in der Entstochenen und mit einer Schlackenschicht abgedeck- 30 gasungskammer nur ungenügend durchgerührt, so ten Stahlschmelze eingeschlossene Gase wie ζ. B. daß der Grad der Entgasung unbefriedigend bleibt. Wasserstoff oder Sauerstoff in Form von Kohlenoxyd Außerdem ist das Aufheizen der Stahlschmelze mit zu entziehen, indem die Stahlschmelze einem Unter- Hilfe des elektromagnetischen Drehfeldes unzudruck ausgesetzt wird. Dabei muß jedoch sicherge- reichend. Die Wärmeverluste beim Umlauf der Stahlstellt sein, daß sich die umlaufende Stahlschmelze 35 schmelze können durch diese Aufheizung nicht komwährend des Entgasungsvorganges nicht zu sehr ab- pensiert werden. Das bedeutet, daß die Zeit zum kühlt, um nicht die einwandfreie Vergießbarkeit der Durchführen des Umlaufentgasungsverfahrens nach Stahlschmelze zu gefährden. der genannten USA.-Patentschrift begrenzt ist und

Es sind eine Reihe von Umlaufentgasungsverfahren daß das Verfahren abgebrochen werden muß, bevor

bekanntgeworden, die sich in erster Linie in der Art 40 die Temperatur der Stahlschmelze unzulässig absinkt,

und Weise unterscheiden, wie der Umlauf der Stahl- Um eine gewisse Kompensation der während des

schmelze hervorgerufen wird. Bei einem dieser Ver- Entgasungsvorganges auftretenden Wärmeverluste zu

fahren wird z. B. der Umlauf durch Frischen mit erhalten, kann gemäß einem anderen Entgasungsver-

Argon in einem der beiden in die Stahlschmelze ein- fahren die Entgasungskammer zusätzlich durch zylin-

tauchenden Rohre erzeugt. Hierdurch wird die mitt- 45 drische Graphitstäbe erhitzt werden, die von einem

lere Dichte der in diesem Rohr befindlichen Stahl- Niederspannungsstrom durchflossen werden. Die von

schmelze derart herabgesetzt, daß die Stahlschmelze den Graphitstäben durch Konvektion und Strahlung

von unten nach oben in die Entgasungskammer steigt, in die Entgasungskammer abgegebene Wärme genügt

während durch das andere der beiden Rohre Stahl- jedoch nicht allein, um die Gesamtheit der beim Ent-

schmelze von der Entgasungskammer in die Pfanne 50 gasen der Stahlschmelze auftretenden Wärmeverluste

absinkt. Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß durch zu ersetzen.

dieZufuhrvon Argon nur eirf geringer Unterdruck in der Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Um-

Entgasungskammer erreichbar ist und daß die Stahl- laufentgasungsverfahren der eingangs genannten Art

schmelze durch das Argon zusätzlich abgekühlt wird. zu schaffen, mit Hilfe dessen eine wirkungsvolle Ent-

Weiterhin ist es bekannt, den Umlauf der Stahl- 55 gasung der Stahlschmelze möglich ist, wobei die wähschmelze mittels eines elektromagnetischen Effektes rend des Entgasungsvorganges auftretenden Wärmein der Höhe der beiden Rohre zu erzeugen. Der Wir- Verluste voll ausgeglichen werden können, so daß der kungsgrad einer solchen Anordnung ist jedoch in Entgasungsvorgang keiner zeitlichen Beschränkung keiner Weise zufriedenstellend. unterliegt und das Vergießen der Stahlschmelze aus

Ein weiterer Versuch zur Erzeugung eines Um- 60 der Pfanne zu einem genehmen Zeitpunkt erfolgen laufs der Stahlschmelze besteht darin, die Stahl- kann. Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zuschmelze in einem der beiden Rohre mittels einer In- gründe, eine Vorrichtung zur Durchführung eines duktionswicklung zu erhitzen. Ein Umlauf der Stahl- solchen Verfahrens zu schaffen,
schmelze soll auf Grund deren unterschiedlicher Diese erste Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei Dichte in den beiden Rohren stattfinden. Die er- 65 einem Umlaufentgasungsverfahren der in Betracht gewünschte Wirkung ist jedoch völlig unzureichend, zogenen Art der Umlauf der Stahlschmelze durch eine und zwar auf Grund des geringen Querschnittes der innerhalb des metallischen Außenmantels angeordbeiden Rohre. nete, die Entgasungskammer umschließende und von

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einphasigem Wechselstrom durchflossenen ersten In- Stahlschmelze. Die Stahlschmelze in der Gießpfanne 9 duktionswicklung erzeugt wird, die in der Stahl- ist von einer Schlackenschicht 16, der üblicherweise schmelze eine radiale, zentripetale elektromagnetische ein zusätzliches Reduziermittel beigefügt sein kann, Kraft hervorruft und damit die Stahlschmelze in der abgedeckt, um eine Oxydation der Stahlschmelze mit Entgasungskammer von außen nach innen durch das 5 der atmosphärischen Luft zu verhindern,
zentrale Rohr in die Pfanne treibt, während die Stahl- Im unteren Bereich der Entgasungskammer 1 ist

schmelze durch das periphere Rohr zurück in die Ent- eine im wesentlichen horizontale erste Induktionsgasungskammer aufsteigt, und daß nach erfolgter Ent- wicklung 7 vorgesehen, die zwischen dem metalgasung der Stahlschmelze, wie an sich bekannt, der lischen Außenmantel 11 und der wärmedämmenden Unterdruck in der Entgasungskammer durch Zufuhr io Wand 23 angeordnet ist und die Entgasungskammer eines Inertgases oder eines reduzierenden Gases auf- umschließt. Die Induktionswicklung 7 ist zweckmäßig gehoben wird. wassergekühlt, was in der Zeichnung nicht dargestellt

Die Vorrichtung zur Durchführung eines solchen ist, um eine Überhitzung zu vermeiden. Die InVerfahrens ist gemäß der Erfindung dadurch gekenn- duktionswicklung 7 ist mit einphasigem Wechselstrom zeichnet, daß als elektrische Wicklung eine den unte- 15 speisbar, wodurch auf die in der Entgasungskamren Bereich der Entgasungskammer umschließende, merl befindliche Stahlschmelze elektromagnetische innerhalb des metallischen Außenmantels angeord- Kräfte einwirken, auf Grund derer in später näher zu nete, wassergekühlte erste Induktionswicklung vorge- erläuternder Weise ein Umlauf der Stahlschmelze sehen ist, die mit einem einphasigen Wechselstrom zwischen der Entgasungskammer 1 und der Gießspeisbar ist, und daß, wie an sich bekannt, die Zulei- «o pfanne 9 über die beiden Rohre erzeugt wird. Zur tung zur Vakuumkumpe wahlweise an eine Inertgas- Verstärkung des von der Induktionswicklung 7 aus- oder Reduziergasquelle anschließbar ist. gehenden elektromagnetischen Feldes sind zwischen

Als Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens dem metallischen Außenmantel 11 und der Induk- bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind insbe- tionswicklung Magnetblechpakete 12 eingeschaltet, sondere hervorzuheben: 25 die das elektromagnetische Feld zum Innern der Ent-

1. Die Entgasungskammer wird durch den Umlauf gfungskammer 1 ausrichten Die Anordnung dieser der Stahlschmelze keiner großen mechanischen Magnetblechpakete 12 ist msbesondere aus Fi g. 3 erBeanspruchung unterworfen; sichtlich.

2. durch entsprechende Wahl der Wechselstrom- °l^e Zuleitung 4 im Deckel 3 der Entgasungskamfrequenz in der Induktionsquelle kann genügend 3° mer_1 ist neben an eine Vakuumpumpe wahlweise Joulsche Wärme erzeugt werden, um die durch ^au,^c.^{h a}« ^{eme Inert}g^as" ^oder Reduziergasquelle anden Umlauf der Stahlschmelze auftretenden schließbar.

Wärmeverluste ausgleichen zu können; ^Zur Vorwärmung der Entgasungskammer 1 und

3. die Entgasung der Stahlschmelze erfolgt mit ^zum zusatehchen Ausgleichen von Wanneverlusten gutem Wirkungsgrad, da die Stahlschmelze wäh- 35 m der Stahlschmelze ist im oberen Bereich der Entrend ihrer radialen Strömungsbewegung in der psungskammer \ ein horizontaler Graphitnng 13 ge-Entgasungskammer gut durchgerührt wird. ^laS^e*'.^de/ ^{von e} _Q ^lner wassergekühlten innerhalb des

metallischen Außenmantels 11 angeordneten zweiten

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Umlauf- Induktionsspule 14 zu dessen Aufheizung umgeben entgasungsverf ahrens gemäß der Erfindung wird nach- 40 ist. Zur Ausrichtung des elektromagnetischen Feldes folgend an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. dieser zweiten Induktionsspule 14 können ebenfalls Es zeigt Magnetblechpakete 15 zwischen den metallischen

F i g. 1 eine schematische Darstellung der Vorrich- Außenmantel 11 und diese zweite Induktionswicktung im Vertikalschnitt, lung 14 eingeschaltet sein.

F i g. 2 einen Vertikalschnitt der Vorrichtung ahn- 45 Wie aus F i g. 2 ersichtlich, ruht die Gießpfanne 9 lieh dem der Fig. 1, jedoch in größerem Maßstab auf einer verstellbaren Hebevorrichtung 17, um den und mit größerer Einzelheit, Spiegel der Stahlschmelze in der Entgasungskammer 1

F i g. 3 einen Querschnitt entlang der Linie III-III einstellen zu können, da die Höhe dieses Spiegels in F i g. 2. außer vom Unterdruck in der Entgasungskammer 1

Gemäß der F i g. 1 und 2 besteht die Vorrichtung 50 noch von der Höhe der Entgasungskammer über dem zur Durchführung des Umlaufentgasungsverfahrens Spiegel der Stahlschmelze in der Pfanne 9 abhängt,
im wesentlichen aus einer Entgasungskammer 1, die Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung

die von einem mit feuerfesten Wänden22 und wärme- ist folgende:

dämmenden Wänden 23 ausgekleideten metallischen Dünne Stahlblechmembranen werden mittels eines

Außenmantel 11 gebildet wird. Die Entgasungskam- 55 geeigneten Klebstoffes, wie z. B. Araldit, an den untemer 1 ist rotationsförmig und weist eine vertikale ren Enden der Rohre 5 und 6 aufgeklebt, so daß sie Achse Z-Z' auf. Sie erstreckt sich zwischen einem diese beiden Rohre verschließen. Dann wird in der im wesentlichen ebenen Boden 2 und einem in etwa Entgasungskammer 1 ein Unterdruck erzeugt, indem sphärischen Deckel 3. die Zuleitung 4 an eine Vakuumpumpe angeschlossen

Der metallische Außenmantel 11 ist vakuumdicht 60 wird. Zur Aufheizung der Entgasungskammer 1 auf und mit einer Zuleitung 34 zum Anschluß an eine eine Temperatur von etwa 1600° C wird die obere nicht dargestellte Vakuumpumpe versehen. In den Induktionswicklung 14 von einem Strom mit einer Boden 2 der Entgasungskammer 1 münden zwei Frequenz zwischen 150 und 1500 Hz, z. B. 450 Hz, feuerfeste Rohre, ein Rohr 5 mit der vertikalen Achse durchflossen, wodurch der Graphitring 13 erhitzt X-X' im zentralen und ein Rohr 6 mit der vertikalen «5 wird, der seinerseits seine Wärme in die Entgasungs-Achse Y-Y' im peripheren Bereich dieses Bodens 2. kammer 1 abgibt.

Beide Rohre 5, 6 tauchen in eine unterhalb der Ent- In die Gießpfanne 9 wird eine Stahlschmelze aus

gasungskammer 1 aufstellbare Gießpfanne 9 mit einem beliebigen Schmelzofen abgestochen. Die

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Stahlschmelze wird sodann von einer Schlacken- der Induktionswicklung wird konstruktiv so gewählt, schicht 16 üblicher Zusammensetzung abgedeckt. daß sie der Höhe h der Stahlschmelze in der Ent-

Bevor die Pfanne 9 jedoch unter die Entgasungs- gasungskammer entspricht. Man ist bedacht, den kammer 1 gestellt wird, wird der Unterdruck in der Wert I relativ niedrig zu wählen, um ein günstiges Entgasungskammer aufgehoben, indem dieser Stick- 5 Verhältnis plW_cij zu erzielen. Das Verhältnis p/W'_eff stoff oder ein Reduziergas zugeführt wird. Die mit kann auch durch Einregeln der Höhe h verändert werder Stahlschmelze gefüllte Pfanne 9 wird dann unter- den. Für einen gegebenen Unterdruck in der Enthalb der Entgasungskammer 1 auf die Hebevorrich- gasungskammer 1 kann die Höhe h durch Betätigung tung 17 aufgestellt, welche die Pfanne in vertikaler der Hebevorrichtung 17 bestimmt werden. Richtung anhebt, so daß die Rohre 5, 6 in die Stahl- io Um eine sichere Umwälzung der Stahlschmelze schmelze in der Pfanne eintauchen. Die dünnen zwischen der Entgasungskammer 1 und der Pfanne 9 Stahlblechmembranen an den Enden der Rohre 5, 6 zu gewährleisten, mündet gemäß Fi g. 2 das periphere schmelzen sofort, und Stahlschmelze kann durch die Steigrohr 6 in einer Unifangsrinne 10 in den Boden 2 beiden Rohre 5, 6 in dem Maße aufsteigen, wie in der der Entgasungskammer. Diese Umfangsrinne 10 er-Entgasungskammer 1 wieder ein Unterdruck erzeugt 15 streckt sich über einen ausreichend großen Kreiswird. Die Stahlschmelze steigt in der Entgasungskam- bogen; seine Breite in radialer Richtung ist geringer mer bis zu einer Höhe H über der freien Oberfläche als die Tiefe ε der Oberflächenströme. So liegt z. B. der Stahlschmelze in der Pfanne 9 an, wobei diese für eine Entgasungskammer mit einem Durchmesser D Höhe durch das hydrostatische Gleichgewicht be- von 2 m und mit einem Induktionsstrom von 50 Hz stimmt ist. 20 die Breite e dieser Umfangsrinne zweckmäßig zwi-

P₁ = P₀ + H ■ V. sehen 8 und 12 cm, während ihre Tiefe beliebig ist

und sich vorzugsweise beiderseits der Achse Y-Y' des

Hierin bedeutet P₁ der Atmosphärendruck, p₀ der peripheren Steigrohres 6 verringert. Der Kreisbogen Druck in der Entgasungskammer 1 und ¥ das spezi- kann so groß wie gewünscht sein und kann selbst fische Gewicht der Stahlschmelze. Die Höhe des Spie- 25 die gesamte Umfangsstrecke in Anspruch nehmen, gels der Stahlschmelze in der Entgasungskammer 1 um somit eine bessere Verteilung der Stahlschmelze über dem Boden2 ist in Fig. 1 mit h bezeichnet. in der Entgasungskammer und einen besseren Wir-

Nun wird auch durch die untere Induktionswick- kungsgrad bei der Entgasung zu erzielen. In diesem lung 7 ein Strom geeigneter Frequenz geleitet. Dieser Falle ist die radiale Breite e der Umfangsrinne kon-Strom ist ein einphasiger Wechselstrom, um auf 30 stant, während ihre Tiefe bis zum Punkt P abnimmt, Grund des von der Induktionswicklung 7 ausgehen- welcher der Achse Y-Y' des peripheren Steigrohres den elektromagnetischen Feldes in der Stahlschmelze diametral gegenüberliegt.

zentripetale Kräfte zu erzeugen, auf Grund welcher Um eine regelmäßige Strömung der Stahlschmelze

die Stahlschmelze in der Entgasungskammer 1 vom vom Umfang zur Mitte der Entgasungskammer zu er-Umfang zur Mitte strömt, durch das zentrale Rohr 5 35 halten, ist das zentrale Rohr bzw. Fallrohr 5 nicht zur Pfanne 9 gedruckt wird und durch das periphere genau koaxial zur Entgasungskammer 1 angeordnet, Rohr 6 in die Entgasungskammer 1 zurückfließt. sondern es ist seitlich aus der Mitte der Entgasungs-Gleichzeitig wird die Stahlschmelze auf Grund des kammer in eine dem Steigrohr 6 entgegengesetzte Joulschen Effektes erhitzt, so daß sämtliche beim Um- Richtung versetzt.

lauf der Stahlschmelze auftretenden Wärmeverluste 40 Durch die Abgabe von Wasserstoff und Kohlenkompensiert werden. oxyd kommt es in der Entgasungskammer 1 zu einem Das Verhältnis der effektiven Leistung W_eff zum heftigen Aufwallen der Stahlschmelze. Die Abgabe Druck ρ in der Achse auf Grund der elektromagneti- von Wasserstoff ist beendet, sobald der Wasserstoffschen Zentripetalkräfte beträgt: vorrat erschöpft ist, während sich die Abgabe von

45 Kohlenoxyd so lange fortsetzt, wie sich Kohlenoxyd

Efreff _ TtI²D .j~- ^ _ 1 τ Γ^ _aus (j_er Stahlschmelze löst und Emulsionseinschlüsse

ρ h 2π \ f noch nicht reduziert sind.

Solange der Unterdruck in der Entgasungskammer

Es bedeutet / die Höhe der Induktionswicklung, konstant bleibt, bleibt auch der Spiegel der Stahl- h die Höhe der Stahlschmelze in der Entgasungskam- 50 schmelze in der Pfanne 9 konstant. Die Stahlschmelze mer, D der Durchmesser der Entgasungskammer, in der Pfanne ist nur geringen Konvektionsbewegun- ρ der Widerstand der Stahlschmelze, / die Frequenz gen unterworfen. Die Schicht 16 auf der Stahldes Induktionsstromes und ε die Tiefe der an sich schmelze bleibt ruhig und gewährleistet eine sichere bekannten Oberflächenströme. Wärmehemmung und Desoxydation.

Der Durchmesser D der Entgasungskammer wird 55 Wenn sich während der Behandlung die Redukgroß gewählt, z. B. 2 m, für eine Vorrichtung zur Be- tionswirkung des Kohlenstoffs fortsetzt, hört das Aufhandlung einer Pfanne mit einem Fassungsvermögen wallen der Stahlschmelze in der Entgasungskammer 1 von 40 t Stahl, um eine gute Entgasung der Stahl- progressiv mit der progressiven Ausscheidung von schmelze zu erhalten. Sauerstoff auf. Der Unterdruck in der Entgasungs-

Aus obiger Formel ersieht man, daß für eine ge- 60 kammer 1 steigt an, die Höhe h nimmt zu, und man gebene elektrische Effektivleistung W_eff der Druck ρ hält die Höhe H auf einem gewünschten Wert, indem im umgekehrten Verhältnis zur Quadratwurzel der man die Hebevorrichtung entsprechend betätigt. Diese Frequenz/steht. Man ist daher bedacht, eine niedrige Höheneinstellung geschieht unter Berücksichtigung Frequenz zu wählen, z. B. die Frequenz des Speise- der Tatsache, daß bei zunehmendem Wert von H das netzes, von etwa 50 Hz oder sogar eine niedrigere 65 Verhältnis Beheizung/Umrühren in gleichem Maße Frequenz, die jedoch größer oder gleich 15 Hz sein zunimmt wie die Leistung, und umgekehrt. Man versollte, um gleichzeitig mit dem Umwälzen der Stahl- fügt also über zwei Parameter zur Einstellung der ■schmelze deren Aufwärmung zu bewirken. Die Höhe/ elektrischen Leistung und der Höhe if der Stahl-

schmelze, wodurch das Verfahren gemäß der Erfindung sehr flexibel in seiner Einstellbarkeit ist.

Wenn dann das Aufwallen im wesentlichen aufgehört und der Unterdruck seinen maximalen Wert erreicht hat, kommt es zu einer Reduktionswirkung des Kohlenstoffes an der Oberfläche der Stahlschmelze, und diese zusätzliche Reduktion ist bedeutend wegen der Intensität der Umwälzung der Stahlschmelze an der freien Oberfläche in der Entgasungskammer. Daher kann die Desoxydation sehr weit geführt werden, ohne daß sie dabei durch den hydrostatischen Druck, durch eine Zwischenflächenspannung oder durch eine Zeitbegrenzung beeinträchtigt wird.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung umfaßt noch einen oder mehrere Einfülltrichter 18 zum Einfüllen von Zusätzen, wobei der Einfülltrichter zwischen zwei Ventilen 19 und 20 eingeschlossen ist. Diese beiden Ventile bilden eine Schleuse.

Nach dem Einfüllen der Zusätze und nach deren homogener Verteilung in der Stahlschmelze wird der Unterdruck in der Entgasungskammer 1 dadurch aufgehoben, indem man der Kammer 1 ein Inertgas, wie z. B. Stickstoff, oder ein Reduziergas zuführt. Die Pfanne 9 wird abgesenkt und zu einer Gießgrube gefahren, in der die Stahlschmelze in Kokillen vergossen wird.

Das Umlaufentgasungsverfahren kann eine beliebig lange Zeit fortgeführt werden, um eine vollständige Reinigung der Stahlschmelze zu erzielen. Die Temperatur der Stahlschmelze kann dabei auf einem für das Vergießen bestmöglichen Wert gehalten werden.

Sollen auf Grund des elektromagnetischen Feldes der unteren Induktionswicklung 7 in der Stahlschmelze lediglich zentripetale Kräfte und keine Joulsche Wärme erzeugt werden, so kann die Frequenz des Induktionsstromes sehr niedrig, und zwar zwischen 1 und 20 Hz liegen. Zur Kompensierung von Wärmeverlusten beim Umlauf der Stahlschmelze steht dann lediglich der im oberen Bereich der Entgasungskammer 1 angeordnete Graphitring 13 zur Verfügung.

Claims

Patentansprüche:

1. Umlauf entgasungsverfahren für Stahlschmelzen, bei dem die in eine Pfanne abgestochene und mit einer Schlackenschicht abgedeckte Stahlschmelze über zwei in die Stahlschmelze eintauchende und in den Boden einer rotationsförmigen, wärmeisolierten Entgasungskammer mit metallischem Außenmantel in deren zentralen bzw. in deren peripheren Bereich mündende Rohre umläuft und das in der Entgasungskammer enthaltene Gas zur Erzeugung eines konstanten Unterdrucks abgesaugt wird, wodurch die Stahlschmelze in die Entgasungskammer bis zu einer bestimmten Höhe ansteigt, während der Umlauf der Stahlschmelze infolge elektromagnetischer Einwirkung und das Erhitzen der Stahlschmelze durch Induktion erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlauf der Stahlschmelze durch eine innerhalb des metallischen Außenmantels (11) angeordnete, die Entgasungskammer (1) umschließende und von einphasigem Wechselstrom durchflossene erste Induktionswicklung (7) erzeugt wird, die in der Stahlschmelze eine radiale, zentripetale elektromagnetische Kraft hervorruft und damit die Stahlschmelze in der Entgasungskammer (1) von außen nach innen durch das zentrale Rohr (5) in die Pfanne (9) treibt, während die Stahlschmelze durch das periphere Rohr (6) zurück in die Entgasungskammer (1) aufsteigt, und daß nach erfolgter Entgasung der Stahlschmelze, wie an sich bekannt, der Unterdruck in der Entgasungskammer (1) durch Zufuhr eines Inertgases oder eines reduzierenden Gases aufgehoben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Spannung und Frequenz des die erste Induktionswicklung (7) durchfließenden Stromes derart gewählt werden, daß in der Stahlschmelze in der Entgasungskammer (1) neben den zentripetalen Kräften Joulsche Wärme erzeugt wird, die einen Ausgleich der Wärmeverluste der Stahlschmelze gewährleistet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz zwischen 15 und 60 Hz liegt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche lund 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasungskammer (1) vor und während der Entgasung durch einen horizontal und koaxial im oberen Bereich der Entgasungskammer (1) gelagerten Graphitring (13) beheizt wird, der seinerseits von einer zweiten, den Graphitring (13) umschließenden und innerhalb des metallischen Außenmantels (11) angeordneten zweiten Induktionswicklung (14) aufgeheizt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des die zweite Induktionswicklung (14) durchfließenden Stromes zwischen 150 und 1500Hz liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des die erste Induktionswicklung (7) durchfließenden Stromes zwischen 1 und 20 Hz liegt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel der Stahlschmelze in der Entgasungskammer (1) während der Entgasung durch Höhenverstellung der Pfanne (9) der Entgasungskammer mittels einer die Pfanne (9) abstützenden Hebevorrichtung (17) eingestellt wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, im wesentlichen bestehend aus einer feuerfesten, wärmeisolierten Entgasungskammer mit metallischem vakuumdichtem Außenmantel, die mit einer Zuleitung zum Anschluß an eine Vakuumpumpe und mit zwei vertikalen, in den Boden der Entgasungskammer in deren zentralen bzw. in deren peripheren Bereich mündenden Rohren zum Eintauchen in eine unterhalb der Entgasungskammer in einer Pfanne befindlichen Stahlschmelze sowie mit einer am Umfang der Entgasungskammer angeordneten elektrischen Wicklung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrische Wicklung eine den unteren Bereich der Entgasungskammer (1) umschließende, innerhalb des metallischen Außenmantels (11) angeordnete, wassergekühlte erste Induktionswicklung (7) vorgesehen ist, die mit einem einphasigen Wechselstrom speisbar ist, und daß, wie an sich bekannt, die Zuleitung (4) zur Vakuumpumpe wahlweise an eine Inertgas- oder Reduziergasquelle anschließbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge-

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kennzeichnet, daß das periphere Rohr (6) in eine im Boden (2) der Entgasungskammer (1) vorgesehene Umfangsrinne (10) mündet, die sich über einen Kreisbogen von etwa 180° erstreckt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9 zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren der Entgasungskammer (1) in deren oberen Bereich ein horizontaler Graphitring (13) gelagert ist, der von einer wassergekühlten, innerhalb des metallischen Außenmantels (11) angeordneten zweiten Induktionsspule (14) zu dessen Aufheizung umgeben ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8

bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem metallischen Außenmantel (11) und mindestens einer der die Entgasungskammer (1) umschließenden Induktionswicklungen (7, 14) Magnetblechpakete (12 bzw. 15) zum Ausrichten des elektromagnetischen Feldes zum Inneren der Entgasungskammer (1) eingeschaltet sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des Spiegels der Stahlschmelze in der Entgasungskammer (1) unterhalb der Pfanne (9) eine verstellbare Hebevorrichtung (17) angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen