DE2208960B2

DE2208960B2 - Immersion bulb made of refractory material for the introduction of highly reactive additives into a molten metal

Info

Publication number: DE2208960B2
Application number: DE19722208960
Authority: DE
Inventors: Günther Dipl.-Ing. 4291 Biemenhorst Beele
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1972-02-25
Filing date: 1972-02-25
Publication date: 1976-05-20
Also published as: CH582749A5; DE2208960A1; GB1410157A; SE7310793L; FR2240292A1; DE2208960C3; FR2240292B1; SE391344B; BE803469A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tauchbirne aus feuerfestem Material zum Einbringen stark reagierender Zusätze in eine Metallschmelze, insbesondere ;:um Einbringen von Reinmagnesium in eine Gußeisenschmelze zur Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit. mit einem mit einer verschließbaren Einfüllöffnung versehenen Einfüllrohr und Kontaktöffnungen, durch die die Zusätze nach Eintauchen der Birne mit der Schmelze in Berührung gelangen.The invention relates to a dipping pear made of refractory material for introducing highly reactive additives into a molten metal, in particular: to introducing pure magnesium into a molten cast iron for the production of spheroidal graphite cast iron. with a filler tube provided with a closable filler opening and contact openings through which the additives come into contact with the melt after the pear has been immersed.

Eine gattungsgemäße Tauchbirne (DT-PS 1 11 771) hat im unteren Bereich eine Anzahl von Bodenöffnungen und am Übergang zwischen Tauchbirne und Einfüllrohr ein sich selbsttätig schließendes Klappenventil. Durch diese Ausgestaltung der Tauchbirne findet, sobald die Zusätze mit der heißen Schmelzmasse in Berührung kommen, eine Gas- und Dampfbildung der Zusätze, insbesondere bei Reinmagnesium statt, wodurch sich das Klappventil schließt und der ganze verdampfte Kammerinhalt durch die Bodenöffnungen in den Schmelztiegel hineingetrieben wird. Das Eindringen der Schmelze und das Austreten der duivh die Schmelze verdampften Zusätze muß durch ein und dieselben auf gleicher Höhe liegenden Öffnungen erfolgen. Dabei behindert die austretende Dampfmenge in Verbindung mit dem Überdruck (schließendes Klappenventil) den stetigen Zufluß wärmezuführender Schmelze in der Weise, daß Schmelze erneut immer erst dann ir die Tauchbirne eintreten kann, wenn der vom vorherigen Schmelzfluß durch Verdampfen der Zusätze entstandene Dampfdruck wieder abgesunken ist. Das Eindringen von Schmelze in die Tauchbirne geschieht also in zeitlich aufeinanderfolgenden Reaktionsintervallen, nämlich immer dann, wenn der Dampfdruck, der sich in einem gewissen Zeitabschnitt durch infolge der Wärmeenergie der eingetretenen Schmelze beginnendes Verdampfen der Zusätze aufbaut, in einen nachfolgenden Zeitabschnitt sich ausreichend gesenkt hat. Auf Grund dieser Ausgestaltung in Verbindung mit dem hohen Dampfdruck von Rdnmagnesium ist ein befriedigender Reaktionsablauf mit dieser Tauchbirne nicht gewährleistet. A generic immersion bulb (DT-PS 1 11 771) has a number of bottom openings in the lower area and at the transition between the immersion bulb and the filler pipe an automatically closing flap valve. This configuration of the immersion bulb takes place as soon as the additives come into contact with the hot melt, gas and vapor formation of the additives, especially with pure magnesium, whereby the flap valve closes and everything evaporates Chamber contents is driven into the crucible through the bottom openings. The intrusion the melt and the escape of the duivh the melt evaporated additives must go through one and the same openings located at the same height. The amount of steam escaping prevents the connection with the overpressure (closing flap valve) the steady flow of heat-supplying melt in the Way that the melt can only enter the immersion bulb again when the one from the previous one Melt flow caused by evaporation of the additives vapor pressure has dropped again. The intrusion from melt into the immersion pear so happens in chronologically successive reaction intervals, namely whenever the vapor pressure, which changes over a certain period of time as a result of the thermal energy evaporation of the additives begins to build up after the melt has entered, in a subsequent one Period has decreased sufficiently. Because of this design in conjunction with the high A satisfactory reaction process with this immersion bulb is not guaranteed.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu beheben und eine Vorrichtung zum Einbringen stark reagierender Zusätze in eine Schmelze zu schaffen, die es ermöglicht, technisch reines Magnesium gesteuert und gesichert unter die Badoberfläche der Schmelze zu bringen und dadurch Gußeisen mit Kugelgraphit zu bilden.It is the object of the present invention to eliminate these disadvantages and to provide a device for introducing them To create highly reactive additives in a melt that makes it possible to produce technically pure magnesium controlled and secured to bring the melt under the bath surface and thereby cast iron with spheroidal graphite to build.

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^5S Gelöst wird die Aufgabe der Erfindung dadurch, daß die Kontaktöffnungen — in der getauchien Stellung der Tauchbirne betrachtet — im unteren und oberen Bereich der Tauchbirne angeordnet sind. Auf Grund dieser Anordnung der Kontaktöffnungen in der Tauchbirne in unterschiedlichen Höhen derselben kann die Schmelze in Behandlungssiellung der Tauchbirne in die unteren Kontaktöffnungen eintreten und so zur Zuführung der erforderlichen Verdampfungswärme an die Zusätze heranfließen, mit ihnen in Reaktion treten und diese Zusätze in Dampfform überführen. Die Dampfblasen der Zusätze können durch die oberen Kontaktöffnungen austreten und in die Schmelze eindringen, ohne daß dabei der weitere Zufluß an Schmelze durch die unteren Kontaktöffnungen unterbrochen wird. Dadurch wird ein gleichmäßiger und praktisch gleichbleibend stoßfreier Betrieb erzielt, so daß sich ein geregelter weitgehend störungsfreier Behandlungsablauf einstellt und der heftige Reaktionsablauf sicher beherrscht wird. Dabei sind die Kontaktöffnungen so bemessen, daß sowohl Schmelze nachfließen und mit den Zusätzen reagieren sowie verdampftes Material austreten kann. Dieser Selbstregeleffekt ist von großer Bedeutung. Es sei daraufhin hingewiesen, daß die erfindungsgemäße Tauchbirne nicht nur zum Einbringen von Reinmagnesium, sondern auch für die Zugabe anderer Zusätze verwandt werden kann. ^5S achieved is the object of the invention in that the contact openings - viewed in the position of the submersible bulb getauchien - are arranged in the lower and upper portion of the submersible bulb. Due to this arrangement of the contact openings in the immersion pear at different heights, the melt in the treatment solution of the immersion pear can enter the lower contact openings and thus flow to the additives to supply the necessary heat of vaporization, react with them and convert these additives into vapor form. The vapor bubbles of the additives can exit through the upper contact openings and penetrate the melt without the further flow of melt through the lower contact openings being interrupted. As a result, an even and practically constant shock-free operation is achieved, so that a regulated, largely trouble-free treatment process is established and the violent reaction process is reliably controlled. The contact openings are dimensioned so that melt can flow in and react with the additives and evaporated material can escape. This self-regulating effect is of great importance. It should be pointed out that the dipping bulb according to the invention can be used not only for introducing pure magnesium, but also for adding other additives.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem senkrechten Querschnitt eine in ein Beiiandlungsgefäß mit Gußeisenschmelze eingebrachte Tauchbirne gemäß der Erfindung dargestellt.In the drawing is an embodiment of the invention in a vertical cross-section one introduced into a treatment vessel with molten cast iron Dipping bulb shown according to the invention.

Ein aus feuerfestem Material bestehendes Behandlungsgefäß 1 ist teilweise mit Schmelze, insbesondere Gußeisenschmelze 2, gefüllt. In die Gußeisenschmelze ist eine Tauchbirne 3 eingebracht, die aus einem Behälter 4 und einem am oberen Ende des Behälters angebrachten Einfüllrohr 5 besteht. Der Behälter 4 hat einen Reaktionsraurr. 6 zur Aufnahme von reinem Magnesium oder anderen stark reagierenden Zusätzen. Die Wandungen 7, 8 des Behälters 4 bestehen aus feuerfestem Material, in die zur Verstärkung eine Metallarmierung 9 eingebettet ist. Die Metallarmierung 9 hat beispielsweise die Form eines korb- oder wabenähnlichen Stahlgeflechtes. In der Wandung 7 sowie im Boden 8 sind mehrere düsenartige Kontaktöffnungen 10 zum Einströmen und Ausströmen der Schmelze in den bzw. aus dem Reaktionsraum sowie zum Austritt von Reaktionsprodukten, ζ. Β. des verdampften Magnesiums, vorgesehen. Die Anzahl und Größe der Kontaktöffnungen 10 ist dabei so bemessen, daß erst eine Reaktion der Schmelze mit dem Reinmagnesium stattfinden kann, wenn der Behälter 4 der Tauchbirne 3 vollständig unter die Oberfläche der Schmelze 2 untergetaucht ist. Der Reaktionsraum 6 hat zum Einfüllrohr 5 hin eine Öffnung 11, die durch einen Verschlußstopfen 12 verschlossen ist. Als tragendes Bauelement weist das Einfüllrohr 5 ein Metallrohr 13 auf, das in einem Schutzdeckel 14 zum Abdecken des Behandlungsgefäßes 1 gehalten ist. Zum Behälter 4 hin ist das Metallrohr 13 konisch aufgeweitet und mit der Metallarmierung 9 verbunden. Von der Unterseite des Schutzdeckels 14 an hat das Metallrohr außen eine Ummantelung aus feuerfestem Material, die in die Wandungen des Behälters 4 übergeht. Metallrohr 13 und Metallarmierung 9 bilden somit zusammen das tragende Stützskelett der Tauchbirne. Zum Schutz gegen allzu große Erwärmung des Metallrohres bei der Reaktion des Magnesiums ist das Metallrohr 13 im Bereicn seiner konischen ErweiteruneA treatment vessel 1 made of refractory material is partially with melt, in particular Cast iron melt 2, filled. A dipping pear 3 is introduced into the cast iron melt and is drawn from a container 4 and a filler pipe 5 attached to the upper end of the container. The container 4 has one Reaction room 6 for the absorption of pure magnesium or other highly reactive additives. the Walls 7, 8 of the container 4 are made of refractory material, in which a metal reinforcement for reinforcement 9 is embedded. The metal reinforcement 9 has, for example, the shape of a basket-like or honeycomb-like one Steel mesh. In the wall 7 and in the base 8 there are several nozzle-like contact openings 10 for the flow of the melt into and out of the reaction chamber and for the exit of Reaction products, ζ. Β. of the evaporated magnesium. The number and size of the contact openings 10 is dimensioned so that only a reaction of the melt with the pure magnesium take place can when the container 4 of the immersion bulb 3 is completely submerged below the surface of the melt 2. The reaction space 6 has an opening 11 towards the filling pipe 5 which is closed by a sealing plug 12 is. As a load-bearing component, the filler pipe 5 has a metal pipe 13 which is in a protective cover 14 is held to cover the treatment vessel 1. The metal tube 13 is towards the container 4 widened conically and connected to the metal reinforcement 9. From the underside of the protective cover 14 the outside of the metal tube has a jacket made of refractory material, which is inserted into the walls of the container 4 transforms. Metal pipe 13 and metal reinforcement 9 thus together form the supporting skeleton of the immersion bulb. This is to protect against excessive heating of the metal pipe when the magnesium reacts Metal tube 13 in the area of its conical enlargement

innen zusätzlich mit feuerfestem Material ausgekleidet. Die Öffnung 11 zwischen Einfüllrohr 5 und Behälter 4 weitet sich trichterförmig zum Einfüürohr 5 hin auf und mündet oberhalb der konischen Erweiterung des Metallrohres in dessen zylindrischen Teil. Das über den Schutzdeckel 14 hinausragende Ende des Metalirohres 13 bildet einen trichterförmigen Einfüllstutzen 15, in dem geeignete Dichtelemente angeordnet sind und der mittels eines einfachen Knebelv^rschlusses 16 druckdicht verschlossen werden kann. Der Verschlußstopfen 12 ist mit einer in die Bohrung des Metallfohres 13 einschiebbaren Stange 17 verbunden, die mit dem Knebelverschluß 16 so gekoppelt ist. daß gleichzeitig beim Verschließen des Einfüllstutzens 15 die öffnung 31 zwischen Einfüllrohr 5 und Behälter 4 durch den Verschlußstopfen 12 dicht abgeschlossen wird.additionally lined with refractory material on the inside. The opening 11 between the filler pipe 5 and the container 4 widens in a funnel shape towards the insertion tube 5 and opens above the conical widening of the metal tube in its cylindrical part. That about the Protective cover 14 protruding end of the metal tube 13 forms a funnel-shaped filler neck 15, in the suitable sealing elements are arranged and the pressure-tight by means of a simple toggle closure 16 can be locked. The sealing plug 12 can be pushed into the bore of the metal pipe 13 with a Rod 17 connected, which is coupled to the toggle lock 16 so. that at the same time Closing the filler neck 15 between the opening 31 The filler pipe 5 and container 4 are sealed off by the plug 12.

Über zwei am Verschlußdeckel Ii angreifende Hubzylinder 18 kann die Tauchbirne zusammen mit dem Verschlußdeckel 14 in die Schmelze abgesenkt oder aus der Schmelze herausgezogen werden. Ein nich· dargestellter besonderer Kippmechanismus ermöglicht es, nach erfolgter Behandlung die Tauchbirne so zu kippen, daß der Reaktionsraum leicht durch die Bohrung des Metallrohres 13 oder eine der Kontaktöffnungen 10 gereinigt werden kann.Via two lifting cylinders acting on the cap Ii 18, the immersion bulb can be lowered into or out of the melt together with the cap 14 pulled out of the melt. A special tilting mechanism, not shown, makes it possible to after the treatment, to tilt the immersion bulb so that the reaction space can easily pass through the bore of the metal tube 13 or one of the contact openings 10 can be cleaned.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Immersion bulb made of refractory material for introducing highly reactive additives into a molten metal, especially for the introduction of fine magnesium in a cast iron melt for the production of cast iron with spheroidal graphite, with a with a closable filler opening provided filler tube and contact openings through which the Additives come into contact with the melt after the pear has been immersed, characterized in that that the contact openings (10) - considered in the submerged position of the Tauchbin.e (3) - Are arranged in the lower and upper area of the Tauchbir- '5 ne (3).