DE244660C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Es ist bereits bekannt geworden und in Hüttenbetrieben allgemein üblich, die in Metallen, Metallegierungen, geschmolzenen Stählen u. dgl. enthaltenen und zur Blasenbildung usw. führenden Gase dadurch zu entfernen, daß die Metalle in flüssigem Zustande der Einwirkung eines möglichst hohen Vakuums ausgesetzt und die Gase dadurch abgesaugt werden. Infolge der begrenzten Leistungsfähigkeit der verwendeten Absaugeapparate und der durch die hohe Temperatur der abgesaugten Gase herbeigeführten Gefährdung des Ganges dieser Apparate sind völlig befriedigende, einwandfreie Ergebnisse jedoch bis heute noch nicht erzielt worden.

Nach der vorliegenden Erfindung wird nun ein nahezu absolutes Vakuum erzeugt, welches einer Quecksilberhöhe von etwa 1 mm entspricht und unter dessen Einwirkung die Gase noch während des vollen Flusses der Metalle abgesaugt werden.

Dies wird dadurch erreicht, daß die Vakuumkammer zunächst der Einwirkung möglichst leistungsfähiger Pumpen, hierauf zur weiteren Herabsetzung, des bereits erreichten minderen Druckes der. Einwirkung von Wasser-, Dampfoder Luftejektoren o. dgl. ausgesetzt wird, während gleichzeitig eine energische Abkühlung der abgesaugten Gase herbeigeführt wird.

In der nachstehenden Beschreibung sei dies eingehender beleuchtet:

Die ganz besondere Eigentümlichkeit dieses Gasentfernungsverfahrens unter der Wirkung der Luftleere, die durch entsprechende Apparate, wie z. B. Luftpumpen, Wasser-, Dampf- oder Luftejektoren oder andere Apparate erzeugt wird, besteht in erster Linie darin, daß die abgesaugten Gase energisch abgekühlt werden, sobald sie aus dem flüssigen Material herausgezogen sind. Diese energische Abkühlung der abgesaugten Gase, bevor sie in die Absaugeeinrichtung kommen, kann durch beliebige geeignete Mittel, beispielsweise durch feine Verteilung von Dampf oder von kaltem Wasser oder durch die Zirkulation der extrahierten Gase in anfeuchtenden Apparaten, die den Gaswäschern analog gebaut sind, oder durch ihren Durchgang durch Röhren- '"' bündel, um die entsprechende Windströme oder kalte Flüssigkeiten zirkulieren, oder schließlieh durch Luft, Gas oder kälten Dampf bewirkt werden. Es ist wesentlich, auf die besondere Rolle hinzuweisen, welche die Abkühlung der Gase spielt, weil sich hieraus ergibt, daß diese abgekühlten Gase alsdann ein äußerst verringertes Volumen haben und weil infolgedessen die Extraktionsapparate, natürlicherweise eine viel größere Leistungsfähigkeit besitzen; d. h. von den abgekühlten Gasen viel größere Mengen bewältigen können als ohne Abkühlung.

Man kann je nach Umständen die Montage und den Aufbau der Pumpen entsprechend verändern, man: kann sie in Serie oder parallel schalten, sie mit Ejektoren usw. kombinieren o. dgl. ' . '

Eine Kombination, welche die besten Ergebnisse zu liefern scheint, besteht in der Anwendung von Pumpen, welche zuerst den Druck bis zu einem Wert erniedrigen, der dem besten Nutzeffekt dieser Pumpen entspricht; da aber diese Pumpen keine theoretische Luftleere liefern können '. und es zweckmäßig ist, sich dieser soviel als möglich zu nähern, werden sie, nachdem sie ihren maximalen Nutzeffekt

ίο erreicht haben, durch Luftpumpen ersetzt, welche durch Wasser oder besser durch Dampf oder komprimierte Luft wirken und deren Aktion darin besteht, schließlich annähernd das absolute Vakuum oberhalb des Metalls herzustellen, d. h. den Atmosphärendruck, der sich über der Metalloberfläche befindet, bis zu ι mm Quecksilbersäule herabzusetzen.

Wenn die Luftleere hergestellt werden kann, indem man gewisse Konstruktionen anwendet,

bo so ist das Verfahren in einem Schachtofen ohne Feuerung, der das zu behandelnde Metall enthält, viel leichter auszuführen als in einem Bessemerkonverter saurer oder basischer Art, ohne daß es in diesem letzteren Falle unmöglich wäre. In einem Martinofen ist es dagegen praktisch unmöglich, das Vakuum, herzustellen.

Die gegenwärtige Erfindung gibt Mittel,

welche die Entfernung der in den Metallen usw.

enthaltenen Gase unter dem Einfluß der Luftleere erlauben,, indem die mit Metall gefüllten Gefäße in einer luftleeren Kammer plaziert werden, welche dem Atmosphärendruck widerstehen kann und wobei für die Aufrechterhaltung des Vakuums gesorgt ist.

Die beiliegende Zeichnung zeigt beispielsweise eine Ausführungsform eines Apparates, der geeignet ist, die Gase des in den Gießpfannen enthaltenen Metalls usw. zu entfernen.

Fig. ι zeigt einen Aufriß der Vakuumkammer,

Fig. 2 eine Ansicht,
Fig. 3 einen Querschnitt und die
Fig. 4 bis 7 Details.

Der Rezipient A, der das Metall, die Legierung oder den Stahl, die von den Gasen befreit werden sollen, in flüssigem Zustande enthält, kann die Form eines Schachtes oder einer Gießpfanne haben und wird durch einen Wagen B auf eine Plattform C gebracht, die an die Vakuumkammer D anstößt. Diese Kammer ist aus Eisenplatten hergestellt, und die einzelnen Platten sind durch autogene Schweißung miteinander verbunden. In ihrem Innern befindet sich eine Bahn C, auf deren Schienen man den die Gießpfanne tragenden Wagen heranfährt. Vom oberen Teil dieser Kammer geht ein Zug E ab, der zur Abführung der Luft und der heißen Gase dient und unter der Einwirkung der Absaugeeinrichtung steht. Dieser Zug E stößt an die Abkühlungseinrichtung, welche aus einem zylindrischen Körper F, der ein Bündel von Rohren enthält, die in Kammern H und H' endigen, besteht. An die Kammer H stößt ein Rohr I, durch welches der kalte Wind herbeigeführt wird, und von der Kammer H' geht ein Rohr / aus für den warmen Wind. Dieser Wind dient zur Abkühlung des Röhrenbündels G und hierdurch der warmen Gase, welche im Kühlgefäß F zirkulieren. Die so abgekühlten Gase gewinnen durch das Rohr K die Absaugeapparate. Oberhalb des Ausgangsrohres E für die warmen Gase aus der Vakuumkammer ist ein perforierter Röhrenzug M angeordnet, durch welchen man kalte Luft leitet, welche bei ihrem Austritt aus den Löchern, die an den inneren Teilen der Rohre angebracht sind, auf den Rohrzug E trifft und verhindert, daß er sich durch die Wärme verändert,, und welche gleichzeitig die warmen Gase teilweise abkühlt. Von vorn ist die Vakuumkammer durch eine Verschlußscheibe N aus Gußeisen oder Stahl verschlossen, welche eine kreisförmige Auskehlung α (s. Fig. 4) zeigt, in die eine aus weichem, elastischem, für Gase undurchdringlichem Material bestehende Garnitur b paßt, die beispielsweise, aus natürlichem Kautschuk oder Faktis bestehen kann und die den Stahlzylinder D abdichtet. Damit diese Gärnitür leicht nachgesehen und ersetzt werden kann und damit man ihr eine gewisse notwendige Ausdehnung geben kann, ist die kreisförmige Auskehlung α von innen in einen metallischen Körper C von konischem Querschnitt eingebettet, der den Zusammenhalt mit der luftdichten Garnitur herstellt und der durch Bodenschrauben d, die man mehr oder minder stark in das Metall der Platte N einschrauben kann, gehalten wird. Diese Platte N kann in vertikaler Richtung bewegt werden, wobei sie durch Flügel e, welche sich zwischen den Eisenbohrungen O bewegen können, geführt wird.

Man gleicht das Gewicht der Verschlußplatte N durch Gegengewichte P aus, die an einer · Kette" f aufgehängt sind, die über Rollen g, die auf einer oberen Schiene h liegen, laufen. Man bewirkt die Verschraubung der Platte N, welche die Luftdichtigkeit sichern soll, durch die Schraube k, die ein Handrad m trägt. Diese Schraube geht durch eine Mutter n, die zwischen zwei Doppel-T-Eisen 0 gehalten wird, und diese beiden Doppel-T-Eisen bilden eine Traverse, welche in j> drehbar gelagert ist. Diese Traverse ist im Eingriff mit einem Support q, der symmetrisch angeordnet ist, wie sich aus Fig. 2 ergibt, und der durch einen Keil r festgelegt wird.

Wenn so die Traverse in die Lage gebracht ist, welche man in Fig. 2 sieht, genügen einige Umdrehungen am Handrade der Schraube,

um die Platte gegen die Öffnung der Vakuumkammer zu schrauben und so einen vollkommenen Luftabschluß herbeizuführen..

Um die Öffnung der Vakuumkammer und folglich die Entfernung der Verschlußplatte zu erleichtern, welche soeben beschrieben worden ist, ist die Schraube vorzugsweise so ausgeführt, wie es die Detailfiguren in größerem . Maßstabe zeigen. Es ist Fig. 5 eine Ansicht, Fig. 6 ein Vertikalschnitt und Fig. 7 ein Horizontalschnitt. Die Schraube k endigt in einer Kugel s, welche sich in den kugelförmigen Ausschnitt des Teiles t hineinlegt, der aus der Platte N herausspringt. Dieser Vorsprung t zeigt an seinem unteren Teile einen winkelförmigen Ausschnitt u, welcher der Verschlußplatte N erlaubt, auf und ab zu steigen, je nachdem dies notwendig ist, und ohne daß die· Schraube k entfernt werden muß. Wenn die Platte nach unten geht, um ihre Verschlußstellung . einzunehmen, umfassen die Seiten der winkelförmigen Aussparung u die Schraube k, deren Kopf in den Vorsprung t eindringt. Der Kopf der Schraube befindet sich so in richtiger Lage für die Verschraubung. Da der Kopf der Schraube so in der sphärischen Aussparung des Vorsprunges t liegt, wird es genügen, die Schraube k einige Male zu drehen, damit sie einen Druck auf die Verschlußplatte ausübt oder sie von der Vakuumkammer abhebt, deren Öffnung dadurch sehr erleichtert ist. Man braucht hiernach nur noch die Verschlußplatte hinwegzunehmen, indem man ihr Gegengewicht bewegt, um sie über die. Vakuumkammer zu heben und den Wagen, welcher die Gußpfanne trägt, freizulegen. . . ' ·

Bei den vorhergehenden Auseinandersetzungen ist vorausgesetzt . worden, daß der Wagen B eine Gußpfanne aufnehmen kann; man könnte in die Vakuumkammer in gleicher Weise beliebige, mit Metall gefüllte Formen einführen, um das in ihnen enthaltene Metall usw. von den Gasen zu befreien.
Nachdem der Wagen von der Ankunftsplattform C zu den im Innern der Vakuumkammer befindlichen Schienen bewegt ist, genügt es, eine mit zwei Schienen versehene Brücke emporzuheben, um die Trennung herbeizuführen, welche nötig ist, um das Herablassen der Verschlußplatte zu ermöglichen. Anstatt eine horizontale Vakuumkammer, wie sie hier beispielsweise beschrieben wurde, anzuwenden, könnte man auch eine vertikale benutzen, innerhalb deren ein Tragkorb, der die das flüssige Material enthaltenden Gefäße aufnehmen kann, herabgelassen würde. Die Durchführung dieses Verfahrens ist leicht verständlich.
Eine beispielsweise 151 Metall enthaltende Gußform wird in die Vakuumkammer eingeführt und durch die Verschlußeinrichtung befestigt; gleichzeitig werden die Pumpen in Tätigkeit gesetzt. . Die hierdurch ausgeübte Zugwirkung trägt dazu bei, die vollkommene Verbindung des Verschlusses gegen den Rand der Kammer zu unterstützen, und der auf den Verschluß ausgeübte Druck wächst um so stärker, je größer die Luftleere im Innern wird. ·. . .

Nach einigen Momenten erreicht die Lufttemperatur einen Wert, den sie nicht überschreiten kann, ■ weil die äußere Kühlung durch das Rohr M entgegenwirkt und weil die schlechte Leitfähigkeit der Gase und der Luft dem entgegenstehen. Ein Teil der in den Metaren enthaltenen Gase wird gleichzeitig mit. der warmen Luft der Vakuumkammer abgesaugt. Diese. Absaugung geht um so rascher, als die verwendeten Pumpen . eine große Leistungsfähigkeit aufweisen. Die so entfernten warmen Gase durchlaufen den Abkühlungsapparat, bevor sie in die zur Erzeugung des Vakuums dienenden Apparate, wie Pumpen, Gebläse u. dgl., kommen. Die Abkühlungseinrichtungen sollen so angeordnet werden, daß eine energische Abkühlung der Gase stattfindet. .

Infolge dieser Abkühlung vermindert sich das Volumen der abgesaugten Gase gleichmäßig im Verhältnis des Temperatursturzes zwischen ihrer eigenen Anfangstemperatur und derjenigen, welche sie im Abkühlungsapparat erhalten. Die Pumpen haben bei gleichen Maßen ein viel geringeres Gasvolumen zu bewältigen, als wie wenn die wannen Gase in sie gelangen könnten; die Absaugung kann deshalb viel rascher vor sich gehen..

Es ist. von .größtem Interesse, daß die Abkühlung der Gase so intensiv wie möglich wird, nicht allein wegen der Verminderung des Volumens des abgesaugten Gases, sondern auch wegen der Reduktion des entsprechenden Druckes in der Vakuumkammer. Dadurch wird die Absaugung der in dem Metall enthaltenen Gase erheblich erleichtert.

Es ist bereits dargelegt, daß zuerst die Vakuumpumpen in Tätigkeit gesetzt werden. Nachdem das Manometer anzeigt, daß in der Kammer D die Luftleere erreicht ist, die von den Pumpen herbeigeführt werden kann, setzt man die Ejektoren in Tätigkeit, bis man das Maximalvakuum erreicht hat, und dieses wird einige Sekunden aufrechterhalten. Man hat dann den behandelten Metallen die in ihnen enthaltenen Gase vollständig oder zum allergrößten Teile entzogen. Die Schnelligkeit der Operation hängt nur von der Kraft und der Geschwindigkeit der verwendeten Entlüftungsanlage ab.

Nachdem die Auspumpung beendet ist, werden die Pumpen angehalten, und man läßt allmählich die Luft in die Vakuumkammer

Claims (5)

1. eintreten, bis dort der atmosphärische Druck herrscht. Man löst dann die Verschlußplatte N, indem man die Schraube k herauszieht, entfernt die genannte Verschlußplatte, um das Innere der Vakuumkammer b freizulegen. Man kann alsdann die Gießpfanne herausziehen und sie zu den Formen/welche das geschmolzene Metall aufnehmen sollen, bringen. Das von den in ihm enthalten gewesenen

   ίο Gasen befreite Metall läßt sich ruhig und ohne Aufwallen gießen und bildet keine Gußblasen und Taschen. Man erhält so Barren und Güsse mit sehr schönen Köpfen, und das Metall erhält eine Kompaktheit und Homogenität und Zähigkeit, die viel größer ist als von solchem Metall, welches der soeben erörterten Behandlung nicht unterworfen wurde.

   Man spart außerdem eine erhebliche Menge Fallhöhe, weil es. keine Gußblasen mehr gibt und weil geringfügige Fehlstellen regelmäßig nur an der Oberfläche und nicht in der Tiefe liegen und geringe Ausdehnung haben..

   Pa τ en τ -Ansprüche:

   i. Verfahren zur Absaugung der in Metallen, Metallegierungen, geschmolzenen Stählen u. dgl. enthaltenen Gase durch Einwirkung eines möglichst hohen Vakuums während der Flußperiode, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugung der Gase durch Pumpen großer Leistungsfähigkeit begonnen und nach Erreichung der Maximalleistung der Pumpen durch Wasser-, Dampf- oder Luftgebläse zu Ende geführt wird, und daß gleichzeitig die abgesaugten Gase vor Eintritt in die Absaugeapparate einer energischen Kühlung unterworfen werden.
2. 2. Zur Erzeugung des absoluten oder möglichst hohen Vakuums in der Vakuumkammer, in die die zu behandelnden geschmolzenen Metalle, Legierungen oder Gußstähle gebracht worden sind, die Kombination von Pumpen großer Leistungsfähigkeit, welche ein absolutes Vakuum nicht hervorbringen können, mit Wasser-, Dampfoder Luftgebläsen, die die Wirkung der Pumpen fortsetzen und die das gewünschte absolute Vakuum erzeugen.
3. 3. Zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 ein Apparat, bestehend aus einer horizontalen, zur Aufnahme eines das Gießgefäß, die Formen o. dgl. tragenden Wagens dienenden Kammer, .welche mit einer gekühlten Rohrleitung zur Absaugung der Gase verbunden ist und in Verbindung mit den Pumpen, Gebläsen

   u. dgl. Absaugeapparaten steht.
4. 4. Eine Abänderung des Apparates nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine besondere Verschlußplatte zum hermetischen Verschluß der Kammer in vertikaler Richtung beweglich zwischen den Führungsketten aufgehängt und ausbalanciert ist, und daß eine mit Handrad versehene Schraube die Herbeiführung eines hermetischen Verschlusses und die leichte Hin wegnähme der Verschluß einrichtung gestattet.
5. 5. Eine Abänderung der Einrichtung nach Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Apparat als vertikale Kammer ausgebildet ist, innerhalb welcher ein Tragkorb, der das das geschmolzene Metall usw. enthaltende Gefäß trägt, auf und ab bewegt werden kann, angeordnet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.