DE1941760A1

DE1941760A1 - Method and device for adding additives to a melt

Info

Publication number: DE1941760A1
Application number: DE19691941760
Authority: DE
Inventors: H H Kessler; W H Moore
Original assignee: KESSLER HARRY HARVAY
Current assignee: KESSLER HARRY HARVAY
Priority date: 1969-01-14
Filing date: 1969-08-16
Publication date: 1971-02-04
Also published as: SE375794B; GB1281233A; BE737059A; BR6912880D0; JPS504161B1; US3598383A; ES372561A1; FR2028243A7; NL6918061A; FI50345B; CH542930A; FI50345C

Description

Mr. William Henry MooreMr. William Henry Moore

Meadow LaneMeadow Lane

Purchase, New York / USA

Mr. Harry Harvay KesslerMr. Harry Harvay Kessler

7, Dromara Road
Ladue, Mi ssouri/USA 7, Dromara Road
Ladue, Mi ssouri / USA

August 1969August 1969

Verfahren und vorrichtung zum Zusetzen von Additiven zu einer Schmelze.Method and device for adding additives to a melt.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren" und eine Vorrichtung zum Zusetzen eines normalerweise oxidierbaren und/oder flüchtigen Additivs zu einem geschmolzenen Metallbad, das sich in einem Behälter befindet, den eine relativ gasdichte Abdeckung verschließt. Dabei wird ein Gas, das normalerweise mit dem Additiv nicht reagiert, durch einen porösen feuerfesten Stöpsel am Boden des Behälters eingeleitet, und dieses Gas steigt in Bläschenform durch das geschmolzene Metall, um dabei das Metall umzuwälzen und den Raum oberhalb des Metalls und unterhalb der Abdeckung zu füllen, und zwar mit mindestens einem geringen, Überdruck des Gases. Dieses Gas schließt im wesent lichen Ifuft vom Saum oberhalb des Metalls aus. Ein Gasauslaß ist in der Abdeckung vorgesehen und zum Zwecke der Regelung des Austtröaens von Gas zur Atmosphäre regelbar, um damit den The invention relates to a method and apparatus for adding a normally oxidizable and / or volatile additive to a molten metal bath located in a container closed by a relatively gas-tight cover. A gas which normally does not react with the additive is thereby produced , introduced through a porous refractory plug at the bottom of the container, and this gas rises in bubble form through the molten metal, thereby circulating the metal and filling the space above the metal and below the cover with at least a slight excess pressure of the gas. This gas includes in Wesent union Ifuft from the hem above the metal from. A gas outlet is provided in the cover and for the purpose of regulating the Austtröaens of gas to the atmosphere regulated in order to

009886/1249009886/1249

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Gasdruck über dem Metallspiegel zu regeln. Sin Additivtrichter steht mittels eines Ventils mit dem Raum über dem Metall in direkter Verbindung, so daß bei Bedarf ein Additiv in das geschmolzene Metall eingeführt werden kann. Zum Kondensieren eines möglicherweise verflüchtigten Additivs ist eine Kühleinrichtung vorgesehen.To regulate gas pressure above the metal level. Sin additive funnel is in direct communication with the space above the metal by means of a valve so that an additive can be added to the molten metal if necessary Metal can be introduced. A cooling device is used to condense a possibly volatilized additive intended.

Allgemein betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Einführen flüchtiger, oxidierbarer und verbrennbarer Zusätze in eine " Eisen- oder Mchteisenschmelze. Beispielsweise betrifft sie die Einführung von Magnesium, Salzium, Lithium, -Aluminium, Antimon, Zink, Natrium und anderen Zusätzen zum Zwecke einer Beoxidation oder anderer besonderer Effekte in solcher Weise, daß der Zusatzstoff ohne weiteres in der Schmelze aufge-. nommen wird, ohne daB übermäßige Verluste als Polge einer Verflüchtigung, Oxidation usw. auftreten.In general, the invention relates to a method of insertion volatile, oxidizable and combustible additives in an "iron or hot iron melt. For example, it relates to the introduction of magnesium, salt, lithium, aluminum, Antimony, zinc, sodium and other additives for the purpose of co-oxidation or other special effects in such a way, that the additive is readily absorbed in the melt. is taken without excessive losses as a pole Volatilization, oxidation, etc. occur.

Sie Erfindung ist insbesondere damit befaßt, elementares Magnesium oder konzentrierte Magnesium!egierringen in Gußeisen einzuführen, und zwar zum Zwecke der Serstellung perligen Graphit-Gußeisens. You invention is particularly concerned with elemental magnesium or to introduce concentrated magnesium egg rings into cast iron, for the purpose of producing pearly graphite cast iron.

Sie Erfindung bezweckt die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Zufügen von Legierungen zu einer Schmelze derart, daß der Wirkungsgrad der Bückgewinnung erhöht wird. Dabei soll insbesondere die Verwendung konzentrierter Hagnesiumlegierungen oder sogar metallischen Magnesiums durch einen direkten Zusatz zur Schmelze ermöglicht sein, um perlige Eisen herzustellen. Außerdem soll es ermöglicht werden, andere hochgradig oxidierbare Legierungen wirkungsvoll sowohl für Eisen- als auch Nichteisenschmelzen zu verwenden. Zusätzlich soll es ermöglicht werden, flüchtige Zusätze wirkungsvoll in Eisen- und Fichteisenschmelzen au verwenden. Schließlich «oll das Maß der Oxydation des Metallbad· während des Verfahren· der Entgasung oder desYou invention aims to provide a method and a Device for adding alloys to a melt in such a way that the efficiency of the recovery is increased. It should especially the use of concentrated magnesium alloys or even metallic magnesium through a direct addition to the melt to produce pearly iron. In addition, it should be made possible to other highly oxidizable Use alloys effectively for both ferrous and non-ferrous smelting. In addition, it should be made possible volatile additives effective in iron and spruce iron melts use au. Finally, the degree of oxidation of the metal bath during the degassing or degassing process

009886/1249009886/1249

BAD ÖRI§qg&,_N0 _üm ■ BAD ÖRI§qg &, _N0 _üm ■

- 3 Prischens der Schmelze vermindert werden.- 3 splashes of the melt are reduced.

Die Erfindung ist im nachfolgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind:The invention is described below on the basis of exemplary embodiments explained in more detail with reference to the drawings. In the drawings are:

Fig. 1 Eine schematische Darstellung der VorrichtungFig. 1 A schematic representation of the device

gemäß der Erfindung in exnem "bevorzugten Ausführungsbeispiel, bei dem 1 ein Behälter mit feuerfester Auskleidung zur Aufnahme geschlossenen Metalls ist, dessen Spiegel mit 6 angezogen ist. Eine Abdeckung 2 ist durch Klauen 3 in der vorgesehenen Lage gehalten und ist mit einem Zusatztrichter 9 ausgerüstet, der eine Abdeckung 11 und ein regelbares Ventil 10 hat. Ein regelbarer Auslaß 7 ist mit einem Regelventil 8 bestückt, und eine Kühlschlange 20 umgibt den Auslaß. Ein poröser feuerfester Stöpsel 4 wird von einer Gasleitung 5 aus gespeist. Ein Manometer 12 steht mit dem Inneren in Verbindung, um den überdruck in der Kammer anzuzeigen.according to the invention in exnem "preferred embodiment, in which 1 is a container with a refractory lining for holding closed metal, the mirror of which is drawn with 6. A cover 2 is provided by claws 3 in the It is held in position and is equipped with an additional funnel 9 which has a cover 11 and a controllable valve 10 has. A controllable outlet 7 is equipped with a control valve 8, and a cooling coil 20 surrounds the outlet. A porous refractory plug 4 is connected to a gas pipe 5 fed from. A pressure gauge 12 is in communication with the interior to monitor the excess pressure in the Chamber display.

Fig. 2 In Fig. 2 ist im wesentlichen die gleiche AnordnungFig. 2 In Fig. 2 is essentially the same arrangement

wie in Fig. 1 gezeigt, wobei ein Metalleinlaß 14 und ein Metallauslaß 13 vorhanden sind, die das Einführen und Ablassen von Metall in die Vorrichtung bzw. aus der Vorrichtung kontinuierlich ermöglichen. Eine Kühlgaszuleitung 21 ist in der Abdeckung vorgesehen, um Gas unter Druck einzuleiten, das bei Ausdehnung einen Kühleffekt in der Kammer oberhalb des geschmolzenen Metalls hervorruft.as shown in Fig. 1, with a metal inlet 14 and a metal outlet 13 is provided for the introduction and discharge of metal into the device or allow continuously from the device. A cooling gas supply line 21 is in the cover provided to introduce gas under pressure which, when expanded, has a cooling effect in the chamber above the molten metal.

Fig. 3 In Fig. 3 ist eine andere Anordnung einer geeigneten Vorrichtung gemäß der Erfindung gezeigt, die die gleichen Merkmale wie zuvor hat, bei der jedoch das Gas direkt durch die Abdeckung durchFig. 3 In Fig. 3, another arrangement is a suitable one Device according to the invention shown, which has the same features as before, in the however, the gas flows directly through the cover

009886/1243009886/1243

BADBATH

das Gasrohr 5 eingeleitet wird und die mit einem feuerfesten rotierbaren Rührer 22 bestückt ist, der über zwei Zahnräder 24 von einem Motor 25 aus angetrieben ist.the gas pipe 5 is introduced and which is equipped with a refractory rotatable stirrer 22, the Driven by a motor 25 via two gear wheels 24 is.

Fig. 4 In !"ig· 4 schließlich ist eine weitere geeignete Vorrichtung gemäß der Erfindung gezeigt, zu der ein Behälter 1 mit feuerfester Auskleidung mit einem porösen Stöpsel 4» einem Gaseinlaß 5 und einer Abdeckung 2 gehört, wobei sich ein feuerfester Boden 25 durch den Metallspiegel 6 hindurcherstreckt. Ein Zusatztrichter 9 ist vorgesehen, der eine Abdeckung 11 und ein Ventil hat. Ein Gasauslaß 7 befindet sich in der Abdeckung 2 und hat ebenfalls ein regelbares Ventil 8. In diesem Ausführungsbeispiel kann die Abdeckung 2 durch ein He-■ bezeug oder eine sonstige geeignete Einrichtung getragen sein, so daß sie ohne weiteres vom Behälter 1 abgehoben werden kann.Finally, Fig. 4 is another suitable device shown according to the invention, to which a container 1 with refractory lining with a porous Plug 4 »belongs to a gas inlet 5 and a cover 2, a fireproof floor 25 extending through the metal mirror 6. An additional funnel 9 is provided which has a cover 11 and a valve. A gas outlet 7 is located in the cover 2 and also has a controllable valve 8. In this embodiment, the cover 2 can by a He- ■ witness or any other suitable device so that it is easily lifted from the container 1 can be.

Der Zusatz bestimmter Additive zu geschmolzenem Metall zum Zwecke der Deoxydation, beispielsweise Phosphor in Bronzen, oder zum Zwecke der Körnigmachung beispielsweise durch Magnesium in körnigem Eisen oder zum Zwecke der Deoxydation, beispielsweise mit Aluminium und Kalzium in Stählen, ist immer mit außerordentlichen Schwierigkeiten verbunden gewesen, normalerweise neigen Legierungen oder Elemente, die starke Deoxidationsmittel sind, aufgrund der Tatsache, daß sie ohne weiteres eine Verbindung mit Sauerstoff eingehen, auch dazu, in der Luft bei der Temperatur des Metalls direkt zu verbrennen, dem sie zugesetzt werdenj dadurch wird die Wirksamkeit in der Deoxidation der Schmelze aufgrund der Tatsache beeinträchtigt, daß sie am Metallspiegel verbrennen, wo die Schmelze der Luft ausgesetzt ist.The addition of certain additives to molten metal for the purpose of deoxidation, for example phosphorus in bronzes, or for Purposes of graining, for example, by magnesium in granular Iron or for the purpose of deoxidation, for example with aluminum and calcium in steels, is always with extraordinary Difficulties have been associated, usually alloys tend to be or elements that are powerful deoxidizers due to the fact that they readily combine with oxygen also to burn directly in the air at the temperature of the metal to which they are added the effectiveness in deoxidation of the melt is impaired due to the fact that they burn on the metal surface, where the melt is exposed to air.

009886/12 49009 886/12 49

BAD OF)KSINAtBAD OF) KSINAt

den Fall der Herstellung körnigen Eisens "beispielsweise durch Zusetzen von Magnesium zur Schmelze sind die verschiedensten Versuche gemacht worden, um dieses Problem des Verlustes von Magnesium zu überwinden. Beispielsweise ist es üblich, eine versetzte Magnesiumlegierung zu verwenden, beispielsweise Nickel-Magnesium oder Magnesium-Ferrosilizium, in einem Versuch, die Geschwindigkeit der Magnesium-Oxidation zu verringern und damit eine höhere Ausbeute von Magnesium in der Schmelze zu erzielen. Bas hat den Nachteil, daß die Elemente, die erforderlich sein können oder auch nicht, ständig mit dem Magnesium zugesetzt wurden, und es mußten größere Legierungszusätze vorgenommen werden, während tatsächlich nur eine relativ geringe Menge Magnesium erforderlich war, das in der Schmelze zurückbleiben mußte. Beispielsweise ist eine Rückgewinnung von Magnesium von 10 ⁰Jo oder 20 fo in den normalen Verfahren recht gängig, die zur Herstellung körnigen Gußeisens verwendet werden.In the case of "making granular iron" by adding magnesium to the melt, for example, various attempts have been made to overcome this magnesium loss problem. For example, it is common to use an offset magnesium alloy such as nickel-magnesium or magnesium-ferrosilicon , in an attempt to reduce the rate of magnesium oxidation and thereby achieve a higher yield of magnesium in the melt. Bas has the disadvantage that the elements, which may or may not be required, were constantly added with the magnesium, and major alloy additions had to be made while in fact only a relatively small amount of magnesium was required to be retained in the melt, For example, a recovery of 10 ⁰ Jo or 20 fo of magnesium is quite common in the normal processes used for granulating Cast iron can be used.

Es sind auch schon andere Verfahren benutzt worden, bei denen die Magnesium-Legierung unten in die Gießpfanne gelegt und mit Stahlspänen oder Ferrosilizium bedeckt wird, derart, daß die Oberfläche der Legierung schnell mit geschmolzenem Metall bedeckt werden kann, um damit die Verbrennung oder Oxidation in der Luft zu verringern. In einem solchen Fall verflüchtigt sich das Magnesium unten im Bad und steigt durch das Metall auf, wo es recht heftig an der" Stelle brennt, wo der Metallbadspiegel in Kontakt mit dem Sauerstoff in der Luft kommt.Other methods have also been used in which the Magnesium alloy is placed below in the ladle and covered with steel filings or ferrosilicon so that the surface The alloy can be quickly covered with molten metal to reduce airborne combustion or oxidation. In such a case, the magnesium evaporates down in the bath and rises through the metal, where it hits the " Burns where the metal bath level comes in contact with the oxygen in the air.

Bin weiteres bekanntes Verfahren beruht darin, metallisches Magnesium oder eine Magnesiumlegierung unter den Spiegel der Schmelze einzuspritzen, indem eine geeignete Lanze oder Höhre verwendet wird. Hier wiederum steigt Magnesium durch das Metall zum Metallspiegel it). Dampf form auf und brennt am Metallspiegel, wo es in Kontakt mit dem Sauerstoff in der Luft gelangt. Die Rückgewinnung durch dieses Verfahren liegt normalerweise in der GrößenordnungAnother well-known method is to use metallic magnesium or inject a magnesium alloy below the level of the melt using a suitable lance or tube will. Here again magnesium rises through the metal to the metal level it). Steam forms and burns at the metal mirror, where it is in Contact with the oxygen in the air. The recovery from this process is usually on the order of magnitude

009886/1249009886/1249

Λ-V.;-OtHO-Λ-V.; - OtHO-

19417801941780

von 10 ⁰Ja des zugesetzten Magnesiums.from 10 ⁰ yes of added magnesium.

Bin anderes Verfahren beruht darin, Magnesium-Legierungen zu verwenden, die relativ stark gestreckt sind. Biese werden in eine feuerfeste Glocke . gebracht, die man dann unter den Metallspiegel eintaucht. Dieses Verfahren gestattet ebenfalls das Hochsteigen von Magnesiumdampf durch das Metallbad, aber auch hier wiederum brennt das Magnesium heftig bei Kontakt mit der Luft an der Oberfläche des Metallbads.Another method is to use magnesium alloys, which are relatively stretched. Tucks are in a refractory bell. brought, which you then immerse under the metal mirror. This method also allows magnesium vapor to rise through the metal bath, but here again the magnesium burns violently on contact with the air on the surface of the metal bath.

Das übliche Verfahren, das von der Fachwelt angewendet wird, um irgendeinen oxidierbaren und gegebenenfalls sogar flüchtigen Zusatz mit niedrik gern Schmelzpunkt zum Bad zuzusetzen, besteht darin, ihn in irgendeiner Weise unter den Metallspiegel zu tauchen und ihn schnell mit Metall zu bedecken, um einen unvertretbaren Verlust der Legierung zu verhindern.The usual procedure used by those in the art to make any oxidizable and possibly even volatile additive with low like to add melting point to the bath is to submerge it in some way under the metal mirror and quickly cover it with metal cover to prevent unacceptable loss of the alloy.

Erfindungsgemäß werden Zusätze dieser Art in Schmelzen derart eingeführt, daß die Oxydation überhaupt entfällt oder auf ein solches Maß begrenzt wird, daß die Zusetzung des Zusatzstoffes erheblicher wirkungsvoller ist. Das geschieht durch eine besondere Anordnung und ein besonderes Verfahren, bei dem für eine Umwälzung im Metallbad, für einen Ausschluß von Sauerstoff oder Luft von dem Spiegel des Bades und für eine Einrichtung zum Einführen des Zusatzstoffes in die Schmelze durch eine Atmosphäre gesorgt wird, die im wesentlichen inert oder nicht reagierend mit den Zusatzstoffen ist.According to the invention, additives of this type are introduced into melts in such a way that that the oxidation does not occur at all or is limited to such an extent that the addition of the additive is considerably more effective. This is done by a special arrangement and a special process, in which for a circulation in the metal bath, for an exclusion of oxygen or air from the level of the bath and means for introducing the additive into the melt through an atmosphere which is essentially inert or non-reactive with the additives.

\ Im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Inertgas durch einen porösen Stöpsel oder durch eine Lanze eingeführt, der bzw. die _; es ermöglicht, in das Metall unten im Bad zu gelangen und für eine Umwälzung des Bades mit Hilfe des Inertgases zu sorgen. \ In the preferred embodiment of the invention, the inert gas is introduced through a porous plug or through a lance, the _or; it makes it possible to get into the metal at the bottom of the bath and to ensure that the bath is circulated with the aid of the inert gas.

Dazu wird das Bad in einem geeigneten Behälter aufgenommen, der mit einer relativ luftdichten Abdeckung ausgerüstet ist und mit einem Gasaustritt sventil und einem regelbaren Auslaß bestückt ist.To do this, the bath is taken up in a suitable container that comes with is equipped with a relatively airtight cover and with a gas outlet s valve and an adjustable outlet.

Diese Abdeckung umschließt den Bereich über dem Bad in wirkungsvoller Weise, der normalerweise mit Luft in Eontakt wäre· Das in Bläsohenform durch das Bad aufsteigende Gas drückt Luft aus der Haube am oberen End« des Bades heraus und ersetzt sie durchThis cover effectively encloses the area above the bath which would normally be in contact with air. The gas rising through the bath in blown form pushes air out of the hood at the top of the bath and replaces it with it

009886/1249009886/1249

eine inerte Atmosphäre, beispielsweise Stickstoff, Argon oder jedem.anderen Gas, das sich dafür eignet, beispielsweise Erdgas, Kohlenstoffmonoxid usw., das keinen Sauerstoff enthält. Gase, die für besondere Atmosphären sorgen, beispielsweise Chlor, Fluor usw., können ebenfalls verwendet werden. Es ist festgestellt worden, daß ein tiberdruck in der Kammer von mindestens 25 mm Wassersäule im allgemeinen ausreicht, um die Entfernung der gesamten Luft aus der Kammer sicherzustellen. Torzugsweise wird im Druckbereich von 25 - 600 mm Wassersäule gearbeitet, man kann aber auch höher gehen, besonders wenn man mit flüchtigen Zusatzstoffen arbeitet. Gemäß der Erfindung beginnt man mit dem Gasfluß, der die Bewegung in Gang setzt, und läßt ausreichend Zeit verstreichen, um die Atmosphäre über dem Metall zu verdrängen und durch das verwendete Inertgas zu ersetzen. Dann wird der Zusatzstoff am Spiegel des Bades zugesetzt, und zwar durch einen Trichter, der an der Abdeckung oberhalb des Bades vorgesehen ist, derart, daß der Zusatzstoff zu keinem Zeitpunkt in Kontakt mit Luft gelangt. Der auf diese Weise zugesetzte Zusatzstoff fällt auf den Metallspiegel und wird in der Schmelze aufgenommen, ohne daß eine Möglichkeit besteht, daß er in Kontakt mit Luft gelangt und damit oxydiert.an inert atmosphere, for example nitrogen, argon or any other gas suitable for this, for example natural gas, Carbon monoxide, etc. that does not contain oxygen. Gases, special atmospheres such as chlorine, fluorine, etc. can also be used. It is established that an overpressure in the chamber of at least 25 mm water column is generally sufficient to remove the entire Ensure air out of the chamber. In general, work is carried out in the pressure range of 25 - 600 mm water column, but you can also go higher, especially when working with volatile additives. According to the invention one starts with the gas flow, the starts the movement and allows sufficient time to pass to displace the atmosphere over and through the metal Replace inert gas. Then the additive is added at the level of the bath, through a funnel attached to the Cover is provided above the bath in such a way that the additive never comes into contact with air. Of the Additive added in this way falls on the metal surface and is absorbed in the melt without any possibility exists that it comes into contact with air and thus oxidizes.

Wenn der Zusatzstoff übermäßig flüchtig ist, ist für eine Kühleinrichtung am regelbaren Auslaß gesorgt, so daß der Zusatzstoff kondensiert wird und in das Bad zurückfallen kann, ähnlich wie das bei einem Rücklauf-Kondensator der Fall ist. Es ist ferner festgestellt worden, daß das Einspritzen eines Kühlgases unter Druck, beispielsweise CO2 oder flüssigen Stickstoffs, in den oberen Teil der Kammer zu einer Verflüssigung von Dampf führt, um anschließend in das geschmolzene Metall zurückzufallen.If the additive is overly volatile, it is for a cooling device at the adjustable outlet so that the additive is condensed and can fall back into the bath, similar to that is the case with a return condenser. It is also stated that the injection of a cooling gas under pressure, for example CO2 or liquid nitrogen, into the upper part in the chamber leads to a liquefaction of steam to then fall back into the molten metal.

Während zur Schmelzenbewegung vorzugsweise Gas verwendet wird, ist es auch möglich, für eine Bewegung der Schmelze durch mechanische Mittel zu sorgen, indem die Gießpfanne mit der luftdichten Abdich-While gas is preferably used to move the melt, is it is also possible to move the melt by mechanical means by closing the ladle with the airtight sealing

009886/1249009886/1249

tung in Schwingung versetzt oder geschüttelt wird oder indem ein rotierender feuerfester Rührer in das Bad eingetaucht wird.device is vibrated or shaken or by immersing a rotating refractory stirrer in the bath.

Bei der Verwendung solcher mechanischen Mittel wird die Luft im Raum oberhalb des Metalls dadurch ersetzt, daß inertes Gas in diesen Raum eingeleitet wird, das man dann durch den Auslaß heraustreten läßt.When using such mechanical means, the air becomes replaced in the space above the metal by introducing inert gas into this space, which is then passed through the outlet lets step out.

Durch "Aufrechterhalten eines Überdrucks in diesem Raum, und zwar entweder durch direkte Einleitung eines inerten Gases oder durch Einleiten inerten Gases durch eine Lanze oder einen porösen Stöp- ^ sei, kann man in wirkungsvoller Veise aus diesem Raum Luft ausschließen und damit einen Zustand begünstigen, der erforderlich ist, um in wirkungsvoller Veise für einen Einschluß des Zusatzstoffes oder des Elementes in der Schmelze zu sorgen.By "maintaining an overpressure in this space, namely either by direct introduction of an inert gas or by introducing inert gas through a lance or a porous plug ^, one can effectively exclude air from this space and thus favor a state that is necessary is to be effective for inclusion of the additive or of the element in the melt.

Während das Einleiten von Inertgas als Träger unter den Schmelzenspiegel oder die Verwendung von Inertgas zur Schmelzenbewegung durch den porösen Stöpsel bekannte Verfahren sind, ist es niemals erkannt worden, daß es erforderlich ist, dieses Inertgas auf den Metallspiegel zu begrenzen, um damit in wirkungsvoller Weise Luft auszuschließen, besonders für Additive, die durch direkten Zusatz zum Spiegel des geschmolzenen Metalls eingeführt werden. Bei der allgemeinen Verwendung aller dieser Verfahren ist der Spiegel des ) Metallbads unberücksichtigt geblieben, der unverändert in Kontakt mit der Luft steht, und deshalb ist es nie möglich gewesen, eine voll wirksame Aufnahme von oxidierbaren Zusatzstoffen im Bad zu erreichen.While the introduction of inert gas as a carrier under the melt level or the use of inert gas to move the melt are known methods through the porous plug, it has never been recognized that it is necessary to apply this inert gas to the To limit metal levels in order to exclude air in an effective way, especially for additives that are directly added be introduced to the level of the molten metal. With the general use of any of these procedures, the mirror of the ) Metal bath not taken into account, the unchanged in contact stands with the air, and therefore it has never been possible to have a fully effective absorption of oxidizable additives in the bathroom reach.

.,-.. Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird eine Schmelze, der der oxidierbare Zusatzstoff zugesetzt werden soll, in den mit feuerfester Auskleidung versehenen Behälter 1 gebracht, und die Abdeckung 2 wird in der vorgesehenen Lage mit den Klauen 3 festgespannt. Der zuzusetzende Zusatzstoff wird in den Trichter S gebracht, wobei sich das Ventil 10 in der geschlossenen Stellung befindet unu. die Abdeckung 11 aufgesetzt ist.., - .. With reference to Fig. 1, a melt to which the oxidizable additive is to be added is placed in the refractory-lined container 1, and the cover 2 is clamped in the intended position with the claws 3. The additive to be added is placed in the funnel S with the valve 10 in the closed position. the cover 11 is in place.

009886/1249009886/1249

Durch das Metall wird mittels des porösen feuerfesten Stöpsels 4 durch Öffnen der Regelung im Gaseinlaß 5 Gas eingeleitet. Der Metallspiegel 6 wird auf ein geeignetes Maß der Bewegung gebracht, und das Regelventil 8 wird teilweise geöffnet, so daß im Raum, der zwischen der Abdeckung 2 und der Gießpfanne 1 entsteht, ein Überdruck bleibt (wie er durch das Manometer 12 gemessen wird). Gas wird etwa eine oder zwei Minuten lang eingeblasen, um die Luft in dem genannten Raum vollständig zu ersetzen. Dann wird das Ventil 10 geöffnet, und der Zusatzstoff kann auf den Metallspiegel 6 fallen, um damit in wirkungsvoller Weise in der Schmelze aufgenommen zu werden. Sobald zur Aufnahme eine ausreichende Zeit verstrichen ist, bei der es sich normalerweise zwischen 10 und 30 Sekunden handelt, wird der Gasstrom durch das Gaseinlaßrohr 5 unterbrochen und die Abdeckung 2 vom mit der feuerfesten Auskleidung versehenen Behälter abgenommen. Das Metall ist nun gießbereit. Die Kühlschlange 20 kann verwendet werden, wenn es erforderlich ist, ein eventuell verdampftes Additiv zu kondensieren.Gas is introduced through the metal by means of the porous refractory plug 4 by opening the control in the gas inlet 5. The metal mirror 6 is brought to a suitable degree of movement, and the control valve 8 is partially opened, so that in the space that between the cover 2 and the pouring ladle 1, an overpressure is created remains (as measured by manometer 12). Gas is blown for about a minute or two to keep the air in to completely replace the named room. Then the valve 10 is opened and the additive can fall onto the metal mirror 6, in order to be absorbed in the melt in an effective manner. As soon as sufficient time has passed for recording is, which is normally between 10 and 30 seconds, the gas flow through the gas inlet pipe 5 is interrupted and the cover 2 is removed from the container provided with the refractory lining. The metal is now ready to be poured. The cooling coil 20 can be used if it is necessary to condense any additive that may have evaporated.

Bei der Herstellung körnigen Eisens unter Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung sind Rückgewinnungen von Magnesium bis zu 90 °/o des zugesetzten Magnesiums erzielt worden. Wenn dieses Magnesium aus einer relativ gestreckten Legierung besteht, beispielsweise bei der Behandlung eines Bades, erbrachte ein Zusatz von 1,5 $ einer 5 $-igen Magnesium-I'errosilizium-^egierung, was einem Gesamtmagnesium-Zusatz von 0,075 i° entspricht, ein fertig behandeltes Bad, das einen Magnesiumgehalt von 0,06 $> hatte. Das entspricht einer Gewinnung von Magnesium von 80 $.In the manufacture of granular iron using the method and apparatus according to the invention, recoveries of magnesium up to 90 % of the added magnesium have been achieved. When this magnesium consists of a relatively stretched alloy, for example in the treatment of a bath, an addition of 1.5 yielded a OVERNMENT $ 5 $ strength magnesium I'errosilizium- ^, corresponding to a total magnesium addition of 0.075 i °, a finished bath that had a magnesium content of $ 0.06. That is equivalent to a magnesium recovery of $ 80.

Während der Behandlung tritt keine heftige Flamme oder ein Brennen von Magnesium auf, und das zum Bewegen verwendete Gas war Stickstoff, der bei einem Druck von etwa 2 atü durch das Metall geleitet wurde, und zwar bei einer Fließgeschwindigkeit von 226 ltr. pro Sonne behandelten Metalls. .*There is no violent flame or burning sensation during treatment of magnesium, and the gas used to move it was nitrogen, which was passed through the metal at a pressure of about 2 atmospheres, namely at a flow rate of 226 liters. treated per sun Metal. . *

- 10 -- 10 -

009886/1249009886/1249

In der Herstellung körnigen Eisens mit einer konzentrierteren Magnesium-Legierung, beispielsweise einer Nickel-Magnesium-Legierung, die 20 ia Magnesium enthielt, war es möglich, eine Gewinnung von 70 fo des dem Metall zugesetzten Magnesiums zu erzielen. Mit reinen Magnesiumklumpen als Zusatz sind Gewinnungszahlen von 50 fo erreicht worden.In the production of granular iron with a more concentrated magnesium alloy, for example a nickel-magnesium alloy containing 20 % magnesium, it was possible to obtain 70 % of the magnesium added to the metal. With pure magnesium lumps as an additive, extraction figures of 50 % have been achieved.

Bei Verwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung für Nichteisen-Metalle ist festgestellt worden, daß es beispielsweise möglich ist, mit sehr genauer Annäherung eine 100 $-ige Gewinnung von Additiven' zu erzielen, beispielsweise Zink.When using the device according to the invention for non-ferrous metals it has been found that it is possible, for example, to obtain, with a very precise approximation, a $ 100 production of additives' to achieve, for example zinc.

Bei der Behandlung von Gußeisen ist ferner festgestellt worden, daß es möglich ist, sehr hohe Gewinnungen mit Elementen zu erzielen, beispielsweise Lithium und Kalzium. Kalzium hat sich als besonders interessant herausgestellt, insofern nämlich, als Kalzium sich normalerweise dem Metall nur sehr schlecht zusetzen läßt, und zwar wegen dessen Neigung, an der Oberfläche zu oxydieren, was zur Bildung feuerfester Schlacke in dem Metall führt. Gemäß der Erfindung wird die Bildung solcher oxydierten Schlacke vollständig verhin-r dert, und das Kalzium wird in wirkungsvoller Weise im Metall absorbiert. In the treatment of cast iron it has also been found that it is possible to have very high recoveries with elements such as lithium and calcium. Calcium has proven to be special interesting, inasmuch as calcium is normally very difficult to add to the metal because of its tendency to oxidize on the surface, leading to formation refractory slag in the metal. According to the invention, the formation of such oxidized slag is completely prevented changes, and the calcium is efficiently absorbed into the metal.

Wie bereits erwähnt, unterscheidet sich die in Fig. 2 gezeigte Ausführung etwas von der in Fig. 1 gezeigten Ausführung insofern, als Einlaß- und Auslaßkanäle vorgesehen sind, um für eine kontinuierliche Metallbehandlung zu sorgen. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Kühlgasquelle 21 vorgesehen, um jedes eventuell verdampfte Additiv im Raum unterhalb der Abdeckung 2 zu kondensieren, und zwar zusätzlich zur Gaszuleitung 5· In Fig· 3 wird für die Inertgas-Atmosphäre durch Gas gesorgt, das durch die Leitung 5 direkt in den Haum unter der Abdeckung 2 eingeleitet wird. Die mechanische Umrührung wird durch einen Rührer 22 bewirkt, der sich* in das geschmolzene Metall hineinerstreokt und über die ZahnräderAs already mentioned, the one shown in FIG. 2 differs Execution something of the embodiment shown in Fig. 1 in that inlet and outlet channels are provided in order for a continuous Metal treatment to ensure. In this embodiment, a cooling gas source 21 is provided in order to condense any possibly evaporated additive in the space below the cover 2, in addition to the gas supply line 5 · In Figure 3, for the Inert gas atmosphere provided by gas flowing through line 5 is introduced directly into the haum under the cover 2. the mechanical stirring is effected by a stirrer 22, which * scattered into the molten metal and over the gears

P09886/12A9P09886 / 12A9

vom Motor 23 angetrieben ist. Das in Fig. 4 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den anderen Ausführungsbeispielen in der Art der Konstruktion der Abdeckung 2. Anstatt Klauen 3 vor zusehen, weist der untere Rand dieser Abdeckung einen Hing aus feuerfestem Material 25 auf, der in das geschmolzene Metallbad eingesenkt werden kann, um damit die luftdichte Abdichtung zu erreichen.is driven by the motor 23. The exemplary embodiment shown in FIG. 4 differs from the other exemplary embodiments in the nature of the construction of the cover 2. Instead of claws 3 to see, the lower edge of this cover has a Hing refractory material 25, which can be sunk into the molten metal bath, so as to provide the airtight seal reach.

Patent claims:

009886/1249009886/1249

Claims

1. A method of adding additives to a molten metal bath contained in a container thereby characterized in that the top of the container with a relatively gas-tight seal against the atmosphere is sealed, a gas that is essentially non-reactive with the additive used is below the level of the melted Metal is introduced in such a way that a stirring action is exerted on the molten metal, and a controlled one Escape of the gas to the atmosphere is made possible in such a way that for a gas overpressure above the level of the melted Metal is taken care of as well as the additive is added to the molten metal within the atmosphere created by the gas will.

2. Method of adding additives to a molten metal bath contained in a container thereby characterized in that the top of the container by a relatively gas-tight seal against the atmosphere is sealed, gas which does not react substantially with the additive used, under pressure into the closure Above the level of the molten metal, an additive is introduced to the molten metal within the non-reactive Gas is added above the level of the molten metal • and the molten metal is set in motion will"

3. The method according to claim 1, characterized in that that the gas is introduced through a porous plug at the bottom of the container *

507 - 2 -

Wa / Hö

009886/1249009886/1249

4 »Method according to claim 1, characterized in that that a volatile additive is condensed by cooling it inside the gas-filled closure,

5. The method according to claim 1, 3 or 4t, characterized in that that the metal is continuously fed to the container and continuously withdrawn from it.

6. The method according to claim 2, characterized in that that movement of the molten metal is provided by placing a mechanical stirrer into the molten metal Metal is used.

7. Apparatus for performing the method according to claim 1 or 2, characterized by one with a refractory lined container (l), which is a gas-tight Cover (2) has an adjustable gas outlet

(7) for regulating the gas pressure in the container (1) by means of a device for moving the molten metal, by a device (9,10) for adding the additives to the molten metal and by a device (4 »5) not for introducing it reactive or inert gases into the container (l).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichn β t, daß der mit der feuerfesten Auskleidung versehene Behälter (1) mit einem porösen feuerfesten Stöpsel (4) unter dem Metallepiegel ausgerüstet ist, der die Einrichtung zur Einleitung de· inerten oder nioht reagierenden Gases in den Behälter (l) und die Einrichtung zum Bewegen des Metalle bildet.8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the container provided with the refractory lining (1) with a porous refractory plug (4) under the Metal mirror is equipped, which is the device for introducing de · inert or non-reacting gas into the container (l) and forms the means for moving the metal.

9.9. Vorrichtung naoh Anspruch 8, dadurch gekennzei oh-η e tf daß zu» kontinuierlichen Zuleiten und Abziehen von MetallApparatus according to claim 8, characterized in that »continuous supply and withdrawal of metal

009886/1249009886/1249

an inlet and an outlet into or out of the container (l) let arrangement (14,13) are provided.

10. The device according to claim 1, characterized in that that mechanical means (22) are provided for moving the molten metal.

11. The device according to claim 10, characterized in that that means (5) for introducing the inert or non-reactive gas into the container (l) above the molten metal are provided.

12. The device according to claim 8, characterized in that that the container (l) provided with the refractory lining has an upper part (25), which extends into the molten metal bath to form a gas-tight seal.

15. Device according to claim 7, characterized in that that the controllable gas outlet (7) with a cooling device (20) for condensing volatile products is provided, which result from the addition of the additives.

14 * Device according to claim 71, characterized in that that means (21) for introducing a cooling gas θ β under pressure at a point above the level of the molten Gas are provided

009886/1249009886/1249

LeerseiteBlank page