DE1810995A1 - Entgasung von Metallschmelzen mit Magnesiumdampf - Google Patents

Description

• Bezeichnung u. Beschreibung.
• Verfahren zur Entgasung von Metallschmelzen insbesondere Eisen-und Stahl schmelzen durch Einführung von fetten Metal= len mit bei Behandlungstemperaturen hohen banpfdrücktn beispielsweise IDiagnesium und dessen Legierungen.
• Die vorliegende Zusatzerfinaung,-zu P15 33 919.2 -, bezieht sich auf eine Erweiterung der Möglichkeiten der Einführung von Magnesium oder dessen Legierungen in Metallschmelzen, vorzugsweise Eisen-und Stahlschmelzen zum Zwecke der Durchspü= lung mit Magnesiumdampf und damit Entgasung der Schmelzen,deren physikalisch-chemische Grundlagen in der Beschreibung der Hauptanmeldung - P 15 33 919.2- eingehend erörtert worten sind.
• Außer der im Hauptpatent erwähnten Einführung des Magnesium= metalles in einen Hohlstrahl des zu enteasenden Metalles sient die vorliegende Zusatzerfindung des Verdampfungsmetalles auf andere Weise vor,wie sie zum Teil zum Zwecke der AusKriss tallisation von Kugelgraphit im außeisen bekannt geworden ist,bei welchem; Verfahren der Zusatz von Magnesium nicht der Entgasung,die hier weder beabsichtigt noch erwünscht ist, sondern lediglich der Beinflussung der Form des Graphits, -Auskristallisation des Graphits in Form von Kugeln anstatt der üblichen Lamellen-,dient.
• Line besondere auf die in Stahlwerken üoiichen Stopfenstan= genpfannen zugeschnittene Erfindung,die bei der Herstellung von Kugelgraphitguß nicht bekannt ist,sieht die Anordnung eines Kammersteines am unteren Ende der Stopfenstange vor(Abb1) Diese Erfindung wird im folgenden Stopfenstangen-Kammerstein Verfahren genannt. Bei diesem Verfahren wird vor dem Einbau der Stopfenstange in die P#fanne der Kammerstein mit Magnesium= metall oder dessen Legierung gefüllt,die Dampfaustrittsöffnun= gen mit einer bei der Temperatur der Schmelzen abschmelzenden silikatischen Masse verschlossen,deren Schichtdicke so ge= wählt wird,daß die Öffnung der Dampfaustrittslöcher etwa zum Zeitpunkt der erfolgten Füllung der Pfanne erfolgt. Der Stahl tritt sodann in den Kammerstein ein und bewirkt die Ver= dampfung des Magnesiums oder dessen Legierungen z.B. mit Calzium,dessen Dampf die Schmelze heftig durchspü#lt und die in der Hauptanmeldung geschilderten Reaktionen insbeson= dere die Entgasung chemisch nicht abDindbarer Gase durchführt.
• In der beiliegenden Zeichnung Abb. 1 bedeutet 1 den in die Stopfenstange eingebauten Kammerstein, 2 die Magnesiunfüllung, 3 die mit einer siiikatiscnen Masse verschlossenen Ausdampf-= .
• öffnungen, 4 den üolichen genormten Ausgußstein,und 5 den ebenfalls genormten Lochstein. Diese Art der Magnesiumzu= gabe soll durch den Anspruch 1 ge#chützt werden.
• Das Übergießverfahren. (Anspruch 2 ) ivIan kann eine Durchgasung der Schmelze,wenn auch mit weit geringerem Wirkungsgrad,auch durch einfaches Übergießen des auf den Pfannenboden gelegten Magnesiums oder seiner Legie= rung mit der zu entgasenden Schmelze erreichen.Die Ausbeute ist hier jedoch geringer als bei dem in' der Hauptanmeldun(Anm.1) beschriebenen Hohlstrahlverfahren und bei dem Tauchverfahren der vorliegenden Zusatzanmeldung (Anspruch 1 ),da das Magne= sium auf der Schmelze zu schwimmen beginnt und nur durch den auftreffenden Gießstrahl untergetaucht wird. Der hohe Dampf= druck von 10 at bei Behandlungstemperaturen tr-eibt aüterdem einen Teil des Dampfes in die Oberfläche der Schmelze, Die starke Turbulenz hervorgerufen durch den herabfallenden Gieß= strahl bewirkt einen dauernden Wechsel zwischen Oberfläche und lieferen Schichten.
• Sandwich-Verfahren.
• Beim Sandwich-Verfahren wird die in eine Grube im Boden der Gießpfanne vor der Füllung eingelegte Magnesiumlegierung mti Stahlschrottstücken belegt,die den Zutritt des flüssigen Eisens -oder- Stahles verzögern,sodaß das Aufschmelzen der Magnesiumlegierung und seine Verdampfung langsam in Gang ge= setzt wird. Die Menge und Stärke der Stahlschrottstücke wird so bemessen,daß aie volle Verdampfung erst einsetzt wenn die Ff anne mit Eisen gefüllt ist.D.er Magnesiumdampf durchspült die Stahlschmelze und reißt die in ihr gelösten Gase Wasserstoff und Stickstoff mit sich,währed sich der gebundene oder gelöste Sauerstoff, sowie der Schwefel mit dem Magnesium zu Magnesiumoxid bzw. Magnesiumsulfid verbindet,das sich verschlackend an die Oberfläche Steigt. In abb.. 4, ist das Verfahren dargestellt.
• Anm.1 : hier Stopfenstangen-Kammerstein Verfahren genannt In tbb 4 bedeutet 1 die (;ießpfanne, 2 die Magnesiumlegierung 3 den abdeckende Belag mit Stahlstückers, 4 den einlaufen= den Eisenstrahl.
• Das Stützrand-Deckelverfahren.
• Beim Stützrand-Deckelverfahren wird die Magnesiumlegierung vor dem nullen der Pfanne mit Eisen in eine im Boden der Pfanne Kammer eingeoracht und mit einem eisernen Deckel,der sich auf dem Rand der Kammer abstützt,abgedeckt.Erst nach Auf= schmelzen des Deckels,was mit der Füllun der Pfanne zeitlich zusammenfällt,kommt das Magnesiummetall mit dem flüssigen Eisen in Ber*hrung,schmilzt und verdampft,sodaS der Magnesiumdampf die ganze Schmelze durchströmen kann und daher die in der Schmelze enthaltenen physikalisch gelösten Gase wie Wasser= stoff und Stickstoff herausspült während Sauerstoff sicn mit dem Magnesium au Magnesiumoxid verbindet und als verschlackender Bestandteil an die Oberfläche steigt.
• An Abb. 3 ist das Verfahren dargestellt.Darin bedeutet 1 die G##ßpfanne, 2 die Kammer mit dem umrabdenden Stütz= rand, 3 den ei@ernen Deckel , 4 die Magnesiumlegierung, 5 das einströmende Eisen. (Anspruch 4 ) Tauchglockenverfahren. (Anspruch 5) Das Einbringen des Magnesiums in das zu entgasende Metall erfolgt durch eine aus feuerfestem Material bestehende Taucht glocke,ie nach der Füllung der Behandlungspfanne durch eine mechanisch oder hydraulisch angetriebene Vorrichtung möglichst tief in das Metallbad eingetaucht wird. Durch Erhitzung der Tauchglocke und Eintreten des Metalles in dieselbe schmilzt und verdampft das in der Tauchglocke befindliche Magnesium, tritt nach unten und durch eventuell seitlich angebrachte Löcher in der Glocke aus,durchströmt als Dampf die Metall= schmelze und spült die in ihr gelösten Gase aus oder verbin= det sich mit ihnen,sofern sie eine Affinität zum magnesium haben,ie Sauerstoff zu Magnesiumoxid.Wasserstoff und Stickstoff werden ausgespült. In der beiliesenden Abb.2 ist diese .rt der Einbringung des Magnesiums aargestellt.Darin bedeutet: 1 die Behandlungspfanne, 2 aie Tauchglocke aus feuerfestem Material, 3 die agnesiumlegierung, 4 den mechanisch oder hydraulisch auf und ab bewegbaren Tauchglockenstiel.

Claims (5)

Patentansprüche.

1.) Verfahren zur Entgasung von Metallschmelzen insbesondere Sisen-und Stahlschmelzen,-entsprechend der Hauptanmeldung P 15 33 919.2 -,dadurch gekennzeichnet,daß Metalle mit bei Behandlungstemperaturen hohen Dampfdrücken,insbesondere Mag= nesium und dessen Legierungen (z.B. mit Calcium ) in einen in der Stopfenstange einer üblichen Stopfenstangenpfanne ein gebauten Kammerstein so eingebracht wird,daß auf Grund der Wandstärken des Kammersteines und der Schichtdicke der Ver= schlüsse der Ausdampföffnungen eine verzögerte Verdampfung des Magnesiums und Durchspülung der Schmelze eintritt.

2.)Verfahren zur Entgasung mit Magnesiumdampf nach dem Haupt= patent,dadurch gekennzeichnet,daß das Magnesiummetall in die Schmelze nach dem sog. bbergießverfahren eingebracht wird.

3.) Verfahren nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet,daß das Magnesiummetall nach dem sog. Sandwich-Verfahren in die Schmelze eingebracht wird.

4.)Verfahren nach Anspruch 2 und 3 ,dadu#ch gekennzeichnet, dal das Magnesiummetall nach dem abbewandelten sog.

Stüt zrand-lecKelv:rfanren in die Schmelze eingebracht wird.

5.) Verfahren zur Entgasung von Metallschmelzen #ns#eson= dere Eisen-und Stahlschmelzen entsprechend der Hauptanmel= dung P 15 33 919.2 dadurch gekennzeichnet,daß das Magnesium= metall mit einer Tauchglocke nacn dem Tief Tauchverfahren eingebracht wird.

L e e r s e i t e