DE2321495B2 - Verfahren zur behandlung von fluessigem roheisen durch magnesium in behaeltern und einrichtung zum durchfuehren dieses verfahrens - Google Patents

Description

daß als Trägergas Preßluft verwendet wird und io gnesiumdämpfe in das /u behandelnde Roheisen aufdas Magnesium mit einer Intensität von 2 bis weist, zeichnet sich dadurch aus, daß im Verdampfer 4,5 g/s.t. bei einer Konzentration des Magnesiums
in der Preßluft von 5 bis 20 kg/m^s in das Roheisen

eingeführt wird.

ein erweitertes Endstück, das als Verdampfer dient, und Seitenöffnungen zum Austritt der Magnesiumdämpfe in das zu behandelnde Roheisen das Verhältnis zwischen dem Innendurchmesser im Querschnitt, der durch die Oberkante der Seiten-

_u öffnungen läuft und der Höhe des Verdampfers ab

^^Einrichtung zur Durchführung des Verfah- 15 Oberkante der Seitenöffnungen bis zur Mündung des rens nsch Anspruch 1, mit einem Blasrohr, das Rohrteils des Blasrohrs in den Verdampfer im Be-

- reich von 0,3 bis 0,8 liegt.

Wie im folgenden noch näher gezeigt wird, ist es bei der Einführung von Magnesium nach dem erfin-

äufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Ver- ao dungsgemäßen Verfahren ohne aufwendige Kühlung dämpfer (5, Sa) das Verhältnis zwischen dem des Trägergases mit dem billigsten zur Verfugung Innendurchmesser (D) im Querschnitt, der durch stehenden Trägergas, nämlich Luft, möglich, ohne die Oberkante der Seitenöffnungen (6, 7) läuft und explosionsartige Wallungen das Magnesium mit der Höhe (H) der Verdampfer (S, Sa) ab Ober- hohem Wirkungsgrad in die Schmelze einzuführen, kante der Seitenöffnungen (6, 7) bis zur Mündung 25 Da Magnesium bereits bei 1102° C verdampft, einer

Temperatur, die erheblich unter der tatsächlichen Temperatur einer Gußeisenschmelze liegt und aus der Verdampfung von 1 Kilogramm Magnesium ungefähr eine Dampfmenge von 5650 Liter resultiert, ist an und für sich die Gefahr von Wallungen, die explosionsartigen Charakter annehmen können, gegeben. Während man nach dem Stand der Technik dieser Gefahr dadurch zu begegnen versuchte, daß das Feststoffgasgemisch auf seinem Wege bis knapp vor der

des Rohrteils (4) des Blasrohrs (2) in den Verdampfer (5, 5 a) im Bereich von 0,3 bis 0,8 liegt.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung von flüssigem Roheisen durch Magnesium in Behältern, bei dem das Magnesium in Form von Festkörperteilchen im Strahl eines Trägergases

durch ein Blasrohr mit Verdampfer in das Roheisen 35 Berührung mit der Schmelze gekühlt wird, wird mit

eingeführt wird und auf eint Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Blasrohr, das ein erweitertes Endstück, das als Verdampfer dient und Seitenöffnungen zum Austritt der Magnesiumdämpfe in das zu behandelnde Roheisen aufweist.

Aus der DT-AS 1015 609 sind Verfahren und Vorrichtungen zum Einbringen von feinkörnigen Zusatzstoffen unter der Oberfläche von Metallschmelzen unter Vermittlung eines Trägergases bekannt, woder vorliegenden Erfindung ein Weg aufgezeigt, ohne Kühlung durch günstige Bemessung der Intensität der Magnesiumzufuhr die Verdampfung des Magnesiums als wirksames Mittel für dessen Einführung mit einzu&etzen, ohne daß es durch Entweichen von Magnesiumdämpfen zu hohen Verlusten an Magnesium und zu explosionsartigem Auswurf von Metall kommt. Wenn der Verdampfer entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 2 bemessen ist,

bei durch Verwendung eines nur bei tisferen Tempe- 45 wird im Verdampferhohlraum ein Gaspolster gebil-

raturen als Schutzgas wirkenden Trägergases insbesondere Stickstoff das Feststoffgasgemisch auf seinem Wege bis knapp vor der Berührung mit der Schmeb« gekühlt und zweckmäßig- unter der Temperatur, bei det, das eine Zuführung der Dämpfe in das flüssige Metall durch die Öffnungen im Verdampfer gleichmäßig und ohne Pulsierung und Stöße ermöglicht und einer Verstopfung des Verdampfers durch Spritzer

welcher eine Reaktion des Trägergases mit dem Fest- 50 aus flüssigem Metall oder Schlacke entgegenwirkt,
stoff erfolgt, gehalten wird. Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Be-

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung einer solchen Kühlung mit normaler Preßluft als Trägergas Schreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung der erfin-

eine sichere Einbringung des Magnesiums mit hohem 55 dungsgemäß ausgeführten Einrichtung zum Durchfüh-Wirkungsgrad zu gewährleisten. ren des Verfahrens zur Behandlung von flüssigem

Dies wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren zur Behandlung von flüssigem Roheisen durch Magnesium in Behältern, bei dem das Magnesium in

Form von Festkörperteilchen im Strahl eines Träger- 60 Einrichtung.

Roheisen durch Magnesium in Behältern,

F i g. 2 und 3 Abwandlungen der Bauart des Verdampfers an der Wandform der erfindungsgemäßen

gases durch ein Blasrohr mit Verdampfer in das Roheisen eingeführt wird, dadurch erreicht, daß als Trägergas Preßluft verwendet wird und das Magnesium mit einer Intensität von 2 bis 4,5 g/s.t. bei einer Die Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens zur Behandlung von flüssigem Roheisen enthält folgendes: einen Speichert (Fig. 1), der ein unter Druck stehender Behälter aus Metall ist, aus dem

Konzentration des Magnesiums in der Preßluft von 65 das Magnesium zur Behandlung des Roheisens zu-5 bis 20 kg/m^s in das Roheisen eingeführt wird. geführt wird; eine Windform 2, die ein durch feuer-

Aus der Fachliteratur (»Berg- und hüttenmännische Monatshefte«, 115, 1970, S. 167 bis 174) ist es befeste Außenverkleidung 3 ausgestattetes (F i g. 2, 3) Metallrohr 4 ist, das ein erweitertes Endstück 5

3 14

• 91 oder Sa (Fig. 3) mit. Seitenöffnungen 6 Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Durchfuh-

* · ^hzw 7 (Fig. 3) aufweist und als Verdampfer ren des Verfahrens zur Behandlung von Roheisen

*^Flg inhei'das Pohr4 bei Zuführung des Magne- in Behältern durch Einblasen von pulverformigern

^ T die Pfanne 8 in das Innere des Roheisens Magnesium im Trägergasstrahl ist auf einem ^B™*en-

_$lUfflS ⁱⁿ _lird._der wert des Vemältnisses zwischen 5 gerüst zu verlegen, unter dem die Roheisenbehana-

Tri'nnendurchmesserlängeD des Verdampfers 5 lung erfolgt. Das Brückengerüstt ist auf dem ßefor-

^dI «Tim Querschnitt, der durch die Oberkante derungsweg des Roheisens von der Schmetestelle tns

i^ers_eitenöffnungen 6 bzw. 7 läuft, und der Höhe H zu seiner Verbrauchsstelle, z. B. zwischen H«*°«n-

^derSSersS oder 5a ab Oberkante der Seiten- beirieb und Gießerei oder zwischen Hochofenbetrieb

_des Vera*·. ^ ^ ^_{m Aus},_{auf der öffnung des 10 und} Roheisengießmaschine, an der das Roheisen in

u^UnJPin den Verdampfers oder 5α liegt ini" Be- Masseln gegossen wird, aufzubauen.

^R h von 0 3 bis 0% es sind Rohrleitungen 10, 11 Der Betneb der Einrichtung verläuft in folgender

^ΤαΛ vorhanden, von denen die Rohrleitung 10 mit Weise.

T nLue de" Preßluft-Trägergases verbunden wird Das Roheisen gelangt in die Pfanne 8 die dann zur

Λ dadurch Lr Zuführung von Luft in die Rohrlei- 15 Behandlungsstelle des Roheisens durch Magnesium

«111 und 12 bestimmt ist; die Rohrleitung 11 ist befördert wird. . w_„_nP

^tUKn Speicher 1 zwecks Zuführung des Träger- Der Speichert wird mit pulver for™gem Magne-

^m verbunden das zur übergabe von Magnesium sium nach einem beliebigen Verfahren beschickt

Pf, Äeftung 12 erforderlich ist; die Rohrleitung (durch Schüttung, Druckluftbeförderung u a.). ,J

fvtSSt mit der Windform 2 verbunden und zur 20 Beschickung des Speichers mit Magnesium erfolgt

L r--u«.rTa Hes Maenesiums zusammen mit dem durch einen Stutzen 25 (Fig. 1). .

Wmmm, ämmmM

KdS^STder am Unterteil des Speichers 1 Dabei sind die Ventile 14, 15 und 16 offen, das Ven

SSÖSöSä=" SSgpSsr s ί ε

endigung der Roheisenbehandlung und beim Be- dlas im Untert«! aes Verdampfer 5 oder

in den Rohrleitungen H und 12. 50 sammcn au _{f dem zu} ^handelnden Roh-

Die auf den Rohrleitungen angeordneten Mano- (Fig. 3) des,Ve ^r«^amP^^rs _d Bestandteilen der

SS SS53S i^{2 dient zu};^Kontro: T ; » -SÄ Ä EÄ3 Sp

Das auf der Rohrleitung 10 angeordnete Ver- £^^β™^™* Assimilation des Magnesiums brauchsmeßgerät23 ist zur Ermittlung des Trag«- h ermit eine besse _{einc Reinigung der}

gas-Durchsatzes für die Roheisenbehandlung be- du ^.^ ^; _njchlmetallischen Einschlüssen stimmt.

Der Belastungsmesser 24, an dem der Speicher 1 60 und Graphit. angehängt ist, dient zur Ermittlung der Magnesium- In Abhängigkeit vom Verlauf des Behandlungsmenge, die in das zu behandelnde Roheisen zugeführt Vorganges (ruhiger oder heftiger) wird im Arbeits-

Als Trägergas dient Preßluft. keit der NiagnesiuiiWiuiuiMung, ... -

Als Trägergas-Quelle dient die Druckluftleitung 65 Roheisen geregelt. Bei einem nicht genug nnw..u

des Betriebes. Es können auch selbständige Preßluft- Prozeßablauf (das Roheisen im Behälter ist schwach quellen — Kompressoren, Flaschen — benutzt gemischt) wird die Magnesiumzuführung erhöht, bei

einem heftigen Ablauf des Vorganges aber (es ent-

stehen Auswürfe des Roheisens aus dem Behälter) wird die Magnesiumzuführung bis zur Unterbrechung der Metallverschüttungen vermindert.

Der Solldruckwert im Speicher 1 wird im Verlauf der Roheisenbehandlung durch das Ventil 15 eingehalten.

Nach der Einführang der Magnesiumsollmenge in das zu behandelnde Roheisen wird die Magnesiumzuführung aus dem Speicher 1 in die Rohrleitung 12 unterbrochen und die Windform 2 aus dem Roheisen gehoben.

Nach dem Entfernen der Windform 2 aus dem Roheisen wird die Zuführung des Trägergases in die Rohrleitungen 11 und 12 durch die Ventile 15 bzw. 16 oder durch das Ventil 14 unterbrochen, die unter Druck im Speicher 1 vorhandene Luft wird durch das Ventil 17 über den Stutzen 26 in die Außenluft geleitet. Hiermit ist der Prozeß der Roheisenbehandlung beendet.

Die Dauer des Roheisenbehandlungsvorganges durch Magnesium ist von der Masse des zu behandelnden Roheisens im Behälter, vom erforderlichen Magnesiumverbrauch pro Tonne Roheisen und von der Intensität der Magnesiumzuführung in die Schmelze abhängig.

Nachstehend werden Beispiele der Behandlung von flüssigem Roheisen durch Magnesium nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und in der erfindungsgemäßen Einrichtung angeführt.

Die Roheisenbehandlung erfolgte durch granuliertes Magnesium, das mit einem Preßluftstrahl in das Roheisen zugeführt wurde, und verlief direkt in Roheisentransportpfannen, in denen das Roheisen nach dem Abstrich aus dem Hochofen zur Behandlungsstelle befördert wird.

Das Magnesium wurde in das Roheisen durch eine Windform mit Verdampfer eingeführt, bei dem das Verhältnis zwischen dem Innendurchmesser im Querschnitt, der durch die Oberkanten der öffnungen läuft, und der Höhe des Verdampfers ab Oberkante der öffnungen bis zum Auslauf der Windformrohröffnung in den Verdampfer 0,5 beträgt.

Beispiel 1

Die Behandlung wurde zwecks Entschwefelung (bis auf einen Schwefelgehalt von höchstens 0,005 %>) und zur Erzeugung von Masselroheisen höherer Güte ausgeführt. Der ursprüngliche Schwefelgehalt im Roheisen bis zur Behandlung betrug 0,045%; der Sauerstoffgehalt 0,011%. Die Roheisenmenge in der Pfanne betrug 96 t (Nenninhalt der Pfanne 120 t). Das Roheisen wurde unter Einhaltung der durch diese Erfindung festgelegten Kenngrößen behandelt: Intensität der Magnesiumzuführung in das Roheisen 2,5 g/s. t, Magnesiumkonzentraton in der Luft 6,0 kg/ m^s.

Der Magnesiumverbrauch betrug 0,7 kg pro Tonne Roheisen, Behandlungsdauer 4,6 min.

Das Roheisen wurde nach der Entschwefelung in der Gießmaschine in Masseln gegossen.
Folgende Ergebnisse wurden erhalten:

Schwefelendgehalt im Roheisen ... 0,004%

Sauerstoffgehalt im Roheisen 0,003 %

Entschwefelungsgrad des Roheisens 91 %
Ausnutzungsgrad des Magnesiums
zur Entschwefelung und
Desoxydation des Roheisens 61%

Beispiel 2

Das Roheisen wurde unter Einhaltung von Kenngrößen behandelt, die sich von den erfindungsgemäßen Kenngrößen unterscheiden: Intensität der Magnesiumzuführung in das Roheisen 1,2 g/s. t., Magnesiumkonzentration in der Luft 4,0 kg/m^:t.

Nenninhalt der Pfanne und Roheisengewicht in dei Pfanne waren dieselben wie im Beispiel 1. Der ur-ίο sprüngliche Schwefelgehalt im Roheisen bis zur Behandlung betrug 0,045%, der Sauerstoffgehall 0,011%, die Behandlungsdauer 10 min, der Magnesiumverbrauch 0,7 kg pro Tonne Roheisen.

Nach der Entschwefelung wurde das Roheisen wie im Beispiel 1 an der Gießmaschine in Masseln gegossen.

Folgende Ergebnisse wurden erhalten:

Schwefelendgehalt im Roheisen

nach Behandlung des letzteren ... 0,020%

Sauerstoffendgehalt 0,006%

Entschwefelungsgrad des Roheisens 55%
Ausnutzungsgrad des Magnesiums

zur Entschwefelung und

Desoxydation des Roheisens 38%

Beispiel 3

Die Behandlung des Roheisens wurde zwecks Mo difizierung des letzteren und zur Erzeugung vor Gußstücken (Kokillen) mit Kugelgraphit ausgeführt Der ursprüngliche Schwefelgehalt im Roheisen bii zur Behandlung betrug 0,040%; der Sauerstoffgehal 0,010%; die Roheisenmenge in der Pfanne 60 (Nenninhalt der Pfanne 80 t).

Das Roheisen wurde unter Einhaltung der erfin

dungsgemäßen Kenngrößen behandelt: Die Intensitä der Magnesiumzufuhr in das Roheisen betrui 4,0 g/s. t.; die Magnesiumkonzentration in der den

Roheisen zugeführten Luft betrug 17,0 kg/m³.

Der Magnesiumverbrauch betrug 1,70 kg pn Tonne Roheisen, Behandlungsdauer 8,5 min.

Die Pfanne mit dem Roheisen wurde nach der Mo difizierung in die Gießerei zum Gießen von Kokillei befördert.

Folgende Erzeugnisse wurden erhalten:

Schwefelendgehalt im Roheisen

nach der Behandlung 0,004%

Sauerstoffgehalt 0,001%

Bleibender Magnesiumgehalt

im Roheisen 0,05%

Assimilationsgrad des Magnesiums

durch das Metall 53%

Aus den angeführten Beispielen (1 und 3) ist er

sichtlich, daß beim Einblasen von Magnesium in da:

Roheisen durch eine Windform mit Verdampfer er

findungsgemäßer Bauart und beim Einhalten de Vorgangskenngrößen in den erfindungsgemäßen Be

reichen (Intensität der Magnesiumzuführung in da:

Roheisen im Bereich von 2,^5 bis 4,0 g/s. L und Kon

zentration des Magnesiums in der dem Roheisen zu

geführten Luft von 6 bis 17 kg/m³ und Magnesium

verbrauch 0,7 kg pro Tonne Roheisen) eine tiefe Ent

Schwefelung des Metalls erreicht wird, wobei der Schwefelgehalt im Roheisen 0,004¹ViI und der Assimilationsgrad des Magnesiums mehr als 60¹¹O betragen.

Unter denselben Verhältnissen, aber bei einem Magnesiuniverbrauch von 1,70 kg pro Tonne Roheisen wird im Metall ein hoher bleibender Magnesiumgehalt erzielt, wie er zur Erzeugung von Gußstücken aus solchem Roheisen mit Kugelgraphit erforderlich ist (im Beispiel 3 beträgt der bleibende Magnesiumgehalt im Roheisen 0,05 °/o).

Aus dem Beispiel 2 ist ersichtlich, daß die Abweichung von den erfindungsgemäßen Kenngrößen des Roheisenbehandlungsvorganges eine Verschlech-

lerung der Vorgangsergebnisse verursacht: es wird keine tiefe Entschwefelung des Roheisens erreicht, der Magnesiumsassimilationsgrad wird dabei ebenfalls stark vermindert.

Das erfmdungsgemaße Verfahren ermöglicht es, die Behandlung von großen Massen Roheisens durch Magnesium im Arbeitsablauf des Hüttenbetriebes auszuführen, da der Vorgang der Roheisenbehandlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren leicht in der ίο Arbeitsablauf eines Hüttenwerkes eingebaut werder kann; das Verfahren ist hochleistungsfähig und regelbar und durch seine Einfachheit sowie hohe Effek tivität gekennzeichnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Behandlung von flüssigem Roheisen durch Magnesium in Behältern, bei dem das Magnesium in Form von Festkörperteilchen im Strahl eines Trägergases durch ein Blasrohr mit Verdampfer in das Roheisen eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, kannt, daß gut förderbare Gemische sich dann ergeben', wenn das Verhältnis Feststoffgewicht zu Gasgewicht ungefähr 10: 1 beträgt, so daß beim erfindungsgemäßen Verfahi en gut förderbare Gemische gegeben sind.

Eine vorteilhafte Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Blasrohr, das ein erweitertes Endstück, das als Verdampfer dient und Seitenöffnungen zum Austritt der Ma-