DE2165640A1

DE2165640A1 - Method for holding molten metal of a predetermined composition, in particular molten steel, and holding furnace for carrying out the method

Info

Publication number: DE2165640A1
Application number: DE19712165640
Authority: DE
Inventors: Rudolf Ing.; Fadler Walter Ing.; Wien; Böhm Georg Dipl.-Ing.Dr. 6805 Heddesheim. P Gesek
Original assignee: Wiener Schwachstromwerke Vertriebsgesellschaft mbH, Wien; Badische Anilin-& Soda-Fabrik AG, 6700 Ludwigshafen
Priority date: 1971-01-04
Filing date: 1971-12-30
Publication date: 1972-08-17
Also published as: IT944575B; GB1375431A; SE378668B; CH539256A; FR2121255A5; BE777666A; DE2165640B2; AT320875B

Description

Patentanwälte
. ίη~. C. VVaffachPatent attorneys
. ίη ~. C. Vaffach

^D ··■'·■.;·.■.:;,. ch Kauflngerslr.e,Tei.24(B7B 30. DeZ, 1971 ^D ·· ■ '· ■.; ·. ■.:;,. ch Kauflngerslr.e, Part 24 (B7B December 30, 1971

Wiener Schwachstromwerke Vertriebsgesellschaft m.b.H. Wien 3., Hainburgerstrasse 33(Österreich) und Badische Anilin- & Soda-Fabrik Aktiengesellschaft Ludwigshafen/Rhein (Deutschland) · :Wiener Schwachstromwerke Vertriebsgesellschaft m.b.H. Vienna 3., Hainburgerstrasse 33 (Austria) and Badische Anilin- & Soda-Fabrik Aktiengesellschaft Ludwigshafen / Rhein (Germany):

Verfahren zum V/armhalt en von Metallschmelzen vorbestimmter Zusammensetzung, insbesondere von Stahlschmelzen, und Warmhalteofen zur Durchführung des VerfahrensProcess for holding metal melts predetermined composition, in particular of molten steel, and holding furnace for Implementation of the procedure

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Warmhalten von Metallschmelzen vorbestimmter Zusammensetzung, insbesondere von Stahlguß, bei welchen ein Abbrand der Legierungsbestandteile und eine Erhöhung des Gasgehaltes während der Warmhaltezeit nicht erfolgen darf.The invention relates to a method for keeping molten metal of predetermined composition warm, in particular of cast steel, in which a burn-off of the alloy components and an increase in the gas content during the Warm holding time must not take place.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft Warmhalteöfen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens .Another object of the invention relates to holding furnaces for carrying out the method according to the invention .

Bekannt ist ein Verfahren zur Reinigung der Schmelze in einem metallurgischen Induktionsofen ohne Anwendung von Vakuum, bei welchem ein inertes Rührgas unterhalb des Badspiegels in die Schmelze eingeleitet wird (Deutsche Auslege- ■ schrift Nr.1,508.111). Entsprechend der Zielsetzung dieses bekannten Verfahrens, welches eine Behandlung von hochiegierten Sonderstählen unter Erzeugung einer Badbewegung durch , das von unten eingeleitete inerte Gas zum Gegenstand hat, ist dessen Anwendung für eine Warmhaltung der Schmelze überA method is known for cleaning the melt in a metallurgical induction furnace without the use of Vacuum in which an inert stirring gas is introduced into the melt below the level of the bath (Deutsche Ausleger- ■ scripture number 1,508,111). According to the objective of this known method, which is a treatment of hochiegierte Special steels with the generation of a bath movement, the subject of which is inert gas introduced from below, is its application for keeping the melt warm

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Stunden aus wirtschaftlichen Gründen nicht möglich, da hiebei zu große Gasmengen zugeführt und verbraucht werden müssen. Infolge der Turbulenz, mit der das inerte Gas sowohl von unten her in einem starken, eine Badbewegung erzeugenden Strom als auch allenfalls von oben her durch ein Rohr zugeführt wird, tritt nämlich eine sofortige und vollständige Vermischung der anfänglich über dem Badspiegel befindlichen Luftatmosphäre mit dem inerten Gas ein, welche bis zur Herstellung einer reinen Atmosphäre von inertem Gas mindestens die zehn- bis zwanzigfache Menge des Edelgases erforderlich macht, die bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens verbraucht wird.Hours not possible for economic reasons, since too large amounts of gas have to be supplied and consumed. As a result of the turbulence with which the inert gas both from below in a strong, generating a bath movement Electricity and if necessary from above through a pipe occurs, namely an immediate and complete Mixing of the air atmosphere initially located above the bath level with the inert gas, which continues until production a pure atmosphere of inert gas at least ten to twenty times the amount of the noble gas is required makes that when using the method according to the invention is consumed.

Anderseits ist es bei der Herstellung von Gußeisenstücken größerer Dimensionen üblich, große Warmhalteöfen zu verwenden, die aus kleinen Schmelzofen beschickt werden, bis die zum Guß erforderliche Menge an Schmelze angesammelt ist. Man erspart sich dadurch die Investition eines großen, teueren Schmelzofens, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn große Gußstücke nur gelegentlich herzustellen sind. Dabei haben auch solche Betriebe, die nur kleine Schmelzöfen besitzen, die Möglichkeit, große Gußeisenstücke zu erzeugen. Ferner bietet das bekannte Warmhalt everfahren die Möglichkeit, Formguß auf mechanisierten oder automatisierten Anlagen durchzuführen, da ein kontinuierliches Angebot von Flüssigmaterial vorhanden ist.On the other hand, in the production of cast iron pieces of larger dimensions, it is common to use large holding furnaces to use, which are charged from small melting furnaces until the amount of melt required for casting has been accumulated is. This saves the investment of a large, expensive melting furnace, which is especially important then it is advantageous if large castings are only occasionally to be produced. Even such companies have that only small furnaces have the option of large pieces of cast iron to create. Furthermore, the well-known warming process offers the possibility of mechanized molding or automated systems, as there is a continuous supply of liquid material.

Während des Sammelns der Gußeisenschmelze im Warmhälteofen ist diese der Atmosphäre ausgesetzt, was durch Oxydation zu einer Veränderung in der Zusammensetzung der Schmelze führen kann. Bei einer Gußeisenschmelze, die den üblichen Kohlenstoffgehalt von rund 3,5 i° aufweist, spielt der durch den Luftsauerstoff verursachte Abbrand von z.B. 0,1 "ja Kohlenstoff praktisch keine Rolle, so daß das flüssige Gußeisen ohne merkbare bzw. schädliche Veränderungen auch über einen längeren Zeitraum im Warmhalteofen verbleiben kann.While the cast iron melt is being collected in the holding furnace, it is exposed to the atmosphere, which can lead to a change in the composition of the melt due to oxidation. In the case of a cast iron melt, which has the usual carbon content of around 3.5 i ° , the burn-off of 0.1 " carbon, for example, caused by the oxygen in the air, plays practically no role, so that the liquid cast iron has no noticeable or harmful changes can remain in the holding furnace for a longer period of time.

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Dieses an sich vorteilhafte Verfahren zur Herstellung von Gußeisenstücken kann aber bei Stahlguß nicht angewendet werden, weil Stahlguß gegenüber dem gewöhnlichen Gußeisen einen wesentlich niedrigeren Kohlenstoffgehalt aufweist, der in der Größenordnung von 0,1 - 0,2 <$> liegt. Ein während der Warmhalteperiode auftretender Legierungsabbrand würde daher den Kohlenstoffgehalt der Stahlgußschmelze so weit herabsetzen, daß diese nurmehr einen Bruchteil der notwendigen Menge an Kohlenstoff enthielte. In gleicher Weise würden auch die anderen Legierungszusätze, wie Silizium u.dgl. von der Atmosphäre angegriffen werden, aus der außerdem noch Wasserstoff und Sauerstoff in die Schmelze gelangten und mit Bestandteilen derselben reagierten. Dies alles hätte zur Folge, daß eine über einen längeren Zeitraum in einer Luftatmosphäre warmgehaltene Stahlgußschmelze nicht mehr die vorbestimmte Zusammensetzung aufwiese und das aus ihr hergestellte Gußstück nicht mehr jene technologische Qualität besäße, die es auf Grund der ursprünglichen Zusammensetzung der Schmelze haben sollte.This method, which is advantageous per se, for the production of cast iron pieces cannot be used with cast steel, because cast steel has a significantly lower carbon content than conventional cast iron, which is in the order of 0.1-0.2 <$> . An alloy burn-up occurring during the holding period would therefore reduce the carbon content of the cast steel melt to such an extent that it would only contain a fraction of the necessary amount of carbon. In the same way, the other alloy additives, such as silicon and the like, would also be attacked by the atmosphere, from which hydrogen and oxygen also got into the melt and reacted with constituents of the same. The consequence of all this would be that a cast steel melt kept warm in an air atmosphere no longer had the predetermined composition and the casting produced from it would no longer have the technological quality that it should have based on the original composition of the melt.

Aus diesem Grunde wurden bisher alle StahlguE-stücke unmittelbar aus dem Schmelztiegel gegossen, wobei auf alle Vorteile, die das vorstehend beschriebene Verfahren zur Herstellung von Gußeisenstücken mit sich bringt, verzichtet werden mußte.For this reason, all steel castings have so far been Poured directly from the crucible, taking advantage of all the advantages of the method described above for the production of cast iron pieces with it, had to be dispensed with.

Die Erfindung weist nun einen Weg, das vorgenannte Verfahren auch bei Stahlguß in modifizierter Weise anwendbar zu machen. Sie betrifft ein Verfahren zum Warmhalten von Metallschmelzen vorbestimmter Zusammensetzung, insbesondere von Stahlschmelzen, und ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Warrnhalteofen, der z.B. portionenweise gefüllt wird, nach dem Einbringen der ersten Schmelzenportion abgeschlossen wird und daß danach die oberhalb des Badspiegels befindliche Luftatmosphäre durch laminare Einblasung zumindest der 1,3-fachen Volumsmenge des Warmhalteofenvolumens - vorzugsweise der 2,5- bis 5-fachen Volumsmenge - einesThe invention now shows a way of applying the aforementioned method in a modified manner to cast steel close. It relates in particular to a method for keeping molten metal of predetermined composition warm of steel melts, and is characterized in that a holding furnace, which is e.g. filled in portions, is completed after the introduction of the first melt portion and that then the one above the bath level Air atmosphere through laminar injection at least 1.3 times the volume of the holding furnace volume - preferably 2.5 to 5 times the volume - one

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als Schutzgas wirkenden, gegenüber der Schmelze inerten Gases unter Vermeidung von Turbulenz langsam verdrängt wird, und daß danach - auch nach dem Einbringen weiterer Schmelzenportionen - im Ofenraum oberhalb des Badspiegels eine reine Schutzgasatmosphäre mit einem Überdruck von 0,05 bis 0,5 atü durch Nachblasen des Schutzgases mit einem Gasverbrauch zwischen 0,1 $ und 1 fo Volumsmengen des Warmhalteofenvolumens pro Minute erhalten wird, so daß der Zutritt der Luftatmosphäre zur Schmelze verhindert wird und diese auch Stunden nach der Erschmelzung ohne Abbrand der Legierungsbestandteile und ohne Erhöhung des Gasgehaltes auf einmal oder portionenweise oder kontinuierlich ™ vergossen werden kann.acting as a protective gas, inert to the melt gas is slowly displaced while avoiding turbulence, and that then - even after the introduction of further melt portions - a pure protective gas atmosphere with an overpressure of 0.05 to 0.5 atmospheres by re-blowing in the furnace space above the bath level of the protective gas is obtained with a gas consumption between $ 0.1 and 1 fo volume of the holding furnace volume per minute, so that the access of the air atmosphere to the melt is prevented and this also hours after melting without burning off the alloy components and without increasing the gas content at once or can be poured in batches or continuously ™.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung erfolgt die laminare Einblasung des Schutzgases während der Verdrängung der Luftatmosphäre mit einem Förderdruck von etwa 1,5 atü und die anschließende Aufrechterhaltung der Schutzgasatmosphäre wird mit einem Förderdruck von etwa 0,5 atü durchgeführt.According to a further feature of the invention, the laminar injection of the protective gas takes place during the displacement of the air atmosphere with a delivery pressure of about 1.5 atmospheres and the subsequent maintenance the protective gas atmosphere is carried out with a delivery pressure of about 0.5 atü.

Als Schutzgas wird erfindungsgemäß Argon oder ein anderes Edelgas, welches schwerer als Luft ist, verwendet. According to the invention, argon or another noble gas which is heavier than air is used as the protective gas.

Die laminare Einblasung des Schutzgases kannThe laminar injection of the protective gas can

^ gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung knapp oberhalb ■ des Badspiegels bzw. von der Ofenwandung her oder vom unteren Rand des Ofendeckels her erfolgen.^ according to another feature of the invention just above ■ the bath level or from the furnace wall or from the bottom The edge of the furnace lid.

Ein erfindungsgemäßer Warmhalteofen ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein gasdurchlässiger, feuerfester Stein, der z.B. kegelförmig oder ringförmig ausgeführt und in seine Bettung eingepreßt ist, oder mindestens eine Gasdruckreduktionskammer nach Art eines Auspufftopfes knapp oberhalb des höchsten Badspiegels in der Ofenwandung angeordnet und mit einer Gaszuführungsleitung versehen ist.A holding furnace according to the invention is characterized in that at least one gas-permeable, fireproof Stone that is e.g. conical or ring-shaped and pressed into its bedding, or at least a gas pressure reduction chamber in the manner of a muffler Arranged just above the highest bath level in the furnace wall and provided with a gas supply line is.

Eine andere Konstruktion eines erfindungsge-Another construction of an inventive

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mäßen Warmhaiteofens kann derart ausgeführt werden, daß mindestens ein gasdurchlässiger, feuerfester Stein, der vorzugsweise als zur Tiegelachse konzentrischer Ring ausgebildet und in seine Bettung eingepreßt ist, oder mindestens eine G-asdruckreduktionskammer nach Art eines Auspufftopfes im Ofendeckel in der Nähe von dessen unterem Rand angeordnet und mit einer Gras zuführungsleitung versehen ist, wobei im Deckel vorzugsweise eine zentrale Eingußöffnung vorgesehen ist, welche mittels eines zweiten Deckels verschließbar ist.Moderate warming furnace can be carried out in such a way that at least one gas-permeable, refractory brick, which is preferably designed as a ring concentric to the crucible axis is formed and pressed into its bedding, or at least one gas pressure reduction chamber in the manner of a Muffler arranged in the furnace lid near its lower edge and with a grass supply line is provided, wherein a central pouring opening is preferably provided in the lid, which by means of a second Lid is lockable.

Warmhalteöfen im Sinne der Erfindung können ferner dadurch gekennzeichnet sein, daß in einem Deckel mittels eines Dichtungsrohres ein Gaszuführungsr.ohr höhenverstellbar gelagert ist, an dessen unterem Ende entweder ein vorzugsweise topfförmiger, gasdurchlässiger und feuerfester Spülstein oder ein Trichter befestigt ist.Holding ovens within the meaning of the invention can also be characterized in that in a lid A gas supply tube is height-adjustable by means of a sealing tube is stored, at the lower end either a preferably cup-shaped, gas-permeable and fireproof Sink or funnel is attached.

Schließlich kann im Sinne der Erfindung eine rohrförmige, mittels eines Deckels verschließbare Gießschnauze oder eine Grießschnauze mit einer als Syphon wirkenden Sperrwand und allenfalls einem zusätzlichen Auslaß für das Schutzgas vorgesehen werden.Finally, in the context of the invention, a tubular pouring spout that can be closed by means of a cover can be used or a semolina muzzle with a barrier wall acting as a siphon and possibly an additional outlet be provided for the protective gas.

In der Zeichnung sind schematisch verschiedene Ofentypen im Schnitt dargestellt, welche die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglichen.In the drawing, various types of furnace are shown schematically in section, which the Allow implementation of the method according to the invention.

Pig.1 zeigt einen Induktions-Tiegelofen, bei welchem das Schutzgas mittels eines gasdurchlässigen feuerfesten Steines von der Ofenwandung her knapp oberhalb des höchsten Badspiegels erfolgt.Pig.1 shows an induction crucible furnace in which the protective gas by means of a gas-permeable refractory brick from the furnace wall just above of the highest bathroom level.

Pig.2 zeigt einen ähnlich aufgebauten Induktions-Tiegelofen, bei welchem die Graszufuhr mittels eines ringförmigen gasdurchlässigen und feuerfesten Steines erfolgt, der in der Nähe des unteren Randes des Ofendeckels angeordnet ist.Pig. 2 shows a similarly constructed induction crucible furnace, in which the grass is supplied by means of a ring-shaped gas-permeable and refractory stone, which is arranged near the lower edge of the furnace lid.

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Pig.3 stellt schematisch einen Trommelofen mit einem außen angesetzten Warmhalte-Induktor dar, bei welchem die Gaszufuhr vermittels in den obersten Teil der Ofenwandung eingelassenen Gasdruckreduktionskammern erfolgt. Schließlich zeigtPig.3 schematically represents a drum furnace with an outside attached warming inductor, in which the gas supply means in the uppermost part of the furnace wall recessed gas pressure reduction chambers takes place. Finally shows

Fig. 4 einen Ofen des gleichen Typs, bei welchem die Gaszuführung mittels Kammern erfolgt, die in den Ofendeckel eingelassen sind. Die4 shows a furnace of the same type in which the gas is supplied by means of chambers which are located in the furnace cover are let in. the

Fig.5 undFig. 5 and

Fig.6 betreffen höhenverstellbare Vorrichtungen zur Zuführung des Schutzgases knapp oberhalb des jeweiligen Badspiegels.6 relate to height-adjustable devices for feeding of the protective gas just above the respective bath level.

Wie aus Fig.1 hervorgeht, befindet sich in einem Ofentiegel 11 mit einer Tiegelachse 11a, der von einer Induktionsspule 12 umgeben ist, die Stahlgußschmelze 13 mit einem höchsten Badspiegel 13a im Ofenraum H. Der Raum 15, der sich oberhalb des Badspiegels befindet, ist an der Öffnung der Gießschnauze 16 mittels eines Deckels 17 verschlossen und an der Oberseite des Tiegels 11 durch den Ofendeckel 18 abgeschlossen. Über eine GaszuführungsleitungAs can be seen from FIG. 1, there is a furnace crucible 11 with a crucible axis 11a, that of an induction coil 12 is surrounded, the cast steel melt 13 with a highest bath level 13a in the furnace room H. The room 15, which is located above the bath level is closed at the opening of the pouring spout 16 by means of a cover 17 and closed at the top of the crucible 11 by the furnace lid 18. Via a gas supply line

19 wird dem gasdurchlässigen, feuerfesten Stein 20, der knapp oberhalb des höchsten Badspiegels 13a in die Tiegelwandung eingelassen und in seine kegelförmige Bettung 20a eingepreßt ist, das inerte Gas mit einem Förderdruck von etwa 1,5 atü zugeführt, das beim Austritt aus diesem Stein19 is the gas-permeable, refractory brick 20, the let into the crucible wall just above the highest bath level 13a and into its conical bedding 20a is pressed in, the inert gas is supplied with a delivery pressure of about 1.5 atü, which occurs when it emerges from this stone

20 laminar in den zunächst Luftatmosphäre enthaltenden Raum einströmt und bei Verwendung eines Edelgases, das schwerer ist als Luft, vorzugsweise bei Verwendung von Argon, die Luftatmosphäre mittels eines vom Badspiegel her nach oben langsam anwachsenden Gaspolsters durch die Deckelfugen hindurch verdrängt. Hiebei ist naturgemäß eine leichte Verwirbelung und damit eine Mischung des Edelgases mit der Luft nicht zu verhindern, jedoch kann diese Grenzschicht relativ dünn gehalten werden, wenn die Bedingung des laminaren Einströmens des Edelgases erfüllt ist. Dies20 laminar in the initially containing air atmosphere Room flows in and when using a noble gas that is heavier than air, preferably when using Argon, the air atmosphere by means of a gas cushion that slowly grows upwards from the bath level through the Lid joints displaced through. Naturally, there is a slight turbulence and thus a mixture of the noble gas With the air not to prevent, however, this boundary layer can be kept relatively thin if the condition the laminar inflow of the noble gas is fulfilled. this

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ist die Voraussetzung für eine wirtschaftlich tragbare Anwendung des Schutzgases, wobei im günstigsten Pail die während der Luftverdrängungsperiode zu verbrauchende Volumsmenge des Schutzgases das 1,3-fache des Ofenvolumens, im Normalfall das 2,5- bis 5-fache davon beträgt, bis oberhalb des Badspiegels im Raum 15 eine reine Schutzgasatmosphäre hergestellt ist. Tritt hingegen Turbulenz bei der Einleitung des Schutzgases auf, wächst die erforderliche Gasmenge auf mindestens den zehnfachen Wert.is the prerequisite for an economically viable Application of the protective gas, whereby in the most favorable Pail the volume of the protective gas to be consumed during the air displacement period is 1.3 times the furnace volume, normally this is 2.5 to 5 times this, until a pure protective gas atmosphere is above the bath level in room 15 is made. If, on the other hand, turbulence occurs during the introduction of the protective gas, the required increases Gas quantity to at least ten times the value.

Anschließend an die Luftverdrängungsperiode, welche bei einem Ofen für eine Tonne Stahlgußschmelze etwa 15 bis 40 Minuten dauert, wird mit einem Förderdruck von etwa 0,5 atü weiterhin Schutzgas eingeblasen, wobei ein ständiger Gasverbrauch von 0,1 <fo bis 1 % des Ofenvolumens pro Minute stattfindet und wobei sich ein Schutzgasdruck von 0,05 atü bis 0,5 atü im Raum 15 einstellt. Dieser Verbrauch ist bei großen Öfen relativ geringer als bei kleinen Öfen, da sich Öfen mit großem Volumen relativ besser abdichten lassen als kleine Öfen, womit sich grb'ssere Warmhalteöfen als wirtschaftlicher erweisen.Following the air displacement period, which lasts about 15 to 40 minutes in a furnace for one ton of cast steel melt, protective gas is blown in with a delivery pressure of about 0.5 atü, with a constant gas consumption of 0.1 <fo to 1% of the furnace volume per Minute takes place and a protective gas pressure of 0.05 atü to 0.5 atü in space 15 is established. This consumption is relatively lower in large ovens than in small ovens, since ovens with a large volume can be sealed relatively better than small ovens, which means that larger holding ovens are more economical.

Bei dem Ofen gemäß Fig.2 sind ganz ähnliche Verhältnisse vorhanden, jedoch besitzt bei diesem Konstruktionsbeispiel der Deckel Ί8 eine gesonderte zentrale Eingußöffnung 21, die mittels eines zweiten kleineren Deckels 22 verschlossen ist. Überdies trägt der Ofendeckel 18 die ringförmige Gaszuführungsleitung 23, welche einen gasdurchlässigen feuerfesten Stein 24 speist, der als zur Tiegelachse 11a konzentrischer Ring ausgebildet ist und in seine Bettung 24a als tragendes Element für den mittleren Teil des Ofendeckels 18 eingepreßt ist. Das durch den Ringstein 24 laminar austretende Gas fällt in Richtung auf den Badspiegel 13a herunter und verdrängt dabei die Luft langsam nach oben.In the case of the furnace according to FIG. 2, very similar conditions exist, but in this construction example it has the cover Ί8 has a separate central pouring opening 21, which is closed by means of a second, smaller cover 22. In addition, the furnace lid 18 carries the annular gas supply line 23, which has a gas-permeable Refractory brick 24 feeds, which is designed as a ring concentric to the crucible axis 11a and is pressed into its bedding 24a as a supporting element for the middle part of the furnace lid 18. That through The gas exiting the ring stone 24 in a laminar manner falls down in the direction of the bath level 13a and is displaced in the process the air slowly upwards.

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Der in Pig.3 dargestellte Trommelofen "besitzt eine Zustellung 31 und einen rechts unten an die Trommel angesetzten Warmhaite-Induktor 32. Die StahlgußschmelzeThe drum furnace shown in Pig.3 "has one infeed 31 and one at the bottom right on the drum attached Warmhaite inductor 32. The cast steel melt

33 mit ihrem höchsten Badspiegel 33a füllt den Ofenraum33 with its highest bath level 33a fills the furnace space

34 zu etwa zwei Drittel aus. Der zunächst mit Luftatmosphäre gefüllte, oberhalb des Badspiegels 33a befindliche Raum 35 ist einerseits durch eine der Gießschnauze 36 zugeordnete, im Zusammenhang mit derselben als Syphon wirkende Sperrwand 37 und anderseits durch den Ofendeckel 38 abgeschlossen. Eine Entleerung dieses Ofens erfolgt durch eine Drehung der Trommel nach links. Über Gaszuführungs-34 about two thirds off. The first with an air atmosphere filled space 35 located above the bath level 33a is on the one hand associated with a pouring spout 36, in connection with the same acting as a siphon barrier wall 37 and on the other hand by the furnace cover 38 closed. This furnace is emptied by turning the drum to the left. Via gas supply

fc leitungen 39 werden vorzugsweise ringförmig angeordnete Gasdruckreduktionskammern 40 gespeist, welche knapp oberhalb des höchsten Badspiegels 33a in die Wände der Zustellung 31 des Trommelofens eingelassen sind. Aus diesen durch Verwirbelung wie Auspufftopfe wirkenden Kammern 40, die vorzugsweise in der Zeichnung nicht dargestellte Umlenkwände für den expandierenden Gasstrom enthalten, tritt das Schutzgas laminar entlang des Badspiegels 33a aus und baut wie bei dem Beispiel von Fig.1 langsam einen die luft verdrängenden Schutzgaspolster auf.fc lines 39 are preferably arranged in a ring Gas pressure reduction chambers 40 fed, which just above the highest bath level 33a in the walls of the lining 31 of the drum furnace are embedded. From these chambers 40, which act like mufflers due to turbulence, which preferably contain baffles, not shown in the drawing, for the expanding gas flow occurs the protective gas is laminar along the bath level 33a and slowly builds up the air as in the example of FIG displacing inert gas cushions.

Da bei den Beispielen gemäß Fig. 3 und 4 ein kleiner Teil der Badoberfläche im Bereich der Gießschnauze 36 fc ohne besondere Maßnahme mit der atmosphärischen Luft in Berührung wäre, kann mittels eines zusätzlichen Auslasses 43, der aus einem gasdurchlässigen Stein bestehen kann, auch über diesem Teil der Badoberfläche eine Schutzgasatmosphäre aufgebaut werden. Selbstverständlich kann aber die Gießschnauze 36 zusätzlich mittels eines in der Zeichnung nicht dargestellten Deckels verschlossen werden.Since, in the examples according to FIGS. 3 and 4, a small part of the bath surface in the region of the pouring spout 36 fc would be in contact with the atmospheric air without special measures, can by means of an additional outlet 43, which can consist of a gas-permeable stone, also has a protective gas atmosphere over this part of the bath surface being constructed. Of course, the pouring spout 36 can also be used in the drawing lid, not shown, are closed.

Der Trommelofen gemäß Fig.4 unterscheidet sich von dem in Fig.3 dargestellten Ofen nur dadurch, daß die Gaszuführungsleitungen 4I und die Gasdruckreduktionskamme'rn 42 am bzw. im Deckel 38 angeordnet sind und daß derThe drum furnace according to Fig. 4 differs of the furnace shown in FIG. 3 only in that the gas supply lines 4I and the gas pressure reduction chambers 42 are arranged on or in the cover 38 and that the

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Aufbau des Schutzgaspolsters ähnlich erfolgt wie gemäß Mg.2.The protective gas cushion is built up in a similar way to Mg.2.

Die in Fig.5 dargestellte höhenverstellbare Vorrichtung zur Zuführung des Schutzgases knapp oberhalb des jeweiligen Badspiegels besteht aus einein Rohr 45, das in einem Dichtungsfohr 44 des Deckels 22 verschiebbar gelagert ist und an seinem unteren Ende einen topfförmig ausgebildeten, gasdurchlässigen und feuerfesten Spülstein 46 trägt.The height-adjustable device shown in Figure 5 for supplying the protective gas just above of the respective bath level consists of a tube 45 which is slidable in a sealing tube 44 of the cover 22 is mounted and at its lower end a cup-shaped, gas-permeable and fireproof sink 46 carries.

Gemäß Pig.6 ist dieser Spülstein 46 durch einen keramischen Trichter ersetzt, der als Gasdruckreduktionskammer wirkt. Beide Einrichtungen sind besonders gut geeignet, als Adapter in bereits bestehende Ofenanlagen eingebaut zu werden und einen sehr geringen Schutzgasverbrauch während der Luftverdrängungsphase zu ermöglichen.According to Pig.6, this sink 46 is replaced by a ceramic funnel, which acts as a gas pressure reduction chamber works. Both devices are particularly well suited to being built into existing furnace systems as adapters and to enable very low inert gas consumption during the air displacement phase.

Selbstverständlich können die gasdurchlässigen feuerfesten Steine bzw. die Gasdruckreduktionskammern bei sämtlichen gezeigten Konstruktionsbeispielen sowohl in der Ofenwandung als auch im Deckel in beliebiger Weise kombiniert angeordnet sein. Ferner ist es möglieh, Schutzgasmeßproben zu entnehmen und z.B. gaschromatographisch zu untersuchen oder eine laufende elektrische Messung des Sauerstoffgehaltes als Maß für die,Anwesenheit von Luft durchzuführen. Derartige Messungen erübrigen sieh jedoch weitgehend, sobald die Wirkungsweise eines erfindungsgemäßen Warmhalteofens einmal empirisch ermittelt worden ist und die Vorgänge unter gleichen Bedingungen wiederholt werden. Als inertes Schutzgas kommt außer Argon noch Xenon, Krypton und Neon in Frage, wobei für die Auswahl wie überhaupt für die gesamte Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Kostenfrage ausschlaggebend is,t. Selbstverständlich kann prinzipiell auch Helium, verwendet werden, wobei hochliegende Gasauslässe günstig sind»Of course, the gas-permeable refractory bricks or the gas pressure reduction chambers can also be used all of the construction examples shown can be combined in any way, both in the furnace wall and in the lid be arranged. It is also possible to take protective gas samples and, for example, to use gas chromatography examine or an ongoing electrical measurement of the oxygen content as a measure of the presence of air perform. However, such measurements are unnecessary largely as soon as the mode of operation of a holding furnace according to the invention has once been determined empirically and the processes are repeated under the same conditions. In addition to argon, xenon is used as an inert protective gas, Krypton and Neon in question, being for selection like at all for the entire implementation of the invention Procedure, the question of costs is decisive, t. Of course, helium can in principle also be used high gas outlets are cheap »

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Die Erfindung gestattet es, schmelzflüssige Stahlgußlegierungen über längere Zeiträume, beispielsweise zehn Stunden, ohne Legierungsabbrand in einem der Warmhalteöfen gemäß der Erfindung aufzubewahren, so daß hinsichtlich der Zusammensetzung und der technologischen Eigenschaften des fertigen Gußstückes keinerlei Abweichung von den gewünschten Werten eintritt. Dieses Ergebnis ermöglicht den Gießereien eine überaus rationelle Herstellung von Stahlgußformteilen.The invention allows molten cast steel alloys for extended periods of time, for example ten hours to keep without alloy burn-up in one of the holding furnaces according to the invention, so that with regard to the composition and the technological properties of the finished casting do not deviate of the desired values occurs. This result enables foundries to produce extremely efficiently of cast steel parts.

Durch die Erfindung werden sowohl große als auch kleine Stahlwerke in die lage versetzt, ohne große Schmelzöfen große Stahlgußstücke herzustellen, deren Zusammensetzung genau den vorbestimmten Werten entspricht. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß auch die Luftverschmutzung geringer wird, denn bisher mußte für große Stahlgußstücke hoher Qualität ein entsprechend großer, gasbeheizter Schmelzofen verwendet werden, wogegen bei Anwendung der Erfindung mit relativ kleinen, keine Abgase erzeugenden, sondern elektrisch beheizten öfen das Auslangen gefunden werden kann. Schließlich wird durch die Erfindung die Voraussetzung für das Stranggießen von Stahl geschaffen.The invention enables both large and small steelworks without large ones Melting furnaces produce large steel castings, the composition of which corresponds exactly to the predetermined values. Another advantage of the invention can be seen in the fact that air pollution is also lower than before For large steel castings of high quality, a correspondingly large, gas-heated melting furnace had to be used while using the invention with relatively small, not generating exhaust gases, but electrical heated stoves that can be found sufficient. Finally, the invention provides the prerequisite created for the continuous casting of steel.

Example:

In einem mit einer CK-22 Stahlgußschmelze versehenen Induktions-Tiegelofen gemäß Fig.2 mit einem Rauminhalt von 1,0 m wurde nach der Beendigung des Schmelzvorganges der Ofen verschlossen und Argon mit einem Förderdruck von 2 atü durch den gasdurchlässigen feuerfesten Stein laminar eingeleitet. Nach 30 Minuten Gasförderung bei einem Gasverbrauch von 3Nm Argon war der Sauerstoffgehalt auf 0,1 i» herabgesetzt. Während der folgenden Warmhai te sie it;/konnte durch laufendes Nachblasen von 5 1 Argon pro Minute bei einem FörderdruckIn an induction crucible furnace with a volume of 1.0 m provided with a CK-22 cast steel melt as shown in FIG. After 30 minutes of gas production at a gas consumption of 3 Nm argon the oxygen content was reduced to 0.1 i ». During the following warm-up period, she could do it by continuously blowing 5 liters of argon per minute at a delivery pressure

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unter 0,5 atü der Sauerstoffgehalt auf 100 ppm vermindert bzw. gehalten werden, wobei im Ofenraum ein Überdruck von etwa 0,15 atü herrschte. Nach einer Warmhaltezeit von 8 Stunden konnte die CK-22 Stahlgußschmelze ohne Analysenkorrektur bzw. ohne Zuschläge abgegossen werden.below 0.5 atm, the oxygen content is reduced or kept to 100 ppm, with an overpressure in the furnace chamber of about 0.15 atm. After a holding time of 8 hours, the CK-22 cast steel melt can be cast without analysis correction or without additives.

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Claims

Patent claims:

1. A method for holding molten metal of a predetermined composition, in particular molten steel, characterized in that a holding furnace, which is filled in portions, for example, is closed after the introduction of the first portion of molten metal and that the air atmosphere above the bath level is then blown in by laminar at least the 1 , 3 times the volume of the warm holding furnace volume - preferably 2.5 to 5 times the volume - of a gas acting as a protective gas, inert to the melt is slowly displaced while avoiding turbulence, and then - even after the introduction of further melt portions - im Oven space above the bath level a pure protective gas atmosphere with an overpressure of 0.05 to 0.5 atü is obtained by post-blowing the protective gas with a gas consumption between 0.1 $ and 1 <fo volume of the holding furnace volume per minute, so that the air atmosphere can access the Melt is prevented and this even hours after melting without burning off the alloy constituents and without increasing the gas content, it can be cast “once, in portions, or continuously.

2. The method according to claim 1, characterized in that the laminar injection of the protective gas takes place during the displacement of the air atmosphere with a delivery pressure of about 1.5 atmospheres and the subsequent Maintaining the protective gas atmosphere is carried out with a delivery pressure of about 0.5 atü.

3 «Method according to claim 1 or 2, characterized in that argon or another noble gas which is heavier than air is used as the protective gas.

BATH 34/062 $ .- '. ';

4. The method according to claim 3, characterized in that the laminar injection of the protective gas takes place just above the bath level or from the furnace wall or from the lower edge of the furnace cover.

5. Holding furnace for performing the method according to one of claims 1 to 4, characterized in that that at least one gas-permeable refractory brick (20), which is e.g. conical or ring-shaped and is pressed into its bedding (20a), or at least one gas pressure reduction chamber (40) in the manner of a muffler arranged just above the highest bath level (13a, 33a) in the furnace wall and with a gas supply line (19,39) is provided.

6. Holding furnace for carrying out the method according to one of claims 1 to 4, characterized in that that at least one gas-permeable refractory brick (24), which is preferably more concentric than the crucible axis (11a) Ring is formed and pressed into its bedding (24a), or at least one gas pressure reduction chamber (42) arranged in the manner of a muffler in the furnace lid (18,38) in the vicinity of its lower edge and with a Gas supply line (23,41) is provided, wherein in the cover (18) a central pouring opening (21) is preferably provided, which can be closed by means of a second cover (22) is.

7. Holding furnace for performing the method according to one of claims 1 to 4, characterized in that that in a cover (22) by means of a sealing tube (44) a gas supply pipe (45) is mounted adjustable in height is, at the lower end either a preferably cup-shaped, gas-permeable and fireproof sink (46) or a funnel (47) is attached.

8. Holding furnace according to claim 5, 6 or 7 »

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-H--H-

characterized in that a tubular, means a lid (17) closable semolina snout (16) or a semolina snout (36) with a siphon acting as a siphon Barrier wall (37) and possibly an additional outlet (43) for the protective gas is provided.

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