DE2208960B2 - Tauchbirne aus feuerfestem material zum einbringen stark reagierender zusaetze in eine metallschmelze - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tauchbirne aus feuerfestem Material zum Einbringen stark reagierender Zusätze in eine Metallschmelze, insbesondere ;:um Einbringen von Reinmagnesium in eine Gußeisenschmelze zur Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit. mit einem mit einer verschließbaren Einfüllöffnung versehenen Einfüllrohr und Kontaktöffnungen, durch die die Zusätze nach Eintauchen der Birne mit der Schmelze in Berührung gelangen.

Eine gattungsgemäße Tauchbirne (DT-PS 1 11 771) hat im unteren Bereich eine Anzahl von Bodenöffnungen und am Übergang zwischen Tauchbirne und Einfüllrohr ein sich selbsttätig schließendes Klappenventil. Durch diese Ausgestaltung der Tauchbirne findet, sobald die Zusätze mit der heißen Schmelzmasse in Berührung kommen, eine Gas- und Dampfbildung der Zusätze, insbesondere bei Reinmagnesium statt, wodurch sich das Klappventil schließt und der ganze verdampfte Kammerinhalt durch die Bodenöffnungen in den Schmelztiegel hineingetrieben wird. Das Eindringen der Schmelze und das Austreten der duivh die Schmelze verdampften Zusätze muß durch ein und dieselben auf gleicher Höhe liegenden Öffnungen erfolgen. Dabei behindert die austretende Dampfmenge in Verbindung mit dem Überdruck (schließendes Klappenventil) den stetigen Zufluß wärmezuführender Schmelze in der Weise, daß Schmelze erneut immer erst dann ir die Tauchbirne eintreten kann, wenn der vom vorherigen Schmelzfluß durch Verdampfen der Zusätze entstandene Dampfdruck wieder abgesunken ist. Das Eindringen von Schmelze in die Tauchbirne geschieht also in zeitlich aufeinanderfolgenden Reaktionsintervallen, nämlich immer dann, wenn der Dampfdruck, der sich in einem gewissen Zeitabschnitt durch infolge der Wärmeenergie der eingetretenen Schmelze beginnendes Verdampfen der Zusätze aufbaut, in einen nachfolgenden Zeitabschnitt sich ausreichend gesenkt hat. Auf Grund dieser Ausgestaltung in Verbindung mit dem hohen Dampfdruck von Rdnmagnesium ist ein befriedigender Reaktionsablauf mit dieser Tauchbirne nicht gewährleistet.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu beheben und eine Vorrichtung zum Einbringen stark reagierender Zusätze in eine Schmelze zu schaffen, die es ermöglicht, technisch reines Magnesium gesteuert und gesichert unter die Badoberfläche der Schmelze zu bringen und dadurch Gußeisen mit Kugelgraphit zu bilden.

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^5S Gelöst wird die Aufgabe der Erfindung dadurch, daß die Kontaktöffnungen — in der getauchien Stellung der Tauchbirne betrachtet — im unteren und oberen Bereich der Tauchbirne angeordnet sind. Auf Grund dieser Anordnung der Kontaktöffnungen in der Tauchbirne in unterschiedlichen Höhen derselben kann die Schmelze in Behandlungssiellung der Tauchbirne in die unteren Kontaktöffnungen eintreten und so zur Zuführung der erforderlichen Verdampfungswärme an die Zusätze heranfließen, mit ihnen in Reaktion treten und diese Zusätze in Dampfform überführen. Die Dampfblasen der Zusätze können durch die oberen Kontaktöffnungen austreten und in die Schmelze eindringen, ohne daß dabei der weitere Zufluß an Schmelze durch die unteren Kontaktöffnungen unterbrochen wird. Dadurch wird ein gleichmäßiger und praktisch gleichbleibend stoßfreier Betrieb erzielt, so daß sich ein geregelter weitgehend störungsfreier Behandlungsablauf einstellt und der heftige Reaktionsablauf sicher beherrscht wird. Dabei sind die Kontaktöffnungen so bemessen, daß sowohl Schmelze nachfließen und mit den Zusätzen reagieren sowie verdampftes Material austreten kann. Dieser Selbstregeleffekt ist von großer Bedeutung. Es sei daraufhin hingewiesen, daß die erfindungsgemäße Tauchbirne nicht nur zum Einbringen von Reinmagnesium, sondern auch für die Zugabe anderer Zusätze verwandt werden kann.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem senkrechten Querschnitt eine in ein Beiiandlungsgefäß mit Gußeisenschmelze eingebrachte Tauchbirne gemäß der Erfindung dargestellt.

Ein aus feuerfestem Material bestehendes Behandlungsgefäß 1 ist teilweise mit Schmelze, insbesondere Gußeisenschmelze 2, gefüllt. In die Gußeisenschmelze ist eine Tauchbirne 3 eingebracht, die aus einem Behälter 4 und einem am oberen Ende des Behälters angebrachten Einfüllrohr 5 besteht. Der Behälter 4 hat einen Reaktionsraurr. 6 zur Aufnahme von reinem Magnesium oder anderen stark reagierenden Zusätzen. Die Wandungen 7, 8 des Behälters 4 bestehen aus feuerfestem Material, in die zur Verstärkung eine Metallarmierung 9 eingebettet ist. Die Metallarmierung 9 hat beispielsweise die Form eines korb- oder wabenähnlichen Stahlgeflechtes. In der Wandung 7 sowie im Boden 8 sind mehrere düsenartige Kontaktöffnungen 10 zum Einströmen und Ausströmen der Schmelze in den bzw. aus dem Reaktionsraum sowie zum Austritt von Reaktionsprodukten, ζ. Β. des verdampften Magnesiums, vorgesehen. Die Anzahl und Größe der Kontaktöffnungen 10 ist dabei so bemessen, daß erst eine Reaktion der Schmelze mit dem Reinmagnesium stattfinden kann, wenn der Behälter 4 der Tauchbirne 3 vollständig unter die Oberfläche der Schmelze 2 untergetaucht ist. Der Reaktionsraum 6 hat zum Einfüllrohr 5 hin eine Öffnung 11, die durch einen Verschlußstopfen 12 verschlossen ist. Als tragendes Bauelement weist das Einfüllrohr 5 ein Metallrohr 13 auf, das in einem Schutzdeckel 14 zum Abdecken des Behandlungsgefäßes 1 gehalten ist. Zum Behälter 4 hin ist das Metallrohr 13 konisch aufgeweitet und mit der Metallarmierung 9 verbunden. Von der Unterseite des Schutzdeckels 14 an hat das Metallrohr außen eine Ummantelung aus feuerfestem Material, die in die Wandungen des Behälters 4 übergeht. Metallrohr 13 und Metallarmierung 9 bilden somit zusammen das tragende Stützskelett der Tauchbirne. Zum Schutz gegen allzu große Erwärmung des Metallrohres bei der Reaktion des Magnesiums ist das Metallrohr 13 im Bereicn seiner konischen Erweiterune

innen zusätzlich mit feuerfestem Material ausgekleidet. Die Öffnung 11 zwischen Einfüllrohr 5 und Behälter 4 weitet sich trichterförmig zum Einfüürohr 5 hin auf und mündet oberhalb der konischen Erweiterung des Metallrohres in dessen zylindrischen Teil. Das über den Schutzdeckel 14 hinausragende Ende des Metalirohres 13 bildet einen trichterförmigen Einfüllstutzen 15, in dem geeignete Dichtelemente angeordnet sind und der mittels eines einfachen Knebelv^rschlusses 16 druckdicht verschlossen werden kann. Der Verschlußstopfen 12 ist mit einer in die Bohrung des Metallfohres 13 einschiebbaren Stange 17 verbunden, die mit dem Knebelverschluß 16 so gekoppelt ist. daß gleichzeitig beim Verschließen des Einfüllstutzens 15 die öffnung 31 zwischen Einfüllrohr 5 und Behälter 4 durch den Verschlußstopfen 12 dicht abgeschlossen wird.

Über zwei am Verschlußdeckel Ii angreifende Hubzylinder 18 kann die Tauchbirne zusammen mit dem Verschlußdeckel 14 in die Schmelze abgesenkt oder aus der Schmelze herausgezogen werden. Ein nich· dargestellter besonderer Kippmechanismus ermöglicht es, nach erfolgter Behandlung die Tauchbirne so zu kippen, daß der Reaktionsraum leicht durch die Bohrung des Metallrohres 13 oder eine der Kontaktöffnungen 10 gereinigt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Tauchbirne aus feuerfestem Material zum Einbringen stark reagierender Zusätze in eine Metallschmelze, insbesondere zum Einbringen von Fieinmagnesium in eine Gußeisenschmelze zur Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit, mit einem mit einer verschließbaren Einfüllöffnung versehenen Einfüllrohr und Kontaktöffnungen, durch die die Zusätze nach Eintauchen der Birne mit der Schmelze in Berührung gelangen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktöffnungen (10) — in der getauchten Stellung der Tauchbin.e (3) betrachtet — im unteren und oberen Bereich der Tauchbir- '5 ne (3) angeordnet sind.