DE1268793B - Porous plug arrangement for gassing molten metals in a pouring ladle - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

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B22dB22d

Deutsche Kl.: 31 b2-41/10 German class: 31 b2- 41/10

P 12 68 793.3-24
15. März 1965
22. Mai 1968P 12 68 793.3-24
March 15, 1965
May 22, 1968

Die Erfindung betrifft die Behandlung von schmelzflüssigen Metallen durch Gas, welches in das Metall durch einen gasdurchlässigen Stopfen eingeleitet wird, der unter der Metalloberfläche einer Gießpfanne oder eines anderen Behälters eingesetzt ist. Die Technik zur Behandlung von schmelzflüssigen Metallen durch dieses Verfahren ist an sich bekannt und dient dazu, unerwünschte Gase, wie Wasserstoff, aus dem schmelzflüssigen Metall zu entfernen, und andere Gase, wie Stickstoff, falls erforderlich, einzu- ίο leiten, indem das geeignete Gasgemisch durch den gasdurchlässigen Stopfen in Blasform hindurchgeleitet wird.The invention relates to the treatment of molten metals by gas which is in the Metal is introduced through a gas-permeable plug that is placed under the metal surface of a ladle or another container is inserted. The technique of treating molten liquid Metals through this process is known per se and is used to remove unwanted gases such as hydrogen, from the molten metal, and other gases, such as nitrogen, if necessary, to ίο pass by passing the appropriate gas mixture through the gas-permeable plug in the blow mold will.

Bisher wurden gasdurchlässige Stopfen im Boden von feuerfest ausgekleideten Gießpfannen nur in beschränkten! Maß wegen der praktischen Schwierigkeiten beim Entfernen und Auswechseln der Stopfen verwendet. Stopfen der erwähnten Art haben eine viel kürzere Lebensdauer als die feuerfeste Auskleidung der Gießpfannen, jedoch mußte bei den ao bekannten Bauformen beim Herausnehmen des Stopfens gewöhnlich auch der Boden der feuerfesten Gießpfanne beschädigt oder vollständig abgenommen werden.So far, gas-permeable stoppers in the bottom of refractory-lined ladles have only been used in limited numbers! Measure because of the practical difficulties in removing and replacing the plugs used. Plugs of the type mentioned have a much shorter life than the refractory lining the ladle, however, had to be in the ao known designs when removing the Plug, the bottom of the refractory ladle is usually damaged or completely removed will.

Es wurde zwar vorgeschlagen, solche Stopfen herausnehmbar zu machen, jedoch mußte bisher nicht nur immer noch die Gießpfanne oder der andere Behälter entleert werden, sondern es war auch erforderlich, so lange zu warten, bis der Behälter auf Raumtemperatur abgekühlt war, da festgestellt wurde, daß der Stopfen an der feuerfesten Auskleidung des Behälters haftet und daher die Auskleidung beim Entfernen des Stopfens beschädigt wird, so daß die Auskleidung nach dem Einsetzen eines neuen Stopfens geflickt werden mußte,It has been proposed to make such plugs removable, but so far it has not been necessary only still the ladle or other container to be emptied, but it was also necessary waiting for the container to cool to room temperature since it was determined that the plug adheres to the refractory lining of the container and therefore the lining when removed of the plug is damaged, so that the lining after the insertion of a new plug had to be mended,

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer gasdurchlässigen Stopfenanordnung, bei welcher der Stopfen wirklich ohne Beschädigung der feuerfesten Auskleidung entfernt und ausgewechselt werden kann und gegebenenfalls, ohne daß damit gewartet werden muß, bis die Gießpfanne sich abgekühlt hat.The object of the invention is to provide a gas-permeable plug assembly in which the Plug can really be removed and replaced without damaging the refractory lining and if necessary, without having to wait until the ladle has cooled down.

Gegenstand der Erfindung ist eine poröse Stopfenanordnung zur Begasung schmelzflüssiger Metalle in einer Gießpfanne, für welchen Zweck erfindungsgemäß eine konische Futterbuchse in die feuerfeste Auskleidung des Behälters eingemauert ist, in der eine konische Muffe, die den zylindrischen porösen Stopfen aufnimmt, auswechselbar eingesetzt ist.The invention relates to a porous stopper arrangement for gassing molten metals in a ladle, for what purpose according to the invention a conical lining sleeve in the refractory lining of the container is walled in, in which a conical sleeve that the cylindrical porous Receives plug, is used interchangeably.

Die Erfindung ist in erster Linie auf Pfannen für Gußeisenschmelzen anwendbar, in welchem eine Begasungsbehandlung in der Pfanne durchgeführt werden soll. Die Erfindung ist jedoch auch auf Poröse Stopfenanordnung zur Begasung
schmelzflüssiger Metalle in einer GießpfanneThe invention is primarily applicable to ladles for cast iron smelting in which a fumigation treatment is to be carried out in the ladle. However, the invention is also applicable to a porous plug arrangement for gassing
molten metals in a ladle

Anmelder:Applicant:

The British Cast Iron Research Association,The British Cast Iron Research Association,

Alvechurch, Birmingham (Großbritannien)Alvechurch, Birmingham (Great Britain)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. H. v. Schumann,Dipl.-Ing. H. v. Schumann,

Patent- und Rechtsanwalt,Patent attorney and lawyer,

8000 München 22, Widenmayerstr. 58000 Munich 22, Widenmayerstr. 5

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Roderick Bomford Coates,Roderick Bomford Coates,

Alvechurch, Birmingham (Großbritannien)Alvechurch, Birmingham (Great Britain)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Großbritannien vom 14. März 1964 (10 892)Great Britain March 14, 1964 (10 892)

Warmhalteöfen oder andere Behälter sowie auf Behälter für andere Metalle als Eisen anwendbar.Holding ovens or other containers, as well as being applicable to containers for metals other than iron.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist die erwähnte konische Futterbuchse in der Auskleidung mit seinem kleineren Ende bündig mit der Innenfläche derselben eingebettet.According to a feature of the invention, said conical chuck bushing is in the liner embedded with its smaller end flush with the inner surface of the same.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben, und zwar zeigtThe invention is described below, for example in connection with the drawings, and although shows

F i g. 1 eine Schnittansicht durch einen Teil des Bodens einer Pfanne für schmelzflüssiges Eisen, der mit einer erfindungsgemäßen Stopfenanordnung versehen ist, undF i g. 1 is a sectional view through part of the bottom of a molten iron ladle, the is provided with a plug arrangement according to the invention, and

F i g. 2 eine Vorrichtung, durch welche das Entfernen des Stopfens erleichtert wird.F i g. 2 a device by means of which the removal of the stopper is facilitated.

Die in F i g. 1 gezeigte Pfanne weist einen Stahlmantel 1 auf und ist in an sich bekannter Weise mit einer feuerfesten Auskleidung 2 versehen. In diese feuerfeste Auskleidung ist an einer geeigneten Stelle im Boden der Pfanne eine konische Futterbuchse 3 eingesetzt, die mit ihrem schmaleren Ende nach oben angeordnet und mit der Oberseite der Auskleidung 2 bündig ist. Die Länge der Futterbuchse ist etwa gleich der Dicke der Auskleidung, und bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Futterbuchse aus einem feuerfesten Graphitschamottematerial hergestellt. Bei dem dargestellten Beispiel wird die End-The in F i g. 1 pan shown has a steel jacket 1 and is provided with a refractory lining 2 in a manner known per se. In these refractory lining is a conical lining bush 3 at a suitable point in the bottom of the pan inserted, which is arranged with its narrower end upwards and with the top of the liner 2 is flush. The length of the chuck sleeve is approximately equal to the thickness of the liner, and in the one shown In the exemplary embodiment, the lining bushing is made from a refractory graphite chamotte material. In the example shown, the end

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form der Futterbuchse dadurch erhalten, daß ein gebrannter Strangpreßteil des Materials bearbeitet wird, jedoch kann sie auch durch ein anderes Verfahren, beispielsweise durch Formpressen, hergestellt werden.shape of the chuck is obtained by machining a fired extrusion of the material, however, it can be made by another method such as compression molding.

Der Stopfen wird durch eine äußere undurchlässige Muffe 4 und einen inneren gasdurchlässigen Teil 5 gebildet. Der äußere Teil weist eine äußere Verjüngung auf, welche genau der Verjüngung an der Innenseite der Futterbuchse 3 entspricht, und besitzt einen Flansch 6 an seinem unteren Ende, xo Dieser äußere Teil ist aus dem gleichen Material wie die Futterbuchse 3 hergestellt. Der innere Teil 5 hat eine nahezu zylindrische Form, jedoch mit einer sehr geringen Verjüngung zur Schmelze hin und ist beispielsweise aus Olivinsand hergestellt, der 4 % Natriumsilikat enthält und in der äußeren Muffe 4 handgestampft und durch Trocknen bei 200° C gehärtet worden ist. Die Länge des Stopfens ist derart, daß sein schmaleres Ende mit dem Ende der Futterbuchse 3 bündig ist. aoThe stopper is formed by an outer impermeable sleeve 4 and an inner gas-permeable part 5. The outer part has an outer taper, which corresponds exactly to the taper on the inside of the chuck bush 3, and has a flange 6 at its lower end, xo This outer part is made of the same material as the chuck bush 3. The inner part 5 has an almost cylindrical shape, but with a very slight taper towards the melt and is made, for example, of olivine sand which contains 4% sodium silicate and has been hand-tamped in the outer sleeve 4 and hardened by drying at 200 ° C. The length of the plug is such that its narrower end is flush with the end of the chuck 3. ao

Der Flansch 6 des Stopfens sitzt gegen eine Dichtung? in einer Ausfräsung einer scheibenförmigen Basisplatte 8 auf, die ihrerseits gegen die Unterseite der Pfanne unter Zwischenschaltung einer Dichtung in Form eines Asbestkissens 9 anliegt. Die Basisplatte ist mit einer öffnung versehen, die sich mit der öffnung in der Wand 1 der Pfanne in Ausfluchtung befindet und gegen diese Wand durch Keile 12 gehalten wird, die in Bolzen 10 eingesetzt sind, welche in Buchsen 11 in der Wand eingeschraubt sind. Es können drei solche Bolzen in symmetrischer Verteilung vorgesehen werden.The flange 6 of the plug is seated against a seal? in a cutout of a disk-shaped base plate 8, which in turn against the underside the pan rests with the interposition of a seal in the form of an asbestos cushion 9. The base plate is provided with an opening that coincides with the opening is in alignment in the wall 1 of the pan and held against this wall by wedges 12 which are inserted into bolts 10 which are screwed into sockets 11 in the wall. It three such bolts can be provided in a symmetrical distribution.

Die Basisplatte 8 ist ebenfalls mit drei Bolzen bzw. Zapfen in symmetrischen Abständen versehen, von denen zwei bei 13 und 14 dargestellt sind. Diese Bolzen bzw. Zapfen dienen zur Aufnahme von Keilen, von denen einer bei 15 sichtbar ist, um eine Klemmplatte 16 in ihrer Lage zu halten, durch welche der Stopfen gehalten wird. Die Klemmplatte liegt gegen den Stopfen unter Zwischenschaltung einer Dichtung 17 an und preßt den Stopfen in dichtende Anlage an der Basisplatte 8 und an der konischen Bohrung der Futterbuchse 3, so daß keine Möglichkeit besteht, daß schmelzflüssiges Eisen in der Pfanne zwischen dem Stopfen und der Futterbuchse hindurchtritt und dadurch ihre gegeneinanderliegenden Flächen beschädigt werden. Es läßt sich im Gegenteil feststellen, daß nach dem Lösen der Klemmplatte 16 der Stopfen ohne Beschädigung der Oberfläche der Futterbuchse3 oder der feuerfesten Auskleidung! herausgezogen und sofort ein neuer Stopfen eingesetzt werden kann, selbst in sehr heißem Zustand, und verwendungsbereit ist, sobald die Klemmplatte wieder festgekeilt worden ist.The base plate 8 is also provided with three bolts or tenons at symmetrical intervals, from two of which are shown at 13 and 14. These bolts or pins are used to accommodate Wedges, one of which is visible at 15, to hold a clamping plate 16 in place, through which the stopper is held. The clamping plate lies against the plug with the interposition of a Seal 17 and presses the plug in sealing contact with the base plate 8 and the conical Bore the chuck sleeve 3 so that there is no possibility of molten iron in the pan passes between the plug and the chuck and thereby their opposing Surfaces are damaged. On the contrary, it can be determined that after the clamping plate 16 the plug without damaging the surface of the lining sleeve3 or the refractory lining! pulled out and immediately inserted a new stopper can be, even when very hot, and is ready for use as soon as the clamp plate is back has been wedged.

Das Gas, mit welchem das schmelzflüssige Metall behandelt werden soll, erhält Zutritt durch den Kanal 18 in der Klemmplatte 16, dessen äußeres Ende mit einem Schraubanschluß 19 versehen ist. Das Gas nimmt seinen Weg nach oben durch den durchlässigen Mittelteil des Stopfens 5 in das Metall.The gas with which the molten metal is to be treated is admitted through the channel 18 in the clamping plate 16, the outer end of which is provided with a screw connection 19. The gas takes its way up through the permeable central part of the plug 5 into the metal.

Obwohl die konische Fläche des Stopfens keinen Metallüberzug trägt, der schmelzen und an der Innenfläche der Futterbuchse 3 haften kann, besteht immer noch die Möglichkeit, daß der Stopfen sich iü der Futterbuchse während des Betriebs verkeilt, so daß ein besonderes Stopfenausziehwerkzeug vorgesehen ist, das in F i g. 2 dargestellt ist. Dieses Werkzeug weist ein flaches Armkreuz mit einer Anzahl in gleichen Abständen voneinander angeordneten Armen 20 auf, von denen sich je ein Schenkel 21 in einer Richtung annähernd rechtwinklig zur Ebene der Arme erstreckt. Eine Mittelbohrung 22 dient zur Aufnahme eines kräftigen Bolzens 23, dessen Kopf sich auf der den Schenkeln entgegengesetzten Seite des Armkreuzes befindet und der eine Mutter 24 trägt, welche bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit Handgriff en 25 versehen ist, durch die sie ohne Verwendung eines Schlüssels gedreht werden kann. Eine zweite Mutter 26 verhindert, daß der Bolzen aus dem Armkreuz herausfällt.Although the conical surface of the stopper does not have a metal coating that will melt and stick to the Can stick to the inner surface of the chuck sleeve 3, there is still a possibility that the plug may stick the chuck sleeve wedged during operation so that a special plug removal tool is provided is that shown in FIG. 2 is shown. This tool has a flat spider with a number in equal distances from one another arranged arms 20, each of which has a leg 21 in a Direction extends approximately at right angles to the plane of the arms. A central hole 22 is used for Receipt of a strong bolt 23, the head of which is on the side opposite the legs of the cross and which carries a nut 24, which in the illustrated embodiment is provided with a handle en 25, by means of which it can be turned without the use of a key can. A second nut 26 prevents the bolt from falling out of the spider.

Zum Herausziehen des Stopfens wird das Ende der Schraube 23 in eine Mutter 27 (F i g. 1) eingeschraubt, die mit der Mitte der Klemmplatte 16 verschweißt ist, worauf bei sich gegen die Unterseite der Pfanne abstützenden Schenkeln 21 und nach dem Herausnehmen der Keile 12 die Mutter 24 so gedreht wird, daß die aus der Klemmplatte, der Basisplatte und dem Stopfen bestehende Anordnung von der Pfanne weggedrückt wird.To pull out the stopper, the end of the screw 23 is screwed into a nut 27 (FIG. 1), which is welded to the center of the clamping plate 16, whereupon against the underside of the Pan supporting legs 21 and after removing the wedges 12, the nut 24 rotated is that the existing of the clamping plate, the base plate and the plug assembly of the Pan is pushed away.

Obwohl bei dem beschriebenen Beispiel Sand für den gasdurchlässigen Mittelteils des Stopfens verwendet wird, können auch andere Materialien benutzt werden. Beispielsweise wurden Stopfen mit Quarzsand, Zirkonsand und mit körnigem Siliciumcarbid, in jedem Fall mit Natriumsilikat und anderen geeigneten Materialien, wie Graphitschamotte oder Kohle, gebunden, hergestellt und mit Erfolg verwendet. Bei Verwendung von Olivinsand für den mittleren Teil beträgt die Lebensdauer des Stopfens unter den üblichen Bedingungen etwa 15 Metallbehandlungen. Although in the example described sand is used for the gas-permeable central part of the plug other materials can be used. For example, stoppers with quartz sand, Zircon sand and with granular silicon carbide, in each case with sodium silicate and other suitable ones Materials such as graphite chamotte or charcoal are bound, manufactured and used with success. If olivine sand is used for the middle part, the life of the stopper will be about 15 metal treatments under normal conditions.

Claims (8)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Poröse Stopfenanordnung zur Begasung schmelzflüssiger Metalle in einer Gießpfanne, dadurch gekennzeichnet, daß eine konische Futterbuchse (3) in die feuerfeste Auskleidung (2) des Behälters eingemauert ist, in der ein konischer Stopfen (4, 5) mit einem porösen Mittelteil (5) auswechselbar eingesetzt ist.1. Porous stopper arrangement for gassing molten metals in a pouring ladle, characterized in that a conical Lining bushing (3) is walled into the refractory lining (2) of the container in which a conical stopper (4, 5) with a porous middle part (5) is inserted interchangeably. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Futterbuchse (3) bündig mit der Innenfläche der feuerfesten Auskleidung (2) des Behälters ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the end of the chuck bushing (3) is flush with the inner surface of the refractory lining (2) of the container. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auswechselbare Stopfen durch zwei getrennte konzentrische Teile gebildet wird, nämlich durch eine nichtdurchlässige Muffe (4) und einen inneren gasdurchlässigen Pfropfen (5).3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the replaceable Plug is formed by two separate concentric parts, namely by a non-permeable Sleeve (4) and an inner gas-permeable plug (5). 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende des Stopfens (4) einen sich seitlich erstreckenden Flansch (6) aufweist.4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that the outer end of the plug (4) has a laterally extending flange (6). 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß gegen die Außenseite der Wand (1) des Behälters um den Stopfen (4, 5) herum eine Basisplatte (8) vorgesehen ist und der Flansch (6) des Stopfens gegen die nach außen gekehrte Fläche der Basisplatte anliegt.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that against the outside of the Wall (1) of the container around the stopper (4, 5) a base plate (8) is provided and the The flange (6) of the plug rests against the outward-facing surface of the base plate. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisplatte (8) gegen die Wand (1) des Behälters durch Keile (12) vorgespannt ist, die in Bolzen (10) eingesetzt sind, die in der Behälterwand befestigt sind.6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the base plate (8) against the Wall (1) of the container is biased by wedges (12) inserted into bolts (10) which are fixed in the container wall. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß gegen das äußere Ende des Stopfens (4, S) gasdicht eine Abdeckplatte (16) anliegt, die einen Gasanschluß (27) aufweist, und durch in der Basisplatte befestigte Bolzen (13,14) mittels Keilen (15) gegen den Stopfen vorgespannt ist.7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that against the outer At the end of the stopper (4, S) a cover plate (16) rests in a gastight manner, which has a gas connection (27) having, and fastened in the base plate bolts (13,14) by means of wedges (15) against the Plug is biased. 8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Futterbuchse (3) aus Graphitschamotte hergestellt ist.8. Device according to claims 1 to 7, characterized in that the chuck sleeve (3) is made from graphite chamotte. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 866 231; deutsche Auslegeschrift Nr. 1 039 083.Documents considered: German Patent No. 866 231; German interpretation document No. 1 039 083. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings