DE1458935C - Verfahren und Vorrichtung zum Entgasen von Metallschmelzen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entgasen einer Metallschmelze durch Teilmengenentgasung in einer evakuierten Behandlungskammer.

In dem Hauptpatent wurde ein Verfahren zum Entgasen einer in einem Schmelzofen, einer Abstichpfanne od. dgl. befindlichen Metallschmelze, insbesondere Stahlschmelze, durch mehrmalige aufeinanderfolgende Teilmengenentgasung vorgeschlagen, bei dem eine Teilmenge der Schmelze in eine evakuierte Behandlungskammer gesaugt wird, dort entgast wird und dann in den Schmelzofen od. dgl. auf gleichem Wege zurückgeführt wird, wobei in periodischer Folge zum Zurückführen der entgasten Teilmenge der Druck in der Behandlungskammer durch Anschließen an eine zweite Behandlungskammer erhöht wird, so daß gleichzeitig unter Druckverminderung in der zweiten Behandlungskammer ein Ansaugen einer nächsten Teilmenge eingeleitet wird, wobei zur Fortsetzung und Vollendung des Ansaugens sodann die Verbindung der beiden Kammern miteinander unterbrochen wird, und in der zweiten Behandlungskammer ein Vakuum eingestellt und entgast wird, und daß die folgenden Teilmengenbehandlungen in wechselweiser Beaufschlagung der Behandlungskammern durchgeführt werden.

In diesem Zusammenhang ist auch bereits vorgeschlagen worden, zur zusätzlichen Druckerhöhung in das mit der entgasten Schmelze gefüllte Gefäß Fremdgas, beispielsweise Stickstoff oder Argon, einzuleiten. Zur Durchführung dieses Vorganges wurde vorgeschlagen, die Vakuumeinrichtung mit Zuleitungen für das Fremdgas zu versehen.

Um das Verfahren nach dem Hauptpatent zu verbessern, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die Druckerhöhung in der jeweils mit der entgasten Teilmenge der Schmelze gefüllten Behandlungskammer durch Einleiten von Kohlenwasserstoffen, vorzugsweise von gesättigten Kohlenwasserstoffen, oder von Wasserdampf zu unterstützen. Hierbei kann der Kohlenwasserstoff oder der Wasserdampf entweder oberhalb oder unterhalb der Oberfläche der Schmelze in die Behandlungskammern eingeführt werden.

Bei einer bevorzugten Anwendung wird zur Einleitung von Wasserdampf kurzzeitig der Treibdampf der ersten Stufe einer Vakuumpumpe, beispielsweise durch einen Saugstutzen, ein Dreiwegeventil und Rohrkrümmer, in die Behandlungskammern geleitet, indem eine hinter der ersten Stufe der Vakuumpumpe eingebaute Absperrklappe für die entsprechende Zeit geschlossen wird.

Die Verwendung von Kohlenwasserstoffen, vorzugsweise gesättigten Kohlenwasserstoffen, oder von Wasserdampf bringt gegenüber der Verwendung von Intergas mehrere Vorteile mit sich. Einmal werden durch die Kohlenwasserstoffe oder den Wasserdar-pf

bzw. deren Zerlegungsprodukte bei dem Entgasungsvorgang erwünschte metallurgische Reaktionen in der Schmelze ausgelöst, wie z. B. eine Desoxydation, eine Aufkohlung oder Entkohlung der Stahlschmelze. Weiterhin wird die Vakuumpumpe dadurch entlastet, daß die Kohlenwasserstoffe oder der Wasserdampf bzw. deren Zerlegungsprodukte, soweit sie kondensierbar sind, im Kondensator, der vorzugsweise hinter der ersten Stufe der meist mehrstufigen Vakuumpumpe eingebaut ist, niedergeschlagen werden, so daß der Wasserdampf oder die Kohlenwasserstoffe bzw. deren Zerlegungsprodukte nicht wie das nach dem Hauptpatent einzuleitende Fremdgas auf Atmosphärendruck verdichtet werden müssen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bei der Treibdampf der ernten Stufe der Vakuumpumpe als Wasserdampf eingeleitet wird, kennzeichnet sich dadurch, daß nach der ersten Stufe der als Strahlpumpe ausgebildeten Vakuumpumpe ein Rohrstück mit einer Absperrklappe od. dgl. angeordnet ist. Sollen gemäß dem anderen Vorschlag der Erfindung der Wasserdampf oder die Kohlenwasserstoffe unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche der in der Behandlungskammer befindlichen Teilschjrnelze in das Gefäß eingeleitet werden, so werden in die Tauchrohre der B.ehandlungskammern oder in diesen selbst wasserdampf- oder gasdurchlässige Verteilköpfe für den einzuleitenden Wasserdampf oder für die Kohlenwasserstoffe eingebaut. Selbstverständlich kann die Vorrichtung neben diesen beiden vorgeschlagenen Merkmalen auch mit den bereits in dem Hauptpatent vorgeschlagenen Leitungen versehen sein, durch die der Kohlenwasser-' stoff oder, der Wasserdampf dann in die Rohrkrümmer zwischen Dreiwegeventilen und den Behandlungskammern eingeleitet werden können.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Entgasen von Metallschmelzen schematisch im Schnitt dargestellt.

Die Vorrichtung zum Entgasen der in der Pfanne 1 befindlichen Schmelze besteht gemäß dem Vorschlag des Hauptpatentes aus zwei oberhalb der Pfanne 1 befindlichen Behandlungskammern 2 und 3, die mit Tauchrohren 4 und 5 in die Schmelze eintauchen. Die Behandlungskammern 2 und 3 sind jeweils mittels eines Rohrkrümmers 6 und 7 mit einem Dreiwegeventil 8 verbunden, dessen Saugstutzen mit der ersten Stufe 16 einer Dampfstrahl-Vakuumpumpe verbunden ist.

Die beiden Behandlungskammern 2 und 3 sind entweder durch Traversen 10 mit Aufhängeösen 11 für den Kran miteinander verbunden oder in einem gemeinsamen Gehäuse mit einer vakuumdichten Zwischenwand angeordnet. Die gesamte Vorrichtung kann entweder mit Hilfe eines Krans od. dgl. über die Pfanne 1 gebracht werden, d. h. beweglich angeordnet sein oder ortsfest angeordnet werden, wobei in diesem Falle die gefüllte Pfanne 1 von unten her gegen die Tauchrohre 4 und 5 angehoben werden muß.

Die Entgasung der Metallschmelze wird bei der dargestellten Stellung des Dreiwegeventils 8 dadurch erreicht, daß durch die Verbindung der Behandlungskammer 2 mit dem Saugstutzen 9 der Vakuumpumpe Vakuum in der Behandlungskammer 2 entsteht und hierdurch ein Teil der Schmelze in die Behandlungskammer 2 gelangt. Hier verbleibt dieser Teil der Schmelze eine gewisse Zeit unter dem Einfluß des Vakuums und wird auf diese Weise entgast. Nach Beendigung der Entgasung wird das Dreiwegeventil 8 so gedreht, daß die beiden Behandlungskammern 2 und 3 miteinander verbunden sind, wodurch ein Ausgleich des Druckes in den beiden Behandlungskammern 2 und 3 stattfindet, wobei die Schmelze durch das Tauchrohr 4 aus der Behandlungskammer 2 teilweise ausläuft. Durch weiteres Drehen des Dreiwegeventils 8 wird über den Rohrkrümmer 7 die zweite Behandlungskammer 3 mit der Vakuumpumpe verbunden und hierbei auf gleiche Weise gefüllt. Anschließend wird durch Zurückdrehen des Dreiwegeventils wieder eine Verbindung zwischen beiden Behandlungskammern 2 und 3 zum Druckausgleich zwischen denselben hergestellt.

Um das Entleeren der mit dem entgasten Teil der Schmelze gefüllten Behandlungskammer 2 und 3 zu unterstützen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, Kohlenwasserstoffe, vorzugsweise gesättigte Kohlenwasserstoffe, oder Wasserdampf in die Behandlungskammern einzuleiten. Hierbei können der Wasserdampf oder die Kohlenwasserstoffe entweder oberhalb oder unterhalb der Oberfläche der Metallschmelze eingeleitet werden.

Zu diesem Zweck kann die Vorrichtung entweder mit Leitungen 12,13 versehen sein, die in den Rohrkrümmern 6, 7 zwischen dem Dreiwegeventil 8 und den Behandlungskammern 2 und 3 enden. Im anderen Fall werden gemäß der Erfindung die Tauchrohre 4 und 5 oder die Behandlungskammern 2 und 3 mit Verteilköpfen 19 versehen, die mit Zuleitungen 20 für die Kohlenwasserstoffe oder für den Wasserdampf in Verbindung stehen, so daß die Kohlen-Wasserstoffe oder der Wasserdampf im Innern des Schmelzenteiles eingeführt werden.

In der Praxis wird die Vakuumpumpe als Dampfstrahlpumpe ausgebildet. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung soll deren Treibdampf 15 zur Unterstützung des Entleervorganges und zur Auslösung erwähnter Reaktionen in der Stahlschmelze verwendet werden. In diesem Falle wird hinter der ersten Stufe 16 der Vakuumpumpe ein Rohrstück 18 angeordnet, das mit einer Absperrklappe 17 versehen ist. Wenn nunmehr der entgaste Teil der Metallschmelze aus einer der Behandlungskammern 2 und 3 in die Pfanne 1 zurückgelassen werden soll, wird lediglich die Absperrklappe 17 im Rohrstück 18 geschlossen, so daß der Treibdampf 15 über den Saugstutzen 9 und das Dreiwegeventil 8 durch die Rohrkrümmer 6 und 7 in die jeweilige Behandlungskammer 2 bzw. 3 gelangt. In diesem Falle wird durch den Druckanstieg und das Einblasen des Treibdampfes 15 die entsprechende Behandlungskammer entleert; es kann dabei auf die im Hauptpatent zum Druckausgleich vorgesehene Parallelschaltung der beiden Vakuumgefäße verzichtet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   I. Verfahren zum Entgasen einer Metallschmelze durch Teilrnengenentgasung in einer evakuierten Behandlungskammer, bei der in periodischer Folge zum Zurückführen der entgasten Teilmenge der Druck in der Behandlungskammer durch Anschließen an eine zweite Behandlungskammer und unter Zuführung von Fremdgas erhöht wird zur Fortsetzung und Vollendung des Ansaugens sodann die Verbindung der beiden Kammern miteinander unterbrochen wird und in der zweiten Behandlungskammer ein Vakuum eingestellt und entgast wird, wobei die folgenden Teilmengenbehandlungen in wechselweiser Beaufschlagung der Behandlungskammern durchgeführt werden, nach Patent 1303 453, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckerhöhung in der jeweils mit der entgasten Teilmenge der Schmelze gefüllten Behandlungskammer (2, 3) durch Einleiten von Kohlenwasserstoffen, vorzugsweise gesättigten Kohlenwasserstoffen, oder von Wasserdampf unterstützt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenwasserstoffe oder der Wasserdampf oberhalb der Oberfläche der Schmelze in die Behandlungskammern (2, 3) eingeführt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einleitung von Wasserdampf kurzzeitig der Treibdampf (15) der ersten Stufe (16) einer Vakuumpumpe, beispielsweise durch einen Saugstutzen (9), ein Dreiwegeventil (8) und Rohrkrümmer (6, 7), in die Behandlungskammern (2, 3) geleitet wird, indem eine hinter der ersten Stufe (16) der Vakuumpumpe eingebaute Absperrklappe (17) für die entsprechende Zeit geschlossen wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenwasserstoffe oder der Wasserdampf unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche der in der Behandlungskammer (2, 3) befindlichen Teilmenge eingeleitet werden. '
5. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Behandlungskammer, die über ein Tauchrohr mit der Schmelze in Verbindung steht und an eine Vakuumpumpe anschließbar ist, einem Dreiwegeventil zur Verbindung mit der Vakuumpumpe, an dessen freiem Anschluß eine zweite Behandlungskammer angeschlossen ist, die ein eigenes, in die Schmelze hineinragendes Tauchrohr aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß nach der ersten Stufe (16) der als Strahlpumpe ausgebildeten Vakuumpumpe ein Rohrstück (18) mit einer Absperrklappe (17) od. dgl. angeordnet ist.
6. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, mit einer Behandlungs-.kammer, die über ein Tauchrohr mit der Schmelze in Verbindung steht und an eine Vakuumpumpe anschließbar ist, einem Dreiwegeventil zur Verbindung mit der Vakuumpumpe, an dessen freiem Anschluß eine zweite Behandlungskammer angeschlossen ist, die ein eigenes, in die Schmelze hineinragendes Tauchrohr aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Tauchrohre (4, 5) der Behandlungskammern (2, 3) oder in die Behandlungskammern (2,3) selbst unterhalb des Schmelzenstandes gas- und/oder wasserdampfdurchlässige Verteilköpfe (19) für die einzuleitenden Kohlenwasserstoffe oder den einzuleitenden Wasserdampf eingebaut sind, die mit Zuleitungen (20) für die Kohlenwasserstoffe oder den Wasserdampf in Verbindung stehen.