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Vorrichtung zum Reinigen von Stahl, Gußeisen und anderen gießbaren
Metallen Die beim Gießen von Stahlblöcken sich in diesen bildenden Lunker, Ausseigerungen,
Blasen und Schlacken mindern den Gebrauchswert der Blöcke oft beträchtlich und können
so weit führen, daß die Blöcke nur noch als Schrott verwendbar sind. Insbesondere
zeigen schwefel- oder phosphorhaltige Brammen eine starke Neigung zur Bildung von
Lunkern. Ferner spielt die Gießtemperatur bei der Entstehung dieser Mängel eine
erhebliche Rolle. Weitere zur Schrottbewertung führende Fehler der Blöcke sind Risse
oder sogenännte Kaltschweißstellen, deren Entstehen im wesentlichen von der Gießgeschwindigkeit
des Metalls abhängt.
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Zur Verhütung derartiger Fehlerstellen hat man bereits vorgeschlagen,
Frischgase in die zum Niederschmelzen des Gutes dienenden Kupol- oder Hochöfen einzublasen
bzw. Metallbäder mit reduzierenden Gasen zu behandeln. Hierbei wird jedoch eine
erhebliche Menge an Frischgasen verbraucht, ohne daß bei den verhältnismäßig großen
Abmessungen dieser Ofen die Gewähr gegeben ist, daß das angestrebte Ziel völlig
erreicht ist. Die Erfindung betrifft eine neue Vorrichtung zum Reinigen von Stähl,
Eisen und anderen gießbaren Metallen durch Einblasen eines Reduktionsgases, etwa
Wasserstoff, in das schmelzflüssige Gut. Sie bietet gegenüber den üblichen Einrichtungen
den Vorteil, daß der Gießvorgang verhältnismäßig langsam erfolgen kann, so daß infolge
der großen Oberfläche des Metallbades in der Vorrichtung die eingeschlossenen Gase
und Schlacken leicht entweichen können. Man erzielt ferner eine gute Durchsetzung
des flüssigen Metalles mit dem Reduktionsgas, so daß eine weitgehende und gleichmäßige
Herabminderung des Gehaltes an Oxyden, Schwefel, Arsen und ähnlichen Beimengungen
herbeigeführt wird.
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Die neue Vorrichtung zum Reinigen von Stahl, Eisen oder anderen vergießbaren
Metallen durch Einblasen eines Reduktionsgases in das schmelzflüssige Gut besteht
erfindungsgemäß aus einem versetzbaren, etwa an die Gießpfanne anhängbaren Behälter
oder einer Kammer mit oberem Einfülltrichter für das flüssige Metall und unterem,
zur Einfülltrichteröffnung versetztem Auslaß für dasselbe sowie Düsen in den Seitenwänden
zum Einblasen des Gases und einem oberen Abzugskanal für die sich entwickelnden
Abgase. Zweckmäßig ist der Behälter durch Zwischenwände in mehrere stockwerkartig
angeordnete Kammern unterteilt, die durch Kanäle miteinander in Verbindung stehen.
Außerdem
ist der Behälter mit Einlaßdüsen für das Gas in den Seitenwänden
sowie gegebenenfalls abschließbaren Entlüftungslöchern versehen.
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Die Gasdüsen sind gegen den Boden der Kammer geneigt. Das flüssige
Metall wird von der Gießpfanne etwa mittels eines Trichters in die obere Kammer
geleitet, hier von Wasserstoff oder einem anderen brennbaren Gas aufgewühlt, das
infolge der großen chemischen Verwandschaft zu Sauerstoff, Schwefel und Phosphor
stark exothermische Reaktionen hervorruft und durch Verbindung mit diesen Stoffen
den Gehalt des Metalles an diesen Elementen wesentlich herabsetzt.
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In der Zeichnung ist zum besseren Verständnis der vorstehenden Ausführungen
in Fig. i ein Längsschnitt durch eine Vorrichtung mit zwei miteinander verbundenen
Kammern dargestellt.
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Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform mit nur einer Kammer,
und Fig. 3 gibt schematisch die Anordnung der Vorrichtung an die Gießpfanne wieder.
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Die in Fig. i dargestellte Vorrichtung besteht aus einer stählernen
Kammer 6, die durch Ausmauerung in zwei übereinander angeordnete Räume 3, 12 unterteilt
ist. Das Mauerwerk 5 besteht, wie bei Ofen, in denen hohe Temperaturen erzeugt werden,
-aus Schamotteziegeln, während die Kuppeln oder Hauben q. der Kammern 3, 12 aus
Silicatsteinen aufgeführt sind. Zwischen dem Mauerwerk 5 und dem Stahlmantel 6 ist
eine Sandschicht 7 vorgesehen. Die beiden Kammern stehen durch einen Kanal i i miteinander
in Verbindung und haben je einen besonderen Entlüftungskanal io, iol. - Ein an der
Kammer angeordneter Trichter i mit Gießrinne 2 dient zum Eingießen des flüssigen
Metalls aus der Gießpfanne in die obere Kammer 3. Der Wasserstoff wird unter Druck
durch ein seitliches Zuleitungsrohr 8 und Düsen 9, 91 eingeleitet, die gegen die
Auslaßöffnung nach unten gerichtet sind.
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Das flüssige Metall, etwa Rohstahl, wird von der Gießpfanne durch
den Trichter 1,:2 in die obere Kammer 3 geleitet und der eingeblasene Wasserstoff,
der nahe dem Auslaß 13 gegen den Boden der Kammer 3 trifft und sich hier
erst ausbreitet, steigt darauf entgegen der Richtung des herabströmenden flüssigen
Metalls durch dieses hindurch und verhindert ein rasches Abfließen des Schmelzgutes.
Die sich unter Verlauf einer starken exothermen Reaktion bildenden Gase und Dämpfe
entweichen durch den mehr. oder weniger engen Entlüftungskanal io, der gegebenenfalls
mit einer Entlüftungsschleuse versehen sein kann. Infolge der einseitig geneigten
Lage des Bodens der Kammer 3 fließt das flüssige Metall durch den Verbindungskanal
ii in die untere Kammer 12, in welcher es dem gleichen Reinigungsverfahren noch
einmal unterworfen wird. Hierbei wird Wasserstoff durch die Leitung 91 zugeführt
und die Gase entweichen durch die öffnung iol. Der nunmehr fertig geläuterte (gereinigte)
Stahl wird durch den Abzugskanal 13 im Boden der unteren Kammer i2 abgelassen
und in die darunter befindlichen Gießformen 1q. geleitet.
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In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 weist die Vorrichtung 6 nur
eine Kammer 3 auf.
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Die in Fig. i bis 2 veranschaulichten Vorrichtungen können an der
Gießpfanne angehängt werden, indem man sie beispielsweise mit abgewinkelten Bügeln
21 versieht, deren Schenkel in Traggliedern 2o am Boden der Gießpfanne i9 eingehängt
und durchVorsteckkeile 22, 23 gesichert werden (Fig. 3). Die Anordnung muß jedoch
so getroffen werden, daß die Beobachtung des Ansteigens des Metallee in der Barrenform
nicht beeinträchtigt wird.
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Die Ausführungsform nach Fig. i eignet sich besonders zur- Behandlung
von flüssigem Stahl, der infolge eines längeren Transportweges vom Schmelzofen zur
Gießstelle oder verhältnismäßig langer Dauer des Gießvorganges beim Ausgießen aus
der Gießpfanne mehr oder weniger abgekühlt ist. Hat der zu gießende Stahl eine verhältnismäßig
hohe Temperatur, so kann er schnell durch die Vorrichtung hindurchgeleitet werden,
die in diesem Falle nur eine Reinigungskammer (Fig.2) aufweist.
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Die Vorrichtung kann ferner dazu dienen, um Stahl oder sonst einem
Metall durch Behandlung mit einem besonderen Gas, etwa Leuchtgas oder einem anderen
reduzierend wirkenden Gas, das än Stelle des Wasserstoffes durch die Düsen eingeblasen
wird, besondere Eigenschaften zu verleihen.
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Die beschriebenen Ausführungsformen der neuen Vorrichtung können je
nach Verwendungsart und Ort, wie auch entsprechend dem zu behandelnden flüssigen
Metall, in weiten Grenzen geändert werden, ohne von der Erfindung abzuweichen.