CH646196A5

CH646196A5 - Vorrichtung zum einfuehren stark reagierender zusaetze in eine metallschmelze.

Info

Publication number: CH646196A5
Application number: CH278981A
Authority: CH
Inventors: Guenther Beele
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz Ag
Priority date: 1980-06-10
Filing date: 1981-04-29
Publication date: 1984-11-15
Also published as: EP0041680A1; SU1056910A3; JPS5713112A; JPS6362565B2; EP0041680B1; US4447046A; ATE6433T1; DE3162420D1; DE3021707A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einführen stark reagierender Zusätze in eine Metallschmelze, insbesondere zum Einführen von Magnesium in eine Eisenschmelze zur Herstellung von Gusseisen mit Kugelgraphit, bestehend aus einem die Metallschmelze aufnehmenden Behandlungsgefäss, in das eine über ein Füllrohr an einem Schutzdeckel hängend befestigte Tauchbirne einführbar ist, die in ihrem Inneren eine Reaktionskammer aufweist, welche über das Füllrohr mit Zusätzen beschickbar ist und über Kontaktöffnungen mit der Metallschmelze in Verbindung steht, wobei die Tauchbirne aus einem feuerfesten Material besteht, welches das Füllrohr in seinem in das Behandlungsgefäss hineinragenden Abschnitt umgibt.

Bei einer bekannten Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung (DE-OS 2 208 960) ist die Tauchbirne aus feuerfestem Material hergestellt, wobei das Füllrohr direkt von einer feuerfesten Masse umgeben ist. Der Tauchbirne wird dabei im Bereich der Reaktionskammer eine gewisse Stabilität durch eine korbartige Metallarmierung, die ebenfalls von der feuerfesten Masse umgeben ist, verliehen. Zur Fixierung der Tauchbirne am Füllrohr ist dieses an seinem Ende konisch erweitert.

Die starke Erwärmung des Füllrohres und die verpuffungs-artigen Reaktionen in der Tauchbirne während des Eintauchvorganges führen zur Rissbildung und häufig zur Zerstörung des feuerfesten Materials der Tauchbirne oder des Füllrohres im Bereich ihrer Verbindung, so dass sich der Inhalt der Reaktionskammer während des Tauchvorganges schlagartig und unkontrolliert in die Metallschmelze ergiessen kann. Diese schlagartige Verbindung grosser Mengen der Zusätze mit der Metallschmelze führt zu Überreaktionen, die eine Zerstörung des Behandlungsgefässes bzw. des Schutzdeckels und somit ein Aus- bzw. Überlaufen der Metallschmelze zur

Folge haben kann. Dadurch besteht für das anwesende Bedienungspersonal erhöhte Unfallgefahr. Eine Rissbildung und Zerstörung während des Tauchvorgangs tritt bei der bekannten Tauchbirne in erster Linie im Bereich des ummantelten Füllrohres und zwar an der Befestigung des Füllrohres an der Tauchbirne, weiterhin aber auch an der die Reaktionskammer umgebenden Wandung auf.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten zu vermeiden und eine Vorrichtung zu schaffen, die sowohl den thermischen Belastungen als auch den hohen, bei der Reaktion auftretenden Dampfdrücken standhält.

Diese Aufgabe wird an einer Vorrichtung der in Rede stehenden Gattung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Durch die Verwendung eines feuerfesten Materials aus einer Masse mit einer Faserverstärkung wird die Stabilität sowohl der Tauchbirne als auch des das Füllrohr ummantelnden Materials erheblich erhöht. Weiterhin ist durch die Anordnung eines Dehnungsspalts zwischen dem Füllrohr, dem Flansch und dem Schutzdeckel einerseits sowie dem feuerfesten Material andererseits gewährleistet, dass die aufgrund der hohen Temperatur auftretenden unterschiedlichen Dehnungen nicht zu Rissen im feuerfesten Material und somit zur Zerstörung der Vorrichtung führen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine in das feuerfeste Material eingesetzte korbartige Metallarmierung zu dem feuerfesten Material hin Dehnfugen aufweist, so dass die Wandungen der Tauchbirne nicht durch die hohe Temperatur und die extremen Reaktionen zerstört werden. Ausserdem soll die Faserverstärkung des feuerfesten Materials aus gleichmässig in die Masse eingemischten austenitischen Edelstahlabschnitten hergestellt werden.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel vereinfacht dargestellt ist.

In der Fig. ist mit 1 eine Tauchbirne bezeichnet, die zum Einbringen stark reagierender Zusätze in eine Metallschmelze 2 dient. Die Metallschmelze 2 wird dabei von einem Behandlungsgefäss 3 aufgenommen, welches durch einen Schutzdeckel 4 verschlossen ist. Durch den Schutzdeckel 4 hindurch ist ein Füllrohr 5 geführt, das an seinem einen Ende die hängende Tauchbirne 1 aufnimmt, wobei die Tauchbirne 1 aus einem feuerfesten Material hergestellt ist, welches zugleich das Füllrohr 5 an seinem in das Behandlungsgefäss 3 hineinragenden Abschnitt ummantelt. Die Tauchbirne 1 weist in ihrem Inneren eine Reaktionskammer 7 auf, welche über Kontaktöffnungen 8 mit der Metallschmelze 2 in Verbindung steht. Zur Befestigung der Tauchbirne 1 am Füllrohr 5 dient ein Flansch 9 am tauchbirnenseitigen Ende des Füllrohres 5, der in die feuerfeste Masse 6 eingebettet ist, so dass die Tauchbirne 1 im Übergangsbereich frei von radialen Belastungen ist, was andernfalls ein Zerspringen der feuerfesten Masse 6 unter Umständen zur Folge haben könnte. Sowohl zwischen dem Füllrohr 5 und der feuerfesten Masse 6 als auch zwischen dem Flansch 9 sowie dem Befestigungsflansch 10 am Schutzdeckel 4 und der feuerfesten Masse 6 ist ein Dehnungsspalt 11 angeordnet. Mit dem Flansch 9 steht eine korbartige Metallarmierung 12 in Verbindung, die in die feuerfeste Masse 6 eingesetzt die Reaktionskammer 7 umgibt. Dabei sind zwischen der Metallarmierung 12 und der feuerfesten Masse 6 Dehnfugen 13 vorgesehen. Ausserdem wird der feuerfesten Masse 6 eine erhöhte Stabilität dadurch verliehen, dass in die Masse 6 eine Faserverstärkung 14, die aus austenitischen Edelstahlabschnitten besteht, gleichmässig eingemischt ist. Das Füllrohr 5 wird zur Abdichtung der Reaktionskammer 7 während der Behandlung durch einen Verschlussstopfen 15 abgedichtet.

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Wie aus der Zeichnung hervorgeht, kann der Tauchbirnen-Füllrohreinheit 1,5 erfindungsgemäss eine hohe Stabilität verliehen werden, so dass Zerstörungen der Vorrichtung infolge einer hohen Temperaturentwicklung und hoher Gasdrücke während der Reaktion grundsätzlich vermieden werden.

Ein Bruch im Bereich der Befestigung zwischen der Tauchbirne 1 und dem Füllrohr 5 kann daher ausgeschlossen werden, weil der Flansch 9 als sicheres Befestigungsmittel dient und die Rissbildung, die bisher aufgrund der unterschiedlichen Dehnung von Füllrohr 5 und feuerfester Masse 6 auftrat, durch die Dehnungsspalte 11 völlig eliminiert wird. Gleiches gilt für die Metallarmierung 12, bei der aufgrund s der vorhandenen Dehnfugen 13 auch eine temperaturbedingte Dehnung ermöglicht wird. Die Stabilität und Elastizität der feuerfesten Masse 6 sowohl im Bereich der Tauchbirne 1 als auch im Bereich der Ummantelung des Füllrohres 5 kann mit Hilfe der Faserverstärkung 14 erheblich verbessert werden.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Vorrichtung zum Einführen stark reagierender Zusätze in eine Metallschmelze, insbesondere zum Einführen von Magnesium in eine Eisenschmelze zur Herstellung von Gusseisen mit Kugelgraphit, bestehend aus einem die Metallschmelze aufnehmenden Behandlungsgefäss, in das eine über ein Füllrohr an einem Schutzdeckel hängend befestigte Tauchbirne einführbar ist, die in ihrem Inneren eine Reaktionskammer aufweist, welche über das Füllrohr mit Zusätzen beschickbar ist und über Kontaktöffnungen mit der Metallschmelze in Verbindung steht, wobei die Tauchbirne aus einem feuerfesten Material besteht, welches das Füllrohr in seinem in das Behandlungsgefäss hineinragenden Abschnitt umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass das feuerfeste Material aus einer Masse (6) mit einer Faserverstärkung (14) besteht, dass an dem in den Reaktionsraum (7) der Tauchbirne (1) hineinragendem Ende des Füllrohres (5) ein Flansch (9) vorgesehen ist und dass zwischen dem feuerfesten Material einerseits und dem Füllrohr (5), dem Flansch (9) und dem Schutzdeckel (4) andererseits jeweils ein Dehnungsspalt (11) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung zum Einführen stark reagierender Zusätze in eine Metallschmelze nach Anspruch 1, bei dem in das feuerfeste Material der Tauchbirne eine korbartige Metallarmierung eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Metallarmierung (12) und dem feuerfesten Material Dehnfugen (13) vorgesehen sind.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das feuerfeste Material eine Faserverstärkung (14) aus gleichmässig in die Masse (6) eingemischten austenitischen Edelstahlabschnitten aufweist.