DE1230057B - Verfahren zum Fuellen und Entleeren des Entladungsgefaesses von Metall-, insbesondere Stahlentgasungsanlagen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Füllen und Entleeren des Entladungsgefäßes von Metall-, insbesondere Stahlentgasungsanlagen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Füllen und Entleeren des Entladungsgefäßes von Metall-, insbesondere Stahlentgasungsanlagen, bei denen von der zu entgasenden Schmelze, die sich in einem Vorratsbehälter, z. B. einer Gießpfanne, befindet, jeweils eine Teilmenge in das über dem Vorratsbehälter befindliche Entgasungsgefäß angesaugt, zur Entgasung in Rotation versetzt und anschließend in den Vorratsbehälter zurückgeleitet wird.
• Zum Entgasen von flüssigen Metallen, insbesondere von Stahl, ist es bekannt, einen mit dem flüssigen Metall gefüllten Vorratsbehälter, z. B. die Gießpfanne, unter ein Entgasungsgefäß zu bringen und dieses anschließend so weit zu senken, daß es mit einem Ansaugstutzen in das flüssige Metall eintaucht. Das Entgasungsgefäß wird dann evakuiert, so daß es sich durch den Ansaugstutzen mit flüssigem Metall füllt. Nach der Entgasung der Schmelze wird das Entgasungsgefäß angehoben. Dadurch fließt so viel Metall in das Vorratsgefäß zurück, wie es der im Entgasungsgefäß herrschende Unterdruck zuläßt. Das zurückfließende Metall strömt dabei im wesentlichen auf den Boden und hebt das nicht entgaste Metall hoch, so daß beim nächsten Senken des Entgasungsgefäßes weiteres unentgastes Metall angesaugt wird.
• Bei diesem Verfahren, dem sogenannten Vakuum-Heber-Verfahren, ist es erforderlich, das Entgasungsgefäß für jeden Entgasungsvorgang zu senken und wieder zu heben. Es müssen deshalb entweder flexible Saugleitungen vorhanden sein, oder das Entgasungsgefäß muß zusammen mit der Vakuumpumpeinrichtung auf einer heb- und senkbaren Bühne angeordnet sein. Es kann aber auch das Entgasungsgefäß ortsfest angeordnet und statt dessen der Vorratsbehälter gehoben und gesenkt werden. In beiden Fällen ist bis zur Entgasung des ganzen Behälterinhalts eine Reihe von Arbeitsspielen erforderlich.
• Zur Verringerung des hierfür erforderlichen Aufwandes wird gemäß der Erfindung die Rotation der zu entgasenden Schmelze gleichzeitig zur weiteren Füllung des Entgasungsgefäßes über ein Rohr ausgenutzt, das koaxial zur Rotationsebene des zu entgasenden Metalls am Boden des Entgasungsgefäßes angeordnet ist und in den Vorratsbehälter eintaucht. Infolge der Rotation strömt das flüssige Metall auseinander, und es wird so viel Metall in das Entgasungsgefäß nachgesaugt, bis sich Flüssigkeitssäule und äußerer überdruck wieder das Gleichgewicht halten. Zum Entleeren des Entgasungsgefäßes, d. h., damit die zusätzlich eingetretene Metallmenge wieder in den Vorratsbehälter zurückfließt, braucht nur die Drehbewegung unterbrochen zu werden.
• Die Rotation, deren Anwendung zur Verbesserung der Entgasung von zu reinigenden Metallschmelzen und/oder zur Entmischung von Metallschmelzen bekannt ist (vgl. deutsche Patentschrift 632 582, französische Patentschrift 992 654 und USA.-Patentschrift 1709 939), kann in der an sich bekannten Weise auf elektrodynamischem Wege durch ein magnetisches Drehfeld erzeugt werden. Sie kann ,aber auch auf mechanischem Wege erzeugt werden, z. B. durch eine in das Metall eingreifende Rührvorrichtung oder durch Drehung des Vakuumgefäßes oder gegebenenfalls auch nur eines Teiles desselben.
• Die Drehbewegung des Metalls im Vakuumgefäß bringt gleichzeitig noch den Vorteil mit sich, daß gegenüber dem bisher bekannten Entgasungsverfahren der vorbeschriebenen Art einerseits eine Vergrößerung der Oberfläche des dem Vakuum .ausgesetzten flüssigen Metalls eintritt, weil das Metall an der Seitenwandung hochsteigt, und daß andererseits durch diese Drehbewegung auch eine Durchmischung des Metalls stattfindet, so daß die Entgasung erleichtert wird. Gegebenenfalls kann diese Durchmischung sogar noch dadurch gesteigert werden, daß eine oder mehrere an oder in der Nähe der Gefäßwand in der Drehrichtung schräg aufsteigende Leitrippen oder -flächen vorgesehen werden.
• Da das an der Seitenwandung infolge der Fliehkraft hochsteigende Metall höher liegt als es der dem Vakuum im Entgasungsgefäß entsprechenden Flüssigkeitssäule entspricht, läßt sich am oberen Rand ein Überlauf vorsehen, der durch ein oder mehrere Rücklaufkanäle mit dem Vorratsbehälter in Verbindung steht. Das diesen Überlauf passierende Metall fließt dann von selbst wieder in den Vorratsbehälter zurück, so daß auf diese Weise das bisher absatzweise arbeitende Vakuum-Heber-Verfahren in ein kontinuierliches übergeführt wird. Den oder die Rückflußkanäle wird man vorteilhaft in der Höhe des Bodens des Vorratsbehälters ausmünden lassen.
• In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele schematisch veranschaulicht.
• In F i g. 1 ist 1 ein mit flüssigem Metall gefüllter Vorratsbehälter, z. B. eine Gießpfanne. Darüber ist ein Vakuumbehälter 2 angeordnet, dessen Saugstutzen 3 in das Metall 4 eintaucht. Mit 5 ist der Anschlußstutzen für die Vakuumpumpvorrichtung bezeichnet.
• Entsprechend der Höhe des Vakuums im Gefäß 2 tritt Metall aus dem Vorratsbehälter 1 durch den Saugstutzen 3 in das Vakuumgefäß 2 ein. Wenn dieses in Ruhe ist, wird sich ein bestimmtes durch die gestrichelte Linie 6 angedeutetes Niveau einstellen.
• Das Gefäß 2; das auf einer Drehscheibe 7 angeordnet ist, die beispielsweise auf Rädern 7' ruht, kann nun über das bei 8 angedeutete Antriebsritzel in so rasche Drehung versetzt werden, daß das mitgenommene Metall radial auseinanderströmt, an der Seitenwandung hochsteigt und etwa die im Schnitt dargestellte Rotationsform einnimmt. Die Höhe der Flüssigkeitssäule ist aber durch die Höhe des im Gefäß 2 herrschenden Vakuums bestimmt. Daher wird so viel flüssiges Material aus dem Vorratsbehälter nachströmen, bis sich Vakuum und Flüssigkeitssäule das Gleichgewicht halten. Diese Wirkung ist um so günstiger, je mehr sich das Gefäß im Verhältnis zum Querschnitt des Ansaugstutzens 3 erweitert und je höher die Drehzahl bzw. die Fliehkraft ist.
• Damit nach erfolgter Entgasung das die Saughöhe überschießende Metall wieder in den Vorratsbehälter zurückfließt, braucht nur der Drehantrieb ,abgestellt zu werden.
• In F i g. 2 ist eine ähnliche Anordnung gezeigt. Unterschiedlich ist gegenüber F i g. 1 nur, daß das Vakuumgefäß 2 ortsfest angeordnet ist und daß durch eine Drehstromwicklung 9 auf elektrodynamischem Wege unter Vermittlung des erzeugten magnetischen Drehfeldes die Rotation des zu entgasenden Metalls hervorgerufen wird.
• In F i g. 3 ist ebenfalls das Vakuumgefäß 2 ortsfest angeordnet. Es enthält im Inneren für die Aufnahme des zu entgasenden Metalls einen Einsatzbehälter 10, in dem das Metall durch die Drehstromwicklung 9 zur Rotation gebracht wird. Die Höhe dieses inneren Gefäßes 10 ist so bemessen, daß das an der Wand hochsteigende Metall in einen äußeren Ringkanal 11 überlaufen und von hier durch einen oder mehrere nicht dargestellte Kanäle in den Vorratsbehälter 1 zurückfließen kann. Bei Anordnung des Ringkanals in der dargestellten Weise ist es vorteilhaft, die Drehstromwicklung innerhalb dieses Ringkanals 11 anzuordnen. Wenn man jedoch den Ringkanal oberhalb der Drehstromwicklung anordnet, kann man gegebenenfalls die Rückflußkanäle auch innerhalb der Drehstromwicklung 9, z. B. in der Wand des Gefäßes 10, vorsehen. Während die Vorrichtungen nach den F i g. 1 und 2 nur ein absatzweises Entgasungsverfahren zulassen, ist mit der Einrichtung nach F i g. 3 ein kontinuierliches Entgasungsverfahren möglich.
• Die Innenwandung des Vakuumgefäßes 2 in den F i g. 1 und 2 oder des Einsatzbehälters 10 in F i g. 3 kann gegebenenfalls mit in der Drehrichtung des Metalls schräg ansteigenden Leitrippen oder -Rächen versehen werden, durch die die Durchmischung des dem Vakuum ausgesetzten Metalls noch weitergefördert und gegebenenfalls der Überlauf erleichtert wird.
• Während es bei der Einrichtung nach F i g. 1 erforderlich ist, in bekannter Weise zur Vermeidung einer zu starken Abkühlung des Metalls während des Entgasungsvorganges den Vakuumbehälter 2 zu heizen, hat die Verwendung eines Drehfeldes den Vorteil, daß gleichzeitig durch das Drehfeld eine Induktionsheizung des Metalls eintritt, so daß die Rufheizung des Gefäßes z. B. durch Widerstandserhitzung vermindert werden kann oder gegebenenfalls sogar überflüssig wird.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Füllen und Entleeren des Entgasungsgefäßes von Metall-, insbesondere Stahlentgasungsanlagen, bei denen von der zu entgasenden Schmelze, die sich in einem Vorratsbehälter, z. B. einer Gießpfanne, befindet, jeweils eine Teilmenge in das über dem Vorratsbehälter befindliche Entgasungsgefäß angesaugt, zur Entgasung in Rotation versetzt und anschließend in den Vorratsbehälter zurückgeleitet wird, d a -durch gekennzeichnet, daß die Rotation der zu entgasenden Schmelze gleichzeitig zur weiteren Füllung des Entgasungsgefäßes über ein Rohr ausgenutzt wird, das koaxial zur Rotationsachse der zu entgasenden Schmelze am Boden des Entgasungsgefäßes angeordnet ist und in den Vorratsbehälter eintaucht.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Überlauf für die an der Wandung des Entgasungsgefäßes hochsteigende Schmelze vorhanden ist, der mit dem Vorratsbehälter für die zu entgasende Metallschmelze in Verbindung steht.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotation der Metallschmelze im Entgasungsgefäß in an sich bekannter Weise elektrodynamisch durch ein magnetisches Drehfeld erzeugt wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotation der Metallschmelze im Entgasungsgefäß durch an sich bekannte mechanische Mittel, z. B. eine in das Metallbad eingreifende Rührvorrichtung oder durch Drehung des Entgasungsgefäßes um eine senkrechte Achse hervorgerufen wird.
5. 5. Vorrichtung zum Entgasen von Metallschmelzen, insbesondere Stahlschmelzen, nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Entgasungsgefäß ein Ein-Satzbehälter angebracht ist, dessen Höhe und seitlicher Abstand von der Innenwand des Entgasungsgefäßes derart bemessen sind, daß das an der Innenwand des Einsatzbehälters .aufsteigende flüssige Metall in den Ringkanal überlaufen und von diesem in den Vorratsbehälter zurückfließen kann. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 632 582; französische Patentschrift Nr. 992 654; britische Patentschriften Nr. 312 063, 339 579; USA.-Patentschriften Nr. 1709 939, 1921060, 2151360, 2 290 961; Zeitschrift »Stahl und Eisen«, 1959, S. 267 bis 272 und 276 bis 282.