DE851959C

DE851959C - Verfahren und Ofen zur Herstellung oder Behandlung von Schmelzen aus Eisen oder Metall

Info

Publication number: DE851959C
Application number: DEJ892D
Authority: DE
Inventors: Eugen Dr-Ing Habil Piwowarsky
Original assignee: BROWN
Current assignee: BROWN
Priority date: 1944-01-14
Filing date: 1944-01-14
Publication date: 1952-11-04

Description

Verfahren und Ofen zur Herstellung oder Behandlung von Schmelzen aus Eisen oder Metall Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln bzw. Herstellen von Schmelzen aus Eisen oder Metall. Die zur Erzeugung eines dichten und fehlerlosen Fertig- oder Zwischenprodukts aus Metallguß erforderliche weitgehende Entgasung der Schmelzung wird vielfach durch Reaktion mit geeigneten Schlacken oder Salzdecken durchgeführt. Diese Maßnahmen sind jedoch wenig wirksam, wenn die Schmelzen eine große Löslichkeit für Gase, wie Wasserstoff, Stickstoff, Schwefeldioxyd usw., besitzen. Sind die Schmelzen mit diesen Gasen einmal gesättigt oder übersättigt, so geben sie diese Gase größtenteils erst im Erstarrungsintervall wieder ab und führen alsdann zu porösen Stellen und Blasen innerhalb der erstarrten Gußstücke. Es ist vorgeschlagen worden, durch Quirlen oder Zentrifugieren der Schmelzen oder durch Behandlung bei Unterdruck derselben einen Teil der gelösten Gase wieder aus den abgußfertigen Schmelzen zu entfernen. Dies stellt immerhin eine zusätzliche und nicht immer den erwarteten Erfolg mit sich bringende Behandlung der Schmelze dar.
In manchen Fällen, z. B. für die Herstellung von Partgußwalzen, Büchsen, Kolbenringen usw., ist eine wirtschaftlich durchführbare wirksame Aufkohlung des flüssigen Gußeisens erforderlich. Man hat versucht, eine weitgehende Aufkohlung durch Eintragen von Kohlungsmitteln in den Schmelzofen nach Abziehen der Schlacken oder durch Herunterfahren der Elektroden (bei Lichtbogenöfen) zu erreichen, doch ist hierdurch nur eine sehr langsame Aufkohlung möglich, deren obere Grenze, z. B. bei Gußeisen, etwa bei 3 bis 3,3 % C liegt.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, unter Beseitigung der Nachteile der bisherigen Verfahren und Vorrichtungen eine wirksame Reinigung bzw. Entgasung und/oder Aufkohlung von Schmelzen aus Eisen oder Metall in wirtschaftlich und betriebstechnisch einwandfreier Weise herbeizuführen. Zu diesem Zweck wird zunächst vorgeschlagen, daß die Entgasung und/oder Aufkohlung in einem die flüssige Schmelze aufnehmenden beheizten Ofenunterteil (Sumpf oder Gestell) erfolgt, welcher mit Brocken feuerfester Stoffe und/oder festen Kohlungsmitteln angefüllt ist, die unter dem Druck der Beschickungssäule niedergehalten werden.
Im allgemeinen ist es erforderlich, Vorkehrungen zu treffen, die die Schmelze im Ofensumpf in Bewegung, insbesondere Drehbewegung versetzen. Dies geschieht am einfachsten durch entsprechende elektrische Beheizung bzw. durch hochfrequenten Strom. Es ist aber auch eine Beheizung durch Niederfrequenzstrom möglich.
Wird eine solche Drehbewegung der metallischen Schmelzen im Ofengestell herbeigeführt, so ist es im allgemeinen zweckmäßig, wenn die in diesem Ofenteil eingefüllten, von der Schmelze umspülten 1',rockeli aus feuerfesten und/oder aufkohlenden Stoffen diese Bewegung nicht mitmachen. Sie werden trotz ihres gegenüber der flüssigen Schmelze des Gestells meist wesentlich geringeren spezifischen Gewichts tief unter den Metallspiegel heruntergedrückt und wirken als mechanische Hindernisse bei der Drehbewegung der Schmelze. Durch die intensive mechanische Bewegung der Schmelze gegenüber der feststehenden Packung der eingefüllten Brocken wird die Schmelze äußerst wirksam entgast. Verwendet man eine ganz oder teilweise aus festen Aufkohlungsmitteln bestehende Packung für das Ofengestell, so wird neben der geschilderten Entgasung bei der Relativbewegung der Schmelze zu der Packung auch eine intensive Aufkohlung erreicht. Hierbei wird die Oberfläche dieser Brocken (z. B. Holzkohle, Petrolkoks, Hüttenkoks od. dgl.) durch die Bewegung des Bades frei von Schlacken und Aschenansätzen gespült. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß man für die Aufkohlung aschenreichere, also billigere Kohlungsmittel verwenden kann.
Im Regelfall wird das Verfahren nach der Erfindung so durchgeführt, daß der Oberofen zum Vorschmelzen der metallischen Beschickung, das vorzugsweise hochfrequent beheizte Gestell aber zum Überhitzen der Schmelze benutzt wird.
Das Verfahren ist nach der Erfindung mit Ofen bzw. Ofenkombinationen verschiedener Art durchführbar. Am zweckmäßigsten ist es, wenn am unteren Teil eines z. B. nach Art eines Kupolofens ausgebildeten Oberofens ein mit diesem verbundener, mit gesonderter Beheizung versehener Ofensumpf angeordnet ist.
Hierbei soll zweckmäßig der Ofensumpf (Gestell) einen von dem Oberofen trennbaren vorzugsweise verfahrbaren Körper bilden, was für Zustellungs- und Reparaturarbeiten von Vorteil ist.
Um eine solche Verfahrbarkeit des Gestells zu ermöglichen, wird zweckmäßig der Oberofen aufgehängt.
Verfahren und Vorrichtung nach der Erfindung sind für Schmelzen verschiedenster Art anwendbar und gestatten in allen Fällen die Herstellung von höchstwertigen, ruhig erstarrenden und daher porenfreien - Gußkörpern (Fertig- oder Zwischenprodukte).
Die besondere Wirksamkeit in wärmetechnischer Beziehung ergibt sich daraus, daß beim Schmelzen und Überhitzen von Gußeisen neben 6 bis io °/o festem Brennstoff sich ein Aufwand von elektrischer Energie in Höhe von 120 bis 25o kWh pro Tonne je nach dem gewünschten Grad der Überhitzung, Aufkohlung und Reinigung ergibt. Ähnlich liegen die Verhältnisse für das Schmelzen und die metallurgische Behandlung von Aluminiumlegierungen oder Rotgußschmelzen. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Ofenkombination nach der Erfindung schematisch dargestellt.
Es bedeutet i einen als heizbarer Schacht nach Art eines Kupolofens ausgebildeten Oberofen mit der Gicht 2, der Gichtbühne 3 und der Luftzuführung .4. Am unteren Teil des Oberofens i ist ein Gestell oder Ofensumpf 5 angeordnet, das mit einer elektrischen Hochfrequenzheizvorrichtung 6, einem Abstichloch 7 und Schlackenablauf 8 versehen ist. Mit 9 sind .Brocken aus einem feuerfesten bzw. kohlenden Stoff bezeichnet. Mit io und i i ist die Beschickung mit Metall bzw. festem Brennstoff bezeichnet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung oder Behandlung von Schmelzen aus Eisen oder Metall, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasung und/ oder Aufkohlung in einem die flüssige Schmelze aufnehmenden beheizten Ofenunterteil (Sumpf oder Gestell) erfolgt, welcher mit Brocken feuerfester Stoffe und/oder festen Kohlungsmitteln angefüllt ist, die unter dem Druck der Beschickungssäule niedergehalten werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Ofenunterteil mit einer die Schmelze in Bewegung, insbesondere Drehbewegung versetzende Beheizung, und zwar vorzugsweise durch hochfrequenten Strom, versehen ist.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffüllung des Ofenunterteils mit Brocken aus feuerfesten und/ oder aufkohlenden Stoffen derart erfolgt, daß diese Brocken die Bewegung der sie umspülenden Schmelze nicht mitmachen.
4. Verfahren nach Ansprüchen i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberofen zum Verschmelzen der metallischen Beschickung und das vorzugsweise hochfrequentbeheizte Gestell zum Überhitzen (Entgasen oder Rufkohlen) der Schmelze benutzt werden.
5. Ofen zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch t oder folgende, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Teil eines z. B. nach Art eines Kupolofens ausgebildeten Oberofens ein mit diesem verbundener, mit gesonderter Beheizung versehener Ofensumpf angeordnet ist.
6. Ofen nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß der Ofensumpf (Gestell) einen von dem vorzugsweise aufgehängten Oberofen trennbaren zweckmäßig verfahrbaren Körper bildet.