DE2321495C3

DE2321495C3 - Verfahren zur Behandlung von flüssigem Roheisen durch Magnesium in Behältern und Einrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE2321495C3
Application number: DE19732321495
Authority: DE
Original assignee: Institut Tschernoj Metallurgii, Dnepropetrowsk (Sowjetunion)
Filing date: 1973-04-27
Publication date: 1976-11-25

Description

TS? vorteilhafte Einrichtung zur Durchführung η _erfindunKsgemäßen Verfahrens mit einem Blasdes ^™?S«5tertes Endstück, das als Verdamprohr da, „^™ _{zum Austritt der Ma}.

«;^r ^^e°Vr behandelnde Roheisen auf-

_il aus, daß im Verdampfer _{d Innen}durchmesser im S _die Oberkante der Seiten- ^^^^ _der Höhe des Verdampfers ab Oberkante der Seitenöffnungen bis zur Mündung des °°^S_d Blasrohrs in den Verdampfer im Bek 0 8 liest

^% näher gezeigt wird, ist es _i „ach dem erfm-

i.

kante der Seitenöffnungen (6, 7) bis zur Mündung a₅ des Rohrteils (4) des Blasrohrs (2) in den Verdämpfer (5, 5a) im Bereich von 0,3 bis 0,8 hegt.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung von' flüssigem Roheisen durch Magnesium in Behältern, bei dem das Magnesium in Form von Festkörperteilchen im Strahl eines Trägergases

30 Da Magnesium,

Temper, ur d, ^^g

Temperato «n^ _j _Küogramm _{Magnesium un}g_efähr

eine Dampfmenge von 5650 Liter resultiert, ist an und für sich die Gefahr von Wallungen, die explosionsartigen A^^m^^

zu

Gefahr
Stoffgasgemisch auf

bei durch Verwendung eines nur bei tieferen Tempe-

ssfSi

gekühlt und zweckmäßig unter der Temperatur, bei welcher eine Reaktion des Trägergases mit dem Fest-

gnesium in

Behältern, bei dem das Magnesium in dampfeis an der Wandform der

^^{1 6}Ä

MmSStt« US, 1970, S. 167 bis 174) ist α be-.st, das ein erneuertes

(Fig. 2) oder 5α (Fig. 3) mit Seitenoffnungen 6 Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Durchfüh-(Fig. 2) bzw. 7 (Fig. 3) aufweist und als Verdampfer ren des Verfahrens zur Behandlung von Roheisen dient, wobei das Rohr 4 bei Zuführung des Magne- in Behältern durch Einblasen von pulverförmigem siums in die Pfanne 8 in das Innere des Roheisens Magnesium im Trägergasstrahl ist auf einem Brückeneingetaucht wird; der Wert des Verhältnisses zwischen 5 gerüst zu verlegen, unter dem die Roheisenbehandder Innendurchmesserlänge D des Verdampfers S lung erfolgt Das Brückengerüst ist auf dem Beför- oder 5 a im Querschnitt, der durch die Oberkante denmgsweg des Roheisens von der Schmelzstelle bis der Seitenoffnungen 6 bzw. 7 läuft, und der Höhe H zu seiner Verbrauchsstelle, z. B. z-vischen Hochofendes Verdampfers 5 oder 5a ab Oberkante der Seiten- betrieb und Gießerei oder zwischen Hochofenbetrieb öffnungeii 6 bzw. 7 bis zum Auslauf der öffnung des io und Roheisengießmaschine, an der das Roheisen in Rohr 4 in den Verdampfers oder 5 a liegt im Be- Masseln gegossen wird, aufzubauen,
reich von 0,3 bis 0,8; es sind Rohrleitungen 10, 11 Der Betrieb der Einrichtung verläuft in folgender und 12 vorhanden, von denen die Rohrleitung 10 mit Weise.

der Quelle des Preßluft-Trägergases verbunden wird Das Roheisen gelangt in die Pfanne 8, die dann zur

und dadurch zur Zuführung von Luft in die Rohrlei- 15 Behandlungsstelle des Roheisens durch Magnesium

tungen 11 und 12 bestimmt ist; die Rohrleitung 11 ist befördert wird.

mit dem Speicher 1 zwecks Zuführung des Träger- Der Speicher 1 wird mit pulverfönnigem Magne-

gases verbunden, das zur Übergabe "on Magnesium sium nach einem beliebigen Verfahren beschickt

in die Rohrleitung 12 erforderlich ist; die Rohrleitung (durch Schüttung, Druckluftbeförderung u.a.). Die

12 ist direkt mit der Windform 2 verbunden und zur ao Beschickung des Speichers mit Magnesium erfolgt

Zuführung des Magnesiums zusammen mit dem durch einen Stutzen 25 (Fig. 1).

Trägergas bestimmt, wobei der am Speicher 1 anlie- Von der (in der Zeichnung nicht angegebenen)

gende Abschnitt der Rohrleitung 11 und der an der Quelle wird die Preßluft durch die Rohrleitung 10

Windform 2 anliegende Abschnitt der Rohrleitung 12 dann durch die Rohrleitung 11 dem Speichert,

aus einem biegsamen Schlauch ausgeführt sind; ein 25 durch die Rohrleitung 12 der Windform zugeführt.

Dosierapparat 13, der am Unterteil des Speichers I Dabei sind die Ventile 14, 15 und 16 offen, das Ven-

angeordnet und zur regelbaren Zuführung des Magne- til 17 ist geschlossen.

siums aus dem Speicher 1 in die Rohrleitung 12 be- Nachdem das Trägergas im Speicher 1 den Sollstimmt ist. Es kann ein Dosierapparat beliebiger Bau- druckwert erreicht hat und die Windform 2 mit dem art benutzt werden — Zellenbauart, Schneckenzu- 30 Trägergas versorgt ist, wird die Windform 2 in das teiler, Druckluftdosator u. a. —, der es ermöglicht, im Behälter 8 vorhandene Roheisen 9 in eir.e solche die Intensität der Magnesiumzuführung in das flüssige Tiefe getaucht, daß die offene Stirnfläche des Ver-Roheisen im Behandlungsverlauf zu ändern. dampfers in unmittelbarer Nähe des Behälterbodens

Ein Ventil 14 ist zum Absperren der ganzen Ein- liegt. Dabei soll der im Speicher 1 vorhandene Gasrichtung von der Trägergas-Quelle bestimmt; ein 35 druck, der von der Tauchtiefe der Windform im Ventil 15 ist zum Absperren des Speichers 1 von flüssigen Roheisen abhängig ist, etwas größer als der der Trägergas-Quelle nach Beendigung der Roheisen- ferrostatische Druck des flüssigen Metalls in der behandlung, beim Beschicken des Speichers mit Ma- Tauchtiefe der Windform sein,
gnesium und für andere Fälle sowie auch zur Re- Nach dem Eintauchen der Windform 2 in das gelung des Gasdruckwertes im Speicher beim Betrieb 40 flüssige Roheisen in Solltiefe wird durch den Dosierder Einrichtung bestimmt; ein Ventil 16 ist zum Ab- apparat 13 das Magnesium aus dem Speicher 1 der sperren der Windform 2 von der Trägergas-Quelle Rohrleitung 12 zugeführt, in der die Magnesiumteilnach Beendigung der Roheisenbehandlung und Aus- chen vom Trägergasstrom mitgenommen und als hebung der Windform aus dem Metall 9 bestimmt; ein Gas-Pulvergemisch durch das Rohr 4 der Windform 2 Ventil 17 ist zur Entgasung des Speichers 1 nach Be- 45 auf die Oberfläche des flüssigen Roheisens zugeleitet, endigung der Roheisenbehandlung und beim Be- das im Unterteil des Hohlraumes »/4« im Verdampschicken des Speichers 1 mit Magnesium bestimmt. fer 5 oder 5 a (F i g. 2, 3) steht. Im Verdampfer 5 oder

Druckregler 18 und 19 dienen beim Betrieb der 5 a wird das Magnesium geschmolzen und verdampft,

Einrichtung zum Einhalten des Gas-Solldruckwertes die Magnesiumdämpfe werden mit dem Gasträger zu-

in den Rohrleitungen 11 und 12. 5° sammen durch die Seitenoffnungen 6 (F i g. 2) bzw. 7

Die auf den Rohrleitungen angeordneten Mano- (F i g. 3) des Verdampfers dem zu behandelnden Rohmeter 20 und 21 dienen zur Druckwertkontrolle in eisen zugeführt, in dem sie mit den Bestandteilen der diesen Rohrleitungen, das auf dem Speicher 1 ange- Schmelze (Schwefel, Sauerstoff) reagieren,
ordnete Manometer 22 dient zur Kontrolle des Gas- Indem die Blasen des Magnesiumdampfes und des druckes im Speicher 1. 55 Trägergases im Roheisen herumschwimmen, vollzie-

Das auf der Rohrleitung 10 angeordnete Ver- hen sie ein Durchmischen des Roheisens und fördern

brauchsmeßgerät 23 ist zur Ermittlung des Träger- hiermit eine bessere Assimilation des Magnesiums

gas-Durchsatzes für die Roheisenbehandlung be- durch das Roheisen sowie auch eine Reinigung der

stimmt. Schmelze von Gasen, nichtmetallischen Einschlüssen

Der Belastungsmesser 24, an dem der Speicher 1 "» und Graphit.

angehängt ist, dient zur Ermittlung der Magnesium- In Abhängigkeit vom Verlauf des Behandlungsmenge, die in das zu behandelnde Roheisen zugeführt Vorganges (ruhiger oder heftiger) wird im Arbeitswird. ablauf durch den Dosierapparat 13 die Geschwindig-

AIs Trägergas dient Preßluft. keit der Magnesiumzuführung in das zu behandelnde

Als Trägergas-Quelle dient die Druckluftleitung 65 Roheisen geregelt. Bei einem nicht genug intensiven

des Betriebes. Es können auch selbständige Preßluft- Prozeßablauf (das Roheisen im Behälter ist schwach

quellen — Kompressoren, Flaschen — benutzt gemischt) wird die Magnesiumzuführung erhöht, bei

einem heftigen Ablauf des Vorganges aber (es ent-

stehen Auswürfe des Roheisens aus dem Behälter) wird die Magnesiumzuführung bis zur Unterbrechung der Metallverschüttungen vermindert.

Der Solldruckwert im Speicher 1 wird im Verlauf der Roheisenbehandlung durch das Ventil 15 eingehalten.

Nach der Einführung der Magnesiumsollmenge in das zu behandelnde Roheisen wird die Magnesiumzuführung aus dem Speicher 1 in die Rohrleitung 12 unterbrochen und die Windform 2 aus dem Roheisen gehoben.

Nach dem Entfernen der Windform 2 aus dem Roheisen wird die Zuführung des Trägergases in die Rohrleitungen 11 und 12 durch die Ventile 15 bzw. 16 oder durch das Ventil 14 unterbrochen, die unter Druck im Speicher 1 vorhandene Luft wird durch das Ventil 17 über den Stutzen 26 in die Außenluft geleitet. Hiermit ist der Prozeß der Roheisenbehandlung beendet.

Die Dauer des Roheisenbehandlungsvorganges durch Magnesium ist von der Masse des zu behandelnden Roheisens im Behälter, vom erforderlichen Magnesiumverbrauch pro Tonne Roheisen und von der Intensität der Magnesiumzuführung in die Schmelze abhängig.

Nachstehend werden Beispiele der Behandlung von flüssigem Roheisen durch Magnesium nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und in der erfindungsgemäßen Einrichtung angeführt.

Die Roheisenbehandlung erfolgte durch granuliertes Magnesium, das mit einem Preßluftstrahl in das Roheisen zugeführt wurde, und verlief direkt in Roheisentransportpfannen, in denen das Roheisen nach dem Abstrich aus dem Hochofen zur Behandlungsstelle befördert wird.

Das Magnesium wurde in das Roheisen durch eine Windform mit Verdampfer eingeführt, bei dem das Verhältnis zwischen dem Innendurchmesser im Querschnitt, der durch die Oberkanten der öffnungen läuft, und der Höhe des Verdampfers ab Oberkante der Öffnungen bis zum Auslauf der Windformrohröffnung in den Verdampfer 0,5 beträgt

Beispiel 1

Die Behandlung wurde zwecks Entschwefelung (bis auf einen Schwefelgehalt von höchstens 0,005%) und zur Erzeugung von Masselroheisen höherer Güte ausgeführt Der ursprüngliche Schwefelgehalt im Roheisen bis zur Behandlung betrug 0,045%; der Sauerstoffgehalt 0,011*/·. Die Roheisenmenge in der Pfanne betrug 961 (Nenninhalt der Pfanne 1201). -. Das Roheisen wurde unter Einhaltung der durch diese Erfindung festgelegten Kenngrößen behandelt: Intensität der Magnesiumznführung in das Roheisen ^g^t^MagneshnnkonzentratDninderLBftfi.Okg/ nA

Der ^Magnesramverbrauch betrog 0,7 kg pro Beispiel 2

Das Roheisen wurde unter Einhaltung von Kenngrößen behandelt, die sich von den erfindungsgemäßen Kenngrößen unterscheiden: Intensität der Ma gnesiumzuführung in das Roheisen 1,2 g/s. t, Magnesiumkonzentration in der Luft 4,0 kg/m^s.

Nenninhalt der Pfanne und Roheisengewicht in der Pfanne waren dieselben wie im Beispiel 1. Der ursprüngliche Schwefelgehalt im Roheisen bis zur Be handlung betrug 0,045 V», der Sauerstoffgehalt 0,011%, die Behandlungsdauer 10 min, der Magnesiumverbrauch 0,7 kg pro Tonne Roheisen.

Nach der Entschwefelung wurde das Roheisen wie im Beispiel 1 an der Gießmaschine in Masseln gegossen.

Folgende Ergebnisse wurden erhalten:

_ao Schwefelendgehalt im Roheisen

nach Behandlung des letzteren ... 0,020%

Sauerstoffendgehalt 0,006 %

Entschwefelungsgrad des Roheisens 55% Ausnutzungsgrad des Magnesiums

as zur Entschwefelung und

Desoxydation des Roheisens 38% Beispiel 3

Die Behandlung des Roheisens wurde zwecks Modifizierung des letzteren und zur Erzeugung von Gußstücken (Kokillen) mit Kugelgraphit ausgeführt Der ursprüngliche Schwefelgehalt im Roheisen bis zur Behandlung betrug 0,040·/·; der Sauerstoffgehalt 0,010%; die Roheisenmenge in der Pfanne 60 t (Nenninhalt der Pfanne 801).

Das Roheisen wurde unter Einhaltung der erfin-

dungsgemäßen Kenngrößen behandelt: Die Intensität der Magnesiumzufuhr in das Roheisen betrug 4,0 g/s. t; die Magnesiumkonzentrstion in der dem

Roheisen zugeführten Luft betrug 17,0 kg/m⁸.

Der Magnesium'irbrauch betrug 1,70 kg pro Tonne Roheisen, Behandlungsdauer 8,5 min.

Die Pfanne mit dem Roheisen wurde nach der Modifizierung in die Gießerei zum Gießen von Kokillen befördert.

Folgende Erzeugnisse wurden erhalten: Schwefelendgehalt im Roheisen

nach der Behandlung 0,004%

Sauerstoffgehalt 0,001Ve Bleibender Magnesromgehalt

im Roheisen 0,05·/·

Assmiflaöonsgrad des Magnesiums

durch das Metall „ 53"·/·

Tonne Roheisen, Beb;

■dta

r 4,6 nrin.

Bas Roheisen wurde «ach der Entschwefelung in der Gießmaschine in Massem gegossen. '

Folgende Ergebnisse wühlen erhalten: Schwefefendgehaft im Roheisen... 0,004·/·

Sauerstoffgehalt im Roheisen 0,003 V.

^ iisgraddes Roheisens 91·/·

gg

zurEntschweMangTind

d des Roheisens

61*/·

Aus den angeführten Beispielen (1 und 3) ister-

sichtlieh, daß beim Einblasen von Magnesium nvdas

Roheisen durch eine Windform mit Verdampfer.*^

fmdnngsgemäßer Bauart und beim Einhalten' «r

VorgangskenngröBen in den erfmdnngsg^maßeaBer-

reichen (Intensität der MagnesmmznfüläMBg in/das

€5 Roheisen im Bereich von Hß bis Α&φΛ. and If^

zentrafion des Magnesiums in der den Roheisen Ibf·'

geführten tx& von 6 bis 17ig/m* and liSgne^nfr

verbrauch 0,7 ig pro Tonne Roheisen) «ne öe"""

Schwefelung des Metalls erreicht wird, wobei der Schwefelgehalt im Roheisen 0,004 <Vo und der Assimilationsgrad des Magnesiums mehr als 60°/o betragen.

Unter denselben Verhältnissen, aber bei einem Magnesiumverbrauch von 1,70 kg pro Tonne Roheisen wird im Metall ein hoher bleibender Magnesiumgehalt erzielt, wie er zur Erzeugung von Gußstücken aus solchem Roheisen mit Kugelgraphit erforderlich ist (im Beispiel 3 beträgt der bleibende Magnesiumgehalt im Roheisen 0,05%).

Aus dem Beispiel 2 ist ersichtlich, daß die Abweichung von den erfindungsgemäßen Kenngrößen des Roheisenbehandlungsvorganges eine Verschlech

terung der Vorgangsergebnisse verursacht: es wire keine tiefe Entschwefelung des Roheisens erreicht der Magnesiumsassimilationsgrad wird dabei eben falls stark vermindert.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es die Behandlung von großen Massen Roheisens durcl Magnesium im Arbeitsabiauf des Hüttenbetriebes aus zuführen, da der Vorgang der Roheisenbehandlun; nach dem erfindungsgemäßen Verfahren leicht in dei ίο Arbeitsablauf eines Hüttenwerkes eingebaut werdei kann; das Verfahren ist hochleistungsfähig und regel bar und durch seine Einfachheit sowie hohe Effek tivität gekennzeichnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

«09648/

91537

Claims

Patentanspruche: 1 Verfahren zoir Behandlung von flüssigem

Roheisen durch *^^J***SjsJ£ dem das Magnesium in Form von Festkörper teilchen im Strahl eines Tragergases durch em Blasrohr mit Verdampfer in das Rohe«- führt wird, dadurch gekennzeichnet daß als Trägergas Preßluft verwendet wird und das Magnesium mit einer Intensität von 2 bis 4,5 g/s.t. bei einer Konzentration des Magnesiums in der Preßluft von 5 bis 20 kg/m« in das Roheisen eingeführt wird.
2. Einrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Blasrohr, das ein _Crweitertes^PEndstück, das als Verdampfer dient, und Seitenöffnungen zum Austritt der Makannt daß gut förderbare Gemische sich dann er-„eben wenn das Verhältnis Feststoffgewicht zu Gas- LmdA ungefähr 10:1 beträgt, so daß beim erfin-Lngsgemäßen Verfahren gut förderbare Gemische