DE1951599U

DE1951599U - Gussblock zum kontinuierlichen oder diskontinuierlichen zuschlagen von stoffen zu einer schmelze.

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Publication number: DE1951599U
Application number: DE1966N0019137
Authority: DE
Original assignee: NL ORGANISATIC VOOR TOEGEPAST; Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Current assignee: NL ORGANISATIC VOOR TOEGEPAST; Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Priority date: 1965-09-10
Filing date: 1966-09-09
Publication date: 1966-12-15
Also published as: ES331394A1; GB1121269A; BE686621A; NL6511874A; AT266359B; CH462217A; DE1285679B; LU51890A1

Description

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Gußblock zum kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Zuschlagen von Stoffen zu einer Schmelze

Die Neuerung betrifft einen Gußblock zum kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Zuschlagen von Stoffen zu einer Schmelze, insbesondere von Stoffen mit einem geringeren spezifischen Gewicht und/oder einem höheren Schmelzpunkt als das Schmelzgut.

Wenn man die Zuschlagstoffe einfach auf einen Schraelzenstrora wirft, so wird der Nutzeffekt des Zuschlags im allgemeinen viel zu niedrig, weil leichte Stoffe wegen der Oberflächenspannung der Schmelze schlecht in dieselbe eindringen können und großenteils als Schlacke oder mit der Schlacke abgeführt wird.

Die Neuerung bezweckt die Herstellung eines einfachen Gußblocks, der ein einfaches Hineinwerfen von Stoffen in den Strom ermöglicht. Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch

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gelöst, daß der Gußblock mit einer über einer koaxialen Ablaßöffnung befindlichen kegelförmigen Kammer und mit mindestens einem Zuführungskanal für die Schmelze ver-

der
sehen ist,/nahe dem oberen Ende der kegelförmigen Kammer tangential in letztere mündet. Die Zuschlagstoffe werden direkt von oben herab in die kegelförmige Kammer geworfen und vom strudelnden Schmelzenstrom in deren Zentrum mitgeführt.

Vorzugsweise berührt eine Seitenwand des Zuführungskanals eine Beschreibende des Kegels, so daß der Schmelzenstrom dde Kammerwand völlig stoßfrei bespülen kann. Die Neigung des Kegels und die Höhe des Zuführungskanals über der Ablaßöffnung sind natürlich sehr wichtig, weil in der Kammer ein vollständiger Wirbel entstehen muß. Die Ablaßöffnung ist jedoch maßgebend für die gute Wirkung des GuSblocks und abhängig von der Menge der zugeführten Schmelze, welche im allgemeinen von der Kapazität des vor dem Gußblock stehenden Ofens bestimmt wird.

Der Zuführungskanal sollte so groß sein, daß diese Kapazität verarbeitet werden kann und sollte mit seinem niedrigsten Punkt in einem etwa dem 2,5-fachen des Durchmessers der Ablaßöffnung entsprechenden Abstand über dem unteren Ende der kegelförmigen Kammer liegen, wenn ein befriedigender

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Wirbel entstehen soll. Wenn die Ablaßöffnung sehr viel größer wäre als für die Kapazität erforderlich ist, dann würde die Kammerwand nicht vollständig bespült und würde ein Strahl mit einem mehr oder weniger bohnenförmigen Querschnitt entstehen, der sich in der Ablaßöffnung zu drehen anfangen und eine Öffnung freilassen würde. Das von oben her zentral in die Kammer geschüttete Zusatzmaterial würde dann auf der Strahloberfläche verschwinden, die nicht mit der Peripherie der Ablaßöffnung in Berührung ist, und dieses Material würde nicht vom Strahl aufgenommen sondern bleibt an der Oberfläche, so daß der bezweckte Nutzeffekt des Zuschlags erheblich herabgesetzt würde.

Vorzugsweise beträgt der Winkel an der Spitze der kegelförmigen Kammer 30 bis 90 Grad. Wenn der Winkel an der Spitze zu klein ist, geht die Energie der einströmenden Schmelze durch Wandreibung verloren und wird im Zentrum des Wirbels der Druck zu niedrig, wodurch die Gase daselbst nach oben hin ausgetrieben werden und r die Zuschlagstoffe nicht aufgenommen,· sondern auch hochgeblasen werden, so daß sie unregelmäßig im Strom verschwinden.

Wenn dagegen der Winkel an der Spitze zu groß ist, fängt der Wirbel zu schlürfen an und es entsteht die Gefahr, daß neben den Zuschlagstoffen auch Gas mitgerissen wird und daß unter

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dem Behälter der Strahl von Spritzern und Tropfen unterbrochen wird, wodurch die Zuschlagstoffe zugleich aus dem Strahl verschwinden und der Nutzeffekt gleichfalls herabge-

setzt würde. j

Der bevorzugte Spitzenwinkel beträgt ungefähr 45°. Wenn die Wand des Zuführungskanals gemäß einer speziellen Ausführungsform der Neuerung dieselbe Neigung besitzt wie die kegelförmige Wand und somit den Kegel berührt, erhält man einen stoßfreien Eintritt. Aus Gründen der Symmetrie hat die andere Wand des Kanals dieselbe Neigung und ist der Winkel an der Spitze der beiden Wände dem Spitzenwinkel der kegelförmigen Kammer ungefähr gleich.

Vorzugsweise ist der Zufü&rungskanal von oben geschlossen und nahe der kegelförmigen Kammer mit einer Brücke versehen und weiter nach der Quelle des Schmelzenstroms zu offen. Die Brücke kann somit als Fänger für auf dem Schmelzenstrom mitgetragene Restschlacke dienen, die nicht schon vorher vom Schlackenabfluß beim Ofen entfernt worden sind.

Die Neuerung 1st im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel eines Gußblocks näher erörtert. Es zeigen: !

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Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Gußblock mit den Merkmalen der Neuerung durch die Achse der kegelförmigen Kammer und

Fig. 2 eine Aufsicht auf den Gußblock gemäß Fig. 1.

In einem Block 1 aus Graphit oder feuerfestem Material ist eine kegelförmige Kammer 2 über einer koaxialen Ablaßöffnung 3 vorgesehen. Der Winkel an der Spitze des Kegels beträgt ungefähr ^5°. In einer Höhe von höchstens dem 2,5-fachen Durchmesser der Ablaßöffnung 3 über den unteren Ende der Kammer 2 schließt ein Zuführungskanal h tangential an die Kammer an. Die eine schräge Wand des Kanals berührt den Kegel und die andere Wand ist symmetrisch, so daß die beiden Wände des Kanals k ungefähr denselben V/inkel einschließen wie der Winkel an der Spitze des Kegels beträgt. Der Boden des Kanals ^- ist nicht scharf, sondern abgerundet und nahe der Kammer 2 wird der Kanal an seiner Oberseite durch eine Brücke 5 abgeschlossen, die einen Teil der Wand der Kammer 2 bildet.

Der geschlossene Kanal 4 bildet eine Fortsetzung einer an ihrer oberen Seite offenen, sich neigenden Rinne 6, die beispielsweise an das Stichloch eines Kupolofens angeschlossen sein kann.

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Wenn ein Schmelzenstrom aus dem Kupolofen oder aus einer anderen Quelle die Rinne 6 bis über die Höhe der Oberseite des Kanals h füllt, werden gegebenenfalls auf dem Strom schwimmende Schlacken abgeführt. Auf diese V/eise wird ein so gut wie möglich gereinigter Schmetenstrom in die Kammer 2 eingelassen. Infolge des fließenden Übergangs der äußersten Wand des Kanals 4 zur Wand der Kammer 2 fließt der Strom über diese Oberfläche aus und nimmt beim Sinken durch das Abnehmen des Durchmessers anfangs an Rotationsgeschwindigkeit zu. Hierdurch verteilt sich der Strom über den ganzen Umfang und bildet einen Wirbel, dessen Tiefpunkt vorzugsweise nicht unter dem Ende der kegelförmigen Kammer zu liegen kommt.

Die Zuschlagstoffe werden vorzugsweise zentral in die Kammer 2 eingeschüttet, und zwar entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich. Wenn der vertikale Abstand zwischen dem Zuführungskanal und dem unteren Ende der Kammer den genannten Wert um ein Mehrfaches übersteigen würde, so wäre es sehr schwierig .einen Wirbel zu bilden. Die mitgeführten Stoffe blieben dann auf der Oberfläche liegen und würden nicht in dem gewünschten Maß von Strom mitgenommen.

In der kegelförmigen Kammer 2 entsteht also wohl ein Wirbel^ Ein Kegel mit einem zu kleinen Spitzenwinkel wird wie ein

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Zyklon wirken, und alle leichten Teile und Gase in das Zentrum führen. Hierdurch gelangen die leichten Zuschlagstoffe nicht in den Strom, sondern schwimmen hoch und gehen nur unregelmäßig mit hinunter. Wenn dagegen der Winkel an der Spitze zu groß ist, besteht die Gefahr des Schlürfens, so daß mit dem Zusatzmaterial auch Gas mitgesaugt wird, das in dem hervorkommenden Strahl von der Oberflächenspannung des flüssigen Metalls weggedrückt wird, wobei aber in den Spritzern und Tropfen auch ein Teil des Zuschlagstoffs verloren geht.

Es gibt also ein gewisses Gleichgewicht, wobei die leichten Zuschlagstoffe wohl mitgenommen werden, aber nicht die noch leichteren Gase bzw. Luft. Es besteht dann keine Gefahr, daß beim Unterbrechen des Zusetzens ein unruhig hervorsprudelnder Strahl entstehen und Gas mitgerissen würde. Dadurch ist es möglich, sowohl kontinuierlich wie auch diskontinuierlich Stoffe zuzusetzen, die mit Sicherheit mit dem höchstmöglichen Nutzeffekt in die Schmelze hineingelangen.

Ersichtlicherweise kann der einfache Zuführungskanal in eine Anzahl tangentiale Kanäle aufgeteilt werden, so daß die Schmelze aus verschiedenen Quellen zugeführt werden kann. Weiterhin ist die Brücke 5 nicht unbedingt notwendig.

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Bei einer Kapazität von ungefähr 7 Tonnen Gußeisen pro Stunde ist eine Ablaßöffnung 3 von ungefähr 20 mm Durchmesser erwünscht, wobei ein Zuführungskanal 4 von dreieckigem Durchschnitt mit einer Höhe von ungefähr 25 mm und einer oberen Breite von ungefähr 22 mm in eine kegelförmige Kammer mit einem Spitzenwinkel von ungefähr 45° in einer Höhe von 50 mm über dem unteren Ende der Kammer ausmündet. In dieser Kammer können Entschwefelungs- und Aufkohlungsmittel und auch Stoffe zum Einimpfen, Modifizieren oder Legieren der Schmelze zugesetzt werden. Unter Umständen ist es selbst möglich, eine Anzahl dieser Gußblöcke kaskadenweise hintereinander zu schalten, wenn nur zwischen den Blöcken eine richtige Aufenthaltzeit realisiert werden kann.

Bei anderen Schmelzen als Gußeisen und bei anderen Zuschlagmaterialien soll der Winkel an der Spitze der Kammer den Eigenschaften der Schmelze angepaßt werden, wahrend die Lage des Zuführungskanals über dem unteren Ende in Abhängigkeit des spezifischen Gewichts der zu verarbeitenden Schmelze nur einer geringen Änderung bedarf. Die Kammerwand braucht nicht rein kegelförmig zu verlaufen, sondern kann auch die Form eines Teiles eines Rotationshyperboloids sein, vorausgesetzt, daß darin der erforderliche Wirbel entsteht.

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Claims

1. Gußblock zum kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Zuschlagen von Stoffen zu einer Schmelze, gekennzeichnet durch eine kegelförmige Kammer über einer koaxialen Ablaßöffnung und mindestens einen Zuführungskanal für die Schmelze, der nahe dem oberen Ende der kegelförmigen Kammer tangential in letztere mündet.

2. Gußblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß eine Seitenwand des Zuführungskanals eine beschreibende Linie der kegelförmigen Kammer berührt.

3. Gußblock nach Anspruch 1 oder 2_;. dadurch gekennzeichnet, daß sich der niedrigste Punkt des Zuführungskanalc in einem etwa dem 2,5-fachen des Durchmessers der Ablaßöffnung entsprechenden Abstand über dem unteren Ende der kegelförmigen Kammer befindet.

Jj-.' Gußblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel an der Spitze der Kammer 30° bis 90° und vorzugsweise 45° beträgt.

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5. Gußblock nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Zuführungskanals von oben geschlossen und nahe der kegelförmigen Kammer mit einer Brücke versehen ist, die einen Teil der Kammerwand bildet und an der anderen Seite einen Fänger für auf dem Schmelzenstrom mitschwimmende Schlacke bildet.