DE2419773A1 - Verfahren zum schutz von zur behandlung von fluessigen metallbaedern dienenden lanzen - Google Patents
Verfahren zum schutz von zur behandlung von fluessigen metallbaedern dienenden lanzenInfo
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Description
PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT1 DIPLOMCHEMIKER
5 KÖLN 51, OBERLÄNDER UFER 90 2419773
Köln, den 17.Apr 111974
Eg/Ax/64
Foseco International Limited, 285 Long Acre, Nechells,
Birmingham B7 5JR (Großbritannien)
Verfahren zum Schutz von zur Behandlung von flüssigen Metallbädern dienenden Lanzen
Bei verschiedenen Verfahren zur Behandlung von flüssigen
Metallbädern wird ein gasförmiges Material, das wahlweise Feststoffe mitträgt, in ein flüssiges
Metallbad geblasen. Dieses Blasen wird gewöhnlich durchgeführt, indem ein Rohr in das flüssige Metallbad
getaucht wird, durch das das Gas geblasen wird. Ein solches hohles Hohr wird als Lanze bezeichnet.
Die Einsatzbedingungen solcher Lanzen führen natürlich zu schnellem Angriff auf die Lanze selbst. Eine Lösung
des Problems besteht darin, die Lanze aus einem abschmelzbaren Werkstoff, z.B. aus einem Metall ungefähr
des gleichen Typs, wie das zu behandelnde Metall, herzustellen. Eine solche Lanze hält im allgemeinen
genügend lange, um die Gasbehandlung durchzuführen, worauf sie wenigstens in dem Maße, in dem sie in das
flüssige Metallbad getaucht wird, abgeschmolzen wird.
?/enn jedoch langer dauernde Gasbehandlungen durchzuführen
sind, kann mehr als eine Abschmelzlanze erforderlich sein. Weitere Lanzenabschnitte lassen sich ohne
weiteres an eine vorhandene. Lanze ansetzen, indem Schraubverbindungen an den Enden jeder Lanze vorgesehen
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werden. Bei Verwendung solcher Lanzen werden die Lanzen schnell verbraucht oder angeschmolzen. Während die
Lanze durch Auflösung am Ausblasende verbraucht wird, ist es häufig notwendig, weitere Lanzenlängen anzusetzen.
Als Alternative zur Verwendung von Abschmelzlanzen wurden Dauerlanzen oder Permanentlanzen vorgeschlagen,
die entweder aus ganz speziellen hochfeuerfesten Werkstoffen
bestehen oder aus Metall und/oder feuerfesten
Materialien hergestellt und mit einem Kühlsystem, in dem beispielsweise ein Kühlmedium umgewälzt wird,
versehen sind. Durch keine dieser Lösungen, von denen einige äußerst kompliziert und kostspielig sind, wurde
bisher eine befriedigende Lebensdauer der Lanze erreicht.
Es wurden Versuche gemacht, die Lebensdauer von abschmelzbaren Lanzen durch "Kalorisieren" oder ähnliche
Prozesse* zu verlängern. Bei diesen Verfahren wird eine abschmelzbare Lanze mit Aluminium, Aluminiumoxyd und
Diffusionsprodukten beschichtet, worauf sie einer Wärmebehandlung bei 800 bis 1000°C unterworfen werden
kann. Die abschmelzb.are Lanze, die im allgemeinen aus einem Eisenmetall hergestellt wird, reagiert mit dem
Aluminium unter Bildung eines dünnen, überaus fest zusammenhängenden diffundierten Überzug auf der Lanze,
aber der gewährte Schutz ist nicht sehr groß, vielmehr ist insbesondere bei Verwendung solcher Lanzen für die
Stahlerzeugung im Lichtbogenofen die Lebensdauer unbefriedigend.
Gegenstand der Erfindung ist der Schutz von Lanzen, die zur Behandlung von flüssigen Metallbädern verwendet
werden und im wesentlichen aus einem Metallrohr bestehen, nach einem Verfahren, daß dadurch gekennzeichnet
ist, daß man auf die äußere Metalloberfläche des Rohres
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durch Plasmaspritzen wenigstens ein hochfeuerfestes
Material und/oder wenigstens ein schwer schmelzbares Metall aufbringt.
Unter einem hochfeuerfesten Material ist ein Material
mit einem Schmelzpunkt von etwa 20000C und darüber zu
verstehen. Als Beispiele von Materialien, die für die Zwecke der Erfindung geeignet sind, sind die Oxyde
von Aluminium, Zirconium, Titan, Thorium, Chrom und Gemische dieser Oxyde miteinander oder mit anderen
Materialien mit niedrigerem Schmelzpunkt zu nennen.
Unter schwer schmelzenden Metallen sind Metalle oder Legierungen mit einem Schmelzpunkt von etwa 2000°G
oder darüber zu verstehen. Als Beispiele solcher Werkstoffe,,
die für die Zwecke der Erfindung verwendet werden können, sind Molybdän, Wolfram, Niob, Tantal,
Zirconium und Gemische dieser Metalle miteinander oder mit anderen Werkstoffen von niedrigerem Schmelzpunkt
zu nennen.
Das Plasmaspritzverfahren ist ein bekanntes Verfahren, bei dem der Spritzwerkstoff durch"einen eingeschlossenen
Lichtbogen oder Plasmalichtbogen geführt wird. Der "durch den Lichtbogen geführte Werkstoff scheidet sich
dann auf der Oberfläche der zur Behandlung des flüssigen Metallbades dienenden Lanze unter Bildung eines
dünnen, äußerst'fest haftenden, überaus wirksamen Schutzüberzuges ab, der aus den verspritzten Werkstoffen
besteht. Im allgemeinen kann der aufgebrachte Überzug eine Dicke von 0,05 bis 1,0 mm haben.
Der Grundwerkstoff der Lanze selbst besteht im allgemeinen bei Anwendungen, bei denen es sich bei dem zu behandelnden
flüssigen Metallbad um ein Eisenmetall handelt, aus Stahl. Die Erfindung ist jedoch auch auf
Lanzen anwendbar, die zur Behandlung von Aluminium ur?d
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Aluminiumlegierung dienen, wobei Lanzenrohre verwendet werden, die selbst aus einer Aluminiumlegierung bestehen,
und für Lanzen geeignet, die für die Behandlung von Kupfer, Zink-und anderen Nichteisenmetallen und
-legierungen verwendet werden.
Bevorzugt als feuerfestes Material für die Aufbringung
durch Plasmaspritzen wird Aluminiumoxyd
Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel weiter erläutert.
Abschmelzbare Stahllanzen, die zur Stahlerzeugung im
Lichtbogenofen verwendet-werden, können aus Stahlrohren
mit einem Innendurchmesser von 46 mm, einem Außendurchmesser von 50 mm und einer Länge von 6 m bestehen. Auf
Stahllanzen dieses Typs wurde durch Plasmaspritzen Aluminiumoxyd in einer Dicke von 0,1 mm aufgebracht,
worauf die Lanzen wie vorher verwendet wurden. Es wurde festgestellt, daß die in dieser Weise beschichteten
Lanzen viel langsamer abgebrannt und abgeschmolzen wurden als unbehandelte oder "kalorisierte" Lanzen.
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Claims (4)
- Pat entansprücheΛ. Verfahren zum. Schutz von zur Behandlung von flüssigen Metallbädern dienenden Lanzen, die im wesentlichen aus einem Metallrohr bestehen, wobei man einen "Überzug auf die äußere Metalloberfläche des Rohres aufbringt, dadurch gekennzeichnet, daß man durch Plasmaspritzen wenigstens ein hochfeuerfestes Material und/oder wenigstens ein schwer schmelzbares Metall aufbringt.
- 2. "Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff, der durch Plasmaspritzen auf die Metalloberfläche aufgebrächt wird, Al0O-, enthält oder aus Al0O2 besteht.
- 3. Verfahren nach Anspruch Ί oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus Stahlrohren bestehende Lanzen behandelt werden.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug in einer Dicke von 0,05 bis 1,0 mm aufgebracht wird.-5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lanze ein Rohr aus Nichteisenmetallen verwendet.409845/0867
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