DE2731857A1

DE2731857A1 - Poroese, waermeregulierende traegerbzw. impfkoerper zum einbringen von behandlungsmitteln in fluessige metalle

Info

Publication number: DE2731857A1
Application number: DE19772731857
Authority: DE
Inventors: Gammal Tarek Prof Dr Ing El
Original assignee: El Gammal tarek profdr-Ing
Current assignee: El Gammal tarek profdr-Ing
Priority date: 1977-07-14
Filing date: 1977-07-14
Publication date: 1979-02-01
Also published as: US4199351A

Description

Prof. Dr.-Ing. Tarek El Gammai 5100 Aachen, den 11.7.1977

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Patentanmeldung und Gebrauchsmuster - Hilfsanmeldung

"Poröse, wärmeregulierende Träger- bzw. Impfkörper zum Einbringen von Behandlungsmitteln in flüssige Metalle"

Zur Behandlung von flüssigen Metallen, z. B. Eisen, Stahl oder Gußeisen mit Behandlungsmitteln, die relativ niedrige Schmelz- und Verdampfungstemperaturen aufweisen, wird u. a. ein Weg beschritten, bei dem diese in die Metallschmelze eingetaucht werden. Die Behandlungsmittel sind überwiegend Erdalkalimetalle allein, nebeneinander oder mit anderen Metallen legiert oder gemischt. In diesem Schriftstück wird das Magnesium als Beispiel genommen. Selbstverständlich gilt das auch für andere Metalle und Kombinationen.

Bei der Eintauchtechnik werden folgende Möglichkeiten praktiziert, um das Magnesium in einer Trägermasse zu kombinieren:

1. Das Briquettieren einer Mischung aus pulverförmigem Magnesium zusammen mit anderen Metallen oder Legierungen, wie z. B. Eisen, Silizium oder Ferrolegierungen,

.12. das Imprägnieren von porösem Koks oder Eisenschwamm mit dem Magnesium,

3. das Einbetten der Magnesiumteile in einen Träger- bzw. Impfkörper, der aus feuerfestem, wärmedämmendem Material und Zusatzstoffen besteht.

Die Erfahrungen haben jedoch gezeigt, daß die o. g. Methoden nicht zu einer befriedigenden Lösung der Probleme führt. Die nach 1 und 2 hergestellten Briquette oder imprägnierten Körper bestehen aus Werkstoffen, die hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen und darüber hinaus in der Eisen- und Stahlschmelze löslich sind. Demzufolge geht die Entweichung des Magnesiumdampfes, insbesondere bei sehr hohen Temperaturen, (über 1450 C), sehr rasch vor sich und kann zum Zerplatzen der Briquette oder zum Auswurf der Metallschmelze führen.

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Dagegen kann das Verdampfen der Behandlungsmetalle - z. B. des Magnesiums - verlangsamt werden, wenn es in den wärmeisolierenden Körper - nach 3 - eingebettet wird. Wenn aber die Trägerkörper ein gewisses Volumen überschreiten, wird das Erhitzen des Körperinneren so verzögert, daß entweder die Behandlungszeit entsprechend verlängert werden muß, oder die Trägerkörper aus der Schmelze herausgezogen werden müssen, bevor das gesamte Magnesium zum Verdampfen kommen kann. Beide Möglichkeiten sind nicht wirtschaftlich.

Die Erfindung hat es sich zum Ziel gesetzt, das Problem des Einbringens von niedrig siedenden Behandlungsmitteln - wie z. B. Magnesium in flüssige Metalle, z. B. Eisen, zu lösen, indem die Wärmeverteilung im Trägerkörper reguliert wird.

Erfindungsgemäß werden im herkömmlichen wärmeisolierenden Trägerkörper wärmeleitende Konstruktionsteile eingebettet, die für eine kontrollierte, gleichmäßige Wärmetransport und -verteilung im Inneren des Trägerkörpers sorgen. Dafür können u. a. folgende Möglichkeiten verwendet werden:

1. Bei der Herstellung der Trägerkörper werden als Einlage hochschmelzende metallische Teile zugegeben, deren Wärmeleitfähigkeit höher als die der feuerfesten Masse ist, aber niedriger als die des Magnesiums liegt. Hierfür eignet sich vorzugsweise das Eisen oder dessen Legierungen in Form von Stahlwolle, Spänen, Drähten, Abfällen, Körnern oder zerkleinertem Eisenschwamm am besten.

Neben der Wärmeleitung dienen die metallischen Einlagen als Verstärkungselemente und führen zusätzlich zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit der Träger- bzw. Impfkörper. Falls es erforderlich ist, kann die äußere Schicht der Träger- bzw. Impfkörper frei von metallischen Einlagen gehalten werden, wodurch diese von der flüssigen Schmelze isoliert werden können.

2. Die magnesiumhaltige Masse, die aus feuerfesten Materialien und Zusatzstoffen besteht, wird auf ein Skelett aus Metall oder Kohle bzw. Graphit aufgebaut. Bild 1 zeigt einen auf diese Weise hergestellten Körper. Das Skelett besteht aus einem Mittelteil, dem Kern (A) und aus gestreckten Lamellen (B), die für eine ausreichende Wärmeleitung und -verteilung sorgen. Die Lamellen können vorzugsweise so

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angeordnet werden, daß sie die Oberfläche der Körper nicht erreichen. Dieses Skelett kann ferner die Festigkeit der Körper erhöhen und zusätzlich als Verbindung (C) zur Tauchvorrichtung dienen.

3. Kombination von 1. und 2., wobei neben dem Skelett Einlagen verwendet werden können.

Da während der kurzen Behandlungszeit die Temperatur im Körperinneren nicht bis zum Schmelzbereich des Eisens oder Stahls ansteigen kann, besteht keine Gefahr, daß die Einlagen oder Skelette schmelzen könnten.

Die wärmeisolierende Masse kann aus feuerfesten Materialien wie Magnesiumoxid, Kalziumoxid, gebranntem Dolomit, Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Sand, Quarzsand, Karbiden u. ä. Stoffen bestehen. Falls es erforderlich sein sollte, könren zusätzlich organische und/oder anorganische Fasern sowie porenbildende Stoffe zugegeben werden, die die Porosität des Träger- bzw. Impfkörpers erhöhen. Als Beispiel können Papier oder Papierfaser, Holzschliff,Zellstoff, Asbest, Glaswolle, Steinwolle, Feinbagasse in Betracht gezogen werden.

Zur Erhöhung der Festigkeit des Träger- bzw. Impfkörpers können Bindemittel organischer und/oder anorganischer Natur, wie z. B. Harz, Kunstharz, Phenolharz, Stärke, Portlandzement, Hochofenzement oder dergleichen zugegeben werden.

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Claims

Ansprüche

'Poröse, wärmeregulierende Träger- bzw. Impfkörper zum Einbringen von Behandlungsmitteln in flüssige Metalle"

Anspruch 1)

Anspruch 2)

Poröse Träger- bzw. Impfkörper aus feuerfesten, wärmedämmenderi Materialien, Binder und ggf. porenbildenden Stoffen und/oder Fasern zum Einbringen von niedrig siedenden Stoffen in Metallschmelzen dadurch ge kennzeichnet , daß sie ganz oder teilweise Einlagen und/oder Skelette aus gut wärmeleitenden Stoffen beinhalten.

Poröse Träger- bzw. Impfkörper nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagen aus Metall, vorzugsweise aus Eisen bzw. Stahl

oder Ferrolegierungen, in Form von Wolle, Spänen, Drähten, Körnern, Pulver, zerkleinertem Eisenschwamm, Verarbeitungsabfällen oder in irgendeiner Form vorliegen.

Anspruch 3)

Poröse Träger- bzw. Impfkörper nach Anspruch 1 u. 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Rand des Körpers keine Einlagen enthält.

Anspruch 4)

Poröse Träger- bzw. Impfkörper nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß sie auf einem Skelett aufgebaut sind, das aus Metall, vorzugsweise aus Eisen, Stahl bzw. Ferrolegierungen oder Kohle bzw. Graphit, besteht.

Anspruch 5)

Poröse Träger- bzw. Impfkörper nach Anspruch 1 und 4 'dadurch gekennzeichnet, daß das Skelett aus einem Kern (A) und Lamellen (B) besteht.

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Anspruch 6)

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Poröse Träger- bzw. Impfkörper nach Anspruch 1,4.und dadurch gekennzeichnet, daß sich die Skelettlamellen bis zur oder kurz vor die Oberfläche erstrecken.

Anspruch 7)

Poröse Träger- bzw. Impfkörper nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß sie auf einem Skelett aufgebaut sind und dazu Einlagen beinhalten.

Anspruch 8)

Poröse Träger- bzw. Impfkörper nach Anspruch 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß das Skelett als Verbindungsteil zur Eintauchvorrichtung dienen kann.

Anspruch 9)

Poröse Träger- bzw. Impfkörper nach Anspruch 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfesten Materialien aus Magnesiumoxid, Kalziumoxid, gebranntem Dolomit, Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Sand, Quarzsand, Karbiden allein oder nebeneinander bestehen.

Anspruch 10)

Poröse Träger- bzw. Impfkörper nach Anspruch 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfesten Materialien gekörnt oder fein gemahlen vorliegen.

Anspruch 11)

Poröse Träger- bzw. Impfkörper nach Anspruch 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel organischer oder anorganischer Natur sein kann, z. B. Harz, Kunstharz, Phenolharz, Stärke, Portlandzement, Hochofenzement oder dergleichen.

Anspruch 12)

Poröse Träger- bzw. Impfkörper nach Anspruch 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern organischer oder anorganischer Natur sein können, z. B. Papierfaser, Holzschliff, Zellstoff, Holzzellstoff, Asbest, Glaswolle, Steinwolle oder dergleichen.

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Anspruch 13)

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Poröse Träger- bzw. Impfkörper nach Anspruch 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet/ daß sie porenbildende Stoffe, z. B. Sägemehl, Feinbagasse, gemahlene bzw. zerkleinerte organische Stoffe, beinhalten.

Anspruch 14)

Poröse Träger- bzw. Impfkörper nach Anspruch 1 bis 13 dadurch gekennzeichnet, daß die niedrig siedenden Behandlungsmittel als Stoffe der Erdalkalimetalle und/oder Alkalimetalle, einzeln, zusammenlegiert oder untereinander vermischt vorliegen.

Anspruch 15)

Anspruch 16)

Poröse Träger- bzw. Impfkörper nach Anspruch 1 bis 14 dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtsanteile der niedrig siedenden Behandlungsmittel zwischen 1% und 70%, vorzugsweise zwischen 20% und 50% liegen.

Poröse Träger- bzw. Impfkörper nach Anspruch 1 bis 15 dadurch gekennzeichnet, daß die niedrig siedenden Behandlungsmittel mit anderen Stoffen, z. B. Aluminium, Silizium, Nickel, Eisen, Kohlenstoff, Mangan, einzeln oder nebeneinander legiert oder vermsicht vorliegen.

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