DE3802055A1

DE3802055A1 - Verfahren und einrichtung zum frischen von metallschmelze

Info

Publication number: DE3802055A1
Application number: DE3802055A
Authority: DE
Inventors: Micheal Donald Labate
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-05-22
Filing date: 1988-01-25
Publication date: 1988-12-01
Also published as: GB2205151A; GB8806007D0; GB8820407D0; GB2205151B; GB2206678A; DE3802055C2; US4740241A; CA1323762C; AU592920B2; GB2206678B; AU1020288A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum gleichzeitigen Einleiten eines Frischmittels und eines Spülgases, z. B. Argon, durch in einer Gießpfanne befind liche Schmelze, so daß das Frischmittel unmittelbar in die Schmelze eingemischt wird.

Einrichtungen zum Einleiten von Gasen in Metallschmelzen für verschiedene Zwecke sind in den US-PS′en 32 30 075 und 39 45 820 angegeben, in denen Tauchlanzen zum Frischen von Schmelzen in Herdbehältern beschrieben sind. Eine Einrich tung zum Einleiten von Gas in eine Gießpfanne ist in der US-PS 39 61 779 angegeben, und eine für den gleichen Zweck einsetzbare Blaslanze ist in der US-PS 41 79 103 gezeigt. Eine Blaslanze zum Frischen einer Schmelze mit einem pulv rigen Feststoff und einem Trägergas ist in der US-PS 42 11 553 gezeigt, und eine Blaslanze, die in einer Gieß pfanne in unveränderlicher Lage relativ zu einer Seitenwand der Gießpfanne angeordnet ist, ist in der US-PS 45 88 170 angegeben.

Nach den Patentschriften 32 30 075 und 39 45 820 werden die Blaslanzen durch eine unter einem Winkel angeordnete Öff nung in der Seitenwand eines Herdbehälters eingeführt, und eine ähnliche Anordnung zum Einführen einer Blaslanze in eine Gießpfanne ist in der US-PS 39 61 779 angegeben.

Die Einrichtungen nach den übrigen oben genannten Patent schriften sind so angeordnet, daß sie direkt in das offene Oberende der Gießpfanne eingebracht werden, und es ist kein Stand der Technik bekannt, bei dem eine modifizierte Blas lanzenkonstruktion deren gleichzeitige Verwendung zum Ein führen und zum Vermischen eines Frischmittels in die Schmelze in einer Gießpfanne an oder nahe dem Boden der selben erlauben würde, so daß das Spülgas wie etwa Argon, das unter dem Frischmittel austritt, ständig ein gewünsch tes Vermischen und Verrühren des Frischmittels und der Schmelze in der Gießpfanne bewirken würde, was für das Desoxidieren und Entschwefeln oder sonstige Aufbereiten der Schmelze wesentlich ist.

Durch die Erfindung wird eine Blaslanze zur Einleitung von Frischmittel und Spülgas angegeben mit einem langen feuer festen Körper, der quadratischen und/oder rechteckigen Querschnitt hat und sich insbesondere zur vertikalen Posi tionierung in einer Gießpfanne eignet, in der Schmelze transportiert wird. Rohrelemente verlaufen in Lanzenlängs richtung und stehen mit mehreren nach außen gerichteten Öffnungen nahe dem unteren Lanzenende, die in Vertikalrich tung miteinander ausgerichtet sind, in Verbindung. Einige der Öffnungen sind mit porösen Pfropfen oder anderen Gas zuführmitteln verschlossen, während andere offen sind, so daß ein Frischmittel durch sie in die Schmelze eingeleitet werden kann. Die Rohrelemente verlaufen aus dem Oberende der Blaslanze nach außen und stellen die Verbindung mit der Argon- oder anderen Gasversorgung und einer Frischmittel versorgung her, wobei das Gas und das Frischmittel bei Ein führung in die Blaslanze in getrennten geregelten Strömen aus den darin vorgesehenen Öffnungen austreten, was zu einem sehr vorteilhaften Vermischen und Verrühren der in der Pfanne transportierten Schmelze führt, so daß das Frischmittel in der Schmelze sofort und vollständig in Reaktion treten kann.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Teils einer Gieß pfanne, in der die doppeltwirkende Blaslanze positioniert ist, wobei Teile weggebrochen sind;

Fig. 2 eine größere Seitenansicht der doppeltwirken den Blaslanze, wobei Teile weggebrochen und Teile im Querschnitt gezeigt sind;

Fig. 3 eine Draufsicht von oben entlang der Linie 3-3 von Fig. 2; und

Fig. 4 eine Seitenansicht entlang der Linie 4-4 von Fig. 2.

Aus den Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, daß ein Teil einer Gießpfanne 10 gezeigt ist, die ein Behälter irgendeiner geeigneten oder konventionellen Bauart ist, wie sie in der Stahlerzeugung bekannt ist. Die Gießpfanne 10 hat eine schützende Feuerfestauskleidung 11 aus feuerfestem Stein od. dgl. Das Oberende der Gießpfanne 10 ist bei 12 gezeigt. Die Blaslanze umfaßt einen langgestreckten Feuerfestkörper 13 mit einem umgekehrt U-förmigen oberen Teil 14 und einem im Querschnitt viereckigen unteren Teil 15. Aus Röhren gebildete Rohrelemente 16 sind in Längsrichtung verlaufend in dem langen Feuerfestkörper der Blaslanze 13 angeordnet und verlaufen aus deren oberem Teil 14 nach außen und stehen mit in Vertikalrichtung beabstandeten und mitein ander fluchtenden Öffnungen 18 im unteren Teil 15 in Ver bindung. Ebenfalls aus Röhren gebildete zweite Rohrelemente 20 sind in Längsrichtung verlaufend in dem langen Feuer festkörper der Blaslanze 13 angeordnet und stehen mit in Vertikalrichtung beabstandeten und miteinander fluchtenden Öffnungen 22 im oberen bzw. unteren Teil 14 bzw. 15 der Blaslanze 13 in Verbindung. Die Öffnungen 18 und 22 liegen auf einer gemeinsamen Vertikalebene.

Aus Fig. 1 geht hervor, daß eine vertikal verlaufende Flä che der Blaslanze 13 an der Feuerfestauskleidung 11 der Gießpfanne 10 positioniert ist und der umgekehrt U-förmige obere Abschnitt 14 der Blaslanze 13 über dem oberen Ende 12 der Gießpfanne 10 eingehakt ist, so daß die Blaslanze sicher in ihrer Lage gehalten ist.

Aus den Fig. 1 und 2 geht hervor, daß die unteren Enden der Rohrelemente 16 mit porösen Pfropfen 23 in Verbindung ste hen, die in den Öffnungen 18 im unteren Teil 15 der Blas lanze 13 angeordnet sind, und daß die Unterenden der zwei ten Rohrelemente 20, die durch die Öffnungen 22 im unteren Teil 15 der Blaslanze 13 definiert sind, einfach offen sind, so daß eines bzw. mehrere Frisch- oder Reaktions mittel austreten können.

Aus den Fig. 1 und 2 sowie 4 ist ersichtlich, daß jede Öff nung 22 in Vertikalrichtung oberhalb der Öffnungen 18, in denen die porösen Pfropfen 23 sitzen und durch die Argongas od. dgl. in die Schmelze in der Gießpfanne 10 eingeleitet wird, angeordnet sind.

Somit ist ersichtlich, daß bei gleichzeitiger Einleitung des Frischmittels wie Aluminium oder irgendeiner metallur gischen Legierung in Draht- oder Pulverform durch die Öff nungen 22 dieses in maximalem Ausmaß sofort durch die Schmelze in der Gießpfanne dispergiert wird, und zwar auf grund der Einwirkung des Argongases oder eines anderen Gases, das unmittelbar unter dem Frischmittel und nahe dem Grund der Gießpfanne eingeleitet wird. Für den Fachmann ist ersichtlich, daß durch eine solche Einleitung von Frisch mittel(n) an oder nahe dem Grund der Gießpfanne gemeinsam mit der Einleitung von Argongas od. dgl. eine wirksame Auf bereitung der gesamten Schmelze vom Grund aufwärts erfolgt, während das Frischmittel und das Gas durch die gesamte Schmelze aufsteigen.

Ferner ist für den Fachmann ersichtlich, daß durch die angegebene Einrichtung bzw. das Verfahren nahe dem Grund der Gießpfanne ein hochreaktives Mittel eingeleitet werden kann, wogegen beim Stand der Technik die Einleitung von Reaktionsmitteln in die Schmelze häufig in einer Vorzündung und einem Verlust der gewünschten Reaktion resultiert. Dies gilt insbesondere für Entschwefelungs- oder Kornfeinungs mittel oder für Umformungs- oder Homogenisierungsmittel, die bei dem angegebenen Verfahren bzw. der Einrichtung in das Unterende der Metallschmelze eingeleitet und darin gründlich dispergiert werden können, bevor irgendeine Vor zündung od. dgl. stattfindet.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß das obere Ende der Rohr elemente 16 aus dem umgekehrt U-förmigen oberen Teil 14 der Blaslanze 13 nach außen verläuft und mit Absperrorganen 25 und einer Argongasversorgung bzw. einer anderen Gasversor gung in Verbindung steht, die ein Gaszylinder 26 sein kann, so daß die Einrichtung tragbar ist. Das bzw. die Frisch mittel in Draht- oder Pulverform werden in die zweiten Rohrelemente 20 durch die Öffnungen 21 mit Hilfe geeigneter Mittel eingeleitet, die sicherstellen, daß sie nach dem Austritt aus den Öffnungen 22 im unteren Teil 15 der Blas lanze 13 in die Schmelze eingeleitet werden. Eine Haspel- bzw. Rollenvorrichtung dient der geeigneten Zuführung von drahtförmigem Frischmittel, und eine zusätzliche Argongas versorgung oder ein anderes geeignetes Druckgas hat die Funktion, das Einpressen von pulverförmigem Frischmittel aus den Rohrelementen bzw. Leitungen 16 und 20 sicherzu stellen.

Aus Fig. 1 und 2 ist ferner ersichtlich, daß ein umgekehrt U-förmiger Handgriff 27 an dem oberen Teil 14 der Blaslanze 13 befestigt ist und sich über dem oberen Teil 14 so er streckt, daß die Blaslanze 13 bequem an einer Trag- und Positioniervorrichtung befestigt und daran gehalten werden kann, während die Blaslanze 13 in der Gießpfanne angeordnet wird, wobei ihr umgekehrt U-förmiger oberer Teil 14 die Funktion hat, die Blaslanze 13 in Anlage an der Seitenwand der Gießpfanne 10 zu halten.

Für den Fachmann ist ersichtlich, daß im unteren Teil 15 der Blaslanze zusätzliche Öffnungen für die Einleitung von Argon oder eines anderen Gases und eines Frisch- oder Reaktionsmittels in Verbindung mit zusätzlichen Rohrelemen ten in der Blaslanze vorgesehen sein können, wobei die letztgenannten Rohrelemente ihrerseits mit den vorgenannten Frisch- oder Reaktionsmittel- oder Zusatzstoff- oder Gas versorgungen in Verbindung stehen.

Ferner ist ersichtlich, daß die Leitungen bzw. Rohrelemente 16, durch die die Frisch- oder Reaktionsmittel oder Zusatz stoffe mit einem Treibmittel eingeleitet werden, jede gewünschte Konfiguration haben können, durch die die Mittel oder Zusatzstoffe geleitet werden können. Bei der bevor zugten Ausführungsform haben zwar die Leitungen 16 Krüm mungen mit einem Radius von jeweils ca. 90°, diese Krüm mungen können aber auch größer sein, um eine relativ rei bungsarme Bewegung von drahtförmigen Zusatzstoffen etc. zu ermöglichen.

Ferner ist zu beachten, daß die neue und hochwirksame dop peltwirkende Blaslanze sich ideal zur seitlichen Montage an einer Transportpfanne für Metallschmelze eignet, da sie ihre gewünschte Lage beibehält und in wirksamer Weise die Frisch- und/oder Reaktionsmittel und das Argon oder ein anderes Treibgas in die Pfanne und die darin befindliche Schmelze an Stellen nahe dem Pfannengrund einleitet und die Konstruktion der doppeltwirkenden Blaslanze es ihr ermög licht, mit einem Minimum an Raum an der Gießpfanne auszu kommen; z. B. kann sie in einem Vertikalkanal in der Feuer festauskleidung an der Seite der Gießpfanne befestigt wer den, wie in der US-PS 45 88 170 angegeben ist.

Claims

1. Einrichtung zum Frischen von Metallschmelze, gekennzeichnet durch
eine Gießpfanne (10) und eine Blaslanze (13), die von der Gießpfanne gestützt und in ihr im wesentlichen vertikal gehalten ist und nahe dem Grund der Gießpfanne endet, so daß Frisch- und Rührmittel unter der Oberfläche der in der Gießpfanne befindlichen Schmelze einblasbar sind;
wobei
die Blaslanze (13) wenigstens zwei von einem Feuerfest material umgebene Leitungen (16, 20) aufweist;
die eine (20) der beiden Leitungen am einen Ende mit einem Frischmittelvorrat in Verbindung steht und am anderen Ende in einer freien rechtwinkligen Öffnung (22) über dem Blas lanzengrund mündet;
die andere (16) der beiden Leitungen am einen Ende mit einer Gasversorgung (26) in Verbindung steht und am anderen Ende in einer rechtwinkligen Öffnung (18) unterhalb der freien Öffnung mündet; und
ein Teil (14) des Feuerfestmaterials hakenförmig über einen Teil des Oberendes der Gießpfanne (10) verläuft und damit in Eingriff steht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen Rohre (16, 20) sind und das Feuerfest material diese umschließt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen Rohre (16, 20) sind und das Feuerfest material diese umschließt, wobei die Rohre und das Feuer festmaterial über das Oberende der Gießpfanne (10) verlau fen und die Rohre (16, 20) aus dem hakenförmigen Teil an einer Seite desselben herausführen.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unter der freien Öffnung (22) befindliche Öffnung (18) vergrößert ist und einen darin angeordneten porösen Pfropfen (23) enthält, so daß eine Vielzahl Öffnungen ge bildet ist, um Gasblasen des durch diese eingeleiteten Gases unter der bzw. um die bzw. über der freien Öffnung (22) zu erzeugen.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei freie Öffnungen (22) und wenigstens zwei jeweils darunter befindliche Öffnungen (18) vorgesehen sind, und daß die freien Öffnungen und die darunter befind lichen Öffnungen relativ zueinander in Vertikalrichtung voneinander beabstandet vorgesehen sind.

6. Verfahren zum Frischen von in einer Gießpfanne befind licher Metallschmelze durch Einpressen von Zusatzstoffen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Überführen von Metallschmelze in eine Gießpfanne;
Haltern von durch Feuerfestmaterial geschützten, vertikal angeordneten Leitungen an der Gießpfanne, wobei wenigstens eine Leitung eine freie Mündungsöffnung nach außen hat, die in einer festen Lage nahe dem Grund der Gießpfanne an geordnet ist, und wenigstens eine weitere Leitung eine unter der freien Öffnung befindliche Mündungsöffnung nach außen hat;
Einleiten der Zusatzstoffe nahe dem Grund der Gießpfanne durch die Leitung und die freie Öffnung; und
gleichzeitiges Einleiten eines Gasstroms durch die Leitung und die unter der freien Öffnung befindliche Öffnung; und Fortsetzen der Einleitung von Gasstrom und Zusatzstoffen in die Gießpfanne, bis eine vorbestimmte Zusatzstoffmenge eingeleitet ist.

7. Verfahren zum Frischen von in einer Gießpfanne befind licher Metallschmelze durch Einpressen von Zusatzstoffen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Überführen von Metallschmelze in eine Gießpfanne;
Haltern von durch Feuerfestmaterial geschützten, vertikal angeordneten Leitungen an der Gießpfanne, wobei wenigstens eine Leitung eine freie Mündungsöffnung zur Seite hat, die in einer festen Position nahe dem Grund der Gießpfanne an geordnet ist, und wenigstens eine weitere Leitung eine unter der freien Öffnung befindliche Mündungsöffnung hat;
Einleiten eines drahtförmigen Zusatzstoffs nahe dem Grund der Gießpfanne durch die Leitung und die freie Öffnung; und gleichzeitiges Einleiten eines Gasstroms durch die Leitung und die unter der freien Öffnung befindliche Öffnung; und Fortsetzen der Einleitung von Gasstrom und drahtförmigem Zusatzstoff in die Gießpfanne, bis eine vorbestimmte Menge des drahtförmigen Zusatzstoffs eingeleitet ist.

8. Verfahren zum Frischen von in einer Gießpfanne befind licher Metallschmelze durch Einpressen von Zusatzstoffen, gekennzeichnet durch folgende Schritte;
Überführen von Metallschmelze in eine Gießpfanne;
Haltern von durch Feuerfestmaterial geschützten, vertikal angeordneten Leitungen an der Gießpfanne, wobei wenigstens eine Leitung eine freie Mündungsöffnung hat, die in einer festen Position nahe dem Grund der Gießpfanne angeordnet ist, und wenigstens eine weitere Leitung eine unter der freien Öffnung befindliche Mündungsöffnung hat;
Einleiten eines pulverförmigen Zusatzstoffs nahe dem Grund der Gießpfanne durch die Leitung und die freie Öffnung; und gleichzeitiges Einleiten eines Gasstroms durch die Leitung und die unter der freien Öffnung befindliche Öffnung; und Fortsetzen der Einleitung von Gasstrom und pulverförmigem Zusatzstoff in die Gießpfanne, bis eine vorbestimmte Menge des pulverförmigen Zusatzstoffs eingeleitet ist.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 6 oder 7 oder 8, gekennzeichnet durch Einleiten des Gasstroms unter relativ hohem Druck und mit relativ hohem Durchsatz unter Wirbelbildung um die freie Öffnung herum, so daß die Zusatzstoffe in die Metallschmel ze eingerührt und eingemischt werden.