DE7022631U - Device for adding reactive substances in metal alloy melts - Google Patents

Description

Deutsche Edelstahlwerke 415 Krefeld, den 2. 3. 1S71Deutsche Edelstahlwerke 415 Krefeld, March 2, 1S71

Aktiengesellschaft Oberschlesienstraße 16Aktiengesellschaft Oberschlesienstraße 16

Vorrichtung zum Zugeben von reaktionsfreudigen Stoffen in Metallegierungsschmelzen.Device for adding reactive substances in metal alloy melts.

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum Zugeben von reaktionsfreudigen Stoffen, z.B. J_,egierungsel erneuten, in Form von Pulver durch ein konzentrisch in den Gießstrahl eingeführtes Rohr in Metalllegiervuigs schmelz en während des Vergießens der Schmelze.The innovation relates to a device for adding reactive Substances, e.g. J_, egierungsel renew, in the form of powder through a pipe introduced concentrically into the pouring stream in metal alloy vuigs melts during the pouring of the melt.

Bei der Herstellung von Stählen und Metallegierungen kommt der Schlußbehandlung der flüssigen Schmelze deswegen besondere Bedeutung zu, weil sich durch Zugabe meist geringer Mengen bestimmter Stoffe die Eigenschaften der Werkstoffe kennzeichnend verbessern lassen. So sind die technologischen Eigenschaften der Werkstoffe durch die Zugabe von Desoxydationsmitteln wie Aluminium, Titan, Zirkonium, Bor, Kalzium oder Magnesium günstig zu beeinflussen. Gleichfalls günstig beeinflußt wird das Umformungsverhalten durch Änderung des Erstarrungsgefüges oder durch Änderung der Ausbildungsform und der Verteilung nichtmetallischer oder metallischer Einschlüsse bzw. Phasen.The final treatment comes in the manufacture of steels and metal alloys the liquid melt is of particular importance because the addition of mostly small amounts of certain substances changes the Characteristic improvements in the properties of the materials. So are the technological properties of the materials due to the addition of To favorably influence deoxidizing agents such as aluminum, titanium, zirconium, boron, calcium or magnesium. Also favorably influenced the deformation behavior becomes more non-metallic by changing the solidification structure or by changing the form and distribution or metallic inclusions or phases.

Da die Wirkung der verschiedenen Stoffen sowohl, von der Menge als auch von der Temperatur und von der Zeit bis zum Vergießen der Schmelze abhängig ist, muß die Zugabe der Stoffe in kontrollierter, kontinuierlicher Weise erfolgen, damit der zugegebene Stoff nur in geringem Maße verschlackt wird.Since the action of the various substances both, from the amount and also depends on the temperature and the time until the melt is poured, the substances must be added in a controlled, take place continuously, so that the added substance is only slagged to a small extent.

Es ist bekannt, Legierungselemente, Desoxydationsmittel oder dergleichen auf verschiedenem Weg in die Schmelze einzubringen. Sie können entweder unmittelbar in den Schmelzofen oder beim Ausfließen des Stahls aus dem Schmelzofen in die Schmelze eingebracht werden. Man kann die Zusätze aber auch vor, während oder nach dem Abstechen der Schmelze aus dem Ofen in die Gießpfanne oder Kokille zugeben.It is known to alloy elements, deoxidizers or the like to be introduced into the melt in various ways. You can either go straight into the furnace or when flowing out of the steel from the melting furnace can be brought into the melt. But you can also add the additives before, during or after parting the melt from the furnace into the ladle or mold.

Nach einem bekannter Verfahren werden die Zusätze durch ein in den aus einem Zwischentrichter oder einer -pfanne ausfließenden Gießstrahl konzentrisch eingeführtes Rohr zugeführt. Dabei ergaben sich aber unkontrollierte Abbrände der zugesetzten Stoffe und bei reaktionsfreudigen Zusatzstoffen, wie z.B. Reinmagnesium oder Reinkalzium, explosionsartige Reaktionen bei ihrem Zusammentreffen mit der Metallschmelze, was die Anwendung dieses Verfahrens im großtechnischen Maßstab ungeeignet erscheinen läßt.According to a known method, the additives are poured into the from an intermediate funnel or pan Pouring stream fed concentrically introduced pipe. However, this resulted in uncontrolled burn-off of the added substances and of reactive additives, such as pure magnesium or pure calcium, explosive reactions when they meet the molten metal, which makes the application of this process in the makes large-scale appear unsuitable.

Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist nun die Schaffung einer Vorrichtung, die das gefahrlose Zugeben von reaktionsfreudigen Stoffen in Metallegierungsschmelzen während des Vergießens der Schmelze gestattet, für große Schmelzgewichte brauchbar und für die Zugabe unterschiedlicher Stoffe, insbesondere solcher mit hoher Sauerstoffaffinität bzw. hohem Dampfdruck bei Behandlungstemperatur geeignet ist.The task of the present innovation is now to create a device the safe addition of reactive substances in metal alloy melts during the pouring of the melt permitted, usable for large melt weights and for the addition of various substances, especially those with a high affinity for oxygen or high vapor pressure at treatment temperature is suitable.

Zur Lösu ng dieser Aufgabe wird neuerungsgemäß vorgeschlagen, daß in dem Zugabetrichter eine seitlich gegenüber seiner Ausflußöffnung in das Zugaberohr versetzt angeordnete und zu dieser unten offene, durch eine Wand abgetrennte Kammer gebildet ist.To solve this problem it is proposed according to the innovation that in the addition funnel a side opposite its outlet opening arranged offset in the addition tube and open to this at the bottom, separated by a wall chamber is formed.

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Die Kammer in dem 2.ugabetrichter ist so ausgebildet, daß der Querschnitt des Zugaberohres nach oben in den Zugabetrichter offenbleibt. Eine Verstopfung der Ausflußöffnung aus dem Zugabetrichter in das Zugaberohr durch zugegebene Stoffe wird dadurch mit Sicherheit verhindert. Es wird außerdem immer nur eine solche Menge des Zugabestoffes durch das Rohr zugeführt werden, daß ein Teil des Rohrqnrschnitts ständig offen bleibt. Dazu wird die Zugabe der pulverförmigen Zugabestoffe so dosiert, daß der Querschnitt des Zugaberohres nie durch die zugegebenen Stoffe ganz ausgefüllt wird, sondern stets genügend Raum für das Ausströmen etwa sich bildender Gase bei einer Reaktion zwischen den Zusätzen und der Schmelze freibleibt. Dazu muß natürlich der Querschnitt des Zugaberohres von Anfang an so groß vorgesehen sein, daß die gesamte Menge der zuzusetzenden Stoffe innerhalb der Zeit in den Gießstrahl eingeführt werden kann, in der die Schmelze durch die Zugabevorrichtung in die darunter befindliche Gießpfanne ausfließt.The chamber in the 2nd addition funnel is designed so that the cross-section of the addition tube remains open up into the addition funnel. A blockage of the outlet opening from the addition funnel into the This will definitely prevent the addition of substances from being added. In addition, there will only ever be such an amount of the Additive can be fed through the tube so that part of the Rohrqnrschnitts remains open at all times. This is done by adding the powdery Additive substances dosed so that the cross-section of the addition tube is never completely filled by the added substances, but always enough space for any gases that may be formed to flow out a reaction between the additives and the melt remains free. For this, of course, the cross-section of the addition tube must be so large from the start be provided that the entire amount of substances to be added can be introduced into the pouring stream within the time in which the melt flows through the adding device into the pouring ladle below.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der neuerungsgemäßen Vor-According to an advantageous embodiment of the innovation according to

/oder richtung sollen in dem Zugaberohr und dem Zugabetrichter Mittel zum Einführen von inertem Schutzgas vorgesehen sein. Dadurch wird es ermöglicht, die reaktionsfreudigen Stoffe in einer inerten Schutzgasatmosphäre, z.B. aus Argon, im Zugabetrichter und -rohr in den Schmelz strahl einzuführen. Auf diese Weise kann verhindert werden, daß oxydationsempfindliche Zugabestoffe bereits im Zugaberohr abbrennen und daß beim Zusammentreffen reaktionsfreudiger Stoffe mit der Schmelze Verpuffungen auftreten, die eine erhebliche Gefährdung des Bedienungspersonals hervorrufen und die Vorrichtung beschädigen würden./ or direction should in the addition tube and the addition funnel means for Introduction of inert protective gas can be provided. This enables the reactive substances in an inert protective gas atmosphere, e.g. from argon, to be introduced into the melt stream in the addition funnel and tube. In this way it can be prevented that additives that are sensitive to oxidation burn off already in the feed tube and that when reactive substances come into contact with each other Deflagrations occur in the melt, which pose a considerable risk to the operating personnel and damage the device would.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der neuerungsgemäßen Vorrichtung im Längsschnitt dargestellt.In the drawing, an embodiment of the device according to the invention is shown in longitudinal section.

Die 7,ijgabevorrichtung besteht aus einem Zwischenbehälter B, in de η z.B. aus einer Gießpfanne Schmelze S eingefüllt wird. In den Boden des Behälters B ist ein Auslaufmundstück 1 eingesetzt, aus dessen kreisrunder Auslauföffnung der Gießstrahl 2 aus dem Behälter B ausfließt. Konzentrisch durch die Ausflußöffnung des Auslaufmundstücks 1 ist das Zugaberohr 3 mii seinem unteren Ende unter Freilassung eines Ringspalts 4 durch das Auslaufmundstück 1 hindurchgeführt. Der durch den Ringspalt 4 ausfließende Gießstrahl ist zunächst hohl und bildet unterhalb des Endes des Zugaberohrs 3 einen sackförmigen Hohlraum 5, in den die Zugabe stoffe durch das Zugaberohr 3 eingeführt und von dem Gießstrahl 2 dann mitgerissen werden.The 7, ijgabevorrichtung consists of an intermediate container B, in de η e.g. melt S is poured in from a ladle. In the bottom of the container B, an outlet mouthpiece 1 is used, from which circular outlet opening of the pouring stream 2 flows out of the container B. Concentric through the outlet opening of the outlet mouthpiece 1, the addition tube 3 is left with its lower end an annular gap 4 passed through the outlet mouthpiece 1. The pouring stream flowing out through the annular gap 4 is initially hollow and forms a below the end of the addition pipe 3 Sack-shaped cavity 5 into which the addition substances through the addition tube 3 are introduced and then carried along by the pouring stream 2.

Das Zugaberohr 3 wird durch Düsenteile 6 aus Keramik vor zu starker Wärmeeinwirkung durch die Schmelze S in dem Behälter B, in die das Zugaberohr 3 eintaucht, geschützt. Zusätzlich kann das Zugaberohr 3 durch eine in den Düsenteilen 6 vorgesehene Mantelkühlung 7 gekühlt werden, die auch durch ein konzentrisch in das Zugaberohr 3 eingeführtes, nicht dargestelltes Kühlrohr als Innenkühlung ersetzt sein kann. Die Düsenteile 6 stehen mit Füßen 8 auf dem AuslaufmundstückThe addition tube 3 is too strong due to nozzle parts 6 made of ceramic The effect of heat through the melt S in the container B, into which the addition tube 3 is immersed, is protected. In addition, the addition tube 3 are cooled by a jacket cooling 7 provided in the nozzle parts 6, which is also provided by a concentrically introduced into the feed pipe 3, cooling tube, not shown, can be replaced as internal cooling. The nozzle parts 6 stand with feet 8 on the outlet mouthpiece

Die Zugabe der pulverförmigen Stoffe erfolgt vorzugsweise von einer nicht dargestellten Dosiereinrichtung in eine durch eine Wand 12 in dem auf das Zugaberohr 3 aufgesetzten Trichter 11 seitlich abgeteilte Kammer 10. Die Trennwand 12 läßt eine Öffnung 13 zum Austritt der pulverförmigen Stoffe in Pfeilrichtung 14 aus der Kammer 10 in das sich nach unten an den Trichter 11 anschließende Zugaberohr 3 frei. Die Trennwand 12 ist seitlich so angeordnet, daß der volle Querschnitt des Zugaberohres 3 nach oben offenbleibt und nicht durch dieThe powdery substances are preferably added by one Dosing device, not shown, in a laterally divided by a wall 12 in the funnel 11 placed on the addition tube 3 Chamber 10. The partition 12 leaves an opening 13 for the powdery substances to exit in the direction of the arrow 14 from the chamber 10 into the downwardly adjoining the funnel 11 free feed tube 3. The partition wall 12 is arranged laterally so that the full cross section of the addition tube 3 remains open at the top and not through the

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Zugabestoffe verstopft wird. Durnh diese Maßnahme und durch die dosierte Zugabe der pulverförmigen Zugabestoffe in einer solchen Menge, daß der Querschnitt des Zugaberohres 3 nicht voll ausgefüllt wird, wird erreicht, daß bei einer Reaktion zwischen den Zugabestoffen und der Schmelze in dem Hohlraum 5 des Gießstrahls sich bildende Gase in Pfeilrichtung 15 frei nach oben ausströmen können.Additives is clogged. Durnh this measure and by the metered addition of the powdery substances to be added in such an amount that the cross section of the feed pipe 3 is not completely filled is achieved that with a reaction between the additives and the melt in the cavity 5 of the pouring stream forming gases can flow freely upwards in the direction of arrow 15.

Um eine Oxydation, den Abbrand der Zugabestoffe in dem Zugaberohr 3 und eine Reaktion zwischen den Zugabestoffen und der Schmelze zu unterbinden, soll neuerungsgemäß das Zugaberohr 3 und der Trichter 11 mit Schutzgas gefüllt sein. Die Zufuhr von Schutzgas erfolgt über Leitungen 16 entweder, wie strichpunktiert bei 17 angedeutet ist, in den Trichter 11 oder über eine zweckmäßigerweise am oberen Ende des Zugaberohres 3 angeordnete Ringdüse 18.It is about oxidation, the burning off of the additives in the feed tube 3 and to prevent a reaction between the substances to be added and the melt, according to the innovation, the addition pipe 3 and the Funnel 11 must be filled with protective gas. Inert gas is supplied via lines 16 either, as indicated by dash-dotted lines at 17 is, into the funnel 11 or via an annular nozzle 18 expediently arranged at the upper end of the feed tube 3.

Claims (2)

Schutz ansprücheProtection claims 1. Vorrichtung zum Zugeben von reriktionsfreudigen Stoffen,
z. B. Legierungselementen, in Form von Pulver durch ein
konzentrisch in den Gießstrahl eingeführtes, an einen
Zugabetrichter nach unten sich anschließendes Rohr, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zugabetrichter (11) eine seitlich gegenüber seiner Ausflußöffnung in das Zugaberohr (3)
versetzt angeordnete und zu dieser unten offene, durch eine Wand (12) abgetrennte Kammer (10) gebildet ist.1. Device for adding low-friction substances,
z. B. alloy elements, in the form of powder by a
concentrically introduced into the pouring stream, to one
Addition funnel downwardly connecting tube, characterized in that in the addition funnel (11) a laterally opposite its outflow opening into the addition tube (3)
is formed offset chamber (10) which is arranged at the bottom and which is open at the bottom and separated by a wall (12). 2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1,2. Device for performing the method according to claim 1, oderor dadurch gekennzeichnet, daß in dem. Zugaberohr (3) und/dem Zugabetrichter (11) Mittel (17, 18) zum Einführen von inertem Schutzgas vorgesehen sind.characterized in that in the. Admission pipe (3) and / the Addition funnel (11) means (17, 18) for introducing inert protective gas are provided.