DE1916338C3

DE1916338C3 - Device for introducing granular or powdery substances into iron melts

Info

Publication number: DE1916338C3
Application number: DE19691916338
Authority: DE
Inventors: Werner 4650 Gelsenkirchen Mainz; Detmar Dipl.-Ing. 4660 Gelsenkirchen-Buer Mantell
Original assignee: RHEINSTAHL HUETTENWERKE AG 4300 ESSEN
Current assignee: RHEINSTAHL HUETTENWERKE AG 4300 ESSEN
Priority date: 1969-03-29
Filing date: 1969-03-29
Publication date: 1974-03-07
Also published as: GB1245206A; FR2037289B1; DE1916338A1; DE1916338B2; FR2037289A1

Description

16 33816 338

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 433 594 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der ein Zugaberohr für die Materialien koaxial den Abflußkanal im Boden einer Vorratskammer für den Schmelzfluß durchsetzt. Der Ausflußkanal verjüngt sich gleichmäßig bis zu seiner Mündung hin. Der Unterrand des Zugaberohres ragt unter die Mündung des Ausflußkanals heraus. Im Bereich und unterhalb des Zugaberohres ist das aus,-fließende Metall nicht von einem Mantelrohr umschlossen. Unter der Wirkung der Oberflächenspannung des Metalls — insbesondere von Gußeisen — soll sich ein geschlossener Hohlstrahl bilden, der ohne Zerreißen den Dampfdruck des durch das Zugaberohr zugefügten Magnesiums aufnehmen soll. Die Reaktion des Magnesiums mit dem Eisen soll dabei im Innern des Hohlstrahles erfolgen und vor dem Auftreffen des hei nach unten fallenden laminaren Strahls in das Bad im Auffangbehälter abgeschlossen sein. Als wesentlich ist dabei die genannte Bedingung herausgestellt, daß der Unterrand des Zugaberohres aus der unteren Mündung des Ausflußkanals herausragt; andernfalls komme es zu Versiopfungen des Zugaberohres und zum Teil sogar zu Explosionen bei der Magnesiumzugabe. Versuche mit der Vorrichtung nach der Offenlegungsschrift 1 433 594 haben nun aber gezeigt, daß die Oberflächenspannung des Gußeisens keineswegs zuver-Iu,sig ausreicht, cn Aufreihen des Hohlstrahles zu vermeiden. Schon kleine Schlackenpartikeln, deren Mitlaufen praktisch unvermeidbar ist, setzen die (oernächenspannung so weit herab, daß der Stiahl aufreißt, das Magnesium dampfförmig entweicht und die Magnesiumbehandlung mißlingt. Auch der Einsatz einer Schlackenfangvorrichtung vor dem Zulauf in die Düse hat keine unverlässige Abhilfe gebracht, "doch den zusätzlichen Nachteil ergeben, daß immer Resteisen im Einlaufkasten zurückbleibt, das durch umständliche Manipulationen abgelassen werden muß. Ausgehend von dem erörterten Stand der Technik wird bli einer Vorrichtung der einleitend angeführten Gattung die Aufgabe der Erfindung darin gesehen, die Vorrichtung so zu gestalten, daß die Zuführung der körnigen oder pulvrigen Stoffe unbedingt zuverlässig erfolgt, so daß die Anlage auch in den Arbeitspausen keiner Störungen beseitigenden Wartung bedarf undFrom the German Offenlegungsschrift 1 433 594 a device is known in which an addition tube for the materials coaxially penetrates the drainage channel in the bottom of a storage chamber for the melt flow. The outflow channel tapers evenly up to its mouth. The lower edge of the addition tube protrudes from under the mouth of the outflow channel. In the area and below the addition pipe is what is flowing out Metal not enclosed by a jacket pipe. Under the action of surface tension of the metal - especially of cast iron - should form a closed hollow jet that does not tear to absorb the vapor pressure of the magnesium added through the addition tube. The reaction the magnesium with the iron should take place inside the hollow jet and before the impact of the hot downward falling laminar jet into the bath in the collecting container. As essential the condition mentioned is established that the lower edge of the feed tube from the lower mouth of the outflow channel protrudes; otherwise there will be clogging of the addition tube and some even explosions when adding magnesium. Experiments with the device according to the laid-open specification 1,433,594 have shown, however, that the surface tension of cast iron is by no means reliable sufficient to avoid lining up the hollow jet. Even small slag particles whose Running along is practically unavoidable, reduce the surface tension so much that the Stiahl tears open, the magnesium escapes in vapor form and the magnesium treatment fails. Also the use a slag trap in front of the inlet into the nozzle did not provide an unreliable remedy, "but have the additional disadvantage that there is always residual iron in the sump that is caused by cumbersome manipulations must be drained. Based on the discussed prior art is bli a device of the introductory cited Specifically, the object of the invention is seen to design the device so that the supply of the granular or powdery substances are absolutely reliable, so that the system can also be used during work breaks does not require maintenance to eliminate malfunctions and

führungsrohres verhindert. Auch ein Zusintern des Zuführungsrohres wird zuverlässig vermieden. Es ist auch völlig unerheblich, ob die ^Λ1—'fls«*i«*i«nnnnunEguide tube prevented. Sintering of the feed pipe is also reliably avoided. It is also completely irrelevant whether the ^Λ1 -'fls "* i" * i "nnnnunE

des Eisens zeitweilig durch ι of iron temporarily through ι

herabgesetzt wird. Das sich nach unten konisch verjüngte Auslaufrohr bewirkt __. eine Zwangsführung des flüssigen Eisens, turbulente Strömung und eine innige Vereini₀_._o Reaktionspartner bewirkt, so daß das Eisen mit dem ίο Zugabestoff ausreagiert. Dieser ist in der Schmelze alsdann völlig gleichmäßig verteilt. Soweit bei Zugabestoffen mit niedrigem Siedepunkt, insbesondere Magnesium, Dämpfe entstehen, steht ihnen beim Aufsteigen nach oben ein ausreichendes Volumen zur Verfügung, so daß sich kein Eisenrückstau bildet. Weiterhin ist der Zutritt der Luft ausgeschlossen. Für leicht oxydierende Zuschlagstoffe, wie Aluminium, wird dadurch ein hohes Ausbringen erreicht. Bei der Zugabe von Magnesium werden außerdem Verdampfungsverluste auf ein Minimum herabgesetzt.is reduced. The outlet pipe, which tapers conically towards the bottom, causes __. a forced guidance of the molten iron, turbulent flow and intimate Vereini ₀ _. _o Reaction partner causes the iron to react completely with the ίο additive. This is then distributed completely evenly in the melt. Insofar as vapors arise from additives with a low boiling point, in particular magnesium, there is sufficient volume available to them when they rise upwards so that no iron build-up is formed. Furthermore, air is not allowed to enter. For slightly oxidizing aggregates such as aluminum, a high output is achieved as a result. With the addition of magnesium, evaporation losses are also reduced to a minimum.

Um die vorstehend genannten Ziele der in noch vollkommenerer Weise zu verwirklic die Vorrichtung erfindungsgemäß in vorteilhaft weiter ausgestaltet sein: Im Auslaufrohres können zu seiner Achse __ laufende Erhebungen oder Vertiefungen sein. Vorzugsweise sind sie im sich vt In order to realize the above-mentioned goals in an even more perfect way, the device according to the invention can advantageously be further developed: In the outlet pipe there can be elevations or depressions running toward its axis. Preferably they are in vt

Bereich de; Auslaufrohres angeordncv. Area de; Outlet pipe arranged.

weist das Auslaufrohr zweckmäßig im Anschluß an den sich verjüngenden Bereich einen kurzen zylindrischen Abschnitt und mindestens einen sich nach unten düsenartig erweiternden Abschnitt auf. Auf diese Weise ist es möglich, insbesondere bei Anlagen zur Magnesiumbehandlung, das Auslaufrohr mit mehreren, sich düsenartig erweiternden Abschnitten auszustatten, wobei deren M¹-¹'"¹'¹'¹¹"*¹·«*™^ zweckmäßig von oben nach unten If the outlet pipe expediently has a short cylindrical section following the tapering area and at least one section which widens downward in the manner of a nozzle. In this way it is possible, especially in systems for magnesium treatment, to equip the outlet pipe with several sections widening in the manner of a nozzle, their M ¹ - ¹ '" ¹ ' ¹ ^'11 " * ¹ · «* ™ ^ expediently from top to bottom

Durch die genannte Gestaltung der gen und des Auslaufrohres wird 1»"* schlagstoffe störungsfrei und ■■Due to the design of the gene and the outlet pipe, 1 »" * impact materials trouble-free and ■■

Eisen ausreagieren und daß gl React iron and that gl

rohr in seiner Längenausdehnung relativ klein gehalten werden kann. Die Vorrichtung hat demzufolge eine vorteilhaft niedrige Bauhöhe.tube can be kept relatively small in its linear expansion. The device has accordingly an advantageously low overall height.

— · · · ι ..ft ,- · · · ι ..ft,

laufs der Außenfläche des Zufühi ungsroiues und von wenn in der Pfanne eine Bodenausdehnungover the outer surface of the feed pipe and from when in the pan a floor expansion

^hl"^aus ^hl " ^from

mehrere Durchlauföffnungen für das flüssige Eisen. Die durch das Zuführungsrohr zugegebenen Stoffe daß der Auslau des ^
dessen Rohrteil «neebendes, an'several passages for the liquid iron. The substances added through the supply pipe that the outlet of the ^
whose pipe part is "adjacent to '

darauf zu achten, daß die öffnung im Siphon oberhalb der maximalen Füllhöhe einen Druckausgleich ermöglicht. make sure that the opening in the siphon is above the maximum filling level enables pressure equalization.

Die Zugabestoffe werden im allgemeinen mittels eines Dosiertrichters am oberen Ende des Zuführungsrohres zugegeben. In das Zuführungsrohr können von unten her Magnesiumdämpfe gelangen. Soweit das etwa in störendem Umfange auftreten sollte, empfiehlt die Erfindung, das Zuführungsrohr als zwei koaxiale angeordnete Rohre auszubilden, wobei der Dosiertrichter seinen Inhalt in das innere Rohr abgibt und die Dämpfe durch den von den koaxialen Rohren gebildeten Zwischenraum entweichen können. Aus dem gleichen Grund kann der Dosiertrichter von einem weiteren, mit dem inneren Rohr verbundenen Trichter mit Abstand umgeben sein.The ingredients are generally added by means of a metering funnel at the top of the feed tube admitted. Magnesium vapors can get into the supply pipe from below. As far as that should occur to a disruptive extent, the invention recommends that the supply pipe as two coaxial to form arranged tubes, the metering funnel dispensing its contents into the inner tube and the vapors can escape through the space formed by the coaxial tubes. Out For the same reason, the dosing funnel can be replaced by a further funnel connected to the inner tube be surrounded at a distance.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigtIn the following, exemplary embodiments of the invention are explained with reference to the drawing. It shows

F i g. 1 einen Schnitt durch eine Vorrichtung zum Einbringen von körnigen oder pulvrigen Stoffen mit einer das behandelte Eisen aufnehmenden Pfanne,F i g. 1 shows a section through a device for introducing granular or powdery substances a pan receiving the treated iron,

F i g. 2 eine abgewandelte Ausführungsform des Zuführungsrohres der Vorrichtung,F i g. 2 shows a modified embodiment of the feed pipe of the device,

F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie Hl-IlI in F i g. 1. «5F i g. 3 shows a section along the line III-III in FIG. 1. «5

Die Vorrichtung zum Einbringen von körnigen oder pulvrigen Stoffen, insbesondere von Stoffen mit niedrigem Siedepunkt, in Eisenschmelzen weist ein senkrecht angeordnetes Zuführungsrohr 1 für die genannten Zugabestoffe auf, das sich koaxial in die Öffnung eines Bodenauslaufs 2 einer das flüssige Eisen aufnehmenden Zwischenpfanne 3 erstreckt. Die Auslauföffnung besteht aus mehreren Ringraumabschnitten 4, die von der Innenfläche des Bodenauslaufs 2, von der Außenfläche des Zuführungsrohres 1 und von zwischen diesen beiden Flächen radial und parallel zur Längsachse verlaufenden Rippen 5 gebildet sind. An den Bodenauslauf 2 der Zwischenpfanne 3 schließt sich ein nach unten erstreckendes Bodenauslaufrphr 6 an, dessen innere Begrenzungsfläche sich in einem Bereich 7 nach unten hin konisch verjüngt. Die Rippen 5 erstrecken sich über die Mündung des Zuführungsrohres 1 hinaus in das Bodenauslaufrohr 6 hinein fort. Zwischen den Rippen 5 sind im sich verjüngenden Bereich 7 des Auslaufrohres senkrecht zur Rohrachse verlaufende Erhebungen β angebracht. An den sich verjüngenden Bereich 7 des Auslaufrohres 6 schließt sich ein kurzer zylindrischer Abschnitt 9 an, dem ein nach unten sich düsenartij; erweiternder Abschnitt 10 nachgeschaltet ist. Das Auslaufrohr 6 ist an einen siphonartigen Teil 11 einer Pfanne 12 angeschlossen. Dieser ist unten als ein Auffangbecken 13 ausgebildet, dessen Rand 14 höher liegt als das untere Ende 15 des rohrförmigen Teil» des Siphons. Die Dosierung der Zugabestoffe erfolgt über einen Trichter 16, der in das obere Ende der Zuführungsrohres 1 eingeführt ist.The device for introducing granular or powdery substances, in particular substances with low boiling point, in iron melts has a vertically arranged supply pipe 1 for the said Additive substances that are coaxially into the opening of a bottom outlet 2 of the liquid Iron receiving pan 3 extends. The outlet opening consists of several annular space sections 4, from the inner surface of the bottom outlet 2, from the outer surface of the feed pipe 1 and formed by ribs 5 extending radially and parallel to the longitudinal axis between these two surfaces are. At the bottom outlet 2 of the intermediate pan 3 closes a downwardly extending Bodenauslaufrphr 6, whose inner boundary surface is conical in a region 7 downwards rejuvenates. The ribs 5 extend beyond the mouth of the feed pipe 1 into the bottom outlet pipe 6 into it. Between the ribs 5 are in the tapered area 7 of the outlet pipe Elevations β running perpendicular to the pipe axis are attached. At the tapered area 7 of the The outlet pipe 6 is followed by a short cylindrical section 9, to which a nozzle-type downwards; expanding section 10 is connected downstream. The outlet pipe 6 is to a siphon-like part 11 a Pan 12 connected. This is designed below as a collecting basin 13, the edge 14 of which is higher lies as the lower end 15 of the tubular part »of the siphon. The dosing of the substances to be added takes place via a funnel 16 which is inserted into the upper end of the feed pipe 1.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 besteht das Zuführungsrohr aus zwei koaxialen Rohren 17, Ii;. Der Dosiertrichter 16 ist von einem weiteren, mit den inneren Rohr 17 verbundenen Trichter 19 mit Abstand umgeben. Der Inhalt des Trichters 16 gelangt in das innere Rohr 17.In the embodiment according to FIG. 2, the feed tube consists of two coaxial tubes 17, Ii ;. The metering funnel 16 is at a distance from a further funnel 19 connected to the inner tube 17 surround. The contents of the funnel 16 enter the inner tube 17.

Die Teile im Bereich der als Ringraumabschnitte 4 ausgebildeten öffnungen des Bodenauslaufes können selbstverständlich auch, abweichend von dem in der Zeichnung Dargestellten, als ein einziges, den Boderiauslauf 2, das obere Ende der Rippen 5 und den unteren Abschnitt des Zuführungsrohres 1 bildendes feuerfestes Bauteil ausgebildet sein.The parts in the area of the openings of the floor outlet designed as annular space sections 4 can of course also, unlike what is shown in the drawing, as a single one, the Boderia outlet 2, forming the upper end of the ribs 5 and the lower portion of the feed pipe 1 be formed refractory component.

Mit der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wurde eine große Anzahl von Eisenschmelzen mit Magnesium völlig störungsfrei behandelt. Bei den Behandlungen verhielten sich die Schmelzen ruhig, und es trat kein Rauch auf. Es seien folgende drei Schmelzen beispielhaft herausgegriffen: Die Eisenmenge betrug 1500 bis 1520 kg. Das Eisen enthielt 3,8 bis 3,9°/₀C, < 0,20°/₀Mn, < 0,08°/₀ P. Die Durchlaufzeit (Behandlungszeit) lag zwischen 133 und 142 Sekunden. Der einzelnen Schmelze wurden jeweils 20 kg einer 5 °/₀ Mg enthaltenden, körnigen (Körngröße 1 bis 4 mm) Magnesiumlegierung zugegeben. Die Efgebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt. Offensichtlich ist die Magnesiumausbeute sehr hoch; die Temperaturverluste sind zufriedenstellend niedrig.With the device described above, a large number of iron melts were treated with magnesium without any problems. During the treatments, the melts were calm and there was no smoke. The following three melts are selected as examples: The amount of iron was 1500 to 1520 kg. The iron contained 3.8 to 3.9 ° / ₀ C, <0.20 ° / ₀ Mn, <0.08 ° / ₀ P. The processing time (treatment time) was between 133 and 142 seconds. The individual melt were each with 20 kg of 5 ° / ₀ Mg-containing granular (grain size 1 to 4 mm) Magnesium alloy added. The results are summarized in the following table. Obviously the magnesium yield is very high; the temperature losses are satisfactorily low.

VorIn front Behandlungtreatment SiSi Nach BehandlungAfter treatment MgMg Temperaturtemperature
vorbefore Temperaturtemperature
nachafter Mg-AusbeuteMg yield SiSi (Vo)(Vo) (10-³⁰Zo)( ^10-30 zo) Behandlungtreatment Behandlungtreatment in (%)in (%) 2,852.85 4444 (⁰C)( ⁰ C) (⁰C)( ⁰ C) 11 2,282.28 2,752.75 4242 14901490 14181418 67,667.6 22 2,212.21 2,872.87 4545 14901490 14301430 63,863.8 33 2,342.34 14941494 14251425 68,468.4 S .S. SS. (10-³¹¹Zo)(10- ³¹¹ Zo) 88th 77th 1515th 1414th 55 88th

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

1 916 33 ι special of substances with a low boiling point, in patent claims: iron melt, in which a vertically arranged feed pipe coaxially into the opening of a

1. Device for introducing granular "pan down" extending or powdery substances, in particular with a low 5 Booenauslaufrohres, which opens below the Boiling point, in iron melts, at which a lowering mouth of the feed pipe is conical downwards right arranged supply pipe tapered coaxially into the.

Opening one from an intermediate pan after the introduction of magnesium or something else to the bottom extending bottom outlet raw res opens, sets in liquid iron melts for the production of that is located below the mouth of the feeder cast iron of a certain quality, especially cast iron pipe conically tapered towards the bottom, marked with spheroidal graphite, the object is constantly marked by training these rich investigations, since there is still not an outlet opening as an annular space section (4), the completely satisfactory solution to the problem has been found, from the inner surface of the Bodenausiaufes (2), which a proper treatment of the iron operating outer surface of the supply pipe (1) and of 15 safely guaranteed in addition to pure magnesium between these two surfaces, radial and parallel, Mg alloys of different composition Ribs (5) extending to the pipe axis are lumpy, fine-grained or in the form of immersion, which is used via the mouth of the supply body, with the treatment often im tube (1) also into the bottom outlet pipe (6) overflow or immersion method takes place. About it extend into it. 20 in addition, there has been various changes

2. Device according to claim 1, characterized in that the magnesium is in gaseous form by means of auxiliary gases or identifies net that inside the outlet tube (6), also in the form of impregnated with magnesium preferably to be introduced into its tapering pieces of coke by dipping.

rich (7), perpendicular to its axis, however, all of these methods adhere to a number of

Elevations (8) and / or depressions present 25 defects. Mainly the magnesium components are

are. prey and the accuracy of the Mg treatment mostly

3. Apparatus according to claim 1 or 2, because it is not satisfactory that the temperature losses occur characterized that at the tapering end of the treatment are often too high, the duration Area (7) of the outlet pipe (6) is a short treatment is undesirably long, and it is at adjoins cylindrical section (9). The implementation of often cumbersome manipulations

4. Device according to one or more of the required.

Claims 1 to 3, characterized in that from the United States patent specification 1 151 332 is a pre

the outlet pipe (6) at least one in the direction for the addition of powder or granular

below nozzle-like widening section (10) on substances, in particular of gout dust, concentrates

shows. 35 and fine ores, known in iron smelting, at the

5. Device according to one or more of a vertically arranged supply pipe coaxially Claims 1 to 4, characterized in that in the opening one consists of an intermediate pan the outlet pipe (6) opens close to the bottom of a downwardly extending bottom outlet pipe, The pan (12) ends in the area and below the mouth of the

6. Device according to one or more of the 40 supply pipe tapers conically downwards. Number claims 1 to 4, characterized in that extensive experiments have now shown that especially at the outlet pipe (6) to a siphon-like part (il) faster treatment sequence, if therefore no time the pan (12) is connected. for thorough cleaning of the closed re

7. The device according to claim 6, characterized by the action tube between two treatments for marking that the spout of the siphon-like 45 is coincidental, it keeps getting clogged Part (II) of the pan (12) as a pipe part thereof as a result of sintering of the additives in the feed pipe surrounding, abutting the wall of the pan and forming deposits in the reaction tube, so Catch basin (13) is formed, the edge of which that the treatment must be interrupted and (14) is higher than the lower end (15) of the pipe scrap is produced. Especially with the allotment. 50 would be of substances with a low boiling point, such as

8. Device according to one or more of the magnesium or magnesium alloys occurs Claims 1 to 7, characterized in that backwater causing vapor pressure, so that a the vertical feed pipe (1) regularly does not close at its clogging of the feed pipe avoid the upper end with a dosing funnel (16).

see is. 55 In a known device according to the German

9. The device according to claim 8, characterized in Auslegeschrift 1 278 457 is therefore magnesium in indicates that the feed tube (1) in the form of rod wire or tubes through side two coaxial tubes (17, 18) and the. Borrowed openings in a metering funnel through the molten iron (16) opens into the inner tube (17). flowed, closed channel so added that it

10. Apparatus according to claim 9, characterized in that it can be melted off from the iron. The for the indicates that the metering funnel (16) is a decisive measure of a practical success further funnel (19) is surrounded at a distance, seen in a different dimension which is connected to the inner tube (17). the channel cross-sections according to a certain mathematical Lawfulness. It has been shown that

65 the measures described in large-scale

Do not allow operation to achieve a reliable addition,

The invention relates to a device because the physical conditions are uncontrollable of granular or powdery substances are particularly subject to fluctuations.