NL9001749A - Werkwijze voor het vervaardigen van met poeder gevulde buis, calciumkorrels geschikt daarvoor en een calciumkorrels bevattende buis. - Google Patents

Description

WERKWIJZE VOOR HET VERVAARDIGEN VAN MET POEDER GEVULDE BUIS, CALCIUMKORRELS GESCHIKT DAARVOOR EN EEN CALCIUMKORRELS BEVATTENDE

BUIS

Door aanvraagster wordt als uitvinder genoemd:

Ir, Arnold Jozef Gerardus DACKUS te ARNHEM

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van met poeder gevulde buis waarbij metallische calciumkorrels bevattend poeder in een buismantel worden geïntroduceerd en buismantel met poeder tot de met poeder gevulde buis worden gevormd. De uitvinding heeft tevens betrekking op calciumkorrels geschikt daarvoor en op een calciumkorrels bevattende buis.

Dergelijk met poeder gevulde buis wordt, onder meer onder de benaming pandraad, toegepast voor het legeren van vloeibaar metaal zoals vloeibaar staal. Het pandraad, in ronde vorm met diameter in de orde van 5 a 20 mm, wordt in een gewenste hoeveelheid in een bad vloeibaar staal geïnjecteerd waarna de buismantel, meestal uit staal vervaardigd, smelt en het poeder in het gesmolten bad als legeringsmiddel vrijkomt. Een veel gebruikt legeringsmiddel is metallisch calcium.

Een werkwijze voor het aldus behandelen van een bad vloeibaar staal met calcium, en een daarbij te gebruiken calciumhoudend pandraad is bekend uit octrooischrift EP 0141760. Hierin is voorgesteld om, in het geval dat een hoge calciumdosering gewenst is bij een laag-silicium-staal het poeder van het pandraad samen te stellen uit een mengsel van CaSi en metallisch calcium.

Het gebruik van metallisch calcium al dan niet in combinatie met CaSi levert echter problemen op. Het is bekend dat metallisch calcium, bij blootstelling aan waterdamphoudend gas, zoals bijvoorbeeld de buitenlucht, de neiging heeft om te oxyderen waarbij zoveel reactiewarmte vrijkomt dat brand- en explosiegevaar ontstaat. De temperatuurverlaging bij de oxydatie neemt toe naarmate de korrels metallisch calcium kleiner zijn.

In de praktijk streeft men er met deze achtergrond naar relatief grofkorrelig calcium te gebruiken. Het gebruik van grofkorrelig calcium levert op zich echter weer nieuwe bezwaren op.

In de eerste plaats is de korrelgrootteverdeling van de calciumkorrels van invloed op het metallurgische effect van het calcium in het legeringsproces. De korrelgrootteverdeling wil men daarom, afhankelijk van het te bereiken effect, kunnen kiezen. De keuze is op grond van het hierboven beschreven oxydatieverschijnsel beperkt.

Voorts heeft de korrelgrootteverdeling invloed op de stabiliteit van een mengsel van calciumkorrels en een ander legeringsmiddel, zoals bijvoorbeeld ijzerpoeder of CaSi. Bij grofkorrelig calcium kan een groot verschil in schijnbaar soortelijk gewicht bestaan tussen de calciumkorrels enerzijds en ijzerpoeder of een ander legeringsmiddel anderzijds. Het gevolg is dat een mengsel met calciumkorrels in bijvoorbeeld een voorraadvat of een doseervat ontmengt en het poeder in de buis, in lengterichting bezien, niet homogeen van samenstelling is. Dit heeft verder weer tot gevolg dat de stijfheid van een ermee vervaardigde pandraad niet constant is, maar in de langsrichting van de pandraad fluctueert. Ook is de kwaliteit van een te maken felsnaad, om de buismantel te sluiten, niet constant wegens de variatie in de samenstelling van het poeder.

Het doel van de uitvinding is een werkwijze te verschaffen die een grote vrijheid geeft in de keuze van de korrelverdeling van de calciumkorrels, maar waarbij ongewenste oxydatie en ontmenging wordt voorkomen of beperkt. Volgens de uitvinding wordt dat doel bereikt met een werkwijze welke erdoor is gekenmerkt dat de calciumkorrels voorafgaande aan de introductie in de buismantel met een hydrofoob middel worden bekleed.

De hydrofobe bekleding van de calciumkorrels voorkomt dat waterdamp tot het metallisch calcium kan doordringen. Fijnkorrelig calcium dat een groot reactief oppervlak heeft is daardoor van waterdamp afgeschermd. Ongewenste oxydatie vormt daarom geen beperking meer bij de keuze van de korrelverdeling van de calciumkorrels. Ter voorkoming of beperking van ontmening is fijnkorrelig calcium thans zonder oxydatieproblemèn inzetbaar.

Een nadere uitwerking van de uitvinding is erdoor gekenmerkt dat het hydrofobe middel hydrofoob kiezelzuur is. Hydrofoob kiezel-zuur heeft het voordeel dat het een goedkoop en algemeen beschikbaar middel is dat in vele varianten wordt aangeboden. Een ander voordeel is dat hydrofoob kiezelzuur niet giftig is en niet schadelijk is voor het milieu. Nog een voordeel is dat, bij de behandeling van een bad staal, een element, i.c. silicium, wordt toegevoegd dat reeds in een veel hogere concentratie is het bad aanwezig is, zelfs bij laag-silicium-staalkwaliteiten. Er treedt dus geen contaminatie van het bad op.

Goede resultaten zijn bereikt met een hydrofoob middel dat poedervormig is een specifiek oppervlak volgens BET van circa 100 m /gram, en een gemiddelde grootte van de poederdeeltjes 10 μαη heeft.

Een verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze is erdoor gekenmerkt dat de calcium korrels een diameter hebben tussen in hoofdzaak 0.05 mm en 5 mm en voorkeur tussen 0,1 en 3 mm. Gebruik van calciumkorrels volgens deze uitvoeringsvorm resulteert in een buis in het bijzonder een pandraad, die snel en zonder oxydatie-gevaar voor het calcium te vervaardigen is en metallurgisch goede eigenschappen bezit.

Het is gebleken dat er voldoende hydrofobe werking gekregen wordt bij een nadere uitvoeringsvorm van de werkwijze die erdoor gekenmerkt is dat het gewicht kiezelzuur ten opzichte van het gewicht calciumkorrels ligt tussen 0,05% en 0,5% en bij voorkeur tussen 0,08% en 0,25%.

Zoals reeds gezegd is het vaak gewenst om naast calcium andere stoffen, zoals legeringselementen, door middel van pandraad aan een bad gesmolten metaal toe te voeren.

Homogene, goed gedoseerde vulling van de buis wordt daarbij verkregen indien de calciumkorrels en de vullingkorrels ieder afzonderlijk gedoseerd op dezelfde plaats in de buismantel worden geïntroduceerd. Omdat calciumkorrels en vullingkorrels elk afzonderlijk worden gedoseerd, bijvoorbeeld gravimetrisch met behulp van doseerbanden, wordt op elke plaats de gewenste samenstelling van het poeder in de buis gebracht. De calciumkorrels kunnen daarbij, zoals hierboven beschreven, een breed gebied aan diameters bezitten. Met de onderhavige uitvinding kunnen thans ook zeer fijne calciumkorrels zonder problemen en zonder bijzondere voorzorgsmaatregelen verwerkt worden. Dit leidt tot een grote flexibiliteit bij het toepassen van de werkwijze volgens de uitvinding.

De uitvinding maakt het tevens mogelijk snel en met minimaal verlies aan produktietijd en materiaal over te schakelen op een andere calciumkorrelgrootte en/of op een andere verhouding calcium-korrels - vullingkorrels. Immers thans hoeven geen batches van een gewenste samenstelling meer aangemaakt te worden die omzichtig behandeld moeten worden om oxydatie en/of ontmenging te voorkomen.

Opgemerkt wordt dat uit de octrooiaanvrage EP 0158693 een dubbel doseersysteem bekend is waarbij in een eerste doseerstation een ferromagnetische poederlaag in een open buis gestort wordt waarna bij een volgend doseerstation verderop in een produktielijn een tweede poederlaag van andere samenstelling over de eerste gestort wordt.

Een voorkeursuitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding heeft als kenmerk dat de calciumkorrels en de vullingkorrels in een mengtrechter worden gevoerd en daarin worden gemengd en vervolgens vanuit de mengtrechter in de buismantel worden geïntroduceerd. Deze uitvoeringsvorm voor de werkwijze is eenvoudige en bedrijfszeker uit te voeren.

Een andere uitvoeringsvorm is erdoor gekenmerkt dat de calciumkorrels en de vullingkorrels in een gewenste verhouding tot een mengsel gemengd worden waarna het mengsel gehomogeniseerd wordt en in de buismantel wordt geïntroduceerd. Deze uitvoeringsvorm levert bij het vervaardigen van grote hoeveelheden met hetzelfde poeder gevulde buis economisch voordeel op, onder meer wegens de bereikbare hogere snelheid van introduceren.

De uitvinding heeft tevens betrekking op calciumkorrels bekleed met een hydrofoob middel en op een met poeder gevulde buis, waarbij het poeder calciumkorrels bevat die van met een hydrofoob middel zijn bekleed.

Claims (10)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van met poeder gevulde buis waarbij metallische calciumkorrels bevattend poeder in een buismantel worden geïntroduceerd en buismantel met poeder tot de met poeder gevulde buis worden gevormd, met het kenmerk, dat de calciumkorrels voorafgaande aan de introductie in de buismantel met een hydrofoob middel worden bekleed.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het hydrofobe middel hydrofoob kiezelzuur is.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het hydrofobe middel poedervormig is, een specifiek oppervlak volgens BET van circa 100 m /gram, en een gemiddelde grootte van de poederdeeltjes van 10 pm heeft.

4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de calciumkorrels een diameter hebben tussen in hoofdzaak 0,05 en 5 mm en bij voorkeur tussen 0,1 en 3 mm.

5. Werkwijze volgens een der conclusies 2 tot en met 4, met het kenmerk, dat het gewicht kiezelzuur ten opzichte van het gewicht calciumkorrels ligt tussen 0,05% en 0,5% en bij voorkeur tussen 0,08% en 0,25%.

6. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de calciumkorrels en de vullingkorrels ieder afzonderlijk gedoseerd op dezelfde plaats in de buismantel worden geïntroduceerd.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de calciumkorrels en de vullingkorrels in een mengtrechter worden gevoerd en daarin worden gemengd en vervolgens vanuit de mengtrechter in de buismantel worden geïntroduceerd.

8. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de calciumkorrels en de vullingkorrels in een gewenste verhouding tot een mengsel gemengd worden waarna het mengsel gehomogeniseerd wordt en in de buismantel wordt geïntroduceerd.

9. Calciumkorrels bekleed met een hydrofoob middel en geschikt voor gebruik bij een werkwijze volgens een der voorgaande conclusies.

10. Met poeder gevulde buis waarbij het poeder calciumkorrels bevat die met een hydrofoob middel zijn bekleed.