LU86552A1

LU86552A1 - Verfahren und mittel zum gleichzeitigen aufheizen und reinigen von metallbaedern

Info

Publication number: LU86552A1
Application number: LU86552A
Authority: LU
Inventors: Weiner Antoine
Original assignee: Arbed
Priority date: 1986-08-11
Filing date: 1986-08-11
Publication date: 1988-03-02
Also published as: AU7655287A; US4773929A; JPS6347329A; EP0263255A1

Description

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Verfahren und Mittel zum gleichzeitigen Aufheizen und Reinigen von Metallbädern_

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Mittel zum gleichzeitigen 5 Aufheizen und Reinigen von Metallbädern.

Beim Reinigen von Metallbädern durch Zufuhren spezifischer Stoffe (Calcium bzw. Calciumverbindungen, Ferrosilizium, Perrin-Schlacken, Soda u.dgl.) müssen diese Stoffe mit dem Bad vermischt werden, was 10 zumeist durch Eindüsen von inertem Spülgas bewerkstelligt wird. Dies sowie die generelle Reaktionsdauer führt zu Temperaturverlusten, die man entweder hinnehmen oder durch Nachheizen ausgleichen muss.

15 Ein weiteres Problem das sich beim Reinigen von Metallbädern stellt, ist auf das Vorhandensein von Ofenschlacken zurückzuführen, die bei der Behandlung stören. Das Entfernen der Ofenschlacken ist ebenfalls zeitraubend und erfordert apparativen Aufwand. Leider ist eine restlose Entfernung von Ofenschlacken noch nicht durchführbar.

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Das Problem der Gegenwart von Ofenschlacken wurde weitgehend gelöst durch ein Verfahren, das in der DE-PS 22 53 630 beschrieben ist. Es wird dort gelehrt, einen Teil des Bades so abzugrenzen, dass eine schlackenfreie Oberflächenzone entsteht, die mit den jeweiligen 25 Stoffen beschickt wird. Diese Abgrenzung wird bewerkstelligt durch ein Rohr, das man vertikal in die Schmelze absenkt, wobei das untere Ende des Rohres mit eine Kappe verschlossen ist, die nach Durchdringen der Schlackenschicht abschmilzt. Das innerhalb des Rohres liegende schlackenfreie Badvolumen wird mit metallurgisch wirksamen - 2 -

Stoffen behandelt. Gleichzeitig sorgt ein von unten in das Rohr geleiteter Inertgasstrom für eine Homogenisierung innerhalb der Behandlung s zone.

5 Die US-PS 3.971.655 beschreibt ein ähnliches Verfahren sowie mehrere Einrichtungsvarianten, wobei das abgrenzende Rohrelement so konstruiert ist, dass über der schlackenfreien Zone eine nicht-oxydie-rende Atmosphäre aufrechterhalten werden kann.

10 Die US-PS 4.518.422 schliesslich lehrt, ein entsprechend abgegrenztes Badvolumen mit Stoffen zu beschicken, die innerhalb dieses Volumens mit gasförmigem Sauerstoff Verblasen werden, wobei einerseits Wärme und andererseits reaktive Schlacken von einer bestimmten Zusammensetzung entstehen, bspw. die bekannte Perrin-Schlacke auf 15 Aluminiumbasis.

Soll die Wärme dem gesamten Bad zugute kommen, so muss dieses durchmischt werden. Dies geschieht mit Hilfe eines InertgasStroms, der allerdings selbst kühlend wirkt. Ferner wird eine gewisse Wärmemenge 20 in die Rohrwände aufgenommen und hiermit dem Bad entzogen.

Die Aufgabe der Erfindung bestand darin, ein Verfahren zu schaffen das es erlaubt, ein Metallbad mit reinigenden Stoffen zu behandeln und gleichzeitig aufzuheizen, wobei die Heizwirkung durch eine 25 metallothermische Reaktion zustande kommen und eine maximale Wärmemenge an das Bad übertragen werden soll.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach der Erfindung gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man metallothermische Reak-30 tionen, deren Produkte in ihrer Zusammensetzung der bekannten reinigenden Schlacken nahekommen, unter der Badoberfläche hervorruft indem man in das Bad einen Fülldraht einführt, der aus einer Metallhülle und einer Füllung besteht, wobei die Füllung ein Gemisch aus einem metallischen Sauerstoffakzeptor und einem Sauerstoffliefe-35 ranten ist, die bei hohen Temperaturen miteinander reagieren. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens bzw. des erforderlichen Mittels werden in den Unteransprüchen wiedergegeben.

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Die Verwendung von Fülldrähten, bestehend aus einer Stahlhülle und einer Füllung wie Calcium/Silizium/Kalk, Magnesium/Calciumfluorid, Ferrosilizium u.dgl. ist in der Pfannenmetallurgie seit langem geläufig. Der Vorteil des Fülldrahtes liegt in der leichten Dosier-5 barkeit, durch einfaches Festlegen einer gewissen Drahtlänge.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass es von Vorteil sein muss, eine exotherme Reaktion tief im Bad ablaufen zu lassen, anstatt sie dem Stand der Technik entsprechend, auf einer durch 10 umständliche Vorkehrungen von Schlacken befreiten Oberflächenzone einzuleiten, wobei die entstandene Wärme zum Teil verloren geht und die Reaktionsprodukte durch Inertgasspülung im Bad verteilt werden müssen.

15 Als Sauerstofflieferant kann im Prinzip jedes geeignete Oxyd wie bspw. Fe£03 dienen. Hierbei ist zu bedenken, dass der metallische Sauerstoffakzeptor, vorzugsweise Aluminium, in diesem Fall Reduktionsarbeit zu leisten hat, die Wärme beansprucht. Vorteilhafter ist es demnach, als Sauerstofflieferanten Peroxyde zu verwenden wie 20 bspw. Calciumperoxyd, das den Sauerstoff relativ leicht, bei etwa 290 °C abgibt.

Bei der Reaktion 2A1 + 3Ca02= A^Og + 3CaO entsteht im Bad ein Oxydgemisch das reinigende Eigenschaften besitzt, sowie eine hohe Wärme-25 menge, die sich im Bad verteilt.

Selbstverständlich könnte man zum Einfuhren eines Gemisches aus Metallpulvern und Sauerstofflieferanten Tauchlanzen oder Bodendüsen ins Auge fassen, doch wären hierbei neben einem sehr schnellen 30 Verschleiss des Düsen- bzw. des Lanzenausgangs vorzeitige Reaktionen im Kanal zu befürchten, die sich in Richtung zum Düsen- bzw. Lanzeneingang fortpflanzen und zu Unfällen führen könnten. Die Verwendung eines Fülldrahtes mit einer Stahlhülle hat demgegenüber den Vorteil, dass die Reaktion erst einsetzt wenn das Gemisch sich bereits unter 35 der Badoberfläche befindet.

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Man kann auch einen Fülldraht vorsehen, dessen Hülle ein Aluminiumband ist; in diesem Fall ist jedoch ebenfalls das Risiko einer vorzeitigen Reaktion gegeben.

5 Um solchen Risiken vorzubeugen wird die Füllung verdünnt, am besten mit Kalk oder mit einem Gemisch aus Kalk/Flusspat. Dieses Verdünnen hat auch zum Zweck, die Bildung von Einschlüssen zu verhindern oder zumindest abzuschwächen, indem das Verdünnungsmittel jene nach oben wegschwämmt. Um diesen Effekt zu verstärken, kann man eine Inertgas-10 Bodenspülung vornehmen, wobei die Gasdurchsätze, dem weiter oben Ausgeführten entsprechend, nur schwach sein dürfen (etwa 0,05 - 0,1 Nm^/t. Minute).

Prinzipiell sind sämtliche gängigen Fülldrahtkonstruktionen zur 15 Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeignet, wobei allerdings diejenigen Fülldrahtkonstruktionen, bei denen die Hüllenränder verschweisst werden müssen, aus naheliegenden Gründen nicht anwendbar sind.

Claims

1. Verfahren zum gleichzeitigen Aufheizen und Reinigen von Metallbädern, bei dem man im Gefäss, in welchem sich das Bad befindet, 5 mittels metallothermischen Reaktionen Stoffe bildet, die eine reinigende Wirkung auf das Bad ausüben und wobei Wärme entsteht, dadurch gekennzeichnet, dass man besagte Reaktionen unter der Badoberfläche hervorruft, indem man in das Bad einen Fülldraht einführt, der aus einer Metallhülle und einer Füllung besteht, 10 wobei die Füllung ein Gemisch aus einem metallischen Sauerstoffakzeptor und einem Sauerstofflieferanten ist.

2. Mittel zum Durchführen des Verfahrens nach dem Anspruch 1,. dadurch gekennzeichnet, dass der Fülldraht eine Hülle aus Stahl 15 aufweist.

3. Mittel zum Durchführen des Verfahrens nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fülldraht eine Hülle aus Aluminium aufweist. 20

4. Mittel nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Sauerstoffakzeptor aus pulverförmigem bzw. granuliertem Aluminium, Silizium, Ferro-Silizium, Calcium, Calcium-Silizium oder Magnesium besteht. 25

5. Mittel nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstofflieferant ein Oxyd des Eisens, des Calciums, des Magnesiums, des Mangans, des Natriums oder des Kaliums ist.

6. Mittel nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstofflieferant ein Peroxyd des Calciums oder des Magnesiums, des Natriums oder des Kaliums ist.

7. Mittel nach einem der Ansprüche 2-6, dadurch gekennzeichnet, dass 35 die Füllung mit Kalk bzw. Kalk/Flusspat verdünnt ist.