DE1458935C

DE1458935C - Method and device for degassing molten metal

Info

Publication number: DE1458935C
Application number: DE19651458935
Authority: DE
Inventors: Theodor Dr.-Ing. 4330 Mülheim Messing
Original assignee: Standard-Messo Duisburg, Gesellschaft für Chemietechnik mbH & Co, 4100 Duisburg
Priority date: 1965-05-21
Filing date: 1965-05-21
Publication date: 1973-01-11

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entgasen einer Metallschmelze durch Teilmengenentgasung in einer evakuierten Behandlungskammer. The invention relates to a method and a device for degassing a molten metal by partial degassing in an evacuated treatment chamber.

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 the main patent, a method for degassing a in a melting furnace, a tapping pan od. The like. Metal melt, in particular steel melt, by repeated successive Proposed partial degassing, in which a partial amount of the melt in an evacuated Treatment chamber is sucked, degassed there and then od into the melting furnace. Like. On the same Ways is returned, with in periodic sequence to return the degassed subset the pressure in the treatment chamber is increased by connecting it to a second treatment chamber is, so that at the same time a suction under pressure reduction in the second treatment chamber a next sub-quantity is introduced, with then continuing and completing the suction the connection between the two chambers is interrupted, and a vacuum is set and degassed in the second treatment chamber, and that the following partial treatment in alternating admission of the treatment chambers be performed.

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.In this context, it has also already been proposed to increase the pressure in to introduce foreign gas, for example nitrogen or argon, into the vessel filled with the degassed melt. To carry out this process, it has been proposed to use the vacuum device with supply lines to be provided for the foreign gas.

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.In order to improve the method according to the main patent, it is proposed according to the invention, the pressure increase in the treatment chamber filled with the degassed portion of the melt by introducing hydrocarbons, preferably saturated hydrocarbons, or to assist by water vapor. Here, the hydrocarbon or the water vapor can either introduced into the treatment chambers above or below the surface of the melt will.

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.In a preferred application, the motive steam is used briefly to introduce water vapor the first stage of a vacuum pump, for example by a suction nozzle, a three-way valve and Elbow pipe, fed into the treatment chambers by placing one behind the first stage of the vacuum pump built-in butterfly valve is closed for the corresponding time.

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-pfThe use of hydrocarbons, preferably saturated hydrocarbons, or of Water vapor has several advantages over the use of inert gas. Once become by the hydrocarbons or the water vapor

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.or their decomposition products in the degassing process desired metallurgical reactions in the Melt triggered, such. B. deoxidation, carburization or decarburization of the molten steel. Furthermore, the vacuum pump is relieved by the fact that the hydrocarbons or the water vapor or their decomposition products, insofar as they are condensable, in the condenser, which is preferably behind the first stage of the mostly multi-stage vacuum pump is built in, be put down, so that the water vapor or the hydrocarbons or their decomposition products are not like that after the main patent to be introduced foreign gas must be compressed to atmospheric pressure.

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.The device according to the invention for carrying out the method in which the motive steam of the harvest Stage of the vacuum pump is introduced as water vapor, characterized in that after the first stage of the vacuum pump designed as a jet pump is a pipe section with a shut-off valve or the like. Is arranged. Should, according to the other proposal of the invention, the steam or the Hydrocarbons below the surface of the liquid in the treatment chamber Partial melts are introduced into the vessel, then into the immersion tubes of the treatment chambers or in these even water vapor or gas permeable distribution heads for the water vapor to be introduced or built in for the hydrocarbons. Of course, the device can in addition to these both proposed features with the lines already proposed in the main patent be provided, through which the hydrocarbon or, the water vapor then into the pipe elbow can be introduced between three-way valves and the treatment chambers.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Entgasen von Metallschmelzen schematisch im Schnitt dargestellt.In the drawing is an embodiment of the device according to the invention for degassing Molten metal shown schematically in section.

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.The device for degassing the melt located in the ladle 1 is according to the proposal of the main patent from two treatment chambers 2 and 3 located above the pan 1, which with Immerse immersion tubes 4 and 5 in the melt. The treatment chambers 2 and 3 are each means a pipe elbow 6 and 7 connected to a three-way valve 8, the suction nozzle with the first stage 16 of a steam jet vacuum pump is connected.

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.The two treatment chambers 2 and 3 are either supported by cross members 10 with hanging loops 11 for the crane connected to each other or in a common housing with a vacuum-tight Intermediate wall arranged. The entire device can either od with the help of a crane. Like. About the pan 1 are brought, d. H. be movably arranged or be arranged stationary, in this case the filled pan 1 is raised from below against the dip tubes 4 and 5 must become.

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.The degassing of the molten metal is thereby achieved in the illustrated position of the three-way valve 8 achieved that by connecting the treatment chamber 2 to the suction port 9 of the vacuum pump A vacuum is created in the treatment chamber 2 and, as a result, part of the melt enters the treatment chamber 2 arrives. Here this part of the melt remains under the influence of the Vacuum and is degassed in this way. After the end of the degassing, the three-way valve 8 rotated so that the two treatment chambers 2 and 3 are connected to each other, whereby an equalization of the pressure in the two treatment chambers 2 and 3 takes place, the Melt partially runs out of the treatment chamber 2 through the immersion tube 4. By further Turning the three-way valve 8 is the second treatment chamber 3 with the pipe bend 7 Vacuum pump connected and filled in the same way. Then turn back of the three-way valve again a connection between the two treatment chambers 2 and 3 to Pressure equalization established between them.

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.To allow emptying of the treatment chamber 2 and 3 filled with the degassed part of the melt support, it is proposed according to the invention, hydrocarbons, preferably saturated Introduce hydrocarbons or water vapor into the treatment chambers. Here the Water vapor or the hydrocarbons either above or below the surface of the molten metal be initiated.

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.For this purpose, the device can either be provided with lines 12, 13 in the pipe bends 6, 7 end between the three-way valve 8 and the treatment chambers 2 and 3. In the other Case are the dip tubes 4 and 5 or the treatment chambers 2 and according to the invention 3 provided with distribution heads 19 with feed lines 20 for the hydrocarbons or for the water vapor are in communication so that the hydrocarbons or water vapor inside the Melt part are introduced.

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.In practice, the vacuum pump is designed as a steam jet pump. According to another The feature of the invention is to have its propellant steam 15 to support the emptying process and to trigger it mentioned reactions in the steel melt can be used. In this case, behind the In the first stage 16 of the vacuum pump, a pipe section 18 is arranged, which is provided with a shut-off valve 17 is. If the degassed part of the metal melt from one of the treatment chambers 2 and 3 is to be left in the pan 1, only the shut-off valve 17 in the pipe section 18 closed, so that the motive steam 15 via the suction port 9 and the three-way valve 8 through the Elbow pipe 6 and 7 enters the respective treatment chamber 2 and 3, respectively. In this case it will the corresponding treatment chamber is created by the pressure increase and the blowing in of the motive steam 15 emptied; it can refer to the parallel connection of the both vacuum vessels can be dispensed with.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

I. Process for degassing a molten metal by partial degassing in one evacuated treatment chamber, in which periodically to return the degassed Subset the pressure in the treatment chamber by connecting it to a second treatment chamber and supplying Foreign gas is increased to continue and complete the suction then the connection of the both chambers is interrupted with each other and a vacuum in the second treatment chamber is set and degassed, with the following partial quantity treatments in alternation Loading of the treatment chambers can be carried out, according to patent 1303 453, characterized in that the pressure increase in the treatment chamber (2, 3) filled in each case with the degassed partial amount of the melt by the introduction of hydrocarbons, preferably saturated hydrocarbons, or supported by water vapor.

2. The method according to claim 1, characterized in that the hydrocarbons or the water vapor is introduced into the treatment chambers (2, 3) above the surface of the melt will.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that for the introduction of water vapor briefly the motive steam (15) of the first stage (16) of a vacuum pump, for example through a suction nozzle (9), a three-way valve (8) and pipe elbow (6, 7), into the treatment chambers (2, 3) by a behind the first stage (16) of the vacuum pump built-in shut-off valve (17) for the corresponding Time is closed.

4. The method according to claim 1, characterized in that the hydrocarbons or the water vapor below the surface of the liquid in the treatment chamber (2, 3) Partial set are introduced. '

5. Device for carrying out the method according to claim 1 with a treatment chamber which is connected to the melt via a dip tube and to a Vacuum pump can be connected, a three-way valve for connection to the vacuum pump whose free connection a second treatment chamber is connected, which has its own, in the Has a dip tube protruding into the melt, characterized in that after the first stage (16) of the vacuum pump designed as a jet pump, a pipe section (18) with a shut-off valve (17) or the like. Is arranged.

6. Device for performing the method according to claim 4, with a treatment. Chamber, which is connected to the melt via a dip tube and can be connected to a vacuum pump, a three-way valve for connection to the vacuum pump, at its free connection a second treatment chamber is connected, which has its own immersion tube protruding into the melt, thereby characterized in that the dip tubes (4, 5) of the treatment chambers (2, 3) or in the treatment chambers (2,3) gas and / or water vapor permeable even below the melt level Distribution heads (19) for the hydrocarbons to be introduced or the hydrocarbons to be introduced Water vapor are built in with feed lines (20) for the hydrocarbons or the Water vapor in connection.