DE865211C - Process for the treatment of molten metals - Google Patents
Process for the treatment of molten metalsInfo
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Description
Verfahren zur Behandlung von geschmolzenen Metallen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung von geschmolzenen Metallen.Method of Treatment of Molten Metals The invention relates to a method of treating molten metals.
Bei den üblichen Raffinationsverfahren von geschmolzenen Metallen,
z. B. bei der Entgasung, Entschwefelung, Entphosphorung und bei der Entfernung von
Sauerstoff, Kohlenoxyden, Wasserstoff, Stickstoff und beständigen Oxyden, werden
verschiedene Verbindungen, Metalle, Metalloide und Metallsalze verwendet. Unter
diesen seien z. B. Silicium, Beryllium, Titan, Aluminium, Zirkonium, Vanadium, Bor,
Phosphor, Arsen, Aluminiumchlorid, Borchlorid, Bornitrid, Titanchlorid, Natriuinsulfid,
Natriumnitrat und Calciumborid, Kohlendioxyd, Wasser, Alkali- und Erdalkalimetalle
einschließlich der in folgender Tabelle wiedergegebenen Metalle genannt. In dieser
Tabelle sind die Schmelzpunkte, Siedepunkte und die spezifischen Gewichte dieser
Metalle wiedergegeben.
Es sind auch feste, mit einem Kern versehene Metallstücke von der wesentlichen Zusammensetzung des geschmolzenen Metallbades verwendet worden, bei denen die Kerne aus dem Zusatzmittel bestanden. In diesem Falle wird der zusammengesetzte Körper genügend schwer gewählt, so daß dieser unter die Oberfläche des Metallbades- sinkt, in der Erwartung, daß er dort das Zusatzmittel freigibt. Dieser Wunsch ging jedoch nicht in Erfüllung. Falls das mit einem Kern versehene Metallstück nach außen offen ist, z. B. bei einem offenen Rohr, wird der größere Teil der Beschickung entbunden, während das Metallstück nur bis zu einer merklichen Tiefe herabgesunken ist. Falls das mit einem Kern versehene Metallstück im wesentlichen geschlossen ist, wie z. B. bei einem zugestopften oder auf andere Weise verschlossenen Rohr, wobei man auf die Auflösung des Metallkörpers durch das geschmolzene Metallbad zur Entbindung der Beschickung rechnete, so findet die Entbindung im wesentlichen auf der Oberfläche des Bades statt. Dies kommt daher, daß beim Auflösen des zusammengesetzten Körpers in dem Metallbad das Verhältnis der Höhlung zu dem zusammengesetzten Körper einen Punkt erreicht, bei dem ein weiteres Sinken nicht mehr stattfindet. Da ein Teil des Körpers des Metallstikckes sich aufgelöst hat, beginnt der zusammengesetzte Körper an die Oberfläche des Metallbades zu steigen. Nachdem sich ein genügender Teil des Metalls des zusammengesetzten Körpers unter Freilegen des Zusatzmittels oder unter Entbindung desselben aufgelöst hat, ist der noch verbliebene zusammengesetzte Körper im wesentlichen an die Oberfläche des Metallbades gestiegen.There are also solid, cored pieces of metal from the essential composition of the molten metal bath has been used in which the cores consisted of the additive. In this case the compound Body chosen so heavy that it is below the surface of the metal bath decreases, in the expectation that he will release the additive there. This wish went but not in fulfillment. In case the cored piece of metal to the outside is open, e.g. B. with an open pipe, the greater part of the charge is released, while the piece of metal has only sunk to a noticeable depth. If the cored metal piece is substantially closed, e.g. B. in a plugged or otherwise closed pipe, where one on the dissolution of the metal body by the molten metal bath for delivery If you counted on the loading, the delivery takes place essentially on the surface of the bath. This is because when the composite body is dissolved in the metal bath, the ratio of the cavity to the composite body is one Reached the point at which further sinking no longer takes place. There a part of the body of the piece of metal has dissolved, the composite begins Body to rise to the surface of the metal bath. After getting a sufficient Part of the metal of the composite body exposing the additive or has dissolved with the release of it, is the compound that still remains Body essentially risen to the surface of the metal bath.
Gegenstand der Erfindung ist u. a. ein Behälter, der ein Zusatzmittel in einer geeigneten Höhe unter der Oberfläche des geschmolzenen Metallbades freigibt.The subject of the invention is inter alia. a container holding an additive releases at a suitable height below the surface of the molten metal bath.
Die Erfindung betrifft ferner einen Behälter mit einem zeitlich abschmelzenden Mittel, das das Zusatzmittel an das Metallbad abgibt, bevor sich der Körper des Behälters vollständig aufgelöst hat.The invention also relates to a container with a melting point Agent that releases the additive into the metal bath before the body of the Completely dissolved.
Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen erläutert, die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung darstellen: Fig. i stellt einen senkrechten Schnitt durch einen offenen Behälter gemä& der Erfindung dar; Fig.2 ist ein senkrechter Schnitt durch einen gefüllten, hermetisch geschlossenen Behälter gemäß der Erfindung; Fig. 3 und 3 b zeigen senkrechte Schnitte durch eingeschnittene Verschlußscheiben für einen Behälter gemäß der Erfindung; Fig. 4 ist eine Draufsicht der Vorrichtung gemäß der Fig. i ; Fig. 5 und 5 b sind teilweise Schnitte einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Behälters; Fig. 6 ist ein Teil eines Schnittes einer anderen Ausführungsform des Behälters; Fig. 7 ist eine Ansicht des in Fig. 6 dargestellten Behälters von unten; Fig.8 stellt eine Ansicht einer anderen eingeschnittenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Behälters von unten dar; Fig. 9 ist ein Schnitt, der das Verschließen einer bevorzugten Form des Behälters gemäß der Erfindung zeigt; Fig. io ist ein senkrechter Schnitt `durch eine andere Ausführungsform der Erfindung, die mit einem Schmelzstopfen versehen ist; Fig. ii ist eine Draufsicht des in Fig. io gezeigten Behäiters.The invention is explained in the following description in conjunction with the drawings, which illustrate preferred embodiments of the invention: FIG. 1 shows a vertical section through an open container according to the invention; Fig. 2 is a vertical section through a filled, hermetically sealed container according to the invention; 3 and 3b show vertical sections through incised closure disks for a container according to the invention; Figure 4 is a top plan view of the device of Figure i; Figures 5 and 5b are partial sections of another embodiment of the container according to the invention; Fig. 6 is part of a section of another embodiment of the container; Figure 7 is a bottom plan view of the container shown in Figure 6; Fig. 8 is a bottom plan view of another cut embodiment of the container of the present invention; Fig. 9 is a section showing the sealing of a preferred form of container according to the invention; Fig. 10 is a vertical section through another embodiment of the invention provided with a fusible plug; FIG. Ii is a top plan view of the container shown in FIG.
Der erfindungsgemäße Behälter ist mit einem zeitlich abschmelzenden Mittel versehen, das aus einem löslichen, zwischen der Höhlung und der äußeren Fläche des Behälters sich erstreckenden Material von einer vorbestimmten Dicke besteht, das vor dem Schmelzen des Behälters schmilzt. Die vorher bestimmte Dicke des abschmelzenden Materials wird £itr ein gegebenes Metallbad und für die Kombination von Materialien so gewählt, daß es im wesentlichen sich nicht eher auflöst als zu dem Zeitpunkt, an dem der Behälter bis auf eine geeignete Höhe innerhalb des Metallbades gesunken ist, und nicht später als zu dem Zeitpunkt, an dem der Körper des Behälters sich bis zu einem Grade aufgelöst hat, bei dem das Steigen des Behälters an die Oberfläche des Metallbades bewirkt wird.The container according to the invention is with a time melting Means provided, which consists of a soluble, between the cavity and the outer surface the container is made of extending material of a predetermined thickness, that melts before the container melts. The predetermined thickness of the melting point Materials is used for a given metal bath and for the combination of materials chosen so that it essentially does not dissolve earlier than at the point in time at which the container sunk to a suitable height within the metal bath is, and not later than the time when the body of the container is has dissolved to the point where the container rises to the surface of the metal bath is effected.
In den Fig. i bis 4 stellt i den Körper des Behälters dar, der eine beliebige Form haben kann. Vorzugsweise wird jedoch eine im wesentlichen zylindrische Form des Behälters verwendet. Ein zentral gelegener Hohlraum 2 ist vorgesehen, der auf den mit Vertiefung versehenen Teil 3 ausgeht. Der konische Boden 2a der Höhlung macht ioo/o des Volumens der Höhlung aus. Die Menge des in den Hohlraum eingebrachten Kernmaterials füllt diesen nicht vollständig aus. Da viele verwendete Kernmaterialien höhere Ausdehnungskoeffizienten als das feste Material haben, aus dem der Behälter hergestellt ist, war es notwendig, einen Raum zur Ausdehnung vorzusehen. Das Verfahren, den konischen Boden als Expansionsraum zu verwenden, ist zweckmäßig, falls die Höhlung maschinell hergestellt wird. Andere Verfahren, Räume zur Ausdehnung des Kernes vorzusehen, bestehen z. B. darin, daß der Ausdehnungsraum über oder um das Kernmaterial freigelassen wird. Der in den Zeichnungen dargestellte Behälter kann in die gewünschte Form und in die erforderlichen Ausmaße durch Fräsen, Heißschmieden oder maschinelle Bearbeitung gebracht werden. Das Zusatzmittel wird in die Vertiefung oder die Höhlung :2 eingesetzt. Hierauf wird eine Scheibe 4., die den Druck aus dem Innern des Behälters abhält, aus einem geeigneten Material und von geeigneter Dicke in den '1 eil 3 eingesetzt (Fig. 2). Dieser Teil weist einen Sitz 5 auf, auf dem die Scheibe q. ruht: Der vertiefte Teil 3 ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet. Beim Verschließen des Behälters mit dem Zusatzmittel 6 wird ein geeignetes Gerät, wie z. B. ein Stempel 8 der Fig.9, von einem äußeren Durchmesser, der größer als der Durchmesser des Teiles 3 ist, auf den Kopf des Behälters gedrückt, wobei aus den Seiten des Teiles 3 der Verschlußring des versetzten Ketallteiles 7a über der Scheibe q. gebildet wird, um diesen gegen den Sitz 5 zu drücken und hierdurch einen Verschluß zu bilden. Der Stempel ist von solcher Größe, und die Tiefe, bis zu der der Stempel gedrückt wird, ist derart, daß das versetzte Metall? in Fig. 2 über der Scheibe q. genügend dick ist und genügend übergreift, um den gewünschten Druck auf die Vorrichtung auszuüben. Das Verhältnis der ursprünglichen Vertiefung zu dem endgültig gebildeten, im wesentlichen ringförmigen Teil, der durch den Stempel aus den Seiten der Vertiefung gedrückt wurde, wird z. B. durch die gebrochen gezeichneten Linien der Fig. i dargestellt, die die Scheibe qb und den übergreifenden V erschlußring 76 wiedergibt.In Figs. I to 4 i represents the body of the container, the one can have any shape. However, a substantially cylindrical one is preferably used Shape of the container used. A centrally located cavity 2 is provided, the on the indented part 3 goes out. The conical bottom 2a of the cavity makes up ioo / o of the volume of the cavity. The amount of that introduced into the cavity Core material does not fill this completely. As a lot of core materials used have higher coefficients of expansion than the solid material from which the container is made is established, it was necessary to provide a space for expansion. The procedure Using the conical bottom as an expansion space is useful if the cavity is made by machine. Other methods of providing spaces for the core to expand, exist z. B. in that the expansion space is left free above or around the core material will. The one in the drawings container shown can be in the desired Shape and in the required dimensions by milling, hot forging or machine Processing to be brought. The additive gets into the recess or cavity : 2 inserted. Thereupon a washer is placed 4th, which takes the pressure out of the inside of the container made of a suitable material and of suitable thickness inserted into the '1 part 3 (Fig. 2). This part has a seat 5 on which the disc q. rests: the deepened one Part 3 is preferably annular. When closing the container with the additive 6 is a suitable device such. B. a stamp 8 of Figure 9, of an outer diameter which is larger than the diameter of the part 3, pressed onto the head of the container, with the locking ring from the sides of part 3 of the offset Ketallteiles 7a over the disk q. is formed to counter this to press the seat 5 and thereby form a closure. The stamp is from of such size, and the depth to which the punch is pressed, is such that the moved metal? in Fig. 2 above the disk q. is thick enough and enough overlaps to exert the desired pressure on the device. The relationship the original recess to the finally formed, substantially annular Part that has been pushed out of the sides of the recess by the punch is e.g. B. represented by the broken lines of Fig. I, which the disc qb and the overlapping locking ring 76 reproduces.
Die Scheibe q. wird gegen den Sitz 5 durch den versetzten Metallteil ? mit einer Kraft gedrückt, die genügt, um einen hermetischen Verschluß der Höhlung zu bewirken und aufrechtzuerhalten. Der Metallteil? wirkt wie ein Verschlußring, der die Scheibe q. auf den Sitz 5 und gegen einen inneren Druck hält, der durch das Zusatzmittel in der Höhlung :2 entsteht. Falls das Zusatzmittel bei der oder unter der Temperatur des zu behandelnden Metallbades verdampft, ist der innere Druck beträchtlich. Es muß daher dafür gesorgt werden, daß die Kraft zum hermetischen Verschließen verhältnismäßig groß ist.The disk q. is against the seat 5 by the offset metal part ? pressed with a force sufficient to hermetically seal the cavity to effect and maintain. The metal part? acts like a locking ring, of the disk q. on the seat 5 and against an internal pressure that holds through the additive in the cavity: 2 arises. If the additive in the or evaporated below the temperature of the metal bath to be treated, is the internal pressure considerably. It must therefore be ensured that the power to the hermetic Closing is relatively large.
An Stelle des in Fig. 2 gezeigten Verschlußringes können andere geeignete Verschlüsse verwendet werden. So zeigt Fig. 6 z. B. einen mit Gewinde versehenen Stopfen, der zum Verschließen des Behälters gegen den inneren Druck dienen kann, der durch das in die Höhlung eingesetzte Zusatzmittel entstehen kann. Wie aus der Figur ersichtlich, ist der Stopfen 9 auf die Vertiefung des Behälters 12 aufgeschraubt und drückt im wesentlichen dicht gegen die Schulter ii. Der obere Teil des Stopfens 9, der aus dem Behälter 12 herausragt, hat vorzugsweise die Form einer Sechskantmutter, um das Allziehen des Stopfens zu bewirken. Bei Verwendung eines verdampfbaren Zusatzmaterials in einem Behälter, der mit einem mit Gewinde versehenen Stopfen verschlossen ist, kann es von Vorteil sein, das vorzeitige Entweichen der Dämpfe des Zusatzmittels durch das Gewinde zu verhindern, indem man dieses mit einem geeigneten geschmolzenen Metall oder einem anderen Verschlußmaterial, z. B. einer keramischen Masse, verschließt, die nicht für das zu behandelnde Metallbad schädlich ist.Instead of the locking ring shown in FIG. 2, other suitable Closures are used. Thus Fig. 6 shows e.g. B. a threaded one Stopper that can be used to close the container against internal pressure, which can arise from the additive used in the cavity. As from the As can be seen in the figure, the stopper 9 is screwed onto the recess of the container 12 and presses essentially tightly against the shoulder ii. The top of the plug 9, which protrudes from the container 12, is preferably in the form of a hexagon nut, to cause the plug to be pulled all over the place. When using a vaporizable additive in a container closed with a threaded stopper, it can be beneficial for the premature escape of the additive vapors to prevent through the thread by touching this with a suitable melted Metal or other sealing material, e.g. B. a ceramic mass, closes, which is not harmful to the metal bath to be treated.
In der Darstellung der Fig.2 besteht das zeitlich abschmelzende Mittel aus dem frei liegenden Teil 4.a der Scheibe q.. Beim Tauchen in ein Metallbad löst sich der frei liegende Teil der Scheibe allmählich derart auf, wie es z. B. durch die gestrichelt gezeichneten Linien angedeutet ist.In the illustration of FIG. 2, there is the means that melts over time from the exposed part 4.a of the disk q .. Dissolves when immersed in a metal bath the exposed part of the disc gradually so as it z. B. by the dashed lines are indicated.
Die Scheibe löst sich allmählich derart auf, daß im wesentlichen die Höhlung freigelegt wird. Das Kernmaterial 6 kann hierauf mit dem geschmolzenen Metall des Bades reagieren. Falls ein innerer Druck innerhalb der Höhlung entstanden ist, insbesondere bei Verwendung eines bei der Badtemperatur verdampfbaren Materials, tritt ein Bruch der dünngewordenen Scheibe vor ihrer vollständigen Lösung ein.The disc gradually dissolves so that essentially the Cave is exposed. The core material 6 can then with the molten metal of the bathroom react. If there is internal pressure inside the cavity, especially when using a material that can be vaporized at the bath temperature, If the thinned disc breaks before it is completely dissolved.
An Stelle einer massiven Scheibe q. kann eine eingeschnittene Scheibe, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, mit einem Einschnitt 14 verwendet werden. In diesem Falle besteht die Masse, die das zeitlich abschmelzende Mittel bildet, aus dem oberen Teil des Einschnittes. Nur eine verhältnismäßig geringe Menge des Scheibenmaterials braucht sich in diesem Falle zu lösen, um das Kernmaterial über den Einschnitt 14 in Freiheit zu setzen. Die Verwendung eines Einschnittes hat den zusätzlichen Vorteil, daß es möglich ist, die Art und die Größe der Öffnung des Behälters zu regeln. Dies ist insbesondere von Vorteil bei Verwendung von Zusatzmitteln, die bei der Temperatur des Metallbades verdampft werden. In einem solchen Falle ist eine allmähliche geregelte Entbindung der Dämpfe des Zusatzmittels erwünscht. Eine derartige Entbindung verläuft normalerweise unter verhaltnismäßig hohem Druck. In diesem Falle wird vorzugsweise eine Düse vorgesehen, die sich bei der Auflösung des darüberliegenden Materials öffnet, und vorzugsweise ein Einschnitt von genügender Tiefe gewählt, damit nicht die Düsenöffnung unzweckmäßig durch die Wirkung des geschmolzenen Metallbades und/ oder des Dampfdruckes innerhalb der Höhlung des Behälters verzogen wird. Dies wird z. B. durch die verhältnismäßig langen und engen Einschnitte 23 und 2q. der Fig. 3 b und 5 b bewirkt. Das erfindungsgemäße, zeitlich abschmelzende Mittel ist jedoch nicht auf die Verschlußmaßnahmen beschränkt. Dieses kann in einem anderen Teil des Behälters oder durch diesen selbst verwirklicht werden. In Fig. 5 wird beispielsweise gezeigt, wie ein geeigneter ringförmiger Einschnitt 15 in dem Boden einer konischen Aushöhlung angebracht ist. Dieser Einschnitt läßt nur eine verhältnismäßig dünne Schicht des löslichen Materials übrig. Wenn der Körper 16 dieses Behälters anfängt, sich aufzulösen, wird die Masse des löslichen, über dem Einschnitt 15 liegenden Materials rasch bis zu einem Punkt dünn, an dem der Einschnitt die Öffnung zu der Höhlung beträchtlich vor der Zeit freigibt, an dem die Auflösung des Körpers des Behälters stattfindet. Eine weitere Ausführungsform des zeitlich abschmelzenden Mittels wird in den Fig.6 und 7 wiedergegeben. In diesen besteht der Boden der Behälter 17 aus einem ringförmigen Einschnitt 18, der im wesentlichen mit dem unteren Teil der Höhlung ig übereinstimmt. Auch in diesem Falle bewirkt das Auflösen einer verhältnismäßig .geringen Menge des Körpers z2 des Behälters ein Öffnen durch den Einschnitt 18 zu der Höhlung, üm eine wirksame Berührung zwischen dem Kern und dem, geschmolzenen Metall des Bades zu bewirken.Instead of a solid disk q. can a cut disc, as shown in FIG. 3, can be used with an incision 14. In In this case, the mass that forms the time-melting agent consists of the upper part of the incision. Only a relatively small amount of the disc material needs to loosen in this case in order to move the core material over the incision 14 to set free. Using an incision has the added benefit of that it is possible to regulate the type and size of the opening of the container. this is particularly advantageous when using additives that are at the temperature of the metal bath are evaporated. In such a case, it is gradually regulated Release of additive vapors is desirable. Such a delivery is going on usually under relatively high pressure. In this case it is preferred a nozzle is provided, which is in the dissolution of the overlying material opens, and preferably an incision of sufficient depth is chosen so that it does not the nozzle opening unsuitable due to the effect of the molten metal bath and / or the vapor pressure inside the cavity of the container is warped. this will z. B. by the relatively long and narrow incisions 23 and 2q. of Fig. 3 b and 5 b causes. However, the time-melting agent of the present invention is not limited to the closure measures. This can be done in another part of the Container or be realized by this itself. In Fig. 5, for example shown as a suitable annular incision 15 in the bottom of a conical Cavity is attached. This incision leaves only a relatively thin one Layer of soluble material left over. When the body 16 of this container begins, dissolve, the mass of the soluble overlying the incision 15 becomes Material quickly thin to a point where the incision opens the opening to the Releases cavity considerably ahead of the time at which the body of the Container takes place. Another embodiment of the temporal Melting agent is shown in FIGS. 6 and 7. In these consists the bottom of the container 17 from an annular incision 18, the substantially coincides with the lower part of the cavity ig. Also effected in this case dissolving a relatively small amount of the body z2 of the container opening through the incision 18 to the cavity, to effective contact therebetween the core and the molten metal of the bath.
An Stelle des im wesentlichen ringförmigen Einschnittes ist es manchmal vorteilhaft und für ein gleichmäßigeres Freilegen der Höhlung wünschenswert, einen im wesentlichen spaltförmigen Einschnitt vorzusehen. Dies wird z. B. in Fig. 8 dargestellt, in der ein spaltförmiger Einschnitt i8a gezeichnet ist, der im wesentlichen mit dem unteren Teil der Höhlung i 9a übereinstimmt.In place of the substantially annular incision it is sometimes advantageous and desirable for a more uniform exposure of the cavity, a to provide a substantially gap-shaped incision. This is z. B. shown in Fig. 8, in which a slit-shaped incision i8a is drawn, which is essentially with the lower part of the cavity i 9a coincides.
Das zeitlich abschmelzende Mittel kann aus einem beliebigen Material, vorzugsweise einem Metall bestehen. Das lösliche Material kann aus demselben Material des. Behälters oder aus dem Material des Behälterverschlusses oder gegebenenfalls aus beiden bestehen.The time-melting agent can be made of any material, preferably consist of a metal. The soluble material can be made of the same material Des. Container or from the material of the container closure or optionally consist of both.
Gemäß: einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann das zeitlich abschmelzende Mittel die Form eines Stopfens aus einem schmelzbaren Material, wie er in Fig. io und ii dargestellt ist, haben. Bei dieser Ausführungsform endet der konische Boden 2a in einem röhrenförmigen Kanal 31, der seinerseits mit einer Öffnung-32 verbunden ist. Der Kanal 3 r und die Öffnung 32 bilden zusammen eine Öffnung, die sich von der Höhlung :2 bis .zum Äußeren des Behälters i erstreckt. Die Öffnung 32 wird mittels eines Stopfens 33 aus einem schmelzbaren Material geschlossen, vorzugsweise aus Metall mit einem Schmelzpunkt, der über dem Schmelzpunkt des zugesetzten Materials liegt und vorzugsweise unter dem Siedepunkt dieses Materials. Der abschmelzbare Stopfen ist dazu bestimmt, das Zusatzmetall- in Freiheit zu setzen, sobald der Behälter eine Temperatur, die dem Schmelzpunkt des Zapfenmaterials entspricht, erreicht hat und bevor die Masse des Behälters irgendeine Veränderung infolge des Auflösen s der äußeren Hülle oder des Erreichens der Temperatur des Metallgases aufweist und bevor der Siedepunkt des zugesetzten Metalls einen inneren Druck verursachen kann, der den Behälter mit explosiver Gewalt sprengen kann.According to another embodiment of the invention, this can be done in time fusible means take the form of a plug made of a fusible material such as it is shown in Fig. io and ii have. In this embodiment, the ends conical bottom 2a in a tubular channel 31, which in turn is provided with an opening -32 connected is. The channel 3 r and the opening 32 together form an opening that extends from the cavity: 2 to .to the outside of the container i. The opening 32 is closed by means of a plug 33 made of a fusible material, preferably of metal with a melting point higher than the melting point of the added material and preferably below the boiling point of that material. The meltable one Stopper is designed to set the additional metal free once the container has reached a temperature which corresponds to the melting point of the plug material and before the mass of the container shows any change as a result of dissolution the outer shell or the reaching of the temperature of the metal gas and before the boiling point of the added metal can cause internal pressure, who can blow up the container with explosive force.
Infolge der Bedingungen im Innern des Metallbades oder im Falle, daß der Behälter auf seinem Boden landet, so daß, die Öffnung 32 nach unten gerichtet ist, kann der Behälter wie eine Rakete nach oben auf die Oberfläche des Schmelzbades getrieben werden. Es ist daher zweckmäßig, einen zweiten schmelzbaren, im wesentlichen gegenüber dem ersten angeordneten Stopfen vorzusehen, und für diesen Zweck wird vorzugsweise die Scheibe 4 mit einer Öffnung 34 versehen, die ebenfalls durch einen abschmelzbaren Stopfen 35, der vorzugsweise aus Metall besteht, verschlossen-wird. Dieses Metall hat einen Schmelzpunkt über dem des zugesetzten Metalls und vorzugsweise einen Siedepunkt unterhalb desselben.As a result of the conditions inside the metal bath or in the event that the container lands on its bottom so that the opening 32 is directed downwards the container can rise like a rocket onto the surface of the molten pool to be driven. It is therefore appropriate to have a second fusible, essentially to be provided opposite the first arranged plug, and for this purpose will preferably the disc 4 is provided with an opening 34, which is also through a fusible stopper 35, which is preferably made of metal, is closed. This metal has a melting point above that of the added metal and preferably a boiling point below the same.
Bei dieser Ausführungsform wird der Behälter und die Scheibe beim Behandeln von Eisen oder Stahl aus Stahl gebildet. Falls das Zusatzmetall ein Alkalimetall ist, können die Stopfen 14 und 16 aus Aluminium gebildet werden. Falls das Zusatzmetall ein Erdalkalimetall ist, bestehen die abschmelzbaren Stopfen 14 und 16 aus Kupfer. In der Praxis bestehen bei der Behandlung eines Kupfermetallbades der Behälter und die Scheibe aus Kupfer. Falls das Zusatzmetall ein Alkalimetall ist, können die abschmelzbaren Stopfen 14 und 16 aus Aluminium gebildet werden, und falls das Zusatzmetall ein Erdalkalimetall ist, können die abschmelzbaren Stopfen 14 und 16 aus Messing bestehen, das einen Schmelzpunkt über dem des Erdalkalimetalls und unter dem des Kupfers hat.In this embodiment, the container and the disc at Handle iron or steel formed from steel. If the filler metal is an alkali metal the plugs 14 and 16 can be formed from aluminum. If the additional metal is an alkaline earth metal, the fusible plugs 14 and 16 are made of copper. In practice, when treating a copper metal bath, the containers and the copper disc. If the additional metal is an alkali metal, the fusible plugs 14 and 16 are formed from aluminum, and if the filler metal is an alkaline earth metal, the fusible plugs 14 and 16 can be made of brass exist that have a melting point above that of the alkaline earth metal and below that of des Has copper.
In allen Fällen ist darauf zu achten, daß der Behälter oder ein Teil desselben einschließlich des zeitlich abschmelzenden Mittels im wesentlichen aus dem gleichen Material wie das des Metallbades bestehen, d. h. aus einem Material, das mit dem Metall des Bades sich verträgt und dieses nicht schädigt. So kann z. B. ein gußeiserner Behälter oder ein gußeiserner Teil dieses Behälters für alle Stahlbäder mit Ausnahme von Stahlbädern mit niedrigem Kohlenstoffgehalt verwendet werden, und für ein chromhaltiges Stahlbad kann ein Behälter aus einer Chromeisenlegierung oder ein Teil des Behälters aus dieser Legierung verwendet werden. Normalerweise bestehen die Behälter und deren Teile einschließlich der Verschliesse und des zeitlich abschmelzenden Materials aus Metall oder Metalllegierungen und vorzugsweise aus demselben Metall oder aus einer Legierung, die im wesentlichen von gleicher Zusammensetzung wie das Metall des Bades ist.In all cases, care must be taken that the container or a part the same, including the time-melting agent, essentially consist of the same material as that of the metal bath, d. H. made of a material that is compatible with the metal of the bath and does not damage it. So z. B. a cast iron container or a cast iron part of this container for everyone Steel baths used with the exception of low carbon steel baths and for a steel bath containing chromium, a container made of a chromium iron alloy or a part of the container made of this alloy can be used. Normally exist the containers and their parts including the lock and the time melting material made of metal or metal alloys and preferably made of the same metal or an alloy that is essentially of the same composition how the metal of the bath is.
Falls ein schmelzbares Material für das zeitlich abschmelzende Mittel gewählt wird, das einen niedrigeren Schmelzpunkt oder eine größere Auflösungsgeschwindigkeit als das Material des Körpers des Behälters hat, ist es möglich, -die Zeit, bis zu der der Kern freigelegt wird, abzukürzen oder eine größere Dicke des Materials zur Verstärkung oder aus anderen Gründen zu verwenden. Falls ein Material mit einem höheren Schmelzpunkt oder niedrigerer Auflösungsgeschwindigkeit als das Material des Körpers des Behälters gewählt wird, ist eine geringere Dicke des Materials erforderlich, andernfalls wird ein verzögertes Freilegen des Kernes gegenüber dem Metallbad bewirkt werden.If a meltable material is selected for the time-consumable means, as the material of the body has a lower melting point or a greater rate of dissolution of the container, it is possible - the time up to which the core is exposed to shorten or a greater thickness of the material for reinforcement or other reasons. If a material with a higher melting point or lower dissolution rate than the material of the body of the container is chosen, a smaller thickness of the material is required, otherwise a delayed exposure of the core to the metal bath will be effected.
Um ein sicheres Untertauchen des Behälters zu gewährleisten, mu@ß, das auf ioo bezogene Volumverhältnis der Kernhöhlung im wesentlichen kleiner sein als In dieser Formel bedeutend, das spezifische Gewicht des Metalls des Behälters in festem Zustand und de das spezifische Gewicht des Metalls des I:ell:ilters bei sehleill -'#,cllmelzpulllct. @@-'elin infolge der allmählichen Auflösung des Behälters in dem Metallbad das auf ioo bezogene Volumverhältnis der Ilölilung einen Wert erreicht, der größer ist als dei- obengenannte, so beginnt der Behälter zu steigen. Das abschmelzende Material soll sich daher zum Freilegen der Höhlung oder des Kernes im wesentlichen vor diesem Punkt auflösen. Andererseits muß. die Dicke des sich auflösenden Materials so groß sein, daß dieses sich nicht im wesentlichen vor der Zeit auflöst, die zum Sinken des Behälters in eine gewisse Tiefe des Metallbades zu seiner wirksamen Behandlung erforderlich ist.In order to ensure that the container is safely submerged, the ratio of the volume of the core cavity to 100 must be essentially less than Significantly in this formula, the specific gravity of the metal of the container in a solid state, and de, the specific gravity of the metal of I: ell: ilters at sehleill - '#, cllmelzpulllct. If, as a result of the gradual dissolution of the container in the metal bath, the volumetric ratio of the oil concentration in relation to 100 reaches a value which is greater than the above-mentioned, the container begins to rise. The consumable material should therefore substantially dissolve before this point to expose the cavity or core. On the other hand must. the thickness of the dissolving material must be so great that it does not substantially dissolve in advance of the time required for the container to sink to a certain depth in the metal bath for it to be effectively treated.
Die maximale Masse des zeitlich abschmelzenden Materials zur Freilegung des Kernes soll zum Kern in einem solchen Verhältnis stehen, daß die Summe der Gewichte des Kernmaterials und des abschmelzenden Materials nicht größer als die Gewichtsdifferenz zwischen dem Gewicht des Behälters und dem des durch den Behälter verdrängten Volumen des Metalls des Bades ist. Falls die Summe der Gewichte kleiner als die besagte Gewichtsdifferenz ist, würde das abschmelzende Material genügend groß sein, um das auf ioo bezogene Volumverhältnis der Kernhöhlung, wie es in der obigen Formel ausgedrückt ist, bis zu einem Punkt auszugleichen, an dem der Behälter zu steigen beginnen würde, bevor ein genügendes Freilegen des Kernmaterials erreicht ist. Diese Möglichkeit jedoch ist normalerweise nur dann kritisch, wenn das abschmelzende Material aus einer verhältnismäßig großen Masse des Materials vom niedrigeren Schmelzpunkt oder größerer Auflösungsgeschwindigkeit als das des Behälters besteht.The maximum mass of the time-melting material for exposure The ratio of the core to the core is such that the sum of the weights of the core material and the consumable material not greater than the weight difference between the weight of the container and that of the volume displaced by the container of the metal of the bath. If the sum of the weights is less than the said one Difference in weight, the material to be melted would be large enough to absorb the relative to the 100 volume ratio of the core cavity, as expressed in the above formula is to level up to a point where the tank would begin to rise, before sufficient exposure of the core material is achieved. This possibility however, it is usually only critical when the consumable material is made a relatively large mass of material from the lower melting point or higher dissolution rate than that of the container.
Über die Festigkeit und Dehnbarkeit vieler Gebrauchsmetalle bei Temperaturen dicht unterhalb ihrer Schmelzpunkte ist nur wenig bekannt. Auch über die Auflösungsgeschwindigkeit fester Metallstücke in geschmolzenen Metallbädern von im wesentlichen ähnlicher Zusammensetzung bei verschiedenen Temperaturenüberihren Schmelzpunkten ist ebenfalls wenig bekanntgeworden. Aus diesem Grunde ist es nicht möglich, für eine gegebene Kombination die Dicke des zeitlich abschmelzenden Materials im voraus zu berechnen. Diese kann jedoch empirisch für jede Kombination bestimmt werden. Eitle derartige empirische Bestimmung kann z. B. durch Herstellung einer Anzahl Behälter durchgeführt «-erden, die mit dem gewünschten Zusatzmittel gefüllt werden und die alle mit Ausnahme der Dicke des -zeitlich abschmelzenden Materials i@l@#nt;ch sind, die in jedem einzelnen Falle geändert wird.About the strength and ductility of many utility metals at temperatures Little is known about just below their melting point. Also about the speed of dissolution solid pieces of metal in molten metal baths of substantially similar Composition at different temperatures above their melting points is also little known. Because of this it is not possible for a given Combination to calculate in advance the thickness of the material that will melt over time. However, this can be determined empirically for each combination. Vain such empirical determination can e.g. B. carried out by making a number of containers «Earths, which are filled with the desired additive and all of them with the exception the thickness of the temporally melting material i @ l @ # nt; ch are in each individual Trap is changed.
Bei dein, in Fig. 2 dargestellten Behälter z. B. wird jeder Behälter mit einer im wesentlichen massiven Scheibe versehen, aber die Dicke der @rlleille wird in jedem einzelnen Falle geändert. Die verschiedenen Behälter werden dann einzeln durch Einsetzen in ein Bad des zu behandelnden Metalls geprüft. Falls eilte turbulente, örtliche Reaktion unter Spritzen beobachtet wird, wobei die Oberfläche des Metallbades aufwallt, hat das Freilegen des Kernmaterials an oder nahe der Oberfläche des Metallbades stattgefunden. Falls andererseits das Aufwallen der Badoberfläche allmählich und regelmäßig vonstatten ging, hat das Freilegen des Kernmaterials in einer für die Behandlung wirksamen Tiefe des betreffenden Metallbades stattgefunden. Die Dicke des abschmelzenden Materials, d. h. in diesem Falle die Dicke der Scheibe, die das obengenannte Aufwallen der Badoberfläche zuletzt bewirkte, ist die richtige Dicke für diese Kombination. I #a.-; turbulente, örtlich begrenzte, unter Spritzen auftretende Aufwallen der Metallbadoberfläche zeit an, daißi die Scheibe entweder zu dick oder zu dünn war. Falls eine zu dünne Scheibe benutzt wurde, findet das Freilegen der Kernhöhlung statt, bevor der Behälter eine zur Behandlung wirksame Tiefe erreicht hat, und das Aufwallen der Oberfläche zeigt sich früher als bei der Verwendung einer Scheibe von richtiger Dicke. Andererseits zeigt ein geringes Aufwallen, das gegenüber dem des Behälters mit der richtigen Dicke der Scheibe verzögert ist, an, daß, das Freilegen des Kernes erst stattfand, nachdem der Behälter an die Oberfläche des Metallbades zu steigen begann.In your, shown in Fig. 2 container z. B. each container provided with an essentially solid disc, but the thickness of the @rlleille will be changed in each individual case. The different containers are then individually checked by placing it in a bath of the metal to be treated. If hurried turbulent, Local reaction under spraying is observed, with the surface of the metal bath billows up, has the exposure of the core material at or near the surface of the metal bath took place. On the other hand, if the bath surface surge is gradual and has taken place regularly, exposing the nuclear material in one for the Treatment effective depth of the metal bath in question took place. The fat the material to be melted, d. H. in this case the thickness of the disc that the the above-mentioned bulging of the bath surface last caused is the correct thickness for this combination. I # a.-; turbulent, localized, occurring under splashing If the metal bath surface rises, the disk is either too thick or too thick was too thin. If a slice that is too thin is used, exposing the Core cavity takes place before the container reaches an effective depth for treatment and the surface bulge shows up sooner than when using a Slice of correct thickness. On the other hand, a slight surge shows the opposite that of the container with the correct thickness of the slice is delayed, on that, that Exposure of the core took place only after the container hit the surface of the Metal bath began to rise.
Bei Verwendung einer eingeschnittenen Scheibe oder eines Stopfens an Stelle der massiven Scheibe, wie erstere in Fig. 3, 3 b, io und i i dargestellt sind, oder bei Verwendung irgendeines anderen eingeschnittenen oder mit einem Stopfen verschlossenen Behälters, wie er z. B. in den Fig. 5, 5 b, 6, 7 und 8 dargestellt ist, wird dasselbe Verfahren zur Bestimmung der richtigen Dicke des abschmelzenden Materials angewandt wie im Falle der Einschnitte in das feste Material des Behälters, das über den Einschnitt liegt.When using a cut washer or plug instead of the solid disk, as the former shown in Fig. 3, 3 b, io and i i , or if any other cut or with a stopper is used sealed container, as it is for. B. in Figs. 5, 5 b, 6, 7 and 8 shown Is the same procedure for determining the correct thickness of the consumable Material applied as in the case of incisions in the solid material of the container, that lies over the incision.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Behälter, der Scheiben und der Verschlußringe, wie sie z. B. in den Fig. 2 und 9 dargestellt sind, ist es wichtig, daß, die Scheibe mittels eines Verschlußringes auf den Sitz mit genügender Kraft gedrückt wird, um den inneren Druck zu überwinden, der vor dem Freilegen des Kernes im Innern durch das Zusatzmittel entstehen kann.In the manufacture of the container according to the invention, the discs and the locking rings, as z. B. shown in Figs. 2 and 9, it is important to that the disc by means of a locking ring on the seat with sufficient force is pressed to overcome the internal pressure that prevailed prior to exposing the core can arise inside through the additive.
Gegenstand der Erfindung ist ein hermetisch geschlossener, in einem Metallbad untertauchender Behälter zur Behandlung von geschmolzenen Metallen mit einem in einer Höhlung befindlichen Kern aus einem Zusatzmittel und mindestens einem zeitlich abschmelzenden Mittel, das aus einem Teil des besagten Behälters bestellt, sich zwischen der Höhlung und der Außenfläche des Behälters befindet und von einer vorher bestimmten Dicke ist, damit dieses durch das Metallbad innerhalb einer Zeit aufgelöst wird, die nicht kürzer als die zum Hinabsinken des Behälters in eilte bestimmte, zur Behandlung wirksame Tief; erforderliche Zeit ist und die nicht länger als die Zeit ist, bis zu der das auf ioo bezogene Volumverhältnis einen größeren als der Formel entsprechenden Wert erreicht. In dieser Formel bedeuten d, das spezifische Gewicht des Metalls des Behälters im festen Zustand und de das spezifische Gewicht des Metalls des besagten Behälters an seinem Schmelzpunkt.The subject of the invention is a hermetically sealed, immersed in a metal bath container for the treatment of molten metals with a core located in a cavity of an additive and at least one time-melting agent, which is ordered from a part of said container, located between the cavity and the The outer surface of the container is and is of a predetermined thickness so that it is dissolved by the metal bath within a time not less than the hurried treatment effective depth for the container to sink; required time and which is no longer than the time until which the volume ratio related to ioo is greater than the formula corresponding value reached. In this formula, d is the specific gravity of the metal of the container in the solid state and de is the specific gravity of the metal of said container at its melting point.
Der Druck, der im Innern der Höhlung entstehen kann, hängt von verschiedenen Faktoren ab, u. a. von der Menge, Art und Beschaffenheit des Zusatzmittels, der Temperatur des zu behandelnden Metallbades und der Beschaffenheit des Materials des Behälters und/oder der Scheibe. Die beiden letzten Materialien können z. B. so beschaffen sein, daß sie bei erhöhten Temperaturen des Metallbades dehnbar werden, wodurch ein Strecken ermöglicht wird, ohne da@ß, der Verschluß gelockert wird. Wie oben ausgeführt, ist wenig über die Festigkeit und Dehnbarkeit der Gebrauchsmetalle bei Temperaturen dicht unterhalb ihrer Schmelzpunkte bekannt. Dasselbe trifft auch zu auf die Auflösungsgeschwindigkeit von festen Metallstücken in geschmolzenen Metallbädern von ähnlicher Zusammensetzung bei verschiedenen Temperaturen über ihren Schmelzpunkt. Es ist auch wenig bekanntgeworden über die Eigenschaften von Dämpfen und insbesondere von Metalldämpfen. Es ist z. B. unbekannt, in welchem Maße die Metalldämpfe, die als Zusatzmittel gemäß, der Erfindung geeignet sind, ein- oder mehratomig sind oder den idealen Gasgesetzen folgen. Aus diesen Gründen ist es nicht möglich, insbesondere bei Verwendung von Verschlußringen bei Behältern gemäß der Erfindung im voraus den Druck und die Festigkeit des Verschlusses bei erhöhten Temperaturen zu berechnen und hierdurch für irgendeine Kombination die Dimensionen des Verschlusses und die Kräfte, die erforderlich sind, um ein Undichtwerden des Verschlusses zu vermeiden, zu bestimmen. In allen Fällen muß- jedoch der hermetische Verschluß- die Zeit, die zur Auflösung des abschmelzbaren Materials und Öffnen der Höhlung innerhalb der obenerwähnten einschränkenden Bedingungen erforderlich ist, überdauern. Ein befriedigender Verschluß kann jedoch empirisch für jede Kombination bestimmt werden. So kann z. B. bei Verwendung der Scheibe und der Verschlußringanordnung, die in Fig. 2 und q. dargestellt sind, die empirische Bestimmung des erforderlichen Mindestverschlusses wie folgt durchgeführt werden.The pressure that can develop inside the cavity depends on various factors Factors including on the amount, type and nature of the additive that Temperature of the metal bath to be treated and the nature of the material the container and / or the disc. The last two materials can e.g. B. be made in such a way that they become ductile at elevated temperatures of the metal bath, whereby a stretching is made possible without the lock being loosened. As As stated above, there is little about the strength and ductility of utility metals known at temperatures just below their melting points. The same also applies to the rate of dissolution of solid pieces of metal in molten metal baths of similar composition at different temperatures above their melting point. Little has also become known about the properties of vapors and in particular of metal fumes. It is Z. B. unknown to what extent the metal fumes that as additives according to the invention are suitable, are mono- or polyatomic or follow the ideal gas laws. For these reasons, it is not possible, in particular when using locking rings in containers according to the invention in advance Calculate the pressure and strength of the fastener at elevated temperatures and thereby for any combination the dimensions of the closure and the Forces required to prevent the closure from leaking to determine. In all cases, however, the hermetic seal must be the time that to dissolve the meltable material and open the cavity within the the above-mentioned restrictive conditions is required. A satisfying one However, closure can be determined empirically for any combination. So z. B. when using the disc and the locking ring assembly shown in Figs q. are shown, the empirical determination of the required minimum closure can be done as follows.
Wenn bei dem Verschließen eines Behälters, wie er z. B. in Fig. r bis 5 dargestellt ist, ein geeignetes Gerät, wie z. B. ein Stempel der Fig. g, verwendet wird, ist der Verschlußring,- der über der Scheibe gebildet wird (Fig. 2 und 5), eine direkte Funktion des Durchmessers und der Tiefe der Eindringung des Gerätes oder des Stempels. Je größer der Durchmesser des Gerätes ist, desto mehr Metall wird es in einer gegebenen Tiefe der Durchdringung verformen. Je größer die Tiefe der Durchdringung ist, desto mehr Metall wird gegen die Mitte zu gedrückt, und der erhaltene Verschlußring wird weniger dick sein. Bei Verwendung eines Gerätes von gegebener Größe ist es dann nur erforderlich, eine Reihe von gleichen Probebehältern mit Ausnahme der Verschlußringteile herzustellen, die durch verschiedenes Einstellen der allmählichen Durchdringung des Gerätes oder Stempels entstanden sind. Diese Probebehälter werden mit einem Material gefüllt, das im wesentlichen unter der Temperatur des geschmolzenen Metallbades verdampft. Geeignete Materialien dieser Art sind z. B: Wasser, ein Alkalimetall, wie Natrium, usw. Die Verwendung eines verdampfbaren Materials als Probekern ruft einen verhältnismäßig hohen inneren Dampfdruck hervor. Falls der Verschluß genügend stark ist, um diesen zu widerstehen, widersteht der Verschluß geringeren inneren Drücken, die durch ein nicht verdampfbares Material verursacht werden können. Die Festigkeit des Verschlusses wird hierauf geprifft, indem man die Proben in einen geeigneten Ofen setzt, der im wesentlichen auf einer Temperatur zwischen 8r5° und der des geschmolzenen Metallbades gehalten wird, wobei die Temperatur von dem verwendeten Kern abhängt. Falls ein Kernmaterial mit einer verhältnismäßig hohen Verdampfungstemperatur, z. B. N_ atrium, verwendet wird, muß, die Prüftemperatur bei oder nahe dem Schmelzpunkt des zu behandelnden Metalls liegen. Andererseits, falls ein Kernmaterial mit einer verhältnismäßig niedrigen Verdampfungstemperatur, z. B. Wasser, verwendet wird, kann die Prüftemperatur niedriger sein. Aus diesem Grunde wird Wasser als Kernmaterial zur Bestimmung der Verschlußfestigkeit empfohlen, und normalerweise genügt eine Ofentemperatur zur Prüfung zwischen 925 und zogö°, das Geeignetsein des Verschlusses des Behälters zu bestimmen. Die spezifische Eindringungseinstellung des Gerätes oder des Stempels, bei der der Verschlußt der Ofentemperatur widersteht, wird dann festgestellt und kann als Maß zur Bezeichnung der Druckbeständigkeit des Verschlußringes für den besonderen Behälter dienen. Um eine geeignete Mindestverschlußkraft auszuüben, muß. der Verschlußring eine Dicke haben, die mindestens gleich und vorzugsweise dicker als die Scheibe ist, die den Verschlußring an Ort und Stelle hält. Ferner muiß' die durchschnittliche Breite des Verschlußringes, die die Scheibe an Ort und Stelle hält, mindestens die Dicke der Verschlu'ß, scheibe haben. Falls der Verschluß.ring zu schmal ist, z. B. infolge einer zu geringen Tiefe des Eindringens eines Gerätes mit zu kleinem Durchmesser, das das Metall nur in geringem Maße radial verschiebt, so ist der Ring nicht imstande, die Scheibe gegen einen genügenden inneren Druck zu halten, und das Zusatzmittel drückt einen Rand der Scheibe nach oben, und das Freilegen des Kernes beginnt, bevor der Behälter in die gewünschte Tiefe des Metallbades gesunken ist. Falls der Verschlußring zu dünn ist, z. B. im Falle eines zu großen Eindringens des verformenden Gerätes, so ist er nur zeitweilig fähig, den inneren Druck zu halten.When closing a container, as z. B. is shown in Fig. R to 5, a suitable device such. B. a punch of Fig. G, is used, the locking ring, - which is formed over the disc (Figs. 2 and 5), a direct function of the diameter and depth of penetration of the device or punch. The larger the diameter of the device, the more metal it will deform at a given depth of penetration. The greater the depth of the penetration, the more metal will be pressed towards the center and the resulting locking ring will be less thick. When using a device of a given size, it is then only necessary to produce a number of identical sample containers with the exception of the locking ring parts, which have been created by differently adjusting the gradual penetration of the device or stamp. These sample containers are filled with a material which evaporates substantially below the temperature of the molten metal bath. Suitable materials of this type are e.g. B: water, an alkali metal such as sodium, etc. The use of a vaporizable material as a sample core produces a relatively high internal vapor pressure. If the seal is strong enough to withstand them, the seal will withstand lesser internal pressures that may be caused by a non-evaporable material. The strength of the closure is then checked by placing the samples in a suitable furnace maintained at a temperature substantially between 85 ° and that of the molten metal bath, the temperature depending on the core used. If a core material with a relatively high evaporation temperature, e.g. B. N_ atrium is used, the test temperature must be at or near the melting point of the metal to be treated. On the other hand, if a core material with a relatively low evaporation temperature, e.g. B. water is used, the test temperature may be lower. For this reason, water is recommended as the core material for determining the strength of the closure, and an oven temperature of between 925 and 10 ° is usually sufficient to determine the suitability of the closure of the container. The specific penetration setting of the device or ram at which the seal withstands the oven temperature is then determined and can be used as a measure of the pressure resistance of the seal ring for the particular container. In order to exert a suitable minimum locking force,. the locking ring have a thickness at least equal to, and preferably thicker, the washer that holds the locking ring in place. Furthermore, the average width of the locking ring holding the disc in place must be at least the thickness of the locking disc. If the closure ring is too narrow, e.g. B. due to a too small depth of penetration of a device with too small a diameter, which moves the metal only to a small extent radially, the ring is unable to hold the disc against a sufficient internal pressure, and the additive pushes an edge of the Disc up and core exposure begins before the container sinks to the desired depth of the metal bath. If the locking ring is too thin, e.g. B. in the event of excessive penetration of the deforming device, it is only temporarily able to hold the internal pressure.
Sobald der innere Druck so ansteigt, daßf die Festigkeit des Halteringes Überwunden wird und insbesondere wenn verdampfbare Zusatzmittel verwendet werden, so wird der Verschlußring abgeschert oder plötzlich deformiert, so daß, die Scheibe nach außen geworfen wird, wobei eine große Öffnung entsteht und das Kernmaterial plötzlich in großen Mengen in Freiheit gesetzt und fast mit explosiver Gewalt durch diese große Öffnung getrieben wird.As soon as the internal pressure increases so that the strength of the retaining ring Overcome, and especially when vaporizable additives are used, so the locking ring is sheared off or suddenly deformed so that the disc is thrown outwards, creating a large opening and the core material suddenly set free in large quantities and almost with explosive Violence is driven through this great opening.
Beispiele i. Ein zylindrischer Behälter aus Kupfer, der bei 65o bis 7oo° ausgeglüht und in Wasser abgeschreckt wurde, einen Umfang von 25,q. mm und eine Länge von 25,4 mm hatte und mit einer Bohrung von ungefähr 6,35 mm Durchmesser und 12,7 mm Länge und einer Aussparung von 9,5 mm Durchmesser und 9,5 mm Tiefe und einer flachen Verschluß'scheibe versehen war, die in die Aussparung paßte und ungefähr 3,i7 mm dick war, wurde verwendet. In die Bohrung wurden o,4i g Wasser eingebracht, wobei ein Leerraum zwischen der Beschickung und der Scheibe zur Expansion frei gelassen wurde. Ein flacher Verschlußstempel von 14,28 mm Durchmesser wurde verwendet. Der Verschlußstempel wurde auf eineEindringungstiefe in die Aussparung von 1,58 mm eingestellt.Examples i. A cylindrical container made of copper, which at 65o to 700 ° annealed and quenched in water, a circumference of 25, q. mm and was 25.4 mm in length and with a bore about 6.35 mm in diameter and 12.7 mm in length and a recess of 9.5 mm in diameter and 9.5 mm in depth and was provided with a flat locking disc that fit into the recess and approximately 3, 17 mm thick, was used. 0.4 g of water were poured into the borehole, leaving a void between the feed and the disc for expansion became. A flat plug, 14.28 mm in diameter, was used. Of the Sealing punch was set to a depth of penetration into the recess of 1.58 mm.
Zusätzliche Proben unter Verwendung desselben Kupferbehälters und der gleichen Scheibe mit der gleichen Beschickung der Kernbohrung wurden hergestellt und mit demselben Stempel verschlossen. Dieser wurde aber für eine Eindringungstiefe von 3,i7 mm bzw. 4,74 mm eingestellt.Additional samples using the same copper container and the same disc with the same loading of the core hole were made and sealed with the same stamp. But this one was for a depth of penetration of 3, i7 mm and 4.74 mm respectively.
Mehrere dieser Proben wurden einzeln in einen elektrischen Ofen eingesetzt, der auf einer Temperatur von 98o bis io4o° gehalten wurde. Die Proben, die mit einer Eindringungstiefe des Stempels von 1,58 mm verschlossen worden waren, zeigten ein zu frühes und kein stetiges Entweichen des Dampfes. Die mit einer Eindringungstiefe von 474 mm des Stempels verschlossenen Proben zeigten ein verzögertes, aber plötzliches Entweichen des Dampfes, wobei der Verschlußring zerbrochen und teilweise abgeschert wurde und die Verschlußteile teilweise ausgeworfen wurden. Die Proben, die mit einer Eindringungstiefe des Stempels von 3,17 mm verschlossen wurden, zeigten während der Dauer des Versuches ein befriedigendes Halten des Verschlußringes.Several of these samples were individually placed in an electric furnace, which was kept at a temperature of 98o to 104o °. The samples that come with a Penetration depth of the stamp of 1.58 mm had been sealed showed a too early and no steady escape of steam. The ones with a depth of penetration Samples sealed by 474 mm of the plunger showed a delayed but sudden one The steam escapes, the locking ring being broken and partially sheared off and the breechblocks have been partially ejected. The samples that come with a Penetration depth of the stamp of 3.17 mm were closed, showed during the duration of the experiment a satisfactory holding of the locking ring.
Proben wurden darauf unter Verwendung desselben Kupferbehälters und der gleichen Scheibe hergestellt. Diese wurden jedoch mit o,2gNatriummetall gefüllt, wobei ein leerer Raum in dem konischen Boden der Kernaushöhlung freiblieb. Die Behälterwurden mit demselben Stempel von i4,28 mm Durchmesser verschlossen. Der Stempel wurde auf eine Eindringungstiefe von 3,17 mm eingestellt, wie sie bereits im voraus zum Erhalt eines befriedigenden Verschlusses bestimmt worden war. Mehrere dieser Proben wurden einzeln in ein geschmolzenes Kupferbad von ungefähr 279,4 mm Tiefe eingetragen, wobei die Temperatur des Bades auf 126o°' gehalten wurde. Ein schnelles bis mäßiges Aufwallen der Metalloberfläche des Bades, das durch das Freiwerden der Natriumdämpfe verursacht wurde, wurde hierbei beobachtet. Hingegen wurde ein Spritzen nicht festgestellt.Samples were then made using the same copper container and disk. However, these were filled with 0.2 g of sodium metal, leaving an empty space in the conical bottom of the core cavity. The containers were sealed with the same i4.28 mm diameter punch. The punch was set to a penetration depth of 3.17 mm, as had already been determined in advance in order to obtain a satisfactory seal. Several of these samples were individually placed in a molten copper bath approximately 279.4 mm deep, the temperature of the bath being maintained at 1230 °. A rapid to moderate surge of the metal surface of the bath, which was caused by the release of the sodium vapors, was observed here. Splashing, however, was not found.
2. Eine Reihe von Behältern von gleicher Dimension, wie sie in Beispiel i beschrieben wurde, wurde hergestellt. Das Material der Behälter war jedoch SAE-io2o-Stahl, und die Behälter wurden dadurch hergestellt, daß die Gefäße während i Stunde auf 925° gehalten wurden, worauf sie heiß verformt wurden. Die Verschlußscheibe hatte eine Dicke von 3,17 mm und war ebenfalls aus Stahl. Die Ofenprobe des Verschlusses, wobei Wasser in die Behälter gefüllt wurde, wurde wie im Beispiel i ausgeführt. Auch in diesem Falle gab eine Eindringungstiefe des Stempels von 3,17 mm eine befriedigende Festigkeit des Verschlusses. Die auf diese Weise hergestellten Proben bewirkten bei deren Einsatz in ein geschmolzenes Stahlbad bei einer Füllung von o"18 g Natrium ein Aufwallen der Oberfläche des Metallbades, das anzeigte, daß die Reaktion der Füllung in der gewünschten Tiefe des Metallbades stattgefunden hat.2. A series of containers of the same dimension as described in Example i were made. However, the material of the containers was SAE-1020 steel, and the containers were made by holding the containers at 925 ° for 1 hour, after which they were hot deformed. The sealing disc had a thickness of 3.17 mm and was also made of steel. The oven sample of the closure, with water being filled into the containers, was carried out as in Example i. In this case, too, a plunger penetration depth of 3.17 mm gave satisfactory closure strength. The samples prepared in this way, when placed in a molten steel bath with a filling of 0.18 g of sodium, caused a surge on the surface of the metal bath, which indicated that the reaction of the filling had taken place at the desired depth of the metal bath.
Der Ausdruck Abschmelzen oder ein ähnlicher Ausdruck, wie er im Zusammenhang mit der Entfernung des abschmelzenden Materials gebraucht wurde, wobei die Kernhöhlung des erfindungsgemäßen Behälters freigelegt wird, gilt auch für den Fall, daß das abschmelzende Material in das geschmolzene Metall des Bades in im wesentlichen geschmolzenen oder wenigstens erweichten Zustand durch einen beliebigen Druck ausgeworfen wird, der durch das Kernmaterial bei der Temperatur des geschmolzenen Metallbades verursacht wird. Ein solches Auswerfen kann insbesondere bei der Verwendung eines Kernmaterials erfolgen, das im wesentlichen bei oder unter der Temperatur des zu behandelnden Metallbades verdampft.The term melting or a term similar to that used in the context with the removal of the ablative material was needed, the core cavity of the container according to the invention is exposed, also applies in the event that the consumable material in the molten metal of the bath in essentially molten or at least softened state is ejected by any pressure, caused by the core material at the temperature of the molten metal bath will. Such ejection can particularly occur when using a core material take place, which is essentially at or below the temperature of the to be treated Metal bath evaporates.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und insbesondere bei Verwendung des oben beschriebenen Verschlußringes und eines verdampfbaren Kernes kann das abschmelzende Material aus einer Masse des Metalls bestehen, das vorzugsweise einen niedrigeren Schmelzpunkt als das übrige Material des Behälters hat und das zwischen dem Sitz und der Scheibe oder zwischen der Scheibe und dem Verschlußring eingesetzt werden kann. Diese Masse des Metalls kann z. B. in Form eines Ringes oder in Form von kleinen Drähten oder Stäben eingesetzt werden. Diese Drähte haben einen niedrigeren Schmelzpunkt als das Metall des Behälters und sind zwischen der Scheibe und dem Verschlußring eingesetzt. Wenn der Behälter in das geschmolzene Metallbad eingeführtwird, schmelzen die Drähte, und das geschmolzene Metall wird durch den Druck des verdampfenden Kernmaterials ausgeworfen, wobei die Drähte sich in dem Metallbad lösen. Dies hat zur Folge, daß Gänge von vorbestimmter Größe für das allmähliche und geregelte Einblasen des verdampften Kernmaterials, das um die Ränder der Scheibe strömt, wobei ein Gang für das Kernmaterial zwischen der Kernhöhlung und dem Äußeren des Behälters entsteht, gebildet werden.According to one embodiment of the invention and in particular when used the above-described locking ring and a vaporizable core can be the consumable Material consist of a mass of the metal, which is preferably a lower Melting point than the rest of the material in the container and that between the seat and the disc or between the disc and the locking ring can. This mass of metal can, for. B. in the form of a ring or in the form of small ones Wires or rods are used. These wires have a lower melting point than the metal of the container and are between the disc and the locking ring used. When the container is inserted into the molten metal bath, melt the wires, and the molten metal is evaporated by the pressure of the core material ejected, the wires loosening in the metal bath. This has the consequence that Corridors of a predetermined size for the gradual and regular injection of the vaporized Core material flowing around the edges of the disc, with a passage for the core material is formed between the core cavity and the exterior of the container.
Wenn das Gefäß gemäß der Erfindung in ein geschmolzenes Metallbad eingesetzt wird, sinkt es unter die Oberfläche des Metallbades infolge der größeren,vorher bestimmten spezifischenDichte des zusammengesetzten Körpers. Infolge der abkühlenden Wirkung des Behälters bilden sich Krusten, die unerwünscht sind. Es wurde gefunden, daß es mÖglich ist, eine derartige Krustenbildung in großem Maße zu unterdrücken, indem man das erfindungsgemäße Gefäß mit einem isolierenden Material, z. B. einem Überzug eines keramischen oder ähnlichen Materials, versieht. Es wurde gefunden, daß die Verwendung eines solchen isolierenden Materials die Geschwindigkeit der Auflösung des Behälters in dem geschmolzenen Metall verringert und daß hierdurch längere Zeiten zum Versinken des Behälters in dem Metallbad ermöglicht werden. Dies ist insbesondere von Vorteil bei der Behandlung von Metallbädern von großer Tiefe.When the vessel according to the invention is in a molten metal bath is used, it sinks below the surface of the metal bath as a result of the larger, previously certain specific density of the composite body. As a result of the cooling The effect of the container is crusts that form are undesirable. It has been found that such scale formation is possible to a large extent to suppress by the vessel according to the invention with an insulating material, z. B. a coating of a ceramic or similar material provides. It was found that the use of such an insulating material increases the speed the dissolution of the container in the molten metal is reduced and that thereby longer times for the container to sink into the metal bath are made possible. this is particularly advantageous when treating metal baths of great depth.
Bei Verwendung eines untertauchenden erfindungsgemäßen Behälters ädert sich das spezifische Gewicht des zusammengesetzten Körpers manchmal durch das teilweise Abschmelzen der Hülle des Behälters so schnell, daß dieser bald an die Oberfläche des Metallbades zu steigen beginnt, obgleich der Behälter anfangs in dem Metallbad versank, ohne in der gewünschten Tiefe des Bades eine Zeitlang zum Freilegen des Kernmaterials verblieben zu sein. Es wurde gefunden, daß die Schwierigkeit durch die Verwendung eines Behälters mit einer Kernhöhlung, die nicht im wesentlichen das auf ioo -bezogene Volumverhältnis des Behälters überschreitet, überwunden werden kann, wobei d, das spezifische Gewicht des Metalls des Behälters ist, wenn dieses an seinem Schmelzpunkt fest ist, und de das spezifische Gewicht des Metalls des Behälters bei seinem Erstarrungspunkt, wenn dieses geschmolzen ist. Ein solcher Behälter, der mit einem geeigneten Verschluß, z. B. einer. Scheibe von geeigneter Dicke, versehen ist, sinkt unabhängig von dem Kernmaterial immer . herab und bleibt in einer genügenden Tiefe unter der Oberfläche des Metallbades bis zu der Zeit, bei der das Freilegen des Zusatzmittels, das z.B. durch die Dicke der Scheibe geregelt wird, bewirkt ist. Für die meisten Zwecke wurde gefunden, daß eine Kernhöhlung, die im wesentlichen 5 bis 7 VolUmprozent des Körpers des Behälters entspricht und im wesentlichen dieser Formel genügt, ein allgemein verwendbares Gefäß für die meisten üblichen Zusatzmittel zu geschmolzenen Metallbädern ergibt.When using a submerged container according to the invention, the specific gravity of the assembled body sometimes changes so quickly due to the partial melting of the shell of the container that it soon begins to rise to the surface of the metal bath, although the container initially sank into the metal bath without being in the desired depth of the bath to have remained for a period of time to expose the core material. It has been found that the difficulty arises from the use of a container with a core cavity which does not essentially have the 100% volume ratio of the container, where d is the specific gravity of the metal of the container when it is solid at its melting point and de is the specific gravity of the metal of the container at its solidification point when it is melted. Such a container, with a suitable closure, e.g. B. one. Disc of suitable thickness, provided, will always sink regardless of the core material. and remains at a sufficient depth below the surface of the metal bath until the exposure of the additive, which is regulated, for example, by the thickness of the disk, is effected. For most purposes, it has been found that a core cavity substantially equal to 5 to 7 percent by volume of the body of the container and substantially compliant with this formula provides a general purpose vessel for most common additives to molten metal baths.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEB14294A DE865211C (en) | 1951-03-23 | 1951-03-23 | Process for the treatment of molten metals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEB14294A DE865211C (en) | 1951-03-23 | 1951-03-23 | Process for the treatment of molten metals |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE865211C true DE865211C (en) | 1953-02-02 |
Family
ID=6957916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEB14294A Expired DE865211C (en) | 1951-03-23 | 1951-03-23 | Process for the treatment of molten metals |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE865211C (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1031818B (en) * | 1953-08-03 | 1958-06-12 | Schuechtermann & Kremer | Device for introducing magnesium and similar substances into essentially iron-based fused baths, especially cast iron |
| DE1081237B (en) * | 1954-09-28 | 1960-05-05 | Plansee Metallwerk | Process for the extensive removal of oxygen from oxygen-containing titanium or zirconium |
| DE1246784B (en) * | 1963-11-29 | 1967-08-10 | Thyssen Roehrenwerke Ag | Process for producing sulfur-containing free cutting steel |
| DE1262313B (en) * | 1960-06-13 | 1968-03-07 | Ford Werke Ag | Method for inoculating a molten iron |
-
1951
- 1951-03-23 DE DEB14294A patent/DE865211C/en not_active Expired
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1031818B (en) * | 1953-08-03 | 1958-06-12 | Schuechtermann & Kremer | Device for introducing magnesium and similar substances into essentially iron-based fused baths, especially cast iron |
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