DE7803613U1 - Rohr zum einblasen von gas in eine metallschmelze - Google Patents
Rohr zum einblasen von gas in eine metallschmelzeInfo
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description
Π ft
L'Air Liquide, Societe Anonyme pour I1Etude et
1'Exploitation des Procedes Georges Claude 75, Quai d'Orsay - 75007 Paris/Frankreich
Rohr zum Einblasen von Gas in eine Metallschmelze
* Die Neuerung betrifft im wesentlichen ein Rohr zum Einblasen η
eines Gases in eine in Schmelze befindliche Metallmasse zur
sf Behandlung des Metalles, ζ. B. zur Entgasung, und weist einen
f rohrförmigen Körper aus feuerbeständigem und flüssigkeitsdich-
■j tem.Material sowie ein poröses Teil auf, das an eine Quelle
\ für Druckgas anschließbar ist und dieses Gas in Form feiner
* Blasen zuführt bzw. abgibt.
Bekannt sind Rohre zum Einblasen für die Entgasung in Schmalze befindlicher Nicht-Eisen-Metalle, die aus einem geraden rohrförmigen
Teil aus dichtem Graphit aufgebaut sind, an dessen einem Ende ein Einblasteil angeschraubt ist, das entweder aus
dichtem Graphit mit kleinen Löchern zum Durchlassen des Gases oder aus porösem Graphit hergestellt ist. Rohre dieser Art haben
verschiedene Nachteile: Sie widerstehen schlecht mechanischen Stößen^weshalb sie schwierig zu handhaben sind wegen
ihrer Zerbrechlichkeit, und sie werden schnell durch die Verbrennung auf dem Flüssigkeitspegel zerstört. Andererseits
wird das im allgemeinen kegelstumpfförmige Einblasteil in
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£ Flucht zu dem Körper aus dichtem Graphit so angeordnet, daß
beim senkrechten Eintauchen des Rohres in das Bad sich längs
,: des Rohres kugelförmige Gasblasen bilden, so daß eine schlech-
te Verteilung dieser Blasen im Metall gegeben ist. Die Teile mit den Löchern haben noch den weiteren Nachteil, daß sie gro-
f be Blasen zuführen mit der Folge einer mäßigen Entgasung und
f eimern zu großen Gasverbrauch; ferner ist bei den Löchern das
j Risiko gegeben, daß sie sich beim Durchtreten von flüssigem
Metall verstopfen.
Man kennt auch Entgasungsrohre, die aus einem Hohlkörper in der Form eines L geformt sind, deren horizontaler Zweig einen
Verteiler oder Diffusor für das Gas bildet. Die Rohre dieser Art, die nur aus einem Stück bestehen, haben den Nachteil, daß
sie in ihrer Gesamtheit durchlässig sind, weshalb man eine spezielle Vorrichtung für die Zuführung des Gases derart verwenden
muß, daß man die Einblaszone auf nur den horizontalen Zweig des L örtlich begrenzt, wodurch die Fabrikation kompliziert
wird. Diese Rohre sind außerdem mechanischen Stößen gegenüber nicht widerstandsfähig. Ferner ist die Porosität dieser Einblaszone
nicht hinreichend homogen.
Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist die Vermeidung der verschiedenen
Nachteile und Schaffung eines Rohres, in welchem das feuerbeständige Material, welches den Körper bildet, dicht ist,
und bei welchem der Körper mit einer Ausnehmung ausgestattet ist, in welcher das poröse Teil angeordnet ist, und einen inneren
Kanal aufweist, der einerseits in einer Kammer mündet, wel-
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ehe mit der Ausnehmung in Verbindung steht, und andererseits
auf dem der Ausnehmung gegenüberliegenden Ende des Körpers mündet.
Durch den Aufbau des Körpers aus einem dichten, feuerbeständigen Material ist es möglich, daß das Rohr gegen mechanische
Stöße widerstandsfähig ist, und man braucht keine Spezialvorrichtung mehr für die Zuführung des Einblasgases. Im übrigen
ist es durch die Benutzung eines angeschlossenen, porösen Teils, das in einer hierfür vorgesehenen Ausnehmung angeordnet
ist, auch möglich, genau die Einblaszone festzulegen und wirksam dieses poröse Element zu schützen. Dadurch, daß der
Zuführkanal für das Gas in einer Kammer mündet, die direkt mit der Ausnehmung in Verbindung steht, ist eine Gasversorgung
des porösen Elementes unter sehr guten Bedingungen mög-r
lieh.
Nach einem weiteren Merkmal der Neuerung weist der Körper einen geraden Schaft und einen ebenfalls geraden Kopf auf,
der an dem Schaft angeschlossen ist und etwa unter einem Winkel von 145 zu diesem angeordnet ist, wobei der Kopf mit
der Aussparung und der Kammer versehen ist.
Infolgedessen ist das poröse Element bezüglich des Schaftes verschoben bzw. im Abstand von diesem, so daß die Erscheinung
der kugelförmigen Gasblasen längs des Rohrkörpers verhindert ist.
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Nach einem weiteren Merkmal der Neuerung ist das den Körper des Rohres bildende Material eine tonerdehaltige Zusammensetzung
mit einem Gehalt an Aluminiumoxid zwischen 93 und 99 %,
Das Herstellungsverfahren eines Rohres der vorstehend beschriebenen
Art ist dadurch gekennzeichnet, daß durch Formen, ausgehend von einem Granulat und einem Bindemittel getrennt
einerseits der mit der Ausnehmung versehene Körper und der
in der Masse versenkte Kanal und andererseits das poröse
Teil hergestellt werden, daß das Teil in der Ausnehmung angebracht wird und daß man dann 8 bis 12 Stunden lang den
Körper und das poröse Teil einer thermischen Behandlung in
einem Ofen bei einer Temperatur von ungefähr 400 bis 500 °C unterzieht.
in der Masse versenkte Kanal und andererseits das poröse
Teil hergestellt werden, daß das Teil in der Ausnehmung angebracht wird und daß man dann 8 bis 12 Stunden lang den
Körper und das poröse Teil einer thermischen Behandlung in
einem Ofen bei einer Temperatur von ungefähr 400 bis 500 °C unterzieht.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der
vorliegenden Neuerung ergeben sich aus der folgenden Beschreibungim
Zusammenhang mit den Zeichnu-ngen. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch ein Einblasrohr gemäß einer Ausführung sform der Neuerung,
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Figur 1,
Fig. 3 einen Schnitt durch ein Rohr nach einer anderen Ausführungsform
der Neuerung und
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Anwendung eines
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neuerungsgemäßen Rohres beim Entgasen eines in Schmelze
befindlichen Metalles.
Gemäß der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform,
insbesondere nach den Figuren 1 und 2, weist das Rohr gemäß der Neuerung einen Körper 1 aus dichtem, feuerbeständigem
Beton auf, der im allgemeinen die Form eines gekrümmten zylindrischen StMs hat, im Schnitt kreisförmig ist und aus
einem Schaft 2 und einem Kopf 3 besteht, deren Achsen X, X1
und Y, Y1 einen Winkel von ungefähr 135 ° bilden. Der Körper
1 ist innen mit einem Gaszuführkanal 4 versehen, der in der Masse eingetaucht ist und in eine Kammer 5 mündet, die in dem
Kopf 3 angeordnet ist und mit einer Ausnehmung 6 in Verbindung steht, die ebenfalls in dem Kopf 3 angeordnet ist und
in der sich ein poröses Teil 7 aus gasdurchlässigem Beton befindet. Der Kanal 4 besteht aus einem Stahlrohr, dessen in
dem Beton eingetauchter Teil geringelt, gekräuselt bzw. balgförmig
gerippt ist und dessen oberes Ende 4a aus dem Ende 2a des Schaftes 2 herausragt oder überhängt und an eine Quelle
.für unter Druck stehendes Gas anschließbar ist. Die Ausnehmung 6, welche im Querschnitt die Form eines Sektors mit einer öffnung
von ungefähr 90 ° hat, ist in einem Bereich des Kopfes angeordnet, der das obere Teil des letzteren bildet, während
der Schaft senkrecht angeordnet ist.
Das Material des Schaftes 2 und des Kopfes 3 besteht aus einem gießfähigen, feuerbeständigen Beton mit einem großen Gehalt
an Aluminiumoxid bzw. Tonerde (9 3-99 %), das sich im" wesent-
- 10 lichen zusammensetzt aus:
- einem feuerbeständigen Granulat, wie z. B. blättchenförmiges Aluminiumoxid oder Tonerde mit einer Korngröße oder Kornklassierung
zwischen 3 und 7 mm;
- einem tonerdehaltigen Bindemittel auf der Basis von Natriumaluminat,
wie das unter der Handelsmarke "SECAR 250" auf dem Markt befindliche Produkt.
Der das poröse Teil 7 bildende durchlässige Beton kann bestehen aus:
a) ein/Beton, der dem vorstehenden Beton gleich ist und für
die Verwirklichung des Körpers benutzt wird (blättchenförmiges Aluminiumoxidgranulat und Bindemittel auf der
Basis von Natriumaluminat), aber durchlässig gemacht durch die Zugabe eines beim Ausbrennen entfernbaren
Produktes (Korkteilchen, Sägespäne, ein schäumendes Produkt, das in der Wärme Gas abgibt).
b) Einem feuerbeständigen und durchlässigen Material auf der Basis von elektrogeschmolzenem Aluminiumoxid, wobei
dieses Material z. B. die folgende Zusammensetzung haben kann:
- ein aus weißem Korund gebildetes, feuerbeständiges Granulat: Qualität 60 bis 120 (80-90 %)
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und feines, reaktives Aluminiumoxid (10-20 %) - ein chemisches Bindemittel, das aus Aluminiummonophosphat
aufgebaut ist (5 bis 7 % Granulat).
c) Einem gießfähigen, durchlässigen Beton.
d) Einem Beton, der dem für den Körper verwendeten gleich ist (blättchenförmiges Aluminiumoxidgranulat undBindemittel
auf der Basis von Natriumaluminat) aber durchlässig gemacht durch Zugabe von keramischen Fasern (z.B.
aus Kieselsäure-Tonerde-Material hergestellt) oder thermisch isolierender Fasern (z. B. Kohlenstoff). Die Fasern,
die eine Länge von einigen Millimetern haben, sind mit Beton in dem folgenden Verhältnis gemischt: 1 Vol.-Beton
auf 1,5 bis 4 Volumen Fasern.
Der Zuführkanal für Gas besteht aus einem Rotor aus Stahl, welches
sein kann:
a) ein wie das in Figur 1 dargestellte Rohr 4 geringeltes oder balgförmig geripptes Rohr.
Durch diese dem Rohr gegebene geringelte Form kann man eine gute Verankerung mit dem Beton sicherstellen und
die Dehnungen und Kontraktionen des Metalls während der Verwendung des Rohres absorbieren, wobei die Dehnungen
und das Zusammenziehen des Rohres durch Sprünge bzw. Risse des feuerfesten Materials hervorgerufen werden.
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b) Ein starres Stahlrohr das mit einem feuerbeständigen Kieselsäure-Tonerde-Papier mit einer Dicke von etwa
1 mm ummantelt ist.
Das Papier spielt die Rolle einer elastischen Verbindung zwischen dem feuerbeständigen Beton und der metallischen
Leitung und absorbiert die Unterschiede der Dehnungen und Kontraktionen, die sich im Verlaufe der Verwendung
ergeben.
c) Ein staxres Stahlrohr, das mit einem gewissen Spiel in
dem Körper 1 montiert ist.
Der Körper 1 ist in diesem Falle (siehe Figur 3) mit einem axialen Kanal 8 versehen, der in die Kammer 5 mündet und in
welchem das starre Rohr-9 angeordnet ist, dessen einer Teil 9a am Ende des Rohres herausragt oder überhängt. Das Rohr 9 ist
durch Ringe 10 mit dem Körper 1 formschlüssig gemacht, die gleichzeitig die Verankerung des Rohres und die Dichtigkeit des Teiles
des Kanals 8 sicherstellen, welcher das Rohr umgibt, und somit das Aufsteigen, von Gas aus der Kammer 5 verhindern.
Das Rohr gemäß der Neuerung wird durch ein Verfahren hergestellt, welches im wesentlichen darin besteht, durch Formung den Körper
1 einerseits und das poröse Teil 7 andererseits herzustellen (letzteres kann getrennt geformt werden oder in der in dem Körper
vorgesehenen Ausnehmung geformt werden), wobei die Einheit Körper-poröses Teil dann einer geeigneten thermischen Behänd-
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- 13 lung unterzogen wird.
Das Formen des Körpers 1 erfolgt durch Gießen mit Rütteln: Man gießt das feuerbeständige Granulat und das Bindemittel
in eine Form, die mechanischen Vibrationen oder Schwingungen unterworfen ist und innen mit einer Zuführleitung für Gas
versehen ist sowie mit Kernen für die Bildung der Kammer 5 und der Ausnehmung 6.
Das poröse Teil kann separat folgendermaßen erhalten werden: Das Granulat und das Bindemittel werden dann in eine Form geeigneter
Gestalt gegossen, und das Teil wird nach seiner Entformung und nach dem Entformen des Körpers durch Feststampfen
in der Ausnehmung 6 angeordnet. Das poröse Teil kann ebenso direkt in der Ausnehmung geformt werden; in diesem Falle gießt
man das Granulat und das Bindemittel in die Ausnehmung, wobei der Körper zuvor entformt worden ist.
Dann wird das mit dem porösen Teil versehene Rohr in einen Ausbrennofen
gebracht, wo die Einheit einer thermischen Behandlung unterzogen wird, die etwa 8 bis 12 Stunden lang bei einer Temperatur
zwischen 400 ° und 500 °C stattfindet.
In Figur 4 ist eine Ausführungsform des Rohres gemäß der Neuerung
dargestellt, welches bei der Entgasung eines Metallbandes benutzt wird.
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Das Metall 19, eine Aluminium-Silicium-Leg'i erung des Typs
AS 7 G, die einer Dehydrierung unterworfen sein muß,ist in einem Schmelzkessel enthalten, der 250 kg dieser Legierung
enthält. Die Temperatur des Bades beträgt 730 0C. Das Rohr
wird senkrecht in das Bad (Achse X, X1 senkrecht) getaucht.
Der Zuführkanal wird mittels einer Leitung 21 an einen Behälter 22 angeschlossen, der Stickstoff unter Druck enthält.
Die Betriebseigenschaften der Entgasung sind die folgenden:
- Durchsatz an Stickstoff 40 Nl/Min.
- Betriebsdauer 12 Minuten.
Die Kontrolle oder Steuerung des Entgasungsgrades des somit behandelten Metalles hat gezeigt, daß dieses praktisch ohne
Poren war.
Gemäß dem Herstellungsverfahren des neuerungsgemäßen Rohres
wird einerseits getrennt durch Formung, ausgehend von dem Granulat und dem Bindemittel, der Körper geschaffen,
der mit der Ausnehmung und dem in seine Masse eingetauchten Kanal versehen ist, und andererseits das poröse Element
geschaffen , wonach das poröse Teil in die Ausnehmung gebracht wird und die Einheit Körper und poröses Teil einer thermischen
Behandlung in einem Ofen ungefähr 8 bis 12 Stunden lang bei einer Temperatur von ungefähr 400 bis 500 0C unterworfen ·
wird, Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Körper durch diesen mit Rütteln um den zuvor ummantelten Kanal geformt wird. Zweckmäßig
ist es auch, wenn im Falle eines starren Kanals, der mit
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einem gewissen Spiel in dem Körper befestigt wird, die Ummantelung
des Kanals mittels einer Substanz erfolgt, die im Verlaufe des Ausbrennens zerstört Wird, z. B. mittels
Kieselsäure-Tonerde-Papier. Vorteilhaft ist es ferner, wenn das poröse Teil unabhängig von dem Körper geformt
und durch Feststampfen in der Ausnehmung an Ort und Stelle gebracht wird. Bei einer anderen Ausführungsform kann das
poröse Teil auch direkt in der Ausnehmung geformt werden»-
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Claims (11)
1. Rohr zum Einblasen von Gas in eine in Schmelze befindliche
Metallmasse zur Behandlung des Metalls, z. B. zu seiner Entgasung^ mit einem rohrförmigen Körper aus feuerfestem
Material, welches dicht ist, und mit einem porösen Teil, das mit einer Druckgasguelle verbindbar ist zum
Einführen des Gases in Form feiner Blasen, dadurch gekennzeichnet , daß der genannte Körper (1)
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mit einer Ausnehmung (6) versehen ist, die an seinem
einen Ende angeordnet ist und in der das poröse Teil (7) angeordnet ist, und daß der Körper (1) mit einem
inneren Kanal (4) für die Zuführung des Gases versehen ist, der einerseits in einer Kammer (5) mündet, die mit
der Ausnehmung (6) in Verbindung steht und andererseits auf dem der Ausnehmung (6) gegenüberliegenden Ende (2a)
des Körpers (1) mündet.
2. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (1) einen geraden Schaft (2) und einen ebenfalls
geraden Kopf (3) aufweist, der an dem Schaft durch einen Krümmer angeschlossen ist, der ungefähr einen Winkel von
135 ° bildet, und daß der Kopf (3) mit der Ausnehmung (6) und der Kammer (5) versehen ist.
3. Rohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das den Körper (1) bildende Material ein Tonerdematerial mit
einem Gehalt an Aluminiumoxid zwischen 9 3 und 99 % ist.
4. Rohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Material aus einem blättchenförmigen Tonerdegranulat
besteht, das eine Körnung zwischen 3 und 7 mm hat und durch ein Bindemittel, das aus Natriumaluminat besteht,
agglomeriert ist, wobei das Granulat und das Bindemittel einen undurchdringlichen Beton bilden.
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5. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das poröse Teil C7) aus einem blättchen-
förmigen Tonerdegranulat besteht, das eine Körnung zv/i- f
I sehen 3 und 7 mm hat, und aus einem Bindemittel, das \
Natriumaluminat aufweist, wobei das Granulat und das i
Bindemittel einen durchlässigen Beton bilden. 5;
6. Rohr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der durchlässige Beton aus dem Granulat und dem Bindemittel
gebildet ist, denen Fasern zugefügt sind, die aus keramischem oder thermisch isolierendem Material hergestellt
sind mit einem Verhältnis von 1 Volumeri.Beton auf 1,5 bis
4 Volumina:Iasern. V.
7. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das poröse Teil (7) aus einem Granulat, das mit elektrogeschmolzenem Aluminiumoxid calibriert ist, und
aus einem Bindemittel, das chemisch mit dem Aluminiumoxid reagiert, gebildet ist.
8. Rohr nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat für 80 bis 90 % durch weißen Korund mit der
Qualität Nr. 60 bis 120 und für 10 bis 20 ? durch feines, reaktives Aluminiumoxid gebildet ist und daß das Bindemittel
durch Aluminiummonophosphat gebildet ist und 5 bis 7 Gew.-% Granulat bildet.
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Γ tilt ι
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9. Rohr nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführkanal (4) für das Gas aus einem (wie ein Balg) geringelten
Stahlrohr aufgebaut ist.
10. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführkanal
(4) für das Gas aus einem starren Stahlrohr aufgebaut ist, das mit einem überzug aus einem feuerbeständigen
Kieselsäure-Tonerde-Material ummantelt ist.
11. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (4) aus-einem starren Stahlrohr aufgebaut ist, das in dem
Körper (1) mit einem gewissen Spiel eingebaut und durch Verankerungsteile mit dem Körper (1) fest verbunden ist.
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