DE4039310C2 - Behandlungsgefäß zum Behandeln von Metallschmelzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Behandlungsgefäß zum Behandeln von Metallschmelzen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zum Behandeln von Gußeisenschmelzen können Reinmagnesium, ge­ gebenenfalls mit Reaktionsdämpfern wie Eisenspänen, oder Magnesiumvorle­ gierungen verwendet werden, wobei in der Hauptsache kippbare Behand­ lungsgefäße mit einer in diesem angeordneten Kammer zur Aufnahme des Zu­ satzes eingesetzt werden, in denen die Gußeisenschmelze durch Kippen mit dem Zusatz in Kontakt gebracht wird.

Ein derartiges Behandlungsgefäß in Form eines Konverters ist aus der GB-PS 12 31 372 bekannt, in dem seitlich am Boden eine Kammer zur Aufnahme von Zusätzen vorgesehen ist. Eine derartige seitliche An­ ordnung beeinträchtigt eine gleichmäßige Behandlung durch die durch die verdampften Zusätze bewirkte ungleichmäßige Umwälzung der Schmelze und führt zu einem erhöhten Verbrauch an Zusätzen wie Reinmagnesium od. dgl. sowie zu einer ungenügenden Ausscheidung von Reaktionsprodukten.

Aus der DE-OS 17 58 729 ist ein Behandlungsgefäß etwa in Form einer Pfanne bekannt, wobei auf dem Gefäßboden ein Ring oder Kragen an­ geordnet ist, der Magnesiumvorlegierung in stückiger Form aufnimmt, wäh­ rend der Gefäßmantel einen mit Röhren gebildeten Rosteinsatz aufweist, der im Betrieb mit Abstand zum Kragen angeordnet ist und verhindern soll, daß die Vorlegierungsstücke aufschwimmen. Die Röhren geben aber den Zutritt der Schmelze zur Vorlegierung praktisch ohne Einschränkung frei, so daß eine entsprechend heftige Verdampfung stattfindet, die je­ doch für eine optimale Behandlung ungünstig ist.

Zusätzlich ist es aus der DE-PS 9 75 543 bekannt, eine Tauch­ glocke, die auf die Badoberfläche aufgesetzt wird, oder eine seitliche, auf der Badoberfläche befindliche Kammer zum Einbringen von Behandlungs­ zusätzen zu verwenden, so daß die Zusätze über die Oberfläche aufge­ bracht werden. Dies ist jedoch wenig effektiv.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Behandlungsgefäß zum Behan­ deln von Metallschmelzen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaf­ fen, mit dem sich die Behandlungsparameter optimaler einstellen lassen.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Dies führt neben einem entsprechend langsamen Eindringen der Metallschmelze in eine mittig am Boden des Behandlungsgefäßes befindli­ che Kammer, die zunächst über den gesamten Querschnitt hinweg gefüllt wird, ferner dazu, daß sich dadurch gebildetes dampfförmiges Magnesium zunächst in der Kammer zu kleinen Bläschen koagulieren kann, bevor diese die Kammer verlassen, wobei derartige kleine Bläschen sehr viel wirksa­ mer bezüglich der Schmelzenbehandlung sind, so daß sich eine wesentlich verbesserte Spülwirkung und Behandlung ergibt, die durch die gleich­ mäßige Umwälzung infolge der mittigen Anordnung der Kammer unterstützt wird.

Zweckmäßigerweise liegen die Öffnungen der Durchgänge von der Kammer in den Behandlungsraum des Behandlungsgefäßes im wesentlichen in einer Ebene.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der beigefügten Abbildung im Schnitt dargestellten Ausführungsbeispiels eines Behand­ lungsgefäßes näher erläutert.

Das Behandlungsgefäß 1 umfaßt einen Behandlungsraum 2 und eine unterhalb des Behandlungsgefäßes 1 ausgebildete Kammer 3, die zur Auf­ nahme von Behandlungsmittel, z. B. Magnesium oder hochprozentiger Magne­ siumvorlegierung dient. Die Kammer 3 steht mit dem Behandlungsraum 2 über eine Wand 4 in Verbindung. Die Wand 4 bildet auch gleichzeitig den Boden des Behandlungsgefäßes 1, wobei die Verbindung zwischen der Kammer 3 und dem Behandlungsraum 2 von Durchgängen 5 gewährleistet wird. Die Mittelachse 7 des Behandlungsgefäßes 1 fällt mit der Mittelachse der Kammer 3 zusammen. Die Durchgänge 5 sind außerhalb der Mittelachse 7 des Behandlungsgefäßes 1 schräg zu dieser angeordnet, wobei sämtliche, sich durch den Boden des Behandlungsgefäßes 1 erstreckenden Durchgänge 5 einen relativ kleinen Durchmesser derart aufweisen, daß die Metall­ schmelze langsam in die Kammer 3 eindringt.

Der Behandlungsablauf ist wie folgt:

In die Kammer 3 wird Reinmagnesium bzw. eine hochprozentige Magnesiumvorlegierung z. B. in waagerechter Lage des Behandlungsgefäßes 1 von außen eingegeben. Danach wird die Kammer 3 mittels eines Deckels 3a verschlossen. Anschließend wird das Behandlungsgefäß 1 senkrecht ge­ stellt und eine zu behandelnde Gußeisenschmelze in den Behandlungsraum 2 gefüllt. Die Schmelze dringt wegen der relativ kleinen Durchmesser der Durchgänge 5 langsam in die Kammer 3 ein, und die Verdampfung des Be­ handlungsmittels wird eingeleitet. Wegen der großen Dampfentwicklung und des damit verbundenen großen Dampfdrucks setzt eine Spülwirkung ein, die für eine Badbewegung sorgt, mit deren Hilfe kontinuierlich Schmelze in die Kammer 3 nachgefüllt wird, bis die Behandlung abgeschlossen ist.

Die Reaktion wird insofern durch den Nachschub der Schmelze reguliert, als die aus der Kammer 3 entweichenden Dämpfe den Zufluß der Schmelze in die Kammer 3 abbremsen.

Dadurch, daß einige Durchgänge 5 mit ihren Achsen 7a einen spitzen Winkel mit der Mittelachse 7 des Behandlungsgefäßes 1 bilden, wird die Schmelze in Bewegung gebracht und die Ausscheidung von Reak­ tionsprodukten gefördert.

Für Gußeisenschmelzen mit nachfolgend angegebenen Ausgangs­ schwefel- bzw. Magnesiumgehalten werden in dem Behandlungsgefäß 1 bei­ spielsweise folgende Ergebnisse erzielt:

Charge 1: Durch Zugabe von 0,093 Gew.-% Mg bei einem Ausgangs­ schwefelgehalt von 0,011 Gew.-% ergibt sich nach der Behandlung bei ei­ ner Behandlungstemperatur von 1480°C eine Schmelze mit einem Restgehalt an Mg von 0,043 Gew.-% und an S von 0,009 Gew.-%.

Charge 2: Durch Zugabe von 0,072 Gew.-% Mg bei einem Ausgangs­ schwefelgehalt von 0,012 Gew.-% ergibt sich nach der Behandlung bei ei­ ner Behandlungstemperatur von 1510°C eine Schmelze mit einem Restgehalt an Mg von 0,036 Gew.-% und an S von 0,009 Gew.-%.

Charge 3: Durch Zugabe von 0,09 Gew.-% Mg bei einem Ausgangs­ schwefelgehalt von 0,01 Gew.-% ergibt sich nach der Behandlung bei ei­ ner Behandlungstemperatur von 1470°C eine Schmelze mit einem Restgehalt an Mg von 0,042 Gew.-% und an S von 0,008 Gew.-%.

Charge 4: Durch Zugabe von 0,23 Gew.-% 40%-iger Mg-Vorlegie­ rung bei einem Ausgangsschwefelgehalt von 0,01 Gew.-% ergibt sich nach der Behandlung bei einer Behandlungstemperatur von 1480°C eine Schmelze mit einem Restgehalt an Mg von 0,048 Gew.-% und an S von 0,008 Gew.-%.

Claims (2)

1. Behandlungsgefäß (1) mit einem Behandlungsraum (2) zum Behan­ deln von Metallschmelzen durch Einbringen verdampfbarer Zusätze, insbe­ sondere zur Herstellung von Gußeisenwerkstoffen mit Kugelgraphit durch Einbringen von Reinmagnesium oder Magnesiumvorlegierung, und mit einer von außen beschickbaren, im Bodenbereich des Behandlungsraums (2) ange­ ordneten Kammer (3), die eine Wand (4) mit zum Behandlungsraum (2) füh­ renden Durchgängen (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse des Behandlungsgefäßes (1) mit der Mittelachse (7) der Kammer (3), die unterhalb des Behandlungsgefäßes (1) ausgebildet ist, zusammenfällt, wobei die Durchgänge (5) außerhalb der Mittelachse des Behandlungsgefäßes (1) schräg zu dieser angeordnet sind und sämtli­ che sich durch den Boden des Behandlungsgefäßes (1) erstreckenden Durch­ gänge (5) einen relativ kleinen Durchmesser derart aufweisen, daß die Metallschmelze langsam in die Kammer (3) eindringt.

2. Behandlungsgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen der Durchgänge (5) in das Behandlungsgefäß (1) im we­ sentlichen in einer Ebene liegen.