DE3509555C1 - Verfahren zum Verdampfen von Zusatzstoffen in einer Metallschmelze - Google Patents
Verfahren zum Verdampfen von Zusatzstoffen in einer MetallschmelzeInfo
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- C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
- C21C1/08—Manufacture of cast-iron
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- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/10—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals with refining or fluxing agents; Use of materials therefor, e.g. slagging or scorifying agents
- C22B9/103—Methods of introduction of solid or liquid refining or fluxing agents
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- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/08—Making cast-iron alloys
- C22C33/10—Making cast-iron alloys including procedures for adding magnesium
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verdampfen von Zusatzstoffen in einer Metallschmelze,
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die bekannten Einrichtungen zum Verdampfen von Zusatzstoffen unter atmosphärischem Druck in einer
Metallschmelze bestehen aus einem Gefäß mit einer von außen mit Zusatzstoffen beschickbaren Kammer, in
welcher die Zusatzstoffe unter Einwirkung der aus dem Gefäß in die Kammer durch entsprechend angeordnete
öffnungen eingedrungenen Metallschmelze verdampfen. Die Voraussetzung dafür ist die Eigenschaft der
Zusatzstoffe, wie z. B. von Li, Ca, Mg u.a, einen Dampfdruck bei der Temperatur der Metallschmelze zu entwickeln,
der höher liegt, als der im Bereich der Kammer herrschende metallostatische Druck der Metallschmelze.
Die verdampften Zusatzstoffe entweichen aus der Kammer durch einige der erwähnten Öffnungen in die
Metallschmelze. Wenn die Geometrie der öffnungen, ihre Gesamtfläche und das Kammervolumen nicht in
einem bestimmten Verhältnis zur Badhöhe, bzw. zum Fassungsvermögen des Gefäßes, nicht zuletzt auch zum
Gehalt von bestimmten, in der Metallschmelze enthaltenen Elementen, wie z. B. zum Schwefel, Wasserstoff
oder Sauerstoff stehen, wird kein optimales Verdampfen mit hohem Wirkungsgrad und reproduzierbarem
Restgehalt der Zusatzstoffe oder der Elemente in der Metallschmelze erreicht. Als übergeordnete Folge dieser
Einflüsse resultiert dann eine zum Verdampfen der Zusatzstoffe benötigte Zeit. Bei sehr langer oder sehr
kurzer Verdampfungszeit sinkt der Wirkungsgrad der Zusatzstoffe und auch die Treffsicherheit im Erreichen
eines vorgegebenen Restgehaltes der Zusatzstoffe oder
der Metallschmelze 6 durch die öffnung 3 in die Kammer
2.
Das Verfahren wird anhand der folgenden Beispiele erläutert.
Es wurde ein Gefäß 1 mit 51 Metallschmelze gefüllt. Vorgängig wurde in die Kammer 2 als Zusatzstoff 12 kg
Magnesium eingebracht. Im Moment, da das Gefäß 1 seine senkrechte Lage erreicht hatte, wurde die Reaktion
praktisch eingeleitet. Nach 97 Sek. war die Reaktion abgeschlossen. Dabei wurde der Anfangsschwel'elgehalt
von 0,09 % auf 0,006 % gesenkt und eine Rcstmagnesiummenge von 0,05 % in der Metallschmelze erreicht.
Bei einer Versuchsreihe von mehreren Reaktionsabläufen, die gemäß der Formel t = 68 · T>22 · A eingestellt
wurden, wurde eine Schwankung der Restmagncsiummenge von max. ± 0,005% festgestellt. Der Koeffizient
Λ lag bei 1.
Es wurde ein Gefäß 1 mit 1 t Metallschmelze gefüllt. Vorgängig wurde in die Kammer 2 als Zusatzstoff 1,5 kg
Magnesium eingebracht. Im Moment, da das Gefäß 1 seine senkrechte Lage erreicht hatte, wurde die Reaktion
praktisch eingeleitet. Nach 52 Sek. war die Reaktion abgeschlossen. Dabei wurde der Anfangsschwefelgehalt
von 0,03% auf 0,006% gesenkt und eine Restmagnesiummenge von 0,045% in der Metallschmelze erreicht.
Bei einer Versuchsreihe von mehreren Reaktionsabläufen, eingestellt nach der Formel t = 68 ■ T0·22 · A,
wurde eine Schwankung der Restmagnesiummenge von max. ± 0,005% festgestellt. Der Koeffizient A lag bei
0,76.
Bei den Vorversuchen mit den Verdampfungszeiten gemäß dem Koeffizient A unter 0,5 und über 1,5 wurde
eine größere Schwankung des Restmagnesiumgehaltes und auch ein schlechterer Wirkungsgrad des Zusatzstoffes
festgestellt.
Der Bereich des Koeffizienten A für Magnesium zwischen 0,5 bis 1,5% entspricht dem Bereich des Schwefelgehaltes
von 0,01 bis 0,15%.
Als weitere Zusatzstoffe kommen z. B. Lithium und Calcium in Frage.
Es wurde ein Gefäß 1 mit 11 Metallschmelze gefüllt. Vorgängig wurde in die Kammer 2 als Zusatzstoff
0,25 kg Lithium eingebracht. Im Moment, da das Gefäß 1 seine senkrechte Lage erreicht hatte, wurde die Reaktion
praktisch eingeleitet. Nach 39 Sek. war die Reaktion abgeschlossen. Dabei wurde der Anfangswasserstoffgehalt
von 5,2 ppm auf 1,1 ppm und der Sauerstoffgehalt von 7,67 ppm auf 5 ppm gesenkt.
Bei einer Versuchsreihe von mehreren Reaktionsabläufen, wobei die Reaktionszeit gemäß der Formel
t = 68 · T0·22 ■ A eingestellt wurde, wurde eine
Schwankung des Wasser- und Sauerstoffgehaltes von ±0,3 ppm festgestellt. Der Koeffizient A lag bei 0,57.
Bei den Vorversuchen mit den Verdampfungszeiten gemäß dem Koeffizienten A unter 0,4 und über 1,1 wurde
eine größere Schwankung des Wasser- und Sauerstoffendgehaltes und auch ein schlechterer Wirkungsgrad
des Zusatzstoffes festgestellt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
40
- Leerseite -
Claims (4)
1. Verfahren zum Verdampfen von Zusatzstoffen in einer Metallschmelze, unter Verwendung eines
Gefäßes mit mindestens einer, mit mindestens einem Zusatzstoff gefüllten Kammer, wobei die Kammer
mehrere öffnungen zwecks Zuführung der Metallschmelze aus dem Gefäß in die Kammer und Austritt
des verdampften Zusatzstoffes aus der Kammer in die Metallschmelze aufweist, und wobei die geometrische
Anordnung und Größe der Kammer und die Gesamtfläche der Öffnungen in bezug auf die
Menge Γ der Metallschmelze in Tonnen und das in der Metallschmelze enthaltene und durch den Zusatzstoff
zu bindende Element eine Verdampfungszeit t in Sek. bewirkt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verdampfungszeit nach der Formel t = 68 · 1P-22 ■ A eingestellt wird, wobei A ein Koeffizient
je nach Zusatzstoff bedeutet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Verdampfen von Magnesium als
Zusatzstoff in der Metallschmelze der Koeffizient A im Bereich von 0,5 bis 1,5 eingestellt wird.
der Elemente in der Metalischmelze. Dabei kann es bei
zu langer Verdampfungszeit zum Verstopfen der zu klein gewählten öffnungen in der Kammer infolge des
Erstarrens der Metallschmelze oder der Reaktionsprodukte kommen. Bei zu kurzer Verdampfungszeit kommt
es zu einer heftigen Reaktion mit starkem Auswurf von Metallschmelze. In beiden Fällen entstehen zusätzlich
technische Probleme bezüglich der Arbeitssicherheit.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Treffsicherheit der Parameter, z. B. Restmagnesiummenge
oder Grad der Desoxydation, des Endproduktes reproduzierbar zu steuern und dabei den Wirkungsgrad
der Zusatzstoffe zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Lehre des Anspruches 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Merkmale gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
Anhand der beiliegenden Figuren wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Querschnitt durch ein Gefäß zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, in Füllagc
F i g. 2 das Gefäß nach F i g. 1, in Behandlungslage.
Im Gefäß 1 ist eine Kammer 2 angeordnet. Die Beschickung
der Kammer 2 mit verdampfbaren Zusalz-
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 25 stoffen 4 geschieht über die Öffnung 5a, die mittels eines
zeichnet, daß beim Verdampfen von Calcium als Zu- Verschlusses 5 abschließbar ist. Die Öffnungen 3,3a, Ib
in der Kammerwand 2a der Kammer 2 haben verschiedene Funktionen. Einerseits dringt die Metallschmelze 6
durch die öffnung 3 in die Kammer 2 ein, während der Austritt der verdampften Zusatzstoffe 4 aus der Kammer
2 durch die Öffnungen 3a, 3b erfolgt. Das Gefäß 1 wird auf bekannte Weise von einer Füllage gemäß
F i g. 1 in die senkrechte Lage gemäß F i g. 2 geschwenkt, wodurch das Verdampfen der Zusatzstoffe
eingeleitet wird, nämlich im Moment des Eindringens
satzstoff in der Metallschmelze der Koeffizient A im Bereich von 0,7 bis 1,2 eingestellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Verdampfen von Lithium als Zusatzstoff
in der Metallschmelze der Koeffizient A im Bereich von 0,4 bis 1,1 eingestellt wird.
Applications Claiming Priority (1)
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Non-Patent Citations (1)
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