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| Lanze zum Einblasen von feinkörpLgenAusatzstoffen in Metallbäder |
| Die Einbringung von feinkörnigen Zusatzstoffen in Metallschmelzen |
| ist an sich bekannt. Neben Einrichtungen zum Einrühren wurden |
beispielsweise Verfahren entwickelte bei denen pulverförmige Feststoffe durch ein
in ein Metallbad tauchendes Rohr mittels Trägergas dem flüssigen Metall zugeführt
werden.
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Diese Zufuhr erfolgt üblicherweise über senkrecht hängende Lanzen)
deren Ausblaserichtung man aus Gründen der Verminderung von Schwingungen von senkrecht
nach unten in seitliche Richtung geändert hat.
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Es wurden u. a. auch Verfahren entwickelt, welche es ermöglichen sollten,
auch leicht reagierende, feinkörnige Zusatzetoffe unter die Oberfläche von Metallschmelzen
einzubringen, ohne daß diese vorzeitig) also noch innerhalb der Lanze, schmelzen,
reagieren oder verdampfen und es wurde zu diesem Zweck die Verwendung eines Trägergases
als Transportmittel für diese Zusatzstoffe vorgeschlagen) welches auch bei den auftretenden
hohen Temperaturen noch als Schutzgas wirksam ist.
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Zur Vermeidung hoher Temperaturen im Innern der Lanze und zur Ermöglichung
der Verwendung beliebiger Trägergase, ohne daß vorzeitig durch Wärme ausgelöste
unerwünschte Reaktionen der durch die Lanze in die Metallbäder einzubringenden Feststoffe
und Gase innerhalb der Lanze stattfinden) wurde für diese Lanze ein Kühlmantel vorgeschlagen,
der im Aufbau den Kühlmänteln entspricht) die bei solchen Lanzen üblich sind) die
zum Einblasen von reaktionsfähigen Gasen, z. B. Sauerstoff in Metallschmelzen benutzt
werden, wobei als Kühlmedium ein gasförmiges Medium) wie Preßluft oder gegebenenfalls
eine Kühlflüssigkeit Verwendung finden kann.
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Ein weiterer Grund für die Verwendung gekühlter Lanzen ist bei größerer
Eintauchtiefe die Forderung nach mechanischer Festigkeit gegenüber den durch Auftrieb
und Schwingungen hervorgerufenen Biegebeanspruchungen, denen ungeschützte Lanzen
bei starker Erwärmung nicht gewachsen sind. So sind auch senkrecht blasende Lanzen
bekannt, bei denen das vollständig mit einem Kühler ver-
| sehene Blasrohr oberhalb der Badoberfläche noch einen zweiten |
| Kühler trägt, der konzentrisch um den ersten angebracht ist. |
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Bei den mit Kühlmänteln versehenen Lanzen wird der in das Bad eintauchende
Mantel bei manchen Ausführungsformen auch mit einem zusätzlichen Schutzüberzug aus
ff. Material, wie Schamotte, Graphit od. ao gegen die Schmelze und den chemischen
Angriff von Schlacken geschützt.
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Es gibt auch eine mit Kühlmantel ausgerüstete Lanzenbauart., bei welcher
das Düsenende keine Kühlung mehr aufweist und dieses möglichst kurz und auswechselbar
gehalten sein soll. Als Material für diese Düse können an sich bekannte keramische
Massen oder bei der Verwendung der Lanze für Eisenschmelzen Graphit verwendet werden.
Bei dieser Lanzenbauart wird das gesamte Blasrohr lose aufgehängt und die die Düse
tragende Mündung ist leicht abgebogen.
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Die Konstruktion hat nur ein Zuführungsrohr. Ihr Nachteil besteht
darin, daß die Erneuerung der aus feuerfestem Material bestehenden Düse und Ummantelung
am Fuß der Lanze nur unter größerem Zeitaufwand erfolgen kann, da eine Befestigung
konstruktionsgemäß nur über die feuerfesten Materialien selber möglich ist und das
Auswechseln am eintauchenden Teil erfolgen muß, wodurch entsprechende Schnellanschlüsse
nicht möglich sind, aber andererseits die auszuwechselnden Teile oft festgesintert
sind. Außerdem liegt auch hier die feuerfeste Ummantelung der Zuführung unmittelbar
am Kühlmantel an, so daß innerhalb des feuerfesten Materials große Wärmespannungen
nicht zu vermeiden sind und zu vorzeitigem Verschleiß führen.
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Eine weitere Aufgabe dieses ff. Schutzüberzuges ist es aber, die Wärmeabfuhr
aus der Metallschmelze in tragbaren Grenzen zu halten.
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Dieser Wärmeentzug ist besonders nachteilig dann.. wenn durch das
Einbringen der feinkörnigen Zusatzstoffe eine exotherme Reaktion stattfindet., sondern
zum Erwärmen oder Schmelzen dieser Zusatzstoffe Wärme verbraucht wird, und auch
das Trägergas chemisch neutral ist.. also seinerseits dem Schmelzbad weitere Wärme
entzieht.
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Nun ist es aber bisher nicht gelungen, eine ff. Ummantelung zu erzeugen,
die beim Eintauchen in eine Metallschmelze bei gleichzeitigem Kühlen den hierdurch
verursachten Wärmespannungen lange standhalten kann.
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Beim bisherigen Stand der Technik ist es nötige derartige gekühlte
Lanzen beim Unbrauchbarwerden der eintauchenden Spitze vollständig auszuwechseln.,
da es bisher nicht gelungen ist, eine gekühlte Lanze anders als durch konzentrisches
Ineinanderfügenden mindestens drei Rohren verschiedenen Durchmessers herzustellen,
deren Verbindungsstellen dicht geschweißt sind und deren äußerstes Rohr den Kühlmantel
bildet, der., wie bereits erwähnt, häufig von einer ff.
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Schicht ummantelt ist. Die Wasserkühlung solcher Lanzen birgt zudem
eine Explosionsgefahr in sich.
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Die vorliegende Erfindung hat sich zum Ziele gesetzte die genannten
Nachteile zu vermeiden. Sie betrifft eine Vorrichtung zur Einbringung von Zusatzstoffen
unter die Oberfläche.. insbesondere tief unter die Oberfläche von Metallschmelzen..
unter Vermittlung eines Trägergases, das als Transportmittel für die Feststoffe
dient unter Verwendung eines nicht außengekühlten an seinem Ende abgebogenen Zuführungsrohrbündels,
welches an seinen in die Schmelze eintauchenden Teil mit einem Schutzmantel aus
ff. Material, wie Schamotte oder Graphit, umgeben ist, und bei dem das letzte Stück
der Zuführungsrohr durch einen Kanal aus ff. Material gebildet wird, wobei erfindungsgemäß
dieser eintauchende Teil aus einem
mindestens drei Rohre umfassenden
Rohrbündel besteht, bei dem die abgebogenen Rohrenden zueinander einen Fächer von
1800 bilden.
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Am besten bewährt hat sich ein aus vier Rohren zusammengefaßtes Rohrbündel
als Lanzenspitze, wobei die abgebogenen Rohrenden innerhalb des Fächers jeweils
einen Winkel von 600 untereinander bilden.
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Die Lanze ist so konstruiert, daß der Oberteil der Lanze zum Heben
und Senken in die Bäder mit einer an sich bekannten hydraulischen Vorrichtung ausgerüstet
ist, bei der die Einblasezuleitung gleichzeitig die Kolbenstange der hydraulischen
Anlage bildet und die Verteilung des pulver-und gasförmigen Materials auf die mehrere
Rohre enthaltende Lanzenspitze über ein Verteilerzwischenstück erfolgt, welches
z. B. Hosenrohre enthält. Durch die beschriebene Anordnung gelang es, die Lanze
schwingungsfrei zu betreiben.
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Die Fixierung der Rohre zu einem Bündel erfolgte durch Distanzringe.
Die Rohre wurden im Innern dieser in ca. 60 cm Abstand angeordneten Ringe angepunktet.
Den oberen Abschluß dieses Rohrbündels, das man auch als Lanzenspitze ansehen kann,
bildet ein Flanschstück., in dem die Rohre ebenfalls nur durch Anpunkten befestigt
werden. Dieses Flanschstück bildet ein immer wieder verwendbares Zwischenglied für
die Verbindung der auf diese Art leicht austauschbaren Lanzenspitzen mit dem Lanzenoberteil.
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Es ist so möglich., mit Hilfe der Flansche die Austauschspitzen jeweils
früh genug vorzubereiten, so daß sie nur noch im Oberteil der Lanze verschraubt
werden müssen. Das Rohrbündel wird mit ff. Material umgeben, wobei noch eine zusätzliche
Verfestigung durch eine Armierung mit Maschendraht erreicht wird.
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Die Mischung besteht aus Pfannensteinschamotte und Tonerdeschmelzzement
im Mischungsverhältnis 4 i 1. Das Material wird dabei in einem an sich bekannten
Rüttelverfahren auf einer besonderen Arbeitsbühne aufgebracht. Hierzu wird ein zweiteiliger
röhrenförmiger Formkörper verwendet, der am Fuß eine der Formgebung
der
Rohrabwinkelungen entsprechende Verbreiterung aufweist, die der Wandstärke des ff.
Materials entsprechend über die Rohrmündungen hinausragt.
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Die Schalen werden durch Rohrschellen zusammengepreßt, wobei die Dichtungen
der beiden Hälften fest aufeinandersitzen. Die Materialfüllung erfolgt dann von
oben auf der Rüttelbühne.
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Hierdurch wird eine fehlerlose Packung erreicht. Nach 24 Stunden werden
die Schalen entfernt. dann die Lanze 48 Stunden feucht gehalten. um das für die
Bindung notwendige Wasser zu liefern. und danach fünf Wochen abgelagert.
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In die abgebundene Masse am Fuß der Lanzenspitze werden Bohrungen
zu den vier, vorher durch Holzpfropfen verschlossenen Rohrmündungen geführt. Dadurch
bildet das ff. Material das letzte Stück der Zuleitungskanäle in die Eisenbäder.
Die so hergestellten Lanzenspitzen haben eine gute mechanische Festigkeit und besitzen
bei einer satten Festostoffförderung, die eine gewisse Kühlwirkung mit sich bringt.
eine hohe Lebensdauer.
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Die Lanze sei an einer Zeichnung, die als Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Lösung gedacht ist, erklärt : Abb. 1 zeigt die gesamte Lanze,
während Abb. 2 die Anordnung der Blasrohre in der Lanzenspitze mit dem Anschlußflansch
darstellt.
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In der Abb. 1 ist die gesamte Lanze dargestellt. Sie besteht im wesentlichen
aus einem unten mit feuerft-stem Material verkleideten und mit Lanzenspitze bezeichneten.,
auswechselbaren Teil 6., welches vier Blasrohre la enthält und über die Flansche
2 am Oberteil befestigt ist. Dabei sollen die Wandstärken des ff.
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Materials überall möglichst gleich sein und auch die Länge der Bohrungen
im feuerfesten Material an den Rohrmündungen dadurch der Wandstärke des ff. Materials
entsprechen. (Abb. 2-1 = 1)
Das Oberteil der Lanze besteht aus dem
Verteílerzwischenstück 5, welches der Verteilung der pulver-und gasförmigen Stoffe
aus der Hauptzuleitung 1 in vier Blasrohre der auswechselbaren Lanzenspitze 6 dient.
Die Fortsetzung der Blasrohre la nach außen bilden vier Bohrungen 8 im ff. Material.
An das Verteilerzwischenstück 5 ist der fest an eine Arbeitsbühne montierte Arbeitszylinder
4 der druckmittelgesteuerten Hebevorrichtung angeflanscht ; die als Lanzenaufhängung
dienende Hauptleitung 1 trägt dabei gleichzeitig den Arbeitskolben 3 der über die
Zylinderanschlüsse 9 und die damit verbundene aber nicht weiter dargestellte Druckmittelsteuerungsanlage
gesteuert wird.
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In Abb. 2 ist der innere Aufbau der Lanzenspitze 6 dargestellt.
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Sie besteht aus einem Rohrbündel, dessen Rohre la durch Ringe 10 gehalten
werden. Dabei sollen die Rohre zueinander einen Abstand von ca. 2/3 ihres Durchmessers
haben (Abb. 2a-b).
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Das Rohrbündel ist in dem Flansch 2 angepunktet der nach Unbrauchbar-
| werden der Lanzenspitze 6 zur Wiederverwendung leicht abgetrennt |
| werden kann. Die Blasrohre la sind an der Lanzenmündung um
900 |
| abgebogen und so montiert, daß die Mündungsrichtungen unterein- |
| ander dreimal einen Winkel von 600 und einmal von 1800 bilden |
| (dargestellt in Abb. 2a die den Schnitt A-A von Abb. 2 zeigt). |