EP0424604A1 - Plunger bell for treatment of melts - Google Patents

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Publication number
EP0424604A1
EP0424604A1 EP90109981A EP90109981A EP0424604A1 EP 0424604 A1 EP0424604 A1 EP 0424604A1 EP 90109981 A EP90109981 A EP 90109981A EP 90109981 A EP90109981 A EP 90109981A EP 0424604 A1 EP0424604 A1 EP 0424604A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
melt
diving bell
bell
treatment agent
diving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP90109981A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hartmut Ing.-grad. Wünsch
Werner Dipl.-Ing. Kasel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MINKON SAMPLER-TECHNIK GmbH
Original Assignee
MINKON SAMPLER-TECHNIK GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MINKON SAMPLER-TECHNIK GmbH filed Critical MINKON SAMPLER-TECHNIK GmbH
Publication of EP0424604A1 publication Critical patent/EP0424604A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/08—Making cast-iron alloys
    • C22C33/10—Making cast-iron alloys including procedures for adding magnesium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
    • C21C1/10—Making spheroidal graphite cast-iron

Definitions

  • the invention relates generally to diving bells for introducing melt treatment agents, in particular magnesium, into liquid metal.
  • Magnesium is a very reactive substance at high temperatures, which develops high vapor pressures and ignites itself in air at over 500 ° C. Special process techniques are therefore required to introduce magnesium into molten metals. Magnesium pre-alloys with a Mg content of up to 32% are used in the showering process. In this way, the magnesium vapor pressure is significantly reduced by the presence of the other alloy components. Silicon, copper and in particular nickel are suitable as alloy carriers. The master alloys are either thrown onto the pan bottom and poured with liquid iron or placed in a pocket in the pan bottom, covered with sheet steel and then poured over.
  • Methods are also known in which the magnesium in the solid or liquid state is injected into the molten iron by injectors under the action of an inert carrier gas.
  • magnesium alloys in the form of a wire into the treatment pan with the liquid iron. You choose the feed speed of the wire so that it dissolves at the bottom of the pan.
  • the most economical process is the immersion process.
  • Melt treatment agents or alloy additives are introduced into the liquid metal by means of a diving bell.
  • the diving bell is a bell-shaped, apertured body which is attached to a rod and in which the treatment agents, e.g. a magnesium master alloy, as a block or in a container.
  • the immersion bell is led as far as possible to the bottom of the melting vessel to prevent the treatment agent from floating.
  • Diving bells are not only used in the magnesium treatment of liquid iron for the production of spheroidal graphite cast iron, but also for introducing the deoxidizing metals into copper or copper alloy melts or for degassing with cleaning agents, e.g. for refining aluminum.
  • diving bells are made of graphite or other refractory material and are designed for the longest possible service life.
  • the use of such diving bells presents great difficulties, which has resulted in many foundries in which the diving process was originally used having replaced it with other processes.
  • the disadvantages of diving bells of the prior art lie in the high production costs and the different durability of the bell, depending on the use of the corresponding foundry.
  • the operation of such a bell also requires extensive constant maintenance (for example cleaning of disruptive residues of the molten metal) in order to avoid premature wear.
  • a cumbersome and not safe for the operating personnel re-argues the bell after each treatment process is required. If the bell finally breaks during a treatment process, its fragments must be removed from the melt. Again, this is a time-consuming and risky activity.
  • the object of the present invention is to provide diving bells without the disadvantages described above, which can be used economically and safely.
  • An object of the invention is therefore a device for introducing melt treatment agent into liquid metal, comprising a suspension device which carries at its lower end a diving bell receiving the melt treatment agent, wherein the diving bell is for single use when it dissolves with the melt made compatible material and is connected to the suspension device by operationally easily detachable or coupling means.
  • such a diving bell according to the invention should not survive as many treatment cycles as possible, but should only be used for the duration of a single treatment.
  • the diving bell is therefore manufactured in such a way that it holds the melt treatment agent in position during the treatment process, but at least in the process partly dissolves without annoying residues in the melt.
  • the diving bell preferably consists of a metal sheet which is similar or identical to the melt, in particular of cold-formed metal sheet.
  • a diving bell according to the invention is advantageously formed from a ceiling part supporting the melt treatment agent upwards and a jacket directed downwards from this ceiling member to secure the melt treatment agent against lateral evasion, openings being optionally provided in the ceiling member and / or the jacket.
  • a diving bell according to the invention can form a hollow body which is open at the bottom. This hollow body preferably contains perforations which improve the access of the melt to the treatment agent, so that the dissolution of the treatment agent in the melt is accelerated.
  • the body of a diving bell comprises two intersecting U-elements, the webs forming the ceiling part of the diving bell are connected to one another in particular by welding or in some other way, for example by gluing, and the legs which form the jacket have an open bottom Surround the diving bell space freely downwards.
  • the U-elements can be, for example, rectangular thin sheets. Both U elements can also have different dimensions. For example, two rectangular U-plates with the dimensions 360x100x5mm or 350x100x5mm are suitable.
  • the cross-shaped connection between the webs of both U-plates can be done, for example, by welding.
  • the dimensions of the U-elements forming the diving bell are advantageously chosen so that the gaps are sufficiently large between the legs of the sheets to allow the melt good lateral access to the treatment material.
  • the melt treatment agent is inside the diving bell. It must be fastened there so that it cannot escape from the diving bell before or during the treatment process.
  • the treatment agent is expediently located as a rigid material, e.g. in the form of an ingot or briquette in the interior of the cavity, which is open at the bottom and is enclosed by a ceiling and jacket of the diving bell.
  • the melt treatment agent which is rigid when it is introduced into the melt can be clamped in the diving bell by a corresponding deformation of the diving bell. If a diving bell is used which is formed from two U-elements, the legs of the U-elements can be pressed together so that the melt treatment agent is prevented from falling out of the diving bell.
  • the melt treatment agent which is rigid when it is introduced into the melt, can also be fixed in the immersion bell by means of band-shaped or wire-shaped binding material.
  • the binding material should advantageously be made of a material which is compatible with it when dissolved in the melt, in particular of a material similar or identical to the melt. This can be done so that a wire is passed through the rigid treatment agent, which in turn can be attached to the diving bell.
  • a further possibility for fastening the treatment agent in a diving bell according to the invention is to wrap the diving bell body, for example a U-web, and the melt treatment agent with one or more bands or wires in the vertical direction, so that the treatment agent is fixed in the diving bell.
  • the diving bell When manufacturing the diving bell according to the invention, it is not necessary to pay attention to its multiple usability. It can therefore be made from a thin-walled material, so that it can withstand the unique immersion process for a sufficiently long time. In this way, the heat loss can be kept low by introducing the cold diving bell into the melt. However, the wall thickness of the diving bell will be adjusted so that it can withstand the temperature of the bath at least until the melt treatment agent is brought to the desired location within the melt and remains there until the dissolution of the melt Treatment agent is essentially done.
  • the diving bell In order to introduce the diving bell into the melt, its upper end is connected to a suspension device which holds the diving bell in position in the melt during the treatment process.
  • the suspension device can comprise a suspension rod or a corresponding operating element, which is connected to the diving bell by means of coupling means that can be easily coupled or released during operation.
  • the suspension device In contrast to the diving bell, the suspension device is advantageously designed for repeated use. Therefore, it is necessary that coupling means for a suitable connection between the reusable suspension device and used only once ensure that the freshly fitted diving bell can be attached to the reusable hanging device before each new treatment process.
  • the diving bell according to the invention can be supplied by the manufacturer together with the treatment agent contained therein as a prefabricated unit.
  • the suspension device comprises a suspension rod
  • this rod is preferably protected from contact with the melt or with splashing drops of melt at least in a lower region of its length, which is endangered by the melt, by means of a protective sleeve which is intended for single use and is easily removable after use.
  • the protective sleeve is preferably designed as a paper-based cardboard sleeve.
  • the protective sleeve serves as part of the coupling means between the rod and diving bell.
  • the coupling means between the rod and diving bell are designed as a plug connection.
  • a plug that is intended for single use can be attached to the diving bell and can be inserted into the protective cover of the suspension rod.
  • This plug pin can preferably be fixed on the protective sleeve in a friction-locking manner and / or by means of latching means.
  • the plug-in pin is designed as a plug-in tube which receives a diameter-reduced lower end pin of the rod.
  • Latching means in particular latching lugs, can be provided on the outer peripheral surface of the plug pin for engaging in the material of the protective sleeve.
  • locking means can be provided for engagement in the material of the protective sleeve, so that the rod and diving bell are held together by the protective sleeve of the rod.
  • a diving bell-side coupling element of the coupling means should preferably consist, like the diving bell itself, of a material which is compatible with the melt when it is dissolved, in particular a material similar or the same to it.
  • the suspension device which carries the diving bell preferably passes through a lid which is intended to be placed on a treatment pan containing the liquid metal.
  • This lid is preferably made of refractory material.
  • the hanging device can be integrated in the lid. It can also be height-adjustable relative to the cover by means of a lifting device.
  • the cover can contain a covering part which protects the upper region of the suspension device or the suspension rod from contact with splashing drops of melt.
  • This cladding can also consist of a material intended for single use only, but also of a reusable refractory material.
  • the lid of the treatment pan can preferably be lifted off the pan together with the suspension device by a further lifting device.
  • the device according to the invention is used in particular for introducing volatile melt treatment agent into a molten metal.
  • the diving bell according to the invention can preferably be used for introducing magnesium into liquid metal will.
  • Magnesium master alloys are suitable as treatment agents.
  • pure magnesium is preferably used as the treatment agent, which can be introduced into the bell in the required amount by the manufacturer.
  • the violent reaction which occurs when the melt is treated with pure magnesium can, according to the prior art, be absorbed, for example, by appropriate pan elevation or a special pan lid with a metal apron to prevent metal ejection.
  • the present invention also includes the use of the device according to the invention for introducing melt treatment agent into liquid metal, using an immersion bell according to the invention and at least partially dissolving it in the melt.
  • the device according to the invention is preferably used for treating an iron melt with magnesium, for example for producing cast iron with nodular graphite.
  • the diving bell and possibly also a diving bell-side part of the coupling means is formed from a similar or identical iron metal to the melt.
  • the application according to the invention like the immersion processes in which a diving bell according to the prior art is used, is also suitable for treating other liquid metals, for example for refining aluminum.
  • the immersion bell and any associated coupling part should consist of an aluminum base metal.
  • a wire or tape-like binding material is used to fasten the melt treatment agent in the immersion bell, this should preferably consist of a material compatible with the molten metal.
  • the present invention includes a diving bell for a device according to the invention and / or for use in the context of an application according to the invention, the diving bell for single use consisting of a material, in particular metal, which is compatible with the melt when dissolved and is designed with a coupling part, which is also designed to be compatible with the melt in the event of its dissolution by the melt and to be easily detachably operationally connected to a mating coupling part on the suspension device. Furthermore, the present invention also relates to a diving bell according to the invention which is filled with melt treatment agent.
  • the melting pan contains, for example, a cast iron melt 18, the level of which is considerably below the edge 20 of the melting pan 10.
  • Treatment agent 22 may be a rigid material, e.g. be formed as an ingot or briquette, which is anchored within the diving bell 16 for a temporary stay (not shown) as described above.
  • the suspension device 14 is connected to the diving bell 16 via coupling means.
  • the lid 12 of the melting pan 10 consists of a refractory material.
  • FIG. 2 also shows a melting pan with a lid 12 and a suspension device 14 designed as a rod, on the lower end of which a diving bell 16 is attached.
  • the lower end of the rod 14 is covered with a protective sleeve 24 in order to protect the rod 14 from contact with the melt.
  • the rod 14 is connected to the diving bell 16 via coupling means, which are shown in detail in FIG. 3.
  • the lid 12 is made of a refractory material. It can be lifted from the pan 10 together with the insertion rod 14 by the lifting device 26.
  • the lid 12 further includes a trim body 12a which protects the upper end of the insertion rod 14 from contact with splashing drops of melt.
  • the insertion rod 14 is preferably made of steel.
  • the lifting device 28 serves to insert the insertion rod 14 and raise or lower the diving bell 16 attached to it independently of the cover 12.
  • the lid 12 and the diving bell 16 can also be raised and lowered at the same time.
  • the diving bell 16, which can be used only once, is made of a relatively thin-walled material which is the same as or similar in composition to the material of the melt 18.
  • the diving bell 16 at least partially dissolves in the melt 18 during the dipping process after the introduction of the treatment agent 22.
  • the material thickness of the diving bell 16 is selected so that it is sufficient to keep the treatment agent 22 in the melt until it dissolves at the desired location.
  • Fig. 3 shows in detail a preferred embodiment of the coupling means between a multi-use suspension rod 14 and a single-use diving bell, which comprises the components 16a, 16b and the coupling part 16c.
  • 16a and 16b are two U-elements which are connected in a cross shape and which enclose a cavity which is open at the bottom.
  • 16c is a plug-in pin designed as a plug-in tube, which is attached to the web of the upper U-element 16b and, like the U-elements, consists of a material which is compatible with the melt when dissolved.
  • the block 22 of treatment agent is located in the interior of the diving bell.
  • It can be anchored (not shown) either by pressing the sheets 16a and / or 16b together, or by one or more steel strips or wires in the vertical direction around the web of the U-sheets 16a or / and 16b and the shaped body 22 of the treatment agent be wound so that they prevent the treatment agent from falling out of the body of the diving bell which is open at the bottom.
  • the lower end piece 14a of the suspension rod 14 is designed as a reduced-diameter pin which is received by the plug-in tube 16c.
  • Both the rod 14 and the plug-in tube 16c are provided on their outer side with a plurality of locking lugs 30b and 30a.
  • the protective sleeve 24, which surrounds the rod 14 and the plug-in tube 16c provides an operationally easily connectable or detachable connection between the reusable rod 14 and the diving bell made of the U-elements 16a, 16b and the plug-in tube, which can be used only once 16c.
  • the protective sleeve 24 is first slipped over the suspension rod 14. Subsequently, a prefabricated unit, comprising the diving bell 16 with the components 16a, 16b, 16c and the treatment agent 22 fastened therein, is placed on the lower end piece 14a of the suspension rod 14 covered by the protective sleeve.
  • the locking lugs 30a on the plug-in tube 16c of the diving bell have the effect that the protective sleeve 24, which is held in place by the locking lugs 30b on the suspension rod 14, provides a holding connection between the diving bell and suspension rod 14. It is conceivable to connect the protective sleeve 24 to the diving bell 16 beforehand and to attach it together with the suspension rod. In this case, the protective sleeve 24, the diving bell 16 and the treatment agent 22 form a prefabricated unit.
  • the device according to the invention comprising the rod 14 covered with the protective sleeve 24, the immersion bell 16 and the treatment agent 22 is immersed in the melt 18 so far for the immersion process that the level of the melt is no higher than the upper end of the plug-in tube 16c of the immersion bell .
  • the diving bell is then about 50 mm above the bottom of the pan.
  • the block 22 of the treatment agent dissolves within a very short time. During this time, at least the lower parts of the U-plates 16a and 16b of the diving bell can also dissolve.
  • the part of the protective sleeve 24 that is in contact with the melt starts to burn or charr.
  • this charring process takes place at a low speed in comparison to the dissolution of the treatment agent 22, so that the rod 14 and the connection between the rod and diving bell are protected from contact with the melt during the entire immersion process.
  • a protective sleeve 24 with a sufficient thickness, which can vary according to the respective immersion time and the melt temperature.
  • the insulating effect of the carbonizing material of the protective sleeve 24 made of cardboard prevents damage to the rod 14 and to its lower end piece 14a.
  • the lid 12 together with the suspension rod 14 is raised to such an extent that the treatment pan 10 with the melt 18 treated can be removed.
  • the reusable hanging bar 14 can be freed from the protective sleeve 24 used for the previous treatment process and, if necessary, also remnants of the diving bell, so that a new diving process can be started in the same or in another treatment pan.

Abstract

The invention relates to a device for introducing melt-treating agent into molten metal, comprising a suspension device (14) which at its lower end carries a plunger bell (16) receiving the melt-treating agent, the plunger bell (16) for single use being made of a material compatible with the melt on dissolution and being joined to the suspension device by coupling means which can easily be coupled or undone during operation. The invention also relates to the use of the device according to the invention for introducing melt-treating agent into molten metal. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft im allgemeinen Tauchglocken zum Einbringen von Schmelze-Behandlungsmittel, insbesondere von Magnesium in flüssiges Metall.The invention relates generally to diving bells for introducing melt treatment agents, in particular magnesium, into liquid metal.

Eine Behandlung von Metallschmelzen mit Magnesium, ins­besondere die Behandlung von Gußeisen, ist seit langem bekannt. Durch Zusatz von Magnesium ist es z.B. möglich, sphärolitisches Gußeisen, einen Grauguß mit verbesserten mechanischen Dehnungseigenschaften herzustellen. Magne­sium ist bei hohen Temperaturen ein sehr reaktiver Stoff, der hohe Dampfdrücke entwickelt und sich bei über 500°C an Luft selbst entzündet. Daher sind zum Ein­bringen von Magnesium in Metallschmelzen besondere Ver­fahrenstechniken erforderlich. Bei den Überschüt­tungsverfahren werden Magnesium-Vorlegierungen mit einem Mg-Gehalt bis zu 32 % eingesetzt. Auf diese Weise wird der Magnesiumdampfdruck durch die Anwesenheit der ande­ren Legierungsbestandteile wesentlich gesenkt. Als Le­gierungsträger sind Silizium, Kupfer und insbesondere Nickel geeignet. Die Vorlegierungen werden entweder auf den Pfannenboden geworfen und mit flüssigem Eisen über­gossen oder in eine Tasche im Pfannenboden eingelegt, mit Stahlblech bedeckt und dann übergossen.Treatment of molten metals with magnesium, in particular the treatment of cast iron, has long been known. By adding magnesium it is e.g. possible to produce spherulitic cast iron, a gray cast iron with improved mechanical expansion properties. Magnesium is a very reactive substance at high temperatures, which develops high vapor pressures and ignites itself in air at over 500 ° C. Special process techniques are therefore required to introduce magnesium into molten metals. Magnesium pre-alloys with a Mg content of up to 32% are used in the showering process. In this way, the magnesium vapor pressure is significantly reduced by the presence of the other alloy components. Silicon, copper and in particular nickel are suitable as alloy carriers. The master alloys are either thrown onto the pan bottom and poured with liquid iron or placed in a pocket in the pan bottom, covered with sheet steel and then poured over.

Weiterhin gibt es ein Konverterverfahren, bei dem man nicht mit einer Vorlegierung, sondern mit reinem Magne­sium arbeitet. Im Behandlungsgefäß des Konverters ist eine von außen beschickbare Reaktionskammer eingebaut.There is also a converter process in which you do not work with a master alloy, but with pure magnesium. A reaction chamber that can be charged from the outside is installed in the treatment vessel of the converter.

Es sind auch Verfahren bekannt, bei denen das Magnesium in festem oder flüssigem Zustand durch Injektoren unter der Wirkung eines inerten Trägergases in die Eisen­schmelze eingeblasen wird.Methods are also known in which the magnesium in the solid or liquid state is injected into the molten iron by injectors under the action of an inert carrier gas.

Weiterhin ist es möglich, Magnesiumlegierungen in Form eines Drahts in die Behandlungspfanne mit dem flüssigen Eisen einzubringen. Dabei wählt man die Vorschubge­schwindigkeit des Drahts so, daß er sich am Boden der Pfanne auflöst.It is also possible to introduce magnesium alloys in the form of a wire into the treatment pan with the liquid iron. You choose the feed speed of the wire so that it dissolves at the bottom of the pan.

Das wirtschaftlichste Verfahren ist jedoch das Tauch­verfahren. Dabei werden Schmelze-Behandlungsmittel oder Legierungszusätze mittels einer Tauchglocke in das flüssige Metall eingebracht. Die Tauchglocke ist ein glockenförmiger, mit Öffnungen versehener Körper, der an einer Stange befestigt ist und in dem sich die Behand­lungsmittel, z.B. eine Magnesium-Vorlegierung, als Block oder in einem Behälter befindet. Die Tauchglocke wird möglichst bis zum Boden des Schmelzgefäßes geführt, um ein Aufschwimmen des Behandlungsmittels zu verhindern. Tauchglocken werden nicht nur bei der Magnesium-Behand­lung von flüssigem Eisen zur Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit verwendet, sondern auch zum Einbringen der Desoxidationsmetalle in Kupfer- oder Kupferlegie­rungsschmelzen oder zur Entgasung mit Reinigungsmitteln, z.B. zum Feinen von Aluminium.However, the most economical process is the immersion process. Melt treatment agents or alloy additives are introduced into the liquid metal by means of a diving bell. The diving bell is a bell-shaped, apertured body which is attached to a rod and in which the treatment agents, e.g. a magnesium master alloy, as a block or in a container. The immersion bell is led as far as possible to the bottom of the melting vessel to prevent the treatment agent from floating. Diving bells are not only used in the magnesium treatment of liquid iron for the production of spheroidal graphite cast iron, but also for introducing the deoxidizing metals into copper or copper alloy melts or for degassing with cleaning agents, e.g. for refining aluminum.

Nach dem Stand der Technik bestehen Tauchglocken aus Graphit oder anderem feuerfestem Material und sind auf eine möglichst hohe Betriebsdauer ausgelegt. Die Ver­wendung derartiger Tauchglocken bereitet jedoch große Schwierigkeiten, die dazu führten, daß viele Gießereien, in denen das Tauchverfahren ursprünglich angewendet wurde, es durch andere Verfahren ersetzt haben. Insbe­sondere liegen die Nachteile von Tauchglocken des Stan­des der Technik bei den hohen Herstellkosten und bei der unterschiedlichen Haltbarkeit der Glocke je nach Ein­satzweise der entsprechenden Gießerei. Weiterhin tritt ein hoher Temperaturverlust der Schmelze durch das Ein­bringen der großen Masse der mehr oder weniger kalten Glocke ein. Auch der Betrieb einer derartigen Glocke erfordert einen aufwendigen ständigen Unterhalt (z.B. Reinigung von störenden Resten der Metallschmelze) um frühzeitigen Verschleiß zu vermeiden. Weiterhin ist ein umständliches und für das Bedienungspersonal nicht ungefährliches Neuchargieren der Glocke nach jedem Be­handlungsvorgang erforderlich. Bricht schließlich die Glocke während eines Behandlungsvorgangs, so müssen ihre Bruchstücke aus der Schmelze entfernt werden. Dies ist wiederum eine zeitraubende und riskante Tätigkeit.According to the prior art, diving bells are made of graphite or other refractory material and are designed for the longest possible service life. However, the use of such diving bells presents great difficulties, which has resulted in many foundries in which the diving process was originally used having replaced it with other processes. In particular, the disadvantages of diving bells of the prior art lie in the high production costs and the different durability of the bell, depending on the use of the corresponding foundry. Continues to occur a high temperature loss of the melt due to the introduction of the large mass of the more or less cold bell. The operation of such a bell also requires extensive constant maintenance (for example cleaning of disruptive residues of the molten metal) in order to avoid premature wear. Furthermore, a cumbersome and not safe for the operating personnel re-arguing the bell after each treatment process is required. If the bell finally breaks during a treatment process, its fragments must be removed from the melt. Again, this is a time-consuming and risky activity.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Tauchglocken ohne die oben beschriebenen Nachteile bereitzustellen, die wirtschaftlich sinnvoll und auch ungefährlich ein­gesetzt werden können.The object of the present invention is to provide diving bells without the disadvantages described above, which can be used economically and safely.

Ein Gegenstand der Erfindung ist daher eine Einrichtung zum Einbringen von Schmelze-Behandlungsmittel in flüs­siges Metall, umfassend eine Aufhängevorrichtung, welche an ihrem unteren Ende eine das Schmelze-Behandlungsmit­tel aufnehmende Tauchglocke trägt, worin die Tauchglocke zur einmaligen Verwendung aus einem bei ihrer Auflösung mit der Schmelze verträglichen Material hergestellt und mit der Aufhängevorrichtung durch betriebsmäßig leicht kuppelbare bzw. lösbare Kupplungsmittel verbunden ist.An object of the invention is therefore a device for introducing melt treatment agent into liquid metal, comprising a suspension device which carries at its lower end a diving bell receiving the melt treatment agent, wherein the diving bell is for single use when it dissolves with the melt made compatible material and is connected to the suspension device by operationally easily detachable or coupling means.

Eine derartige erfindungsgemäße Tauchglocke soll im Gegensatz zur bisherigen Betrachtungsweise nicht mög­lichst viele Behandlungszyklen überstehen, sondern soll nur für die Dauer einer einzigen Behandlung verwendet werden. Die Tauchglocke ist daher so gefertigt, daß sie das Schmelze-Behandlungsmittel während des Behandlungs­vorgangs in Position hält, sich dabei aber mindestens teilweise ohne störende Rückstände in der Schmelze auf­löst. Vorzugsweise besteht die Tauchglocke aus einem, der Schmelze ähnlichen oder gleichen Metallblech, ins­besondere aus kalt verformtem Metallblech.In contrast to the previous approach, such a diving bell according to the invention should not survive as many treatment cycles as possible, but should only be used for the duration of a single treatment. The diving bell is therefore manufactured in such a way that it holds the melt treatment agent in position during the treatment process, but at least in the process partly dissolves without annoying residues in the melt. The diving bell preferably consists of a metal sheet which is similar or identical to the melt, in particular of cold-formed metal sheet.

Die Form und Größe einer erfindungsgemäßen Tauchglocke sind an sich beliebig und können entsprechend den je­weiligen Erfordernissen gewählt werden. Günstigerweise ist die erfindungsgemäße Tauchglocke aus einem das Schmelze-Behandlungsmittel nach oben stützenden Pla­fondteil und einem von diesem Plafondteil aus nach unten gerichteten Mantel zur Sicherung des Schmelze-Behand­lungsmittels gegen seitliches Ausweichen gebildet, wobei in dem Plafondteil oder/und dem Mantel gegebenenfalls Öffnungen vorgesehen sind. So kann beispielsweise eine erfindungsgemäße Tauchglocke einen nach unten offener Hohlkörper bilden. Dieser Höhlkörper enthält vorzugs­weise Perforationen, die den Zutritt der Schmelze zum Behandlungsmittel verbessern, so daß die Auflösung des Behandlungsmittels in der Schmelze beschleunigt wird.The shape and size of a diving bell according to the invention are arbitrary per se and can be selected according to the respective requirements. The diving bell according to the invention is advantageously formed from a ceiling part supporting the melt treatment agent upwards and a jacket directed downwards from this ceiling member to secure the melt treatment agent against lateral evasion, openings being optionally provided in the ceiling member and / or the jacket. For example, a diving bell according to the invention can form a hollow body which is open at the bottom. This hollow body preferably contains perforations which improve the access of the melt to the treatment agent, so that the dissolution of the treatment agent in the melt is accelerated.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Er­findung umfaßt der Körper einer Tauchglocke zwei sich kreuzende U-Elemente, deren den Plafondteil der Tauchglocke bildende Stege insbesondere durch Verschweißen oder sonstwie z.B. durch Verkleben miteinander verbunden sind und deren Schenkel, die den Mantel bilden, einen nach unten offenen Tauchglockenraum umschließend frei nach unten ragen. Die U-Elemente kön­nen z.B. rechteckige dünne Bleche sein. Beide U-Elemente können auch unterschiedliche Dimensionen aufweisen. Beispielsweise sind zwei rechteckige U-Bleche mit den Ausmaßen 360x100x5mm bzw. 350x100x5mm geeignet. Die kreuzförmige Verbindung zwischen den Stegen beider U-­Bleche kann z.B. durch Verschweißen geschehen. Die Dimensionen der die Tauchglocke bildenden U-Elemente werden günstigerweise so gewählt, daß die Zwischenräume zwischen den Schenkeln der Bleche ausreichend groß sind, um der Schmelze einen guten seitlichen Zutritt zum Be­handlungsmaterial zu ermöglichen.In a particularly preferred embodiment of the invention, the body of a diving bell comprises two intersecting U-elements, the webs forming the ceiling part of the diving bell are connected to one another in particular by welding or in some other way, for example by gluing, and the legs which form the jacket have an open bottom Surround the diving bell space freely downwards. The U-elements can be, for example, rectangular thin sheets. Both U elements can also have different dimensions. For example, two rectangular U-plates with the dimensions 360x100x5mm or 350x100x5mm are suitable. The cross-shaped connection between the webs of both U-plates can be done, for example, by welding. The dimensions of the U-elements forming the diving bell are advantageously chosen so that the gaps are sufficiently large between the legs of the sheets to allow the melt good lateral access to the treatment material.

Das Schmelze-Behandlungsmittel befindet sich im Inneren der Tauchglocke. Dort muß es befestigt sein, so daß es vor oder während des Behandlungsvorgangs nicht aus der Tauchglocke entweichen kann. Prinzipiell ist es möglich, das Behandlungsmittel in der Tauchglocke dadurch zu verankern, daß es in der Tauchglocke eingeschlossen und dort durch formschlüssigen Eingriff oder durch Anhaften an der Innenwand der Tauchglocke verankert wird. Bei Verwendung einer Tauchglocke in Form eines nach unten offenen Hohlkörpers befindet sich das Behandlungsmittel zweckmäßig als starres Material z.B. in Form eines Bar­rens oder Briketts im Inneren des nach unten offenen Hohlraums, der von Plafond und Mantel der Tauchglocke umschlossen wird. Das bei seinem Einbringen in die Schmelze starre Schmelze-Behandlungsmittel kann in der Tauchglocke durch eine entsprechende Verformung der Tauchglocke eingeklemmt werden. Verwendet man eine Tauchglocke, die aus zwei U-Elementen gebildet wird, so kann man die Schenkel der U-Elemente zusammenpressen, so daß ein Herausfallen des Schmelze-Behandlungsmittels aus der Tauchglocke verhindert wird.The melt treatment agent is inside the diving bell. It must be fastened there so that it cannot escape from the diving bell before or during the treatment process. In principle, it is possible to anchor the treatment agent in the diving bell by enclosing it in the diving bell and anchoring it there by positive engagement or by adhering to the inner wall of the diving bell. When using a diving bell in the form of a hollow body open at the bottom, the treatment agent is expediently located as a rigid material, e.g. in the form of an ingot or briquette in the interior of the cavity, which is open at the bottom and is enclosed by a ceiling and jacket of the diving bell. The melt treatment agent which is rigid when it is introduced into the melt can be clamped in the diving bell by a corresponding deformation of the diving bell. If a diving bell is used which is formed from two U-elements, the legs of the U-elements can be pressed together so that the melt treatment agent is prevented from falling out of the diving bell.

Andererseits kann man auch das bei seiner Einbringung in die Schmelze starre Schmelze-Behandlungsmittel durch band- oder drahtförmiges Bindematerial in der Tauch­glocke festlegen. Dabei soll das Bindematerial günsti­gerweise aus einem bei Auflösung in der Schmelze mit ihr verträglichen Material, insbesondere aus einem der Schmelze ähnlichen oder gleichen Material hergestellt sein. Dies kann etwa so geschehen, daß ein Draht durch das starre Behandlungsmittel hindurchgeführt wird, der wiederum an der Tauchglocke befestigt werden kann. Eine weitere Möglichkeit zur Befestigung des Behandlungsmit­tels in einer erfindungsgemäßen Tauchglocke besteht darin, den Tauchglockenkörper also etwa einen U-Steg und das Schmelze-Behandlungsmittel mit einem oder mehreren Bändern oder Drähten in vertikaler Richtung zu um­wickeln, so daß das Behandlungsmittel in der Tauchglocke festgelegt ist.On the other hand, the melt treatment agent, which is rigid when it is introduced into the melt, can also be fixed in the immersion bell by means of band-shaped or wire-shaped binding material. The binding material should advantageously be made of a material which is compatible with it when dissolved in the melt, in particular of a material similar or identical to the melt. This can be done so that a wire is passed through the rigid treatment agent, which in turn can be attached to the diving bell. A A further possibility for fastening the treatment agent in a diving bell according to the invention is to wrap the diving bell body, for example a U-web, and the melt treatment agent with one or more bands or wires in the vertical direction, so that the treatment agent is fixed in the diving bell.

Bei Herstellung der erfindungsgemäßen Tauchglocke braucht nicht auf deren mehrmalige Verwendbarkeit ge­achtet zu werden. Sie kann deshalb aus einem dünnwan­digen Material hergestellt werden, so daß sie eben dem einmaligen Tauchvorgang hinreichend lang standhält. Auf diese Weise kann der Wärmeverlust durch das Einbringen der kalten Tauchglocke in die Schmelze gering gehalten werden. Man wird die Wandstärke der Tauchglocke jedoch so einstellen, daß sie der Temperatur des Bades zumin­dest so lange standhält, bis das Schmelze-Behandlungs­mittel an den gewünschten Ort innerhalb der Schmelze gebracht ist und so lange an diesem Ort bestehen bleibt, bis die Auflösung des Schmelze-Behandlungsmittels im wesentlichen erfolgt ist.When manufacturing the diving bell according to the invention, it is not necessary to pay attention to its multiple usability. It can therefore be made from a thin-walled material, so that it can withstand the unique immersion process for a sufficiently long time. In this way, the heat loss can be kept low by introducing the cold diving bell into the melt. However, the wall thickness of the diving bell will be adjusted so that it can withstand the temperature of the bath at least until the melt treatment agent is brought to the desired location within the melt and remains there until the dissolution of the melt Treatment agent is essentially done.

Zum Einbringen der Tauchglocke in die Schmelze ist ihr oberes Ende mit einer Aufhängevorrichtung verbunden, die während des Behandlungsvorgangs die Tauchglocke an ihrer Position in der Schmelze hält. Die Aufhängevorrichtung kann einen Aufhängestab oder ein entsprechendes Bedie­nungselement umfassen, das mit der Tauchglocke durch betriebsmäßig leicht kuppelbare bzw. lösbare Kupplungs­mittel verbunden ist. Günstigerweise ist die Aufhänge­vorrichtung im Gegensatz zur Tauchglocke zur wiederholten Verwendung ausgebildet. Daher ist es er­forderlich, daß Kupplungsmittel für eine geeignete Ver­bindung zwischen der mehrfach verwendbaren Aufhängevorrichtung und der jeweils nur einmal verwend­ baren Tauchglocke sorgen, um vor jedem neuen Behand­lungsvorgang die jeweils frisch angebrachte Tauchglocke an der wiederverwendbaren Aufhängevorrichtung befestigen zu können. Auf diese Weise kann die erfindungsgemäße Tauchglocke zusammen mit dem sich darin befindlichen Behandlungsmittel als vorgefertigte Einheit vom Her­steller angeliefert werden.In order to introduce the diving bell into the melt, its upper end is connected to a suspension device which holds the diving bell in position in the melt during the treatment process. The suspension device can comprise a suspension rod or a corresponding operating element, which is connected to the diving bell by means of coupling means that can be easily coupled or released during operation. In contrast to the diving bell, the suspension device is advantageously designed for repeated use. Therefore, it is necessary that coupling means for a suitable connection between the reusable suspension device and used only once ensure that the freshly fitted diving bell can be attached to the reusable hanging device before each new treatment process. In this way, the diving bell according to the invention can be supplied by the manufacturer together with the treatment agent contained therein as a prefabricated unit.

Umfaßt die Aufhängevorrichtung einen Aufhängestab, so ist dieser Stab vorzugsweise wenigstens in einem unte­ren, durch die Schmelze gefährdeten Bereich seiner Länge durch eine zum einmaligen Gebrauch bestimmte und nach dem Gebrauch betriebsmäßig leicht abnehmbare Schutzhülse vor einem Kontakt mit der Schmelze oder mit spritzenden Schmelzetropfen geschützt. Vorzugsweise ist die Schutz­hülse als Papphülse auf Papiermassebasis ausgebildet.If the suspension device comprises a suspension rod, this rod is preferably protected from contact with the melt or with splashing drops of melt at least in a lower region of its length, which is endangered by the melt, by means of a protective sleeve which is intended for single use and is easily removable after use. The protective sleeve is preferably designed as a paper-based cardboard sleeve.

Weiterhin ist bevorzugt, daß die Schutzhülse als Teil der Kupplungsmittel zwischen Stab und Tauchglocke dient. Dazu ist es günstig, wenn die Kupplungsmittel zwischen Stab und Tauchglocke als Steckverbindung ausgebildet sind. So kann etwa an der Tauchglocke ein zum einmaligen Gebrauch bestimmter Steckzapfen angebracht sein, welcher in die Schutzhülle des Aufhängestabs haltend einführbar ist. Vorzugsweise ist dieser Steckzapfen an der Schutz­hülse reibschlüssig oder/und durch Verrastungsmittel feststellbar.It is further preferred that the protective sleeve serves as part of the coupling means between the rod and diving bell. For this purpose, it is advantageous if the coupling means between the rod and diving bell are designed as a plug connection. For example, a plug that is intended for single use can be attached to the diving bell and can be inserted into the protective cover of the suspension rod. This plug pin can preferably be fixed on the protective sleeve in a friction-locking manner and / or by means of latching means.

In einer besonders bevorzugten Ausführung ist der Steckzapfen als Steckrohr ausgebildet, welches einen Durchmesser-verringerten unteren Endzapfen des Stabs aufnimmt. An der Außenumfangsfläche des Steckzapfens können Verrastungsmittel, insbesondere Verrastungswarzen zum Eingriff in das Material der Schützhülse vorgesehen sein. Ebenfalls können an der Außenumfangfläche des Stabs solche Verrastungsmittel zum Eingriff in das Ma­terial der Schutzhülse vorgesehen sein, so daß Stab und Tauchglocke durch die Schutzhülse des Stabs zusammenge­halten werden.In a particularly preferred embodiment, the plug-in pin is designed as a plug-in tube which receives a diameter-reduced lower end pin of the rod. Latching means, in particular latching lugs, can be provided on the outer peripheral surface of the plug pin for engaging in the material of the protective sleeve. Also on the outer peripheral surface of the Rod such locking means can be provided for engagement in the material of the protective sleeve, so that the rod and diving bell are held together by the protective sleeve of the rod.

Ein Tauchglocken-seitiges Kupplungselement der Kupp­lungsmittel soll vorzugsweise ebenso wie die Tauchglocke selbst aus einem bei seiner Auflösung mit der Schmelze verträglichen Material, insbesondere einem ihr ähnlichen oder gleichen Material bestehen.A diving bell-side coupling element of the coupling means should preferably consist, like the diving bell itself, of a material which is compatible with the melt when it is dissolved, in particular a material similar or the same to it.

Die Aufhängevorrichtung, welche die Tauchglocke trägt, durchsetzt vorzugsweise einen Deckel, welcher zum Auf­setzen auf eine das flüssige Metall enthaltende Behand­lungspfanne bestimmt ist. Dieser Deckel besteht vorzugsweise aus Feuerfestmaterial. Die Aufhängevor­richtung kann im Deckel integriert sein. Sie kann auch gegenüber dem Deckel mittels einer Hubvorrichtung höhenverstellbar sein. Zusätzlich kann der Deckel ein Verkleidungsteil enthalten, welches den oberen Be­reich der Aufhängevorrichtung bzw. des Aufhängestabs vor einem Kontakt mit spritzenden Schmelzetropfen schützt. Diese Verkleidung kann ebenfalls aus einem nur zum ein­maligen Gebrauch bestimmten Material, jedoch auch aus einem mehrfach verwendbaren Feuerfestmaterial bestehen.The suspension device which carries the diving bell preferably passes through a lid which is intended to be placed on a treatment pan containing the liquid metal. This lid is preferably made of refractory material. The hanging device can be integrated in the lid. It can also be height-adjustable relative to the cover by means of a lifting device. In addition, the cover can contain a covering part which protects the upper region of the suspension device or the suspension rod from contact with splashing drops of melt. This cladding can also consist of a material intended for single use only, but also of a reusable refractory material.

Der Deckel der Behandlungspfanne kann vorzugsweise zu­sammen mit der Aufhängevorrichtung durch eine weitere Hubvorrichtung von der Pfanne abgehoben werden.The lid of the treatment pan can preferably be lifted off the pan together with the suspension device by a further lifting device.

Die erfindungsgemäße Einrichtung dient insbesondere zum Einbringen von flüchtigem Schmelze-Behandlungsmittel in eine Metallschmelze.The device according to the invention is used in particular for introducing volatile melt treatment agent into a molten metal.

Bevorzugt kann die erfindungsgemäße Tauchglocke zum Einbringen von Magnesium in flüssiges Metall verwendet werden. Als Behandlungsmittel geeignet sind Magnesium-­Vorlegierungen. Vorzugsweise wird jedoch reines Magne­sium als Behandlungsmittel eingesetzt, das bereits vom Hersteller der Glocke in der erforderlichen Menge in diese eingebracht werden kann. Die bei Behandlung der Schmelze mit reinem Magnesium auftretende heftige Reak­tion kann gemäß dem Stand der Technik z.B. durch ent­sprechende Pfannenüberhöhung oder einen speziellen Pfannendeckel mit Blechschürze zur Verhinderung des Metallauswurfs aufgefangen werden.The diving bell according to the invention can preferably be used for introducing magnesium into liquid metal will. Magnesium master alloys are suitable as treatment agents. However, pure magnesium is preferably used as the treatment agent, which can be introduced into the bell in the required amount by the manufacturer. The violent reaction which occurs when the melt is treated with pure magnesium can, according to the prior art, be absorbed, for example, by appropriate pan elevation or a special pan lid with a metal apron to prevent metal ejection.

Weiterhin beinhaltet die vorliegende Erfindung auch die Anwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Ein­bringen von Schmelze-Behandlungsmittel in flüssiges Metall, wobei man eine erfindungsgemäße Tauchglocke verwendet und diese in der Schmelze mindestens teilweise zur Auflösung bringt. Bevorzugt wird die erfindungsge­mäße Einrichtung zur Behandlung einer Eisenschmelze mit Magnesium verwendet, z.B. zur Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit. Dabei ist die Tauchglocke und gegebe­nenfalls auch ein Tauchglocken-seitiges Teil der Kupp­lungsmittel aus einem der Schmelze ähnlichen oder gleichen Eisenmetall gebildet. Die erfindungsgemäße Anwendung ist jedoch ebenso wie die Tauchverfahren, bei denen eine Tauchglocke gemäß dem Stand der Technik ein­gesetzt wird, auch zur Behandlung anderer flüssiger Metalle geeignet, z.B. zum Feinen von Aluminium. Für die Feinerungsbehandlung von Schmelzen auf Aluminiumbasis soll die Tauchglocke und ein gegebenenfalls zugehöriges Kupplungsteil aus einem Aluminium-Basismetall bestehen. Durch die Verwendung von vorgefertigten Einheiten, be­stehend aus Tauchglocke und Behandlungsmittel, ist es auch sehr gut möglich, das erfindungsgemäße Tauch­verfahren auf einfache Weise zu automatisieren.Furthermore, the present invention also includes the use of the device according to the invention for introducing melt treatment agent into liquid metal, using an immersion bell according to the invention and at least partially dissolving it in the melt. The device according to the invention is preferably used for treating an iron melt with magnesium, for example for producing cast iron with nodular graphite. The diving bell and possibly also a diving bell-side part of the coupling means is formed from a similar or identical iron metal to the melt. However, the application according to the invention, like the immersion processes in which a diving bell according to the prior art is used, is also suitable for treating other liquid metals, for example for refining aluminum. For the refining treatment of aluminum-based melts, the immersion bell and any associated coupling part should consist of an aluminum base metal. By using prefabricated units consisting of a diving bell and treatment agent, it is also very possible to easily automate the immersion process according to the invention.

Verwendet man ein draht- oder bandartiges Bindematerial zur Befestigung des Schmelze-Behandlungsmittels in der Tauchglocke, so soll dies vorzugsweise aus einem mit der Metallschmelze verträglichen Material bestehen.If a wire or tape-like binding material is used to fasten the melt treatment agent in the immersion bell, this should preferably consist of a material compatible with the molten metal.

Weiterhin beinhaltet die vorliegende Erfindung eine Tauchglocke für eine erfindungsgemäße Einrichtung und/oder zur Verwendung im Rahmen einer erfindungsge­mäßen Anwendung, wobei die Tauchglocke zur einmaligen Verwendung aus einem bei Auflösung in der Schmelze mit dieser verträglichem Material, insbesondere Metall be­steht und mit einem Kupplungsteil ausgeführt ist, wel­ches ebenfalls im Falle seiner Anlösung durch die Schmelze mit dieser verträglich sowie zur betriebsmäßig leicht lösbaren Verbindung mit einem Gegenkupplungsteil an der Aufhängevorrichtung ausgebildet ist. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung auch eine erfin­dungsgemäße Tauchglocke, die mit Schmelze-Behandlungs­mittel gefüllt ist.Furthermore, the present invention includes a diving bell for a device according to the invention and / or for use in the context of an application according to the invention, the diving bell for single use consisting of a material, in particular metal, which is compatible with the melt when dissolved and is designed with a coupling part, which is also designed to be compatible with the melt in the event of its dissolution by the melt and to be easily detachably operationally connected to a mating coupling part on the suspension device. Furthermore, the present invention also relates to a diving bell according to the invention which is filled with melt treatment agent.

Zum oben behandelten Stand der Technik wird auf das Giesserei-Lexikon, Ausgabe 1988, Herausgeber Dipl.-Ing. F. Brunhuber, Fachverlag Schiele & Schön GmbH, Berlin, S. 642, 643, 993 und 995 hingewiesen.The Giesserei-Lexikon, edition 1988, publisher Dipl.-Ing. F. Brunhuber, Fachverlag Schiele & Schön GmbH, Berlin, pp. 642, 643, 993 and 995.

Die beiliegenden Figuren erläutern die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen.

  • Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungs­gemäßen Einrichtung.
  • Fig. 2 stellt eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung dar.
  • Fig. 3 zeigt im Detail die Kupplungsmittel zur Ver­bindung zwischen der einmal verwendbaren Tauchglocke und einem Aufhängestab.
The accompanying figures explain the invention using exemplary embodiments.
  • Fig. 1 is an embodiment of a device according to the invention.
  • 2 shows a preferred embodiment of a device according to the invention.
  • Fig. 3 shows in detail the coupling means for connection between the single-use diving bell and a suspension rod.

Man erkennt in Fig. 1 eine Schmelzpfanne 10 mit einem Deckel 12 und einer Aufhängevorrichtung 14, die eine Tauchglocke 16 trägt. Die Schmelzpfanne enthält bei­spielsweise eine Gußeisenschmelze 18, deren Spiegel erheblich unterhalb des Randes 20 der Schmelzpfanne 10 liegt. Die Tauchglocke 16, deren Plafondteil und Mantel mit Öffnungen versehen ist, enthält das Behandlungsmit­tel 22, beispielsweise reines Magnesium. Das Behand­lungsmittel 22 kann als starres Material, z.B. als Barren oder Brikett ausgebildet sein, das wie oben be­schrieben innerhalb der Tauchglocke 16 zum zeitweiligen Verbleib verankert ist (nicht gezeigt). Die Aufhänge­vorrichtung 14 ist mit der Tauchglocke 16 über Kupp­lungsmittel verbunden. Der Deckel 12 der Schmelzpfanne 10 besteht aus einem Feuerfestmaterial.1 shows a melting pan 10 with a lid 12 and a suspension device 14 which carries a diving bell 16. The melting pan contains, for example, a cast iron melt 18, the level of which is considerably below the edge 20 of the melting pan 10. The diving bell 16, the ceiling part and jacket of which is provided with openings, contains the treatment agent 22, for example pure magnesium. Treatment agent 22 may be a rigid material, e.g. be formed as an ingot or briquette, which is anchored within the diving bell 16 for a temporary stay (not shown) as described above. The suspension device 14 is connected to the diving bell 16 via coupling means. The lid 12 of the melting pan 10 consists of a refractory material.

In Figur 2 erkennt man ebenfalls eine Schmelzpfanne mit einem Deckel 12 und einer als Stab ausgebildeten Auf­hängevorrichtung 14, an deren unterem Ende eine Tauch­glocke 16 befestigt ist. Im Unterschied zu Fig. 1 ist das untere Ende des Stabes 14 ist mit einer Schutzhülse 24 verkleidet, um den Stab 14 vor einem Kontakt mit der Schmelze zu schützen. Der Stab 14 ist mit der Tauch­glocke 16 über Kupplungsmittel verbunden, die detail­liert in Fig. 3 gezeigt sind. Der Deckel 12 besteht aus einem feuerfesten Material. Er kann zusammen mit dem Einführungsstab 14 durch die Hubvorrichtung 26 von der Pfanne 10 abgehoben werden. Der Deckel 12 enthält wei­terhin einen Verkleidungskörper 12a, der das obere Ende des Einführungsstabes 14 vor einem Kontakt mit sprit­zenden Schmelzetropfen schützt.FIG. 2 also shows a melting pan with a lid 12 and a suspension device 14 designed as a rod, on the lower end of which a diving bell 16 is attached. In contrast to FIG. 1, the lower end of the rod 14 is covered with a protective sleeve 24 in order to protect the rod 14 from contact with the melt. The rod 14 is connected to the diving bell 16 via coupling means, which are shown in detail in FIG. 3. The lid 12 is made of a refractory material. It can be lifted from the pan 10 together with the insertion rod 14 by the lifting device 26. The lid 12 further includes a trim body 12a which protects the upper end of the insertion rod 14 from contact with splashing drops of melt.

Der Einführungsstab 14 besteht vorzugsweise aus Stahl. Die Hubvorrichtung 28 dient dazu, den Einführungsstab 14 und die daran befestigte Tauchglocke 16 unabhängig vom Deckel 12 anzuheben oder abzusenken. Der Deckel 12 und die Tauchglocke 16 können aber auch gleichzeitig angehoben und abgesenkt werden. Die nur einmal verwendbare Tauchglocke 16 ist aus einem relativ dünnwandigen Material hergestellt, welches dem Material der Schmelze 18 gleich oder in der Zusammen­setzung ähnlich ist. Die Tauchglocke 16 löst sich wäh­rend des Tauchvorgangs nach dem Einführen des Behandlungsmittels 22 in der Schmelze 18 mindestens teilweise auf. Die Materialstärke der Tauchglocke 16 ist jedoch so gewählt, daß sie ausreicht, um das Behand­lungsmittel 22 bis zu dessen Auflösung am gewünschten Ort in der Schmelze zu halten.The insertion rod 14 is preferably made of steel. The lifting device 28 serves to insert the insertion rod 14 and raise or lower the diving bell 16 attached to it independently of the cover 12. The lid 12 and the diving bell 16 can also be raised and lowered at the same time. The diving bell 16, which can be used only once, is made of a relatively thin-walled material which is the same as or similar in composition to the material of the melt 18. The diving bell 16 at least partially dissolves in the melt 18 during the dipping process after the introduction of the treatment agent 22. The material thickness of the diving bell 16 is selected so that it is sufficient to keep the treatment agent 22 in the melt until it dissolves at the desired location.

Fig. 3 zeigt im Detail eine bevorzugte Ausführungsform der Kupplungsmittel zwischen einem mehrfach verwendbaren Aufhängestab 14 und einer nur einmal verwendbaren Tauchglocke, welche die Bestandteile 16a, 16b sowie das Kupplungsteil 16c umfaßt. 16a und 16b sind zwei kreuz­förmig miteinander verbundene U-Elemente, die einen nach unten offene Hohlraum umschließen. 16c ist ein als Steckrohr ausgebildeter Steckzapfen, der am Steg des oberen U-Elements 16b angebracht ist und wie die U-Ele­mente aus einem bei Auflösung mit der Schmelze verträg­lichen Material besteht. Der Block 22 von Behandlungsmittel befindet sich im Innenraum der Tauch­glocke. Er kann verankert werden (nicht gezeigt), indem entweder die Bleche 16a und/oder 16b zusammengepreßt werden, oder indem ein oder mehrere Stahlbänder oder Drähte in vertikaler Richtung um den Steg der U-Bleche 16a oder/und 16b und den Formkörper 22 des Behandlungs­mittels gewickelt werden, so daß sie ein Herausfallen des Behandlungsmittels aus dem nach unten offenen Körper der Tauchglocke verhindern.Fig. 3 shows in detail a preferred embodiment of the coupling means between a multi-use suspension rod 14 and a single-use diving bell, which comprises the components 16a, 16b and the coupling part 16c. 16a and 16b are two U-elements which are connected in a cross shape and which enclose a cavity which is open at the bottom. 16c is a plug-in pin designed as a plug-in tube, which is attached to the web of the upper U-element 16b and, like the U-elements, consists of a material which is compatible with the melt when dissolved. The block 22 of treatment agent is located in the interior of the diving bell. It can be anchored (not shown) either by pressing the sheets 16a and / or 16b together, or by one or more steel strips or wires in the vertical direction around the web of the U-sheets 16a or / and 16b and the shaped body 22 of the treatment agent be wound so that they prevent the treatment agent from falling out of the body of the diving bell which is open at the bottom.

Das untere Endstück 14a des Aufhängestabs 14 ist als Durchmesser-verringerter Zapfen ausgebildet, welcher vom Steckrohr 16c aufgenommen wird. Sowohl der Stab 14 als auch das Steckrohr 16c sind an ihrer Außenseite mit mehreren Verrastungswarzen 30b bzw. 30a versehen. Auf diese Weise sorgt die Schützhülse 24, die den Stab 14 und das Steckrohr 16c umhüllt, für eine betriebsmäßig leicht kuppelbare bzw. lösbare Verbindung zwischen dem mehrmals verwendbaren Stab 14 und der nur einmalig ver­wendbaren Tauchglocke aus den U-Elementen 16a, 16b und dem Steckrohr 16c.The lower end piece 14a of the suspension rod 14 is designed as a reduced-diameter pin which is received by the plug-in tube 16c. Both the rod 14 and the plug-in tube 16c are provided on their outer side with a plurality of locking lugs 30b and 30a. In this way, the protective sleeve 24, which surrounds the rod 14 and the plug-in tube 16c, provides an operationally easily connectable or detachable connection between the reusable rod 14 and the diving bell made of the U-elements 16a, 16b and the plug-in tube, which can be used only once 16c.

Zur Durchführung eines Tauchvorgangs wird zunächst die Schutzhülse 24 über den Aufhängestab 14 gestreift. An­schließend wird eine vorgefertigte Einheit, umfassend die Tauchglocke 16 mit den Bestandteilen 16a, 16b, 16c und das darin befestigte Behandlungsmittel 22 auf das untere Endstück 14a des von der Schutzhülse umkleideten Aufhängestabs 14 gesteckt. Die Verrastungswarzen 30a auf dem Steckrohr 16c der Tauchglocke bewirken, daß die durch die Verrastungswarzen 30b am Aufhängestab 14 festgehaltene Schutzhülse 24 für eine haltende Verbin­dung zwischen Tauchglocke und Aufhängestab 14 sorgt. Es ist denkbar, die Schutzhülse 24 vorab mit der Tauchglocke 16 zu ver­binden und diese gemeinsam mit den Aufhängestab aufzustecken. In diesem Fall bilden die Schutzhülse 24, die Tauchglocke 16 und das Behandlungs­mittel 22 eine vorgefertigte Einheit.To carry out a diving process, the protective sleeve 24 is first slipped over the suspension rod 14. Subsequently, a prefabricated unit, comprising the diving bell 16 with the components 16a, 16b, 16c and the treatment agent 22 fastened therein, is placed on the lower end piece 14a of the suspension rod 14 covered by the protective sleeve. The locking lugs 30a on the plug-in tube 16c of the diving bell have the effect that the protective sleeve 24, which is held in place by the locking lugs 30b on the suspension rod 14, provides a holding connection between the diving bell and suspension rod 14. It is conceivable to connect the protective sleeve 24 to the diving bell 16 beforehand and to attach it together with the suspension rod. In this case, the protective sleeve 24, the diving bell 16 and the treatment agent 22 form a prefabricated unit.

Die erfindungsgemäße Einrichtung, umfassend den mit der Schutzhülse 24 umhüllten Stab 14, die Tauchglocke 16 und das Behandlungsmittel 22 wird für den Tauchvorgang in die Schmelze 18 so weit eingetaucht, daß der Spiegel der Schmelze nicht höher als das obere Ende des Steckrohres 16c der Tauchglocke ist. Die Tauchglocke befindet sich dann etwa 50 mm über dem Pfannenboden. Nach dem Eintauchen in die Schmelze löst sich der Block 22 des Behandlungsmittels innerhalb kürzester Zeit auf. Während dieser Zeit können sich ebenfalls mindestens die unteren Teile der U-Bleche 16a und 16b der Tauchglocke auflösen. Der Teil der Schutzhülse 24, der sich in Kontakt mit der Schmelze befindet, beginnt zu verbrennen bzw. zu verkohlen. Die­ser Verkohlungsvorgang verläuft jedoch mit einer im Vergleich zur Auflösung des Behandlungsmittels 22 ge­ringen Geschwindigkeit, so daß während des gesamten Tauchvorgangs der Stab 14 sowie die Verbindung zwischen Stab und Tauchglocke vor einem Kontakt mit der Schmelze geschützt sind. Dazu ist es erforderlich, daß man eine Schutzhülse 24 mit einer ausreichenden Dicke wählt, die entsprechend der jeweiligen Tauchzeit und der Schmelze-­Temperatur unterschiedlich sein kann. Durch die iso­lierende Wirkung des verkohlenden Materials der aus Pappe gefertigten Schutzhülse 24 werden Schäden am Stab 14 und an seinem unteren Endstück 14a vermieden. Nach vollständiger Auflösung des Behandlungsmittels 22 wird durch die Hebevorrichtung 28 der Aufhängestab 14 mit gegebenenfalls sich noch daran befindlichen Resten der Tauchglocke aus der Schmelze 18 gehoben.The device according to the invention, comprising the rod 14 covered with the protective sleeve 24, the immersion bell 16 and the treatment agent 22 is immersed in the melt 18 so far for the immersion process that the level of the melt is no higher than the upper end of the plug-in tube 16c of the immersion bell . The diving bell is then about 50 mm above the bottom of the pan. After immersion in the melt, the block 22 of the treatment agent dissolves within a very short time. During this time, at least the lower parts of the U-plates 16a and 16b of the diving bell can also dissolve. The part of the protective sleeve 24 that is in contact with the melt starts to burn or charr. However, this charring process takes place at a low speed in comparison to the dissolution of the treatment agent 22, so that the rod 14 and the connection between the rod and diving bell are protected from contact with the melt during the entire immersion process. For this purpose, it is necessary to choose a protective sleeve 24 with a sufficient thickness, which can vary according to the respective immersion time and the melt temperature. The insulating effect of the carbonizing material of the protective sleeve 24 made of cardboard prevents damage to the rod 14 and to its lower end piece 14a. After the treatment agent 22 has completely dissolved, the lifting device 28 lifts the suspension rod 14 from the melt 18 with any remnants of the diving bell that may still be attached to it.

Anschließend wird durch Betätigung der Hebevorrichtung 26 der Deckel 12 zusammen mit dem Aufhängestab 14 so weit angehoben, daß die Behandlungspfanne 10 mit der behandelten Schmelze 18 entfernt werden kann. An­schließend kann der wiederverwendbare Aufhängestab 14 von der für den vorherigen Behandlungsvorgang verwende­ten Schutzhülse 24 und gegebenenfalls auch von Resten der Tauchglocke befreit werden, so daß mit einem erneu­ten Tauchvorgang in derselben oder in einer anderen Behandlungspfanne begonnen werden kann.Then, by actuating the lifting device 26, the lid 12 together with the suspension rod 14 is raised to such an extent that the treatment pan 10 with the melt 18 treated can be removed. Subsequently, the reusable hanging bar 14 can be freed from the protective sleeve 24 used for the previous treatment process and, if necessary, also remnants of the diving bell, so that a new diving process can be started in the same or in another treatment pan.

Zu Figur 2 ist noch nachzutragen, daß der Deckel 12 und der Stab 14 auch einstückig hergestellt sein können, so daß beide gemeinsam abgesenkt werden. Ferner ist zu bemerken, daß die Tauchglocke im Betrieb tatsächlich tiefer liegen wird, als in Figur 2 dargestellt, etwa 50 mm über dem Boden der Pfanne 10.It must be added to Figure 2 that the cover 12 and the rod 14 can also be made in one piece, so that both are lowered together. It should also be noted that the diving bell will actually be lower in operation than shown in FIG. 2, about 50 mm above the bottom of the pan 10.

Claims (26)

1. Einrichtung zum Einbringen von Schmelze-Behand­lungsmittel in flüssiges Metall, umfassend eine Aufhängevorrichtung, welche an ihrem unteren Ende eine das Schmelze-Behandlungsmittel aufnehmende Tauchglocke trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Tauch­glocke zur einmaligen Verwendung aus einem bei ihrer Auflösung mit der Schmelze verträglichen Material hergestellt und mit der Aufhängevorrich­tung durch betriebsmäßig leicht kuppelbare bzw. lösbare Kupplungsmittel verbunden ist.1. A device for introducing melt treatment agent into liquid metal, comprising a suspension device which carries at its lower end a melt treatment agent-receiving diving bell, characterized in that the diving bell is for single use from a material compatible with the melt when it is dissolved manufactured and connected to the suspension device by operationally easily detachable coupling means. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auf­hängevorrichtung einen Aufhängestab umfaßt, und daß der Stab wenigstens in einem unteren, durch die Schmelze gefährdeten Bereich seiner Länge durch eine zum einmaligen Gebrauch bestimmte und nach dem Gebrauch betriebsmäßig leicht abnehmbare Schutz­hülse geschützt ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the suspension device comprises a suspension rod, and that the rod is protected at least in a lower, endangered by the melt area of its length by a single-use and operationally easily removable protective sleeve after use. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülse als Teil der Kupplungsmittel zwischen Stab und Tauchglocke dient.3. Device according to claim 2, characterized in that the protective sleeve serves as part of the coupling means between the rod and diving bell. 4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupp­lungsmittel zwischen Stab und Tauchglocke als Steckverbindung ausgebildet sind.4. Device according to claim 2 or 3, characterized in that the coupling means between the rod and diving bell are designed as a plug connection. 5. Einrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Tauchglocke ein zum einmaligen Gebrauch bestimmter Steckzapfen angebracht ist, welcher in die Schutzhülse haltend einführbar ist.5. Device according to claim 2, 3 or 4, characterized in that a plug for specific use is attached to the diving bell, which can be inserted into the protective sleeve holding. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckzapfen an der Schutzhülse reibschlüssig oder/und durch Verrastungsmittel feststellbar ist.6. Device according to claim 5, characterized in that the plug pin on the protective sleeve frictionally and / or can be determined by locking means. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülse als Papphülse auf Papiermasse­basis ausgebildet ist.7. Device according to one of claims 2 to 6, characterized in that the protective sleeve is designed as a cardboard sleeve based on pulp. 8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckzapfen als Steckrohr ausgebildet ist, welches einen Durchmesser-verringerten unteren Endzapfen des Stabs aufnimmt.8. Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the plug pin is designed as a plug tube which receives a reduced-diameter lower end pin of the rod. 9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenumfangsfläche des Steckzapfens Verrastungsmittel, insbesondere Verrastungswarzen zum Eingriff in das Material der Schutzhülse vor­gesehen sind.9. Device according to one of claims 5 to 8, characterized in that locking means, in particular locking lugs are provided on the outer peripheral surface of the plug pin for engagement in the material of the protective sleeve. 10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenumfangsfläche des Stabs Ver­rastungsmittel, insbesondere Verrastungswarzen zum Eingriff in das Material der Schutzhülse vorgesehen sind.10. Device according to one of claims 5 to 9, characterized in that locking means, in particular locking lugs are provided on the outer circumferential surface of the rod for engagement in the material of the protective sleeve. 11. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Tauch­glocke aus einem das Schmelze-Behandlungsmittel nach oben stützenden Plafondteil und einem von diesem Plafondteil aus nach unten gerichteten Man­tel zur Sicherung des Schmelze-Behandlungsmittels gegen seitliches Ausweichen gebildet ist, wobei in dem Plafondteil oder/und dem Mantel ggf. Öffnungen vorgesehen sind.11. The device according to claim 1 to 10, characterized in that the diving bell is formed from a ceiling part supporting the melt treatment agent upward and from this ceiling part downward facing to secure the melt treatment agent against lateral evasion, in which Ceiling part and / or the jacket openings are optionally provided. 12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Tauchglocke aus Metallblech hergestellt ist, insbesondere aus kaltverformtem Metallblech.12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the diving bell is made of sheet metal, in particular of cold-formed sheet metal. 13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Tauchglocke aus sich kreuzenden U-Elementen gebildet ist, deren miteinander insbesondere durch Verschweißen oder dergleichen verbundene Stege den Plafondteil bilden und deren Schenkel den Mantel bilden.13. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the diving bell is formed from intersecting U-elements, the webs of which are connected to one another in particular by welding or the like form the ceiling part and whose legs form the jacket. 14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein tauchglockenseitiges Kupplungselement der Kupplungsmittel wie die Tauchglocke selbst aus einem bei seiner Auflösung mit der Schmelze ver­träglichen Material, insbesondere einem der Schmelze ähnlichen oder gleichen Material besteht.14. Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that a bell-side coupling element of the coupling means such as the diving bell itself from a material compatible with its dissolution with the melt, in particular one of the melt similar or the same material. 15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das bei seiner Einbringung in die Schmelze starre Schmelze-Behandlungsmittel in der Tauch­glocke durch entsprechende Verformung der Tauch­glocke eingeklemmt ist.15. Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the melt treatment agent which is rigid when it is introduced into the melt is clamped in the diving bell by corresponding deformation of the diving bell. 16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das bei seiner Einbringung in die Schmelze starre Schmelze-Behandlungsmittel durch band- oder drahtförmiges Bindematerial in der Tauchglocke festgelegt ist.16. Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the melt treatment agent which is rigid when it is introduced into the melt is fixed in the immersion bell by tape-like or wire-like binding material. 17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängevorrichtung einen Deckel durch­setzt, welcher zum Aufsetzen auf eine das flüssige Metall enthaltende Pfanne bestimmt ist.17. Device according to one of claims 1 to 16, characterized in that the hanging device passes through a lid which is intended to be placed on a pan containing the liquid metal. 18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Auf­hängevorrichtung gegenüber dem Deckel höhenver­stellbar ist.18. Device according to claim 17, characterized in that the suspension device is adjustable in height with respect to the lid. 19. Einrichtung nach den Ansprüchen 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel an einer Hubvorrichtung aufgehängt ist.19. Device according to claims 17 and 18, characterized in that the lid is suspended from a lifting device. 20. Anwendung der Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19 zum Einbringen von Schmelze-Behandlungs­mittel in eine Metallschmelze.20. Use of the device according to one of claims 1 to 19 for introducing melt treatment agent into a molten metal. 21. Anwendung nach Anspruch 20 bei Eisenschmelzen, wobei die Tauchglocke und gegebenenfalls ein Tauchglocken-seitiges Teil der Kupplungsmittel aus einem der Schmelze ähnlichen oder gleichen Eisen­metall besteht.21. Use according to claim 20 for melting iron, wherein the diving bell and optionally a diving bell-side part of the coupling means consists of a similar or identical iron metal to the melt. 22. Anwendung nach Anspruch 20 zur Feinerungsbehandlung von Schmelzen auf Aluminiumbasis, wobei die Tauch­ glocke und ein gegebenenfalls zugehöriges Kupp­lungsteil aus einem Aluminiumbasismetall besteht.22. Use according to claim 20 for the refining treatment of aluminum-based melts, wherein the immersion bell and an associated coupling part consists of an aluminum base metal. 23. Anwendung nach einem der Ansprüche 20 bis 22 bei einer Metallschmelze, wobei das Schmelze-Behand­lungsmittel magnesiumhaltig ist und gegebenenfalls aus reinem Magnesium besteht.23. Use according to one of claims 20 to 22 in a molten metal, the melt treatment agent containing magnesium and optionally consisting of pure magnesium. 24. Anwendung nach einem der Ansprüche 20 bis 23 bei einer Metallschmelze, wobei draht- oder bandartiges Bindematerial zur Befestigung des Schmelze-Behand­lungsmittels in der Tauchglocke aus einem mit der Metallschmelze verträglichen Material besteht.24. Use according to one of claims 20 to 23 in a molten metal, wire or tape-like binding material for fastening the melt treatment agent in the immersion bell consisting of a material compatible with the molten metal. 25. Tauchglocke zur Verwendung in einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19 und/oder zur Verwendung im Rahmen der Anwendung nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur einmaligen Verwendung aus einem bei Auflösung in der Schmelze mit dieser verträglichen Material, insbesondere Metall, besteht und mit einem Kupp­lungsteil ausgeführt ist, welches ebenfalls im Falle seiner Anlösung durch die Schmelze mit dieser verträglich und zur betriebsmäßig leicht lösbaren Verbindung mit einem Gegenkupplungsteil an der Aufhängevorrichtung ausgebildet ist.25. diving bell for use in a device according to one of claims 1 to 19 and / or for use in the context of the application according to one of claims 20 to 24, characterized in that it is for single use from a compatible with the dissolving in the melt with this Material, in particular metal, is made and is designed with a coupling part which, if it is dissolved by the melt, is also compatible with it and is designed to be easily detachably connected to a mating coupling part on the suspension device. 26. Tauchglocke nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Schmelze-Behandlungsmittel gefüllt ist.26. diving bell according to claim 25, characterized in that it is filled with melt treatment agent.
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