DE1230057B

DE1230057B - Process for filling and emptying the discharge vessel of metal, especially steel, degassing systems

Info

Publication number: DE1230057B
Application number: DES63030A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gerhardt Stepken; Dipl-Ing Friedrich Ulrich
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1959-05-16
Filing date: 1959-05-16
Publication date: 1966-12-08

Description

Verfahren zum Füllen und Entleeren des Entladungsgefäßes von Metall-, insbesondere Stahlentgasungsanlagen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Füllen und Entleeren des Entladungsgefäßes von Metall-, insbesondere Stahlentgasungsanlagen, bei denen von der zu entgasenden Schmelze, die sich in einem Vorratsbehälter, z. B. einer Gießpfanne, befindet, jeweils eine Teilmenge in das über dem Vorratsbehälter befindliche Entgasungsgefäß angesaugt, zur Entgasung in Rotation versetzt und anschließend in den Vorratsbehälter zurückgeleitet wird.Process for filling and emptying the discharge vessel of metal, in particular steel degassing systems The invention relates to a method for filling and emptying the discharge vessel of metal, especially steel degassing systems, in those of the melt to be degassed, which is in a storage container, for. B. a ladle is located, a portion of each in the above the reservoir The degassing vessel located is sucked in, set in rotation for degassing and then is returned to the reservoir.

Zum Entgasen von flüssigen Metallen, insbesondere von Stahl, ist es bekannt, einen mit dem flüssigen Metall gefüllten Vorratsbehälter, z. B. die Gießpfanne, unter ein Entgasungsgefäß zu bringen und dieses anschließend so weit zu senken, daß es mit einem Ansaugstutzen in das flüssige Metall eintaucht. Das Entgasungsgefäß wird dann evakuiert, so daß es sich durch den Ansaugstutzen mit flüssigem Metall füllt. Nach der Entgasung der Schmelze wird das Entgasungsgefäß angehoben. Dadurch fließt so viel Metall in das Vorratsgefäß zurück, wie es der im Entgasungsgefäß herrschende Unterdruck zuläßt. Das zurückfließende Metall strömt dabei im wesentlichen auf den Boden und hebt das nicht entgaste Metall hoch, so daß beim nächsten Senken des Entgasungsgefäßes weiteres unentgastes Metall angesaugt wird.It is used for degassing liquid metals, especially steel known, a filled with the liquid metal reservoir, z. B. the ladle, to bring under a degassing vessel and then lower it so far that that it is immersed in the liquid metal with a suction nozzle. The degassing vessel is then evacuated so that it is through the intake port with liquid metal fills. After the melt has been degassed, the degassing vessel is raised. Through this As much metal flows back into the storage vessel as there is in the degassing vessel prevailing negative pressure allows. The metal flowing back essentially flows on the ground and lifts the non-degassed metal, so that the next time it is lowered of the degassing vessel further non-degassed metal is sucked in.

Bei diesem Verfahren, dem sogenannten Vakuum-Heber-Verfahren, ist es erforderlich, das Entgasungsgefäß für jeden Entgasungsvorgang zu senken und wieder zu heben. Es müssen deshalb entweder flexible Saugleitungen vorhanden sein, oder das Entgasungsgefäß muß zusammen mit der Vakuumpumpeinrichtung auf einer heb- und senkbaren Bühne angeordnet sein. Es kann aber auch das Entgasungsgefäß ortsfest angeordnet und statt dessen der Vorratsbehälter gehoben und gesenkt werden. In beiden Fällen ist bis zur Entgasung des ganzen Behälterinhalts eine Reihe von Arbeitsspielen erforderlich.In this process, the so-called vacuum lifter process, is it is necessary to lower the degassing vessel and again for each degassing process to lift. There must therefore either be flexible suction lines, or the degassing vessel and the vacuum pump device must be on a lifting and be arranged lowerable stage. However, the degassing vessel can also be stationary arranged and instead raised and lowered the reservoir. In both Falling is a series of work cycles until the entire contents of the container are degassed necessary.

Zur Verringerung des hierfür erforderlichen Aufwandes wird gemäß der Erfindung die Rotation der zu entgasenden Schmelze gleichzeitig zur weiteren Füllung des Entgasungsgefäßes über ein Rohr ausgenutzt, das koaxial zur Rotationsebene des zu entgasenden Metalls am Boden des Entgasungsgefäßes angeordnet ist und in den Vorratsbehälter eintaucht. Infolge der Rotation strömt das flüssige Metall auseinander, und es wird so viel Metall in das Entgasungsgefäß nachgesaugt, bis sich Flüssigkeitssäule und äußerer überdruck wieder das Gleichgewicht halten. Zum Entleeren des Entgasungsgefäßes, d. h., damit die zusätzlich eingetretene Metallmenge wieder in den Vorratsbehälter zurückfließt, braucht nur die Drehbewegung unterbrochen zu werden.To reduce the effort required for this, according to Invention the rotation of the melt to be degassed at the same time for further filling of the degassing vessel is used via a pipe that is coaxial to the plane of rotation of the Metal to be degassed is arranged at the bottom of the degassing vessel and in the Reservoir immersed. As a result of the rotation, the liquid metal flows apart, and so much metal is sucked into the degassing vessel until there is a column of liquid and external overpressure keep the balance again. For emptying the degassing vessel, d. that is, so that the additional amount of metal that has entered the storage container is returned flows back, the rotary movement only needs to be interrupted.

Die Rotation, deren Anwendung zur Verbesserung der Entgasung von zu reinigenden Metallschmelzen und/oder zur Entmischung von Metallschmelzen bekannt ist (vgl. deutsche Patentschrift 632 582, französische Patentschrift 992 654 und USA.-Patentschrift 1709 939), kann in der an sich bekannten Weise auf elektrodynamischem Wege durch ein magnetisches Drehfeld erzeugt werden. Sie kann ,aber auch auf mechanischem Wege erzeugt werden, z. B. durch eine in das Metall eingreifende Rührvorrichtung oder durch Drehung des Vakuumgefäßes oder gegebenenfalls auch nur eines Teiles desselben.The rotation, the use of which is known to improve the degassing of molten metal to be cleaned and / or to separate molten metal (cf. German patent 632 582, French patent 992 654 and USA patent 1709 939), can be carried out in a manner known per se be generated electrodynamically by a rotating magnetic field. It can, but also be generated mechanically, for. B. by a stirrer engaging in the metal or by rotating the vacuum vessel or, if necessary, only part of the same.

Die Drehbewegung des Metalls im Vakuumgefäß bringt gleichzeitig noch den Vorteil mit sich, daß gegenüber dem bisher bekannten Entgasungsverfahren der vorbeschriebenen Art einerseits eine Vergrößerung der Oberfläche des dem Vakuum .ausgesetzten flüssigen Metalls eintritt, weil das Metall an der Seitenwandung hochsteigt, und daß andererseits durch diese Drehbewegung auch eine Durchmischung des Metalls stattfindet, so daß die Entgasung erleichtert wird. Gegebenenfalls kann diese Durchmischung sogar noch dadurch gesteigert werden, daß eine oder mehrere an oder in der Nähe der Gefäßwand in der Drehrichtung schräg aufsteigende Leitrippen oder -flächen vorgesehen werden.The rotating movement of the metal in the vacuum vessel also brings about at the same time with the advantage that compared to the previously known degassing process The type described above, on the one hand, increases the surface area of the vacuum .exposed liquid metal enters because the metal rises up the side wall, and that, on the other hand, this rotary movement also results in a thorough mixing of the metal takes place, so that the degassing is facilitated. If necessary, this mixing can can even be increased by having one or more at or near the vessel wall in the direction of rotation inclined ascending guide ribs or surfaces are provided will.

Da das an der Seitenwandung infolge der Fliehkraft hochsteigende Metall höher liegt als es der dem Vakuum im Entgasungsgefäß entsprechenden Flüssigkeitssäule entspricht, läßt sich am oberen Rand ein Überlauf vorsehen, der durch ein oder mehrere Rücklaufkanäle mit dem Vorratsbehälter in Verbindung steht. Das diesen Überlauf passierende Metall fließt dann von selbst wieder in den Vorratsbehälter zurück, so daß auf diese Weise das bisher absatzweise arbeitende Vakuum-Heber-Verfahren in ein kontinuierliches übergeführt wird. Den oder die Rückflußkanäle wird man vorteilhaft in der Höhe des Bodens des Vorratsbehälters ausmünden lassen.Because the metal rising up on the side wall as a result of the centrifugal force higher than that Corresponding vacuum in the degassing vessel Corresponds to a column of liquid, an overflow can be provided at the upper edge is in communication with the reservoir through one or more return ducts. The metal that passes through this overflow then automatically flows back into the storage container back, so that in this way the previously intermittent vacuum lifter method is converted into a continuous one. One or more reflux channels is advantageous let out at the level of the bottom of the storage container.

In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele schematisch veranschaulicht.Three exemplary embodiments are illustrated schematically in the drawing.

In F i g. 1 ist 1 ein mit flüssigem Metall gefüllter Vorratsbehälter, z. B. eine Gießpfanne. Darüber ist ein Vakuumbehälter 2 angeordnet, dessen Saugstutzen 3 in das Metall 4 eintaucht. Mit 5 ist der Anschlußstutzen für die Vakuumpumpvorrichtung bezeichnet.In Fig. 1 1 is a storage container filled with liquid metal, z. B. a ladle. A vacuum container 2 is arranged above it, its suction nozzle 3 dips into the metal 4. With 5 is the connection piece for the vacuum pumping device designated.

Entsprechend der Höhe des Vakuums im Gefäß 2 tritt Metall aus dem Vorratsbehälter 1 durch den Saugstutzen 3 in das Vakuumgefäß 2 ein. Wenn dieses in Ruhe ist, wird sich ein bestimmtes durch die gestrichelte Linie 6 angedeutetes Niveau einstellen.According to the level of vacuum in the vessel 2, metal emerges from the Storage container 1 through the suction nozzle 3 into the vacuum vessel 2. If this is at rest, a specific one is indicated by the dashed line 6 Adjust the level.

Das Gefäß 2; das auf einer Drehscheibe 7 angeordnet ist, die beispielsweise auf Rädern 7' ruht, kann nun über das bei 8 angedeutete Antriebsritzel in so rasche Drehung versetzt werden, daß das mitgenommene Metall radial auseinanderströmt, an der Seitenwandung hochsteigt und etwa die im Schnitt dargestellte Rotationsform einnimmt. Die Höhe der Flüssigkeitssäule ist aber durch die Höhe des im Gefäß 2 herrschenden Vakuums bestimmt. Daher wird so viel flüssiges Material aus dem Vorratsbehälter nachströmen, bis sich Vakuum und Flüssigkeitssäule das Gleichgewicht halten. Diese Wirkung ist um so günstiger, je mehr sich das Gefäß im Verhältnis zum Querschnitt des Ansaugstutzens 3 erweitert und je höher die Drehzahl bzw. die Fliehkraft ist.The vessel 2; which is arranged on a turntable 7, for example rests on wheels 7 ', can now via the drive pinion indicated at 8 in such a rapid manner Rotation are offset so that the entrained metal flows apart radially the side wall rises and roughly the rotational shape shown in section occupies. The height of the liquid column, however, is determined by the height of the in vessel 2 prevailing vacuum determined. This is why there is so much liquid material coming out of the reservoir flow in until the vacuum and the liquid column are in equilibrium. These The effect is all the more favorable, the closer the vessel is in relation to the cross-section of the intake 3 expanded and the higher the speed or the centrifugal force.

Damit nach erfolgter Entgasung das die Saughöhe überschießende Metall wieder in den Vorratsbehälter zurückfließt, braucht nur der Drehantrieb ,abgestellt zu werden.Thus, after the degassing has taken place, the metal exceeding the suction height flows back into the storage container, only the rotary drive needs to be switched off to become.

In F i g. 2 ist eine ähnliche Anordnung gezeigt. Unterschiedlich ist gegenüber F i g. 1 nur, daß das Vakuumgefäß 2 ortsfest angeordnet ist und daß durch eine Drehstromwicklung 9 auf elektrodynamischem Wege unter Vermittlung des erzeugten magnetischen Drehfeldes die Rotation des zu entgasenden Metalls hervorgerufen wird.In Fig. A similar arrangement is shown in FIG. Is different compared to F i g. 1 only that the vacuum vessel 2 is stationary and that through a three-phase winding 9 electrodynamically with the mediation of the generated magnetic rotating field the rotation of the metal to be degassed is caused.

In F i g. 3 ist ebenfalls das Vakuumgefäß 2 ortsfest angeordnet. Es enthält im Inneren für die Aufnahme des zu entgasenden Metalls einen Einsatzbehälter 10, in dem das Metall durch die Drehstromwicklung 9 zur Rotation gebracht wird. Die Höhe dieses inneren Gefäßes 10 ist so bemessen, daß das an der Wand hochsteigende Metall in einen äußeren Ringkanal 11 überlaufen und von hier durch einen oder mehrere nicht dargestellte Kanäle in den Vorratsbehälter 1 zurückfließen kann. Bei Anordnung des Ringkanals in der dargestellten Weise ist es vorteilhaft, die Drehstromwicklung innerhalb dieses Ringkanals 11 anzuordnen. Wenn man jedoch den Ringkanal oberhalb der Drehstromwicklung anordnet, kann man gegebenenfalls die Rückflußkanäle auch innerhalb der Drehstromwicklung 9, z. B. in der Wand des Gefäßes 10, vorsehen. Während die Vorrichtungen nach den F i g. 1 und 2 nur ein absatzweises Entgasungsverfahren zulassen, ist mit der Einrichtung nach F i g. 3 ein kontinuierliches Entgasungsverfahren möglich.In Fig. 3, the vacuum vessel 2 is also arranged in a stationary manner. Inside it contains an insert container 10 for receiving the metal to be degassed, in which the metal is caused to rotate by the three-phase winding 9. The height of this inner vessel 10 is dimensioned such that the metal rising up the wall can overflow into an outer annular channel 11 and from here can flow back into the storage container 1 through one or more channels (not shown). When the ring channel is arranged in the manner shown, it is advantageous to arrange the three-phase winding within this ring channel 11. If, however, the ring channel is arranged above the three-phase winding, the return flow channels can also be used within the three-phase winding 9, e.g. B. in the wall of the vessel 10, provide. While the devices according to FIGS. 1 and 2 allow only a batch degassing process, is with the device according to F i g. 3 a continuous degassing process is possible.

Die Innenwandung des Vakuumgefäßes 2 in den F i g. 1 und 2 oder des Einsatzbehälters 10 in F i g. 3 kann gegebenenfalls mit in der Drehrichtung des Metalls schräg ansteigenden Leitrippen oder -Rächen versehen werden, durch die die Durchmischung des dem Vakuum ausgesetzten Metalls noch weitergefördert und gegebenenfalls der Überlauf erleichtert wird.The inner wall of the vacuum vessel 2 in FIGS. 1 and 2 or des Insert container 10 in F i g. 3 can optionally be used in the direction of rotation of the Metal sloping ribs or guideways are provided through which the Mixing of the metal exposed to the vacuum is further promoted and, if necessary the overflow is facilitated.

Während es bei der Einrichtung nach F i g. 1 erforderlich ist, in bekannter Weise zur Vermeidung einer zu starken Abkühlung des Metalls während des Entgasungsvorganges den Vakuumbehälter 2 zu heizen, hat die Verwendung eines Drehfeldes den Vorteil, daß gleichzeitig durch das Drehfeld eine Induktionsheizung des Metalls eintritt, so daß die Rufheizung des Gefäßes z. B. durch Widerstandserhitzung vermindert werden kann oder gegebenenfalls sogar überflüssig wird.While in the device according to FIG. 1 is required in known way to avoid excessive cooling of the metal during the The degassing process to heat the vacuum container 2 has the use of a rotating field the advantage that at the same time induction heating of the metal by the rotating field occurs so that the Rufheiz the vessel z. B. reduced by resistance heating may or may even become superfluous.

Claims

Claims: 1. Method for filling and emptying the degassing vessel of metal, especially steel degassing systems, in which of the to be degassed Melt that is in a storage container, for. B. a ladle is located, respectively a partial amount is sucked into the degassing vessel located above the storage tank, set in rotation for degassing and then fed back into the storage container is, d a - characterized in that the rotation of the melt to be degassed simultaneously is used for further filling of the degassing vessel via a pipe that is coaxial arranged to the axis of rotation of the melt to be degassed at the bottom of the degassing vessel and is immersed in the storage container.

2. The method according to claim 1, characterized characterized in that an overflow for the rising on the wall of the degassing vessel Melt is present with the reservoir for the molten metal to be degassed communicates.

3. The method according to claim 1, characterized in that the Rotation of the metal melt in the degassing vessel electrodynamically in a manner known per se is generated by a rotating magnetic field.

4. The method according to claim 1, characterized characterized in that the rotation of the molten metal in the degassing vessel by on known mechanical means, e.g. B. an engaging in the metal bath stirring device or caused by rotating the degassing vessel around a vertical axis will.

5. Device for degassing molten metal, in particular molten steel, according to the method according to claim 1, characterized in that in the degassing vessel a one-set container is attached, its height and lateral distance from the Inner wall of the degassing vessel are dimensioned such that the on the inner wall of the Insert container liquid metal in the ring channel can overflow and flow back from this into the storage container. Into consideration Printed publications: German Patent No. 632 582; French patent specification No. 992 654; British Patent Nos. 312 063, 339 579; U.S. Patents No. 1709 939, 1921060, 2151360, 2 290 961; Magazine »Stahl und Eisen«, 1959, Pp. 267 to 272 and 276 to 282.