Verfahren zum Entgasen von Metallschmelzen, insbesondere Eisen-,und
Stahlschmelzen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entgasen von flüssigen Metallen,
vornehmlich von Eisen- und Stahlschmelzen, sowie eine Anlage zur Durchführung dieses
Verfahrens.Process for degassing molten metal, in particular iron, and
Melting steel The invention relates to a method for degassing liquid metals,
mainly of iron and steel smelting, as well as a system for carrying out this
Procedure.
Zum Entgasen von Eisen- und Stahlschmelzen sind großräumige, im allgemeinen
unter Hüttenflur angeordnete Vakuumkammern bekannt, in denen das Metall von einem
mit der Kammer verbundenen Zwischenbehälter aus in Pfannen oder Kokillen abgegossen
wird. Derartige Anlagen lassen sich in den üblichen Stahlwerksbetrieb nicht eingliedern.
Das gilt auch für eine gleichfalls bekannte, nach dem Heberprinzip arbeitende Einrichtung
zum Durchlaufentgasen von Metallen. Sie besteht aus einem herdartigen und breit
ausladenden Vakuumbehälter, an dessen Stirnseiten zwei Rohrstutzen angeschlossen
sind, von denen der eine in das Metall eines unter dem Vakuumbehälter befindlichen
Schmelzofens und der andere in den Metallsumpf einer Aufnahmepfanne eintaucht. Beim
Hebern auftretende Schwankungen des Badspiegels im Vakuumbehälter werden entweder
durch Änderung des Vakuums oder durch Heben oder Senken der Vakuumkammer ausgeglichen.
Nach einem bekannten Vorschlag soll die Durchlaufgeschwindigkeit des Metalls beider
Heberentgasung in kleineren Vakuumkammern durch Anwendung des sogenannten »Gas-Lift-Prinzips«
erhöht werden, d. h. durch Einführen inerter oder reduzierender Gase in den das
Metall in den Vakuumbehälter fördernden Rohrstutzen. Auch dieses Verfahren beseitigt
den Nachteil nicht, der sich aus den für die Heberentgasung benötigten, im Abstand
voneinander anzuordnenden Zu- und Abflußrohrstutzen für das zu fördernde Metall
ergibt. Sie machen die Anlage störanfällig und betrieblich umständlich. Diesen übelstand
beseitigt ein bekanntes diskontinuierlich arbeitendes Entgasungsverfahren durch
eine unmittelbar über einem Aufnehmer angeordnete Vakuumkammer, von deren Boden
aus sich in den geschmolzenen Inhalt des Aufnehmers nur ein einziger Rohrstutzen
erstreckt, durch den die in dem Aufnehmer befindliche Charge dann unter dem Einfluß
des atmosphärischen Drucks in den evakuierten Entgaser gedrückt wird. Die Rückgabe
des entgasten Metalls in den Aufnehmer geschieht über den gleichen Rohrstutzen nach
Abstellen des Vakuums und Einführen von Luft in den Entgasungsbehälter. Zur Vervollkommnung
der Entgasung kann dieses Arbeitsspiel in rascher Reihenfolge wiederholt werden.
Bekannt ist schließlich, daß man mit diesem Verfahren eine ausreichende Entgasung
auch dann erzielen kann, wenn man nacheinander jeweils nur eine Teilmenge des in
dem Aufnehmer befindlichen Metalls in die Vakuumkammer einführt, die dort entgast
und unter Atmosphärendruck an den Aufnehmer zurückgibt, wo sie sich mit dem bereits
entgasten Metall mischt. Der Vorteil der sogenannten portionsweisen Entgasung besteht
darin, daß sie in vergleichweise kleinen Vakuumkammern durchgeführt werden kann,
die baulich einfach und betrieblich gut zu handhaben sind, so daß sie sich auch
in ein Massenstahlwerk bequem eingliedern lassen. Ihr Einsatz ist hier aber nur
dann möglich, wenn die Teihnengenentgasung auch leistungsmäßig den Anforderungen
eines solchen Betriebes zu entsprechen vermag. Die bekannten Verfahren dieser Art
erfüllen diese Voraussetzung deshalb nicht, weil sich durch das Abstellen des Vakuums
nach der Entgasung jeder Teilmenge, das Entleeren des Vakuumbehälters unter Atmosphären-
oder Fremdgasdruck und die Wiederherstellung des Vakuums eine viel zu geringe Entgasungsfrequenz
ergibt, die bei der Behandlung größerer Chargen und wegen. des Temperaturverlustes
untragbar ist. Schließlich ist die Rückführung der vergleichsweise kleinen Teilmengen
unter Luft oder Fremdgas von großem qualitativem Nachteil.For degassing iron and steel melts, large-scale, in general
Vacuum chambers arranged under the hallway are known, in which the metal of a
with the chamber connected intermediate container from poured into pans or molds
will. Such systems cannot be integrated into normal steelworks.
This also applies to an equally well-known device that works according to the siphon principle
for continuous degassing of metals. It consists of a focal point and wide
Extensive vacuum container with two pipe sockets connected to the front sides
are, one of which is in the metal one located under the vacuum container
Melting furnace and the other immersed in the metal sump of a receiving ladle. At the
Fluctuations in the bath level in the vacuum tank that occur are either
compensated by changing the vacuum or by raising or lowering the vacuum chamber.
According to a known proposal, the speed of the metal should both
Siphon degassing in smaller vacuum chambers using the so-called "gas lift principle"
be increased, d. H. by introducing inert or reducing gases into the
Metal pipe socket conveying the vacuum container. This procedure also eliminated
the disadvantage that results from the siphon degassing needed in the distance
To be arranged from each other inlet and outlet pipe socket for the metal to be conveyed
results. They make the system prone to failure and operationally cumbersome. This evil
eliminates a known discontinuous degassing process
a vacuum chamber located directly above a transducer, from the bottom of the chamber
from being in the molten content of the sensor only a single pipe socket
extends through which the charge in the receiver is then under the influence
of atmospheric pressure is pushed into the evacuated degasser. The return
of the degassed metal into the transducer is done via the same pipe socket
Turn off the vacuum and introduce air into the degassing tank. To perfection
After degassing, this work cycle can be repeated in quick succession.
Finally, it is known that sufficient degassing can be achieved with this process
can also be achieved if only a subset of the in
the metal located in the transducer is introduced into the vacuum chamber, which is degassed there
and returns at atmospheric pressure to the transducer, where it is with the already
degassed metal mixes. The advantage of so-called portion-wise degassing is there
in that it can be carried out in comparatively small vacuum chambers,
which are structurally simple and operationally easy to handle, so that they are also
can be easily integrated into a mass steel mill. Your use is here only
then possible if the partial venting also meets the requirements in terms of performance
is able to correspond to such an operation. The known procedures of this kind
do not meet this requirement because by turning off the vacuum
after the degassing of each partial amount, the evacuation of the vacuum container under atmospheric
or external gas pressure and the restoration of the vacuum a degassing frequency that is far too low
results in the handling of larger batches and because of. of temperature loss
is intolerable. Finally, there is the return of the comparatively small subsets
under air or foreign gas of great qualitative disadvantage.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Teilmengenentgasung
durch eine Steigerung der Entgasungsfrequenz auch für größte Leistung und damit
für den Einsatz in den üblichen Betrieb eines Stahlwerkes brauchbar zu machen.The invention is based on the object of the known partial quantity degassing
by increasing the degassing frequency for maximum performance and thus
to make them useful for use in the normal operation of a steel mill.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Verfahren zum Entgasen von Metallschmelzen,
insbesondere
Eisen- und Stahlschmelzen, bei dem von der in einer
Pfanne od. dgl. befindlichen Schmelze bis zur Erfassung des gesamten Pfanneninhaltes
oder seines übersiegenden Teiles periodisch eine Teilmenge des in der Pfanne befindlichen
Metalls in einen über der Pfanne angeordneten Vakuumbehälter durch einen tinZigen
Pohrstutzen,#der in den Boden des Vakuumbehälters mündet und in die in der Pfanne
befindliche Metallschmelze eintaucht, afigesaugt, im Vakuumbehälter kurze Zeit gehalten
und durch denselben Rohrstutzen in- die Pfame ztrückbefördert wird, dadurch,, daß
das periodische Einsaugen der Metallschmelze in den 'tV'akuumbehältef und das sich
jeweils anschließende Entleeren des Vakuumbehälters durch periodischen Wechsel der
Eintauchtiefe des am Vakuumbehältet-befindlichen Rohrstutzens im Pfanmminhalt bewerkstelligt
wird, Das `3eschicken des Vakuuriibehälters mit Teilmengen der zu entgasenden Charge
und das Entleeren des -Behälters geschieht nach der Erfindung also nur durch periodisches
Verändern des Abstärides von Vakuumbehälter und Pfanne, und zwar bei unverändertem
Vakuum und durchlaufenden Pumpen. Durch den Fortfall des sich bisher aus der Unterbrechung.
des Vakuums, dem Anschluß. des Vakuumbehälters an die Atmosphäre und das Wiederherstellen
des Vakuums ergebenden I.eerlaüfs kommen sehr hohe Entgasungsfreqüenzen zustande,
mit denen in vergleichsweise kleinen Vakuumbehältern große Entgasungsleistungen
zu erzielen sind. Die entgasten Teilmengen des Metalls können in dem Vakuumbehälter
Bekannterweise zusätzlich desoxydiert und/ oder legiert werden.This problem is solved with a method for degassing metal melts,
in particular
Iron and steel smelting, in which of the in one
Ladle od. The like. Located melt until the detection of the entire ladle contents
or its overlying part periodically a subset of what is in the pan
Metal into a vacuum container located above the pan through an ink
Pohr nozzle that opens into the bottom of the vacuum container and into the one in the pan
The molten metal is immersed, sucked in, held in the vacuum container for a short time
and is conveyed back into the Pfame through the same pipe socket, thereby, that
the periodic sucking in of the molten metal into the 'tV'akuumbehaltef and the self
Subsequent emptying of the vacuum container by periodically changing the
Immersion depth of the pipe socket located on the vacuum container in the Pfanmminhalt accomplished
The sending of the vacuum container with partial quantities of the batch to be degassed
and the emptying of the container is only done periodically according to the invention
Changing the abstride of the vacuum container and the pan without changing it
Vacuum and continuous pumps. By eliminating the hitherto from the interruption.
the vacuum, the connection. of the vacuum vessel to the atmosphere and recovery
of the vacuum resulting in very high degassing frequencies,
with those in comparatively small vacuum vessels, great degassing capacities
can be achieved. The degassed portions of the metal can be stored in the vacuum container
It is known to be additionally deoxidized and / or alloyed.
Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung dient eine Anlage,
die aus einem Vakuumbehälter besteht, in dessen Boden von unten her ein einziger
Rohrstutzen mündet, der in die in einem unter dein Vakuumbehälter angeordneten pfannenartigen
Behälter befindliche Metallschmelze eintaucht. Dabei steht der mit dem zu entgasenden
Metall gefällte pfannenartige Behälter auf einer höhenverstell baren Plattform,
die -hei unveränderter Stellung des Vakuumbehälters periodisch zu heben und zu senken
ist. Die Anlage kann- auch so ausgebildet sein, daß die Stellung des pfannenartigen
Behälters nicht zu verändern ist, dagegen Vakuumbehälter und Vakuumpumpen auf einer
höhenverstellbaren Bühne angeordnet sind, mit der sie periodisch gehoben und abgesenkt
werden können: Zum Einbringen von Desoxydations- und. Legierungsstoffen in das unter
Vakuum befindliche Metall kann ein mit Schleusen versehener Vakuumbehälter Verwendung
finden, dessen einziger kohrstutzen in seinen Boden mündet. Der zur Durchführung
des Verfahrens nach der Erfindung dienende Vakuum-Behälter kann auch in bekannter
Weise beheizt sein. Um das freie Ende des einzigen, vom Boden des Vakuumbehälters
abgehenden Rohrstutzens beim Eintauchen in das zu entgasende Metall vor dem Angriff
durch Schlacke zu schützen, sieht die Erfindung die Anordnung eines kegelförmigen
Formstückes auf dem freien Ende des Rohrstutzens vor, das nach dem Eintauchen des
Rohrstutzens in das Metall abschmilzt.A system is used to carry out the method according to the invention,
which consists of a vacuum container, in the bottom of which a single one
The pipe socket opens into the pan-like
The molten metal in the container is immersed. The one with the one to be degassed stands here
Metal-precipitated pan-like containers on a height-adjustable platform,
Periodically raise and lower the -hei unchanged position of the vacuum container
is. The system can also be designed so that the position of the pan-like
The container cannot be changed, but vacuum containers and vacuum pumps on one
height-adjustable stage are arranged with which they are periodically raised and lowered
can be: For introducing deoxidation and. Alloy materials in the under
Metal in a vacuum can use a vacuum container with locks
find, the only Kohrstutzen opens into its bottom. The one to carry out
the method according to the invention serving vacuum container can also be known in
Way to be heated. Around the free end of the only one, from the bottom of the vacuum container
outgoing pipe socket when dipping into the metal to be degassed before attack
To protect by slag, the invention provides the arrangement of a cone-shaped
Fitting on the free end of the pipe socket, which after immersion of the
The pipe socket melts into the metal.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausfüh= rungsform einer Eiwichtung
zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung im senkrechten I:ängsschnitt
dargestellt. -Sie -besteht aus dem Vakuum-Behälter 1 mit nur einem von unten
in den Boden des Behälters mündenden Rohrstutzen 2, der in eine, das zu entgasende
Metall enthaltende Pfanne 3 eintaucht. Der Vakuumbehälter ist mit der Pumpenauilage
4 zusammen auf einer, im gezeichneten Fall ortsfesten Bühne 5 angeordnet
und die Pfanne 3 auf dem Pfannenwagen 6 verfahrbar. Der Wagen besitzt eine Hydraulik
7, durch die die Pfanne 3 zu heben und zu senken ist. Nachdem sie unter den Vakuumbehälter
1 gefahren und der Rohrstutzen 2 in das zu entgasende Metall eingetaucht worden
ist, kann über die Hydraulik 7 des Pfannenwagens 6 periodisch jede Eintauchtiefe
eingestellt werden. Die periodische Anderung des Abstandes von Pfanne und dem Vakuumbehälter
kann auch mit feststehender Pfanne und höhenveränderlicher, den Vakuumbehälter und
diePumpen tragendeuBNme3-bewerkstelligt werden.In the drawing, an exemplary embodiment of an egg weighting for carrying out the method according to the invention is shown in vertical longitudinal section. It consists of the vacuum container 1 with only one pipe socket 2 which opens into the bottom of the container from below and which is immersed in a pan 3 containing the metal to be degassed. The vacuum container is arranged together with the pump assembly 4 on a stage 5, which is stationary in the illustrated case, and the ladle 3 can be moved on the ladle carriage 6. The car has a hydraulic system 7 through which the pan 3 can be raised and lowered. After it has been moved under the vacuum container 1 and the pipe socket 2 has been immersed in the metal to be degassed, each immersion depth can be set periodically via the hydraulics 7 of the ladle carriage 6. The periodic change in the distance between the pan and the vacuum vessel can also be achieved with a fixed pan and a height-adjustable pan that supports the vacuum vessel and the pumps.
Nachdem. erfindungsgemäßen Verfahren und nnt der beschriebenen Einxichtimg
geschieht das Fnt#, gasen des Metalls folgendermaßen: Die mit .der zu entgasenden
Metallschmelze gefüllte Pfanne 3 wird, auf der. eingefahrenen Hydua> lik 7 des Pfannenwagegs
6. stehend, unter den Rohrstutzen 2 des Vakuumbehät= 1 gebracht und. c' so
weit angehoben, bis sieh der freie Querschnitt des Rohrstutzens unter der Oberfläche
der Metallschmelze befindet und in dem Vakuumbehälter alsdann du jeweils erförderliche
Vakuum. herstellt. Durch Veiteres Ausfahren, der Hydraulik 7, & h. bei Verringerung
des Abstandes von Vakuumbehälter und Pfa wird eine Teilmenge der in der Pfanne 3
befmdliches. Schmelz® in den Vakuumbehälter 1 gehoben, dort kurze Zeit gehalten
und nach dem Entgasen durch Absenken der Pfanne in diese Zurückbefördert. Dieses
Spiel, das etwa insgesamt. eine. Minute dauert, wiederholt sich so oft, bis der
gesamte oder überwiegende Teil des Pfanneumhaltes entgast ist. Das Heben und Senken
der Pfanne kann automatisch gesteuert werden, wobei man als Steuergröße entweder
den Druck im Vakuumbehälter oder die Badhöhe der zu entgasenden Schmelze benutzt.
Beint Eintauchen des Rohrstutzens 2 in den Inhalt der Pfanne 3 schiebt der auf dem
freien Ende des .Rohrstutzens 2 befindliche kegelförmige Blechkörper 8 etwa
auf dem Bad- befindliche Schlacke zur Seite. Bei weiterem Eintauchen schmilzt der
Blechkörper ab.After this. According to the method according to the invention and in the described implementation, the Fnt #, gassing of the metal takes place as follows: The ladle 3 filled with the molten metal to be degassed is placed on the. Retracted hydraulics 7 of the pan wagon 6. standing, brought under the pipe socket 2 of the vacuum tank = 1 and. c 'is raised until the free cross-section of the pipe socket is below the surface of the molten metal and then the vacuum required in each case in the vacuum container. manufactures. By Veiteres extension, the hydraulics 7, & h. when the distance between the vacuum container and the Pfa is reduced, a subset of the amount in the pan 3 becomes. Schmelz® is lifted into the vacuum container 1, held there for a short time and after degassing is returned to the pan by lowering it. This game that's about overall. one. Minute lasts, is repeated until the entire or major part of the pan is degassed. The raising and lowering of the ladle can be controlled automatically, using either the pressure in the vacuum container or the bath height of the melt to be degassed as a control variable. If the pipe socket 2 is immersed in the contents of the pan 3, the conical sheet metal body 8 located on the free end of the pipe socket 2 pushes aside any slag located on the bath. With further immersion, the sheet metal body melts.
Der Vakuumbehälter 1 kann in bekannter Weise, z. B. durch Strahlungs-
oder Widerstandsheizung oder auch durch Induktion, Lichtbogen. oder Glimmentladung
beheizt werden.The vacuum container 1 can in a known manner, for. B. by radiation
or resistance heating or by induction, electric arc. or glow discharge
be heated.