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Verfahren und Vorrichtung zum Einführen von Entschwefelungs-
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oder anderen Zusätzen unter dem Metallbadspiegel Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einführen von Entschwefelungs- oder
anderen Zusätzen an einer gewünschten Stelle unter dem Metallbadspiegel mit gewünschter
Einführungsgeschwindigkeit.
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Bekannt sind eine zylindrische Vorrichtung mit einer Mehrzahl von
übereinandergeschichteten Kammern, deren jede unterschiedliche Zusatzbehandlungsmittel
enthält, eine schwere mit Aluminium beladene Vorrichtung zum Einführen von Aluminium
in eine Stahlschmelze zu deren Des oxydation und eine Vorrichtung nach der US-PS
2005 540, die dem Einführen von Behandlungsmitteln in eine Stahlschmelze dient und
in die Stahlschmelze durch eine Lageeinstellungseinrichtung nach unten gedrückt
wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Einführen von Entschwefelungs- oder anderen Zusätzen unter dem Metallbadspiegel
zu entwickeln, womit das Einführen der Zusätze an einer bestimmten Stelle unterhalb
des Badspiegels zu einem bestimmten Zeitpunkt mit bestimmtem Durchsatz ermöglicht
wird.
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Die erfindungsgemäße Lösung beruht auf einer eintauchbaren Vorrichtung
einer mit der Länge einer Gießöffnungs-Verschlußstopfenstange vergleichbaren Länge,
die in der Pfanne in ähnlicher Weise wie die Stange angeordnet wird und ein verzehrbares
Material aufweist, das die zu einem bestimmten Zeitpunkt steuerbare Abgabe der Zusatzmittel
an einer: bestimmten Stelle im Metallbad in der Pfanne ermöglicht.
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Gegenstand der Erfindung, womit die genannte Aufgabe gelöst wird,
ist daher zunächst ein Verfahren zum Einführen von Entschwefelungs- oder anderen
Zusätzen unter dem Metall-, insbesondere Stahlbadspiegel mittels eines untertauchenden
Geräts, mit dem Kennzeichen, daß der Durchsatz der Zusatzeinführung durch Einstellung
einer bestimmten Auf zehrungsgeschwindigkeit einer verzehrbaren, im wesentlichen
aus 125 bis 135 Gewichtsteilen eines Materials der Dolomit und Kalkstein umfassenden
Gruppe, 8 bis 16 Gewichtsteilen eines Materials der Holzspäne, Holzmehl und Reishülsen
umfassenden Gruppe und 4 bis 12 Gewichtsteilen eines Ölklassenkohlenwasserstoff-Harzbindemittels
und eines zugehörigen Katalysators bestehenden Wand des den oder die Zusätze enthaltenden
Einführungsgeräts gesteuert wird.
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Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens mit einer feuerfest ausgekleideten,
eine Gießöffnung
aufweisenden Pfanne zur Aufnahme einer Metallschmelze, einer Stopfenstange zum öffnen
und Schließen der Gießöffnung und einem bis in eine bestimmte Tiefe unter dem Metallbadspiegel
versenkbaren Zusatzeinführungsgerät, mit dem Kennzeichen, daß das Zusatzeinführungsgerät
aus einer einen feuerfesten Mantel aufweisenden, im Bodenbereich der Pfanne in einen
erweiterten Endabschnitt auslaufenden Stange mit einem von dieser am Endabschnitt
getragenen, verzehrbaren Behälterteil zusammengesetzt ist, der im wesentlichen aus
125 bis 135 Gewichtsteilen eines Materials der Dolomit und Kalkstein umfassenden
Gruppe, 8 bis 16 Gewichtsteilen eines Materials der Holzspäne, Holzmehl und Reishülsen
umfassenden Gruppe und 4 bis 12 Gewichtsteilen eines Olklassenkohlenwasserstoff-Harzbindemittels
und eines zugehörigen Katalysators besteht und der Aufnahme des oder der Zusätze
dient.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und der Aufbau der erfindungsgemäßen
Vorrichtung unterscheiden sich vom STand der Technik vorteilhaft dadurch, daß die
Zeitdauer des Aufzehrens und der Zersetzung der den oder die Zusätze umgebenden
Behälterteilwand je nach der Wanddicke und -zusammensetzung gesteuert werden kann
und daher sowohl das Niveau als auch die Geschwindigkeit der Abgabe des oder der'Zusatzmittel
an das Metallbad in optimaler Weise einstellbar sind.
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Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten
Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen: Fig. 1 einen Vertikalschnitt
durch eine Pfanne mit der erfindungsgemäßen Zusatzeinführvorrichtung; und Fig. 2
einen Vertikalschnitt durch eine abgewandelte Form der erfindungsgemäßen Zusatzeinführvorrichtung.
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In Fig. 1 erkennt man eine übliche Gießpfanne 10 mit einem Metallgehäuse
11, einer feuerfesten Auskleidung 12, einer Bodenöffnung 13 und einer in einer Stopfendüse
endenden Stopfenstange 14. Eine in der Pfanne 10 untergetaucht gehaltene Entschwefelungsvorrichtung
besteht aus einem Stahlrohr 15 mit einem nach unten kegelförmig verjüngten Teil
16, der abnehmbar am unteren Ende des Stahlrohres 15 durch Stifte 17 befestigt ist,
die in Löcher 18 im Stahlrohr 15 eingreifen. Das obere Ende des Stahlrohres 15 ist
an einer Kappe 19 angebracht, und Sicherheitsventile oder Entlüftungslöcher 20 sind
im Stahlrohr 15 und in der Kappe 19 vorgesehen. Eine vertikal übereinandergestapelte
Anzahl von isolierenden Ringen 21 ist um die Außenseite des Stahlrohres 15 herum
von einem Punkt unmittelbar unter der Kappe 19 bis zu einem am Rohr 15 befestigten
Flansch 22 vom Bodenende des Stahlrohrs 15 ab direkt über dem oberen Ende des konischen
Teils 16 aufwärts gestapelt. Der konische Teil 16 und die isolierenden Ringe 21
sind aus nichtmetallischem verzehrbarem Material gebildet, das sich unter der Einwirkung
der Metallschmelze mit einer konstanten vorbestimmten Geschwindigkeit ohne besondere
Gasentwicklung zersetzt.
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Ein Beispiel eines zweckmäßigen nichtmetallischen Isoliermaterials,
aus dem der konische Teil 16 und die isolierenden Ringe 21 hergestellt sind, kann
folgende Zusammensetzung aufweisen: ein Gemisch aus 59,9 kg Dolomit, 7,26 kg Holzspänen
und 4,54 kg eines Kohlenwasserstoffharzbindemittels mit zugehörigem Katalysator,
wie z. B. des an sich bekannten Zweiteilölklassifikations-Polyesterharzes und eines
Polyisocyanatkatalysators, die unter den Handelsnamen "Deep Set Binder CM 2,5" und
"Deep Set Catalyst FS 100" der Firma "United-Erie Inc. of Erie, Pennsylvanial' erhältlich
sind. Eine alternative Zusammensetzung kann 59,9 kg Kalkstein, 7,26kg Holzmehl und
4,54 kg des Kohlenwasserstoffbindemittels und Katalysators wie im vorigen Beispiel
enthalten.
Eine weitere Abänderung kann einen Ersatz der Holzspäne oder des Holzmehls durch
Reishülsen vorsehen.
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Xnderungen der Menge der Holzspäne, des Holzmehls oder der Reishülsen
kennen ebenfalls vorgenommen werden; z. B. kann deren Menge von 3,63 bis 7,26 kg
betragen. Auch Variationen der Menge des Kohlenwasserstoffharzbindemittels können
Anwendung finden, wobei die Gesamtmenge des Bindemittels und den Katalysators zwischen
1,81 und 5,44 kg liegen kann.
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Wie Fig. 1 weiter veranschaulicht, sind die isolierenden Ringe 21
und der konische oder kegelförmige Teil 16 aus dem vorgenannten Material gebildet
und nach ihrer Formung mit dem Stahlrohr 15 zusammengesetzt. Das untere Ende des
Teils 16 ist mit einer Öffnung 23 versehen, in der zwei Stahlplatten 24 angebracht
sind, die durch eine Mehrzahl von um den Umfang unter Abständen verteilten Stangen
25 getrennt sind. Der Teil 16 ist vorzugsweise um die Platten 24 und die Stangen
25 herum ausgebildet, so daß diese einen Verschluß im ansonsten offenen unteren
Ende des Teils 16 bilden. Eine gewünschte Menge eines oder mehrerer Zusatzmittel,
wie z. B. einer geeigneten entschwefelnd wirkenden Verbindung, vorzugsweise in der
Form von Kügelchen 26, ist in dem einen Behälter bildenden Teil 16, und zwar über
der-oberen Platte 24, angeordnet und wird hierin bis zur zeitlich gesteuerten Zersetzung
der Einführvorrichtung in der Stahlschmelze zurückgehalten. Der Behälterteil 16
und die Ringe 21 sind noch mit isolierendem feuerfesten Material bespritzt.
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Beim Ausbilden des Behälterteils 16 und der isolierenden Ringe 21
wird das oben beschwiebene nichtmetallische Material gemischt und geeignet geformt,
getrocknet und, wenn ausreichend gesetzt, mit dem Stahlrohr 15 entsprechend
Fig.
1 zusammengesetzt. Ein Hakenarm 27 ist an der Kappe 19 der Vorrichtung so angebracht,
daß das äußere Hakenende des Arms den Rand der Pfanne 10, wie Fig. 1 zeigt, übergreift
und dadurch die Einführvorrichtung in der Pfanne 10 in vertikaler Lage hält.
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Fachleute werden bemerken, daß die Stahlplatte 24 am unteren Ende
der Einführvorrichtung in einem kleinen Sumpf von Stahlschmelze in der Pfanne 10
so angeordnet werden kann, daß sich eine bestimmte Lageeinstellung der Vorrichtung
in der Pfanne ergibt und ein Aufschwimmen.der worrichtung verhindert wird, wenn
man die STahlschmelze einführt.
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Die Stahlschmelze verursacht dann die Zersetzung des nichtmetallischen
Behälterteils 16 und der isolierenden Ringe 21 mit bestimmter Ges.chwindigkeit und
dadurch die Abgabe der Kügelchen 26 des oder der Zusatzmittel auf gewünschtem Niveau
und mit einer zeitlich nach Wunsch eingestellten Abgabegaschwindigkeit in die Stahlschmelze,
um diese optimal zu behandeln. Die isolierenden Ringe 21 können auch aus einem feuerfesten
Material bestehen.
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Fachleute werden außerdem feststellen, daß durch Variation der Zusammensetzung
des oben beschriebenen nichtmetallischen Materials auch die ganze Einführungsvorrichtung
daraus gebildet werden und das Stahlrohr 15 entfallen kann. Eine solche abgeänderte
Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 2 veranschaulicht, und man erkennt hier,
daß danach ein rohrförmiger Teil 28 aus nichtmetallischem verzehrbarem Material
mit einer Kappe 29 an seinem oberen Ende und mit darin angeordneten Sicherheitsöffnungen
30 und einem Haltehaken 31 vorgesehen ist, der an der Ka-pe 29 angebracht ist. Das
untere Ende des rohrförmigen Bauteils 28
ist etwas in einen kegelförmigen
hohlen Behälterteil 32 eingesetzt und damit durch Stifte 33 verbunden, und eine
Menge eines oder mehrerer Zusatzmittel in Form von Kügelchen 34 ist im Behälterteil
32 angeordnet, dessen unterster Teil wiederum mit zwei Platten 35 ausgestattet ist,
die durch eine Mehrzahl von Stangen 36 unter Abstand gehalten sind. Der Behälterteil
32 kann gänzlich aus verzehrbarem Material sein.
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Die abgeänderte, in Fig. 2 dargestellte und vorstehend erläuterte
Vorrichtung arbeitet in gleicher Weise wie die nach Fig. 1, wobei die zeitlich gesteuerte
Aufzehrungs- oder Zersetzungsgeschwindigkeit der Vorrichtung wieder durch die Mischungszusammensetzung
des nichtmetallischen Materials reguliert werden kann.
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l Die Pfanne und die im Zusammenhang damit beschriebene Zusatzeinführungsvorrichtung
ermöglichen das wunschgemäße Zusetzen von Behandlungs- und anderen Stoffen mit verbessertem
Wirkungsgrad und ohne störende Rauchbildungsprobleme, die nach dem Stand der Technik
auftraten.
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Das Gewicht der die Zusätze enthaltenden Vorrichtung ist durch Verwendung
entsprechend schwerer Metallplatten 24 bzw. 35 und/oder Stangen 25 bzw. 36 zweckmäßig
etwa das 1 1/2fache des Gewichts des davon verdrängten geschmolzenen Metalls, wodurch
gesichert wird, daß die Vorrichtung ohne Aufschwimmen in der Metallschmelze gehalten
wird.
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Aus dem Vorstehenden ersieht man, daß die Pfanne und die untergetauchte
Zusatzeinführungsvorrichtung gemäß der Erfindung geeignet sind, die Abgabe von Behandlungszusätzen
an die zu behandelnde Metallschmelze an gewünschter Stelle und mit gewünschter Zusatz
zeit und -geschwindigkeit vorzunehmen.
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Eine Anzahl von Zusätzen einschließlich Legierungszusätzen können
vorgenommen werden, und die Reihenfolge verschiedener Zusätze kann leicht durch
entsprechende Lagenstellung der einzelnen Zusätze in den beschriebenen untertauchbaren
Zusatzeinführvorrichtungen gesteuert werden. Flüchtige Elemente können mit gesteuerter
Einführungsgeschwindigkeit und Niveaueinstellung mit einem Minimum an Aufwirbelung
und Rauchbildung zugesetzt werden. Da weit weniger Turbulenz im Bereich der Zusatzabgabe
auftritt, bilden sich weniger Oxide, und daher erreicht man nicht nur eine bessere
Ausnutzung der Zusatzmittel, sondern auch eine geringere Menge von Einschlüssen
unter der Oberfläche im Endprodukt. Aus dem gleichen Grund lassen sich feinteilige
Stoffe, wie z. B. feinteiliges Ferromangan oder Ferrosilizium, zusetzen, und diese
Zusätze gehen bevorzugt, wie erwünscht, in Lösung, statt daß sie herausgeblasen
werden oder in die oben schwimmende Schlacke gelangen und nicht in Lösung gehen.
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Obwohl nur zwei Ausführungsbeispiele der neuen Vorrichtung gemäß
der Erfindung dargestellt und beschrieben sind, ist es klar, daß Fachleute noch
gewisse Änderungen und Modifizierungen im Rahmen der Erfindung vornehmen können.