DE1961690A1

DE1961690A1 - Vorrichtung zum Ruehren geschmolzenen Metalls

Info

Publication number: DE1961690A1
Application number: DE19691961690
Authority: DE
Inventors: Moniot Daniel E
Original assignee: Dresser Industries Inc
Current assignee: Dresser Industries Inc
Priority date: 1968-12-03
Filing date: 1969-12-02
Publication date: 1970-06-18
Also published as: US3565412A; GB1245324A

Description

DRESSER INDUSTRIES INCl Republic National Bank Building, Dallas, Texas, V.St.A.

Vorrichtung zum Rühren geschmolzenen Metalls

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung ähnlich einer Stopfenstange- und Stopfenkopfanordnung für das Eintauchen in geschmolzenes Metall, um so eine Bewegung desselben vermittels Gas zu erzielen.

Es sind viele Versuche unternommen worden, Gas in Massen geschmolzenen Metalls, wie Pfannen, Trichter und dgl. einzuführen. Bisher ist dies vermittels unterschiedlicher Vorrichtungen ausgeführt worden. Ein entsprechendes Verfahren arbeitet mit einer Lanze, die zeitliche Widerstandsfähigkeit gegenüber geschmolzenem Metall und Schlacke aufweist, dergestalt, daß die Lanze schnell in die obere Oberfläche des Metalls eingedrückt wird unter schnellem Eindrücken des Gases, wobei dieselbe sodann entfernt wird. Ein weiteres Verfahren bestand darin, daß ein großes Teil der Gefäßwand aus einem porösen Material gebaut wird oder Gaseindrückleitungen angewandt wurden. Man ist ebenfalls so verfahren, daß bleibend ein poröser Stopfen in eine Öffnung in dem unteren Teil des Gefäßes befestigt wurde.

Das derzeitig am meisten in Anwendung kommende Verfahren ist das unter Anwenden eines porösen Stopfens ausgeführte Verfahren. Dasselbe hat jedoch den Nachteil, daß das Gefäß erheblich für das Befestigen des Stopfens abgewandelt werden muß und das Befestigen und Lösen ist schwierig, da der Stopfen einen Teil einer mehr oder weniger bleibenden Anordnung an dem Gefäß ist. Es wurde weiterhin gefunden, daß bei dem Hindurchführen von Gas durch einen porösen Stopfen in eine Pfanne ein Teil des

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Gases durch die poüösen Stopfenseitenwände und in die feuerfeste Auskleidung in dem Pfannenboden hindurchtritt. Oleß bedingt ganz erhebliche Schwierigkeiten für den Stahlhersteller.

Eine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, eine Gaseindrückvorrichtung zu schaffen, die gegenüber geschmolzenen Metallen inert und undurchlässig ist, und die Poren aufweist, durch die Gase hindurch treten,, wobei die Vorrichtung nicht einen Teil des das geschmolzene Metall enthaltenden Gefäßes ist, nicht zu einem Abplatzen bedingt durch Wärmeschock bei dem Einführen in des geschmolzenenMetalls neigt und sich nicht mit der während der Behandlung des geschmolzenen Metalls gebildeten Schlacke umsetzt.

Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin _s ein Rühren eines geschmolzenen Metalls vermittels einer Vorrichtung vorzusehen, die billiger und weniger kostspielig im Betrieb als die derzeitigen Vorrichtungen ist, wie z.B. Drehöfen, elektromagnetisches Rühren, poröse Stopfen für das Einführen in die Böden von Pfannen, wobei gleichzeitig vergleichbare oder sogar bessere Wirkungsgrade erreicht werden.

Kurz umrissen, besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung aus einer länglichen röhrenförmigen Leitung für die überführung eines Gases, wie z.B. Argon oder Helium. Es ist eine Gasquelle an dem oberen Ende der Leitung und an dem unteren Ende der Leitung ein Gaseinlaßkopf befestigt. Der Kopf besteht aus einer äußeren, zylinderförmigen, gasundurchlässigen, feuerfesten Umkleidung. Im Inneren der Umkleidung ist ein poröser feuerfester Stopfen angeordnet, der in Verbindung mit der röhrenförmigen Leitung für die Aufnahme des Gases steht. /

Die Erfindung wird nun beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert, die einen teilweise im Schnitt ausgeführten Aufriß der erfindungsgemäßen Eintauchvorrichtung darstellt.

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Die Eintauchvorrichtung 10 weist eine röhrenförmige Leitung 12 auf» die allgemein aus einem Metall, wie z.B. Stahl besteht. An dem oberen Ende der Leitung ist eine Gasquelle befestigt, die das erforderliche Gas der Leitung vermittels eines Schlauches 13 oder dgl. zuführt. Die Gasquelle kann an der Leitung vermittels einer allgemein bekannten Anordnung befestigt sein. Die Zeichnung zeigt die Verbindungsanordnung in Form einer Kappe 14, die über einen vorspringenden Ansatz 15 am oberen Ende der Leitung angepaßt ist. Das untere Ende der Leitung ist mit Flanschen versehen für das Tragen schützender, feuerfester Böden 16. Dass dieselben erforderlich sind, ist offensichtlich. Um in der geeigneten Weise das geschmolzene Metall in Bewegung zu halten und daraus die entsprechenden Verunreinigungen zu entfernen, muß die Vorrichtung in das Netall eine bestimmte Zeitspanne lang eingetaucht werden. Unter diesen Bedingungen würde die Metalleitung schmelzen. Das Anwenden einer Leitung, bestehend aus einem feuerfesten Material ist bereits in Betracht gezogen worden, jedoch lassen sich derartige Leitungen außerordentlich schwierig herstellen und deren Kosten sind wirtschaftlich nicht vertretbar. Die Hülsen bestehen aus feuerfestem Material, wie z.B. Feuerton oder einem Material hohen Tonerdegehaltes und hierdurch wird ein ausreichender Schutz der Leitung gegen eine Berührung mit dem geschmolzenen Metall solange wie erforderlich erzielt.

Der Gaseinblaskopf 18 ist an dem unteren mit Flansch versehenen Ende röhrenförmiger Leitung bfefestigt. Der Kopf enthält eine relativ kleine, mittig angeordnete öffnung 20, die koaxialmit der öffnung 22 in der röhrenförmigen Leitung ausgerichtet ist. Die öffnung 20 öffnet sich in eine größere öffnung 24 in Richtung auf das untere Ende der UmKleidung. Die Verbindung «wischen den zwei öffnungen wird durch die obere flache Oberfläche 26 begrenzt. Die Umkleidung ist mit der Leitung vermittels eines Rohrs 28 verbunden, das einen unteren äußeren Umfangsflansch 30 aufweist. Das Rohr tritt durch die kleine öffnung 20 und ist an der Leitung z.B. vermittels einesGewindeteils 32 befestigt. Es können natürlich auch andere Anordnungen für das Befestigen des Rohrs an der Leitung angewandt werden.

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Der Flansch 30 an dem Rohr ist in Berührung mit der Oberfläche 26 angeordnet, die die kleine öffnung 20 mit der größeren öffnung 24 verbindet. Hierdurch wird die feuerfeste Umkleidung in eine enge Berührung mit dem Flansch 30 der röhrenförmigen Leitung 12 gebracht und hieran befestigt. Der poröse Stopfen 34 ist in der größeren öffnung so angeordnet, daß ein Ende in Berührung mit dem mit Flansch versehenen Rohr steht, und die Seitenwände liegen in Berührung mit den Wänden der größeren öffnung vor, wobei das andere Ende frei ist und somit hieraus das Gas austreten kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in.vielfältiger Weise hergestellt werden, jedoch ist es bevorzugt, dieselbe in der folgenden Art herzustellen. Die feuerfeste Umkleidung wird vermittels Vibrationsgießen eines feuerfesten Ansatzes in einer Form entsprechend den Umrißformen der Umkleidung ausgebildet. Die Umkleidung besteht vorzugsweise aus einem feuerfesten Material hohen Tonerdegehaltes, das wenigstens etwa 85% Al₂O₃ auf der Oxidgrundlage enthält. Die feuerfesten Körner werden mit etwa 2 bis 15% P₂ ⁰S ^{in Form} von Orthophosphorsäure gebunden. Nach dem Härten der Umkleidung vermittels Trocknen wird das mit Flansch versehene Rohr nach oben durch relativ kleine öffnungen geführt, so daß der Flansch 30 gegen die Oberflche 26 anliegt. Nachdem das mit Flansch versehene Rohr an Ort und Stelle vorliegt, wirken die Umkleidung und das Flanschrohr als eine Form für den porösen Stopfen. Der poröse Stopfen wird somit in situ vermittels Eingießen eines feuerfesten Ansatzes in die größere öffnung ausgebildet. Vorzugsweise besteht der Ansatz aus kalziniertem Bauxit aus Südmamerika mit etwa 2 Gew.% Bentonit. Der Ansatz wird in ähnlicher Weise mit P₂ ⁰C ⁱⁿ Mengen bis zu 15% gebunden. Nach Abschluß der Herstellung wird die Anordnung sodann bei einer Temperatur von etwa 26O°C getrocknet. Die Teilchengrößenklassifizierung des Ansatzes für den feuerfesten porösen Stopfen ist dergestalt, daß nach dem Trocknen der Stopfen eine Porösität von etwa 25% aufweist. Nach dem Härten vermittels Trocknen wird sodann das Gewindeende des Flanschrohrs an der mit Gewinde versehenen äußeren Fassung

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der röhrenförmigen Leitung befestigt, bis die Umkleidung sicher an der Leitung angepaßt ist.

Bei dem eigentlichen Betrieb wird nach Füllen des Gefäßes, wie einer Stahlpfanne, mit geschmolzenem Metall die Rührvorrichtung eingeführt. Sodann wird die Gaszuführung inganggesetzt und das Gas wird durch den Schlauch in die röhrenförmige Leitung eingeführt. Das Gas wird durch die Leitung und sodann durch das Rohr hindurch und wird durch den porösen Stopfen verteilt, sowie in das geschmolzene Metall in Form kleiner Blasen eingeführt, die durch die geschmolzene Masse nach oben steigen und die gewünschte metallurgische Funktion ausführen.

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Claims

Dipi.-ing. Herbert Tiscner MÜNCHEN 1 BERLIN 33 (GRUNEWALD), den H*rb«rtetraa· 22 Dresser Industries Inc. Patentansprüche

1. Vorrichtung für das Eintauchen in geschmolzenes Metall unter Ausbilden eines vermittels Gas bedingten Inbewegunghaltens desselben, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe eine längliche röhrenförmige Leitung für die überführung eines Gases, eine Gasquelle befestigt an einem Ende derselben und einen Gaseinblaskopf fest an dem anderen Ende derselben, wobei der Kopf aus einer äußeren, zylinderförmigen, gasundurchlässigen, feuerfesten Umkleidung und einem inneren, porösen, feuerfesten Stopfen in Verbindung mit der röhrenförmigen Leitungbesteht, aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die röhrenförmige Leitung ein feuerfestes Material an den äußeren Oberflächen derselben aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zylinderförmige Umkleidung des Kopfes eine relativ kleine, mittig angeordnete öffnung aufweist, die koaxial zu der öffnung inder röhrenförmigen Leitung ausgerichtet ist, wobei sich die öffnung in eine größere öffnung in Richtung auf das tntere Ende der Umkleidung öffnet, die Umkleidung in Verbindung mit der Leitung vermittels eines Rohres steht, das einen unteren äußeren Umfangsflansch aufweist, das Rohr durch die kleine öffnung hindurch geführt und an der Leitung befestigt ist, der ' Flansch in Berührung mit der Oberfläche steht, die die kleine öffnung mit der größeren öffnung verbindet, der feuerfeste Stopfen in der großen öffnung angeordnet ist.

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ORIGINAL INSPECTED

4. Gefäß für die Handhabung geschmolzenen Netalls, bestehend aus einer Umkleidung, einer feuerfesten Auskleidung in der Umkleidung, einer Stopfkopf- und StopfStangenanordnung und einer Gießdüse, dadurch gekennzeichnet, daß dasselbe eine Vorrichtung für das Eintauchen in das geschmolzene Metall unter Inbewegunghalten desselben vermittels Gas aufweist, die aus einer länglichen, röhrenförmigen Leitung für die Oberführung eines Gases, einer Gasquelle befestigt an einem Ende und einem Gaseinblaskopf befstigt an dem anderen Ende, besteht, wobei der Kopf eine äußere zylinderförmige undurchlässige (Gas), feuerfeste Umkleidung und einen inneren, porösen, feuerfesten Stopfen in Verbindung mit der röhrenförmigen Leitung aufweist.

Die Patontanwälte

rs

A6Nr.24/69 (§46BM.AO)

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