DE2326603C3 - Method and device for introducing solids into a molten metal - Google Patents
Method and device for introducing solids into a molten metalInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Einführung von der Behandlung von Metallschmelzen dienenden pulverförmigen Feststoffen in eine Metallschmelze mit Hilfe eines in die Schmelze eintauchenden Zuleitungsrohres und unter Verwendung eines Gasstromes.The invention relates to a method and a device for introducing the treatment of molten metals Serving powdery solids in a metal melt with the help of a in the melt immersed supply pipe and using a gas stream.
Die bislang üblichen Verfahren zur Einführung pulverförmiger Produkte geringer Dichte in eine zu behandelnde Metallschmelze bestanden darin, die Feststoffe in einem Trägergas zu suspendieren und die Suspension durch eine in die Schmelze eingetauchte Lanze hindurchzublasen. Die in den meisten Fällen aus einfachen Rohren aus feuerfestem Material bestehenden ari7en sind dabei so installiert, daß sie in vertikaler Richtung in die in einem metallischen Behälter befindliche Schmelze eingetaucht werden können, wenn der Behälter an die Behandlungsstätte gebracht wird. Die Behandlungsstoffe wurden ip. Form von Suspensionen aus mit Vorrichtungen zur Fluidisierung versehenen Behältern durch Leitungen den Einblaslanzen zugeführt. Weiterhin ist es aus der GB-PS 771 115 bekannt, einen pulverförmigen Feststoff durch eine in die Schmelze eingetauchte Lanze einzublasen, wobei das untere Ende eines Vorratsbehälters mit einer Einblasdüse für das Trägergas zusammenarbeitet so daß der Feststoff durch die ganze Länge der Lanze mit Hilfe des Trägergases durchgeblasen wird. Das untere Ende der Lanze ist gegenüber der Achsrichtung der Lanze abgewinkelt. Aus der FR-PS 1 059 819 ist es bekannt, das Behandlungsmittel einem Zuleitungsrohr mit Hilfe einer horizontal angeordneten Förderschnecke zuzuführen, während es bereits unter einem Schutzgas steht. Die Zuführung durch das Zuleitungsrohr in die Schmelze erfolgt ohne besondere mechanische Hilfsmittel.The methods used to date for introducing powdery products of low density into a product to be treated Molten metal consisted in suspending the solids in a carrier gas and making the suspension to blow through a lance immersed in the melt. Which in most cases consist of simple Pipes made of refractory material ari7en are installed so that they are in a vertical position Direction can be immersed in the melt located in a metallic container when the Container is brought to the treatment site. The treatment substances were ip. Form of suspensions fed from containers provided with devices for fluidization through lines to the injection lances. It is also known from GB-PS 771 115, a powdery solid through a into the Melt immersed lance to be injected, the lower end of a storage container with an injection nozzle for the carrier gas working together so that the solid is using the entire length of the lance the carrier gas is blown through. The lower end of the lance is opposite the axial direction of the lance angled. From FR-PS 1 059 819 it is known to apply the treatment agent to a feed pipe with the aid to a horizontally arranged screw conveyor while it is already under a protective gas. The feed through the feed pipe into the melt takes place without any special mechanical aids.
Die bekannten Einblasverfahren führen in vielen Fällen nicht zu zufriedenstellenden Ergebnissen, insbesondere deshalb, weil die Leistung oder der Reaktionsgrad der Behandlungsstoffe im allgemeinen nur mittelmäßig ist und in keinem Verhältnis zu ihrem tatsächlichen Wirkungsgrad steht, obwohl die in Pulverform vorliegenden Behandlungsstoffe sehr feinteilig sind und eine sehr große Oberfläche aufweisen, was bekanntlich eine Begünstigung der an der Oberfläche ablaufenden Reaktionen erwarten lassen sollte. Der geringe Wirkungsgrad der vorgenannten Einblasprozesse scheint hauptsächlich darauf zurückzuführen zu sein, daß ein inniger, längerer Kontakt zwischen den Partikeln des Behandlungsstoffs und dem geschmolzenen Metall nur zwischen einem Teil der eingeblasenen Partikeln eintritt. Tatsächlich ist bei den eingeblasenen Suspensionen das Verhältnis Träger-Gas zu der Menge der in Pulverform vorwiegenden Feststoffe sehr groß, so daß es durchaus möglich erscheint, daß ein großer Teil der festen Partikeln in den Gasblasen eingeschlossen bleibt und mit diesen gegen die Oberfläche der Schmelze getragen wird, ohne in Reaktion getreten zu sein. Bei einem anderen in Piwowarsky »Hochwertiges Gußeisen« 1942, S. 290 ui id 291 beschriebenen Verfahren wird ein in der Schmelze eingetauchter Verteilerkopf einer Lanze zum Einführen von Karbid in die Schmelze während der Einführung in Rotation versetzt, vermutlich um zu erreichen, daß das Karbid gut mit der Schmelze vermischt wird. Hier handelt es sich jedoch nicht um ein Einblasverfahren.In many cases, the known injection methods do not lead to satisfactory results, in particular This is because the performance or the degree of reaction of the treatment substances is generally only mediocre and is disproportionate to their actual efficiency, even though those are in powder form Treatment substances are very finely divided and have a very large surface, which is known to be a Favor of the reactions taking place on the surface should be expected. The low efficiency of the aforementioned blowing processes seems to be mainly due to the fact that an intimate, prolonged contact between the particles of the treatment substance and the molten metal only between a part of the injected particles enters. Indeed, it is with the injected suspensions The ratio of carrier gas to the amount of solids, predominantly in powder form, is very large, so that it is quite it appears possible that a large part of the solid particles remains enclosed in the gas bubbles and with them this is carried against the surface of the melt without having reacted. With another in Piwowarsky "High Quality Cast Iron" 1942, p. 290 and 291, a process is described In the melt immersed distribution head of a lance for introducing carbide into the melt during the introduction into rotation, presumably to achieve that the carbide mixes well with the melt will. However, this is not a blow-in process.
Der Erfindung liegt daher hauptsächlich die Aufgabe zugrunde, die Bedingungen, unter denen pulverförmig« Produkte in ein in Schmelze befindliches Metallbad ir einen metallurgischen Behälter eingeführt werden wirksam zu verbessern. Insbesondere soll der Gasantei der durch die Lanze in die Metallschmelze eingeblase nen Suspension stark herabgesetzt und in der Metall schmelze eine wirksame Trennung des Gases von dei Feststoffpartikeln gewährleistet sein. Außerdem sol eine gute Verteilung der Feststoffe im Behälterinhal bewirkt und dadurch die Wirksamkeit der Behandlun; noch erhöht werden.The invention is therefore mainly based on the object of the conditions under which powdery « Products are introduced into a molten metal bath ir a metallurgical vessel to improve effectively. In particular, the proportion of gas should be blown into the molten metal through the lance nen suspension is greatly reduced and in the metal melt an effective separation of the gas from the dei Solid particles be guaranteed. In addition, there should be a good distribution of the solids in the container contents causes and thereby the effectiveness of the treatment; still to be increased.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Einführun ist diese Aufgabe dadurch gelöst worden, daß die Fest stoffe zunächst mechanisch durch das Zuleitungsrohr i eine an seinem unteren Bereich vorgesehene Misch kammer transportiert werden, kontinuierlich und unat hängig von d°n Feststoffen durch eine von dem ZuIeIn the inventive method for introduction, this object has been achieved in that the hard materials first mechanically through the supply pipe i a mixing provided at its lower area Chamber are transported continuously and independently of the solids through one of the feeder
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tungsrohr getrennte Leitung der Gasstrom in die Mischkammer geleitet wird, die Feststoffe aus der Mischkammer durch den als Treibmittel dienenden Gasstrom durch mindestens einen kurzen Austrittskanal in das Innere der Metallschmelze getragen werden und daß zwischen der Metallschmelze und der Zuleitung eine Rotationsbewegung erzeugt wird. Die Feststoffe können in Pulverform oder in Form einer Aufschlämmung (in Form einer Mischung fest/flüssig) eingesetzt werden.The gas stream is fed into the mixing chamber, taking the solids out of the separate line Mixing chamber through the gas flow serving as propellant through at least one short outlet channel are carried into the interior of the molten metal and that between the molten metal and the supply line a rotational movement is generated. The solids can be in powder form or in the form of a slurry (in the form of a solid / liquid mixture) can be used.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die pulverförmigen Feststoffe mit mechanischen Mitteln in unmittelbare Nähe der Stelle gebracht, an der sie in die Schmelze austreten. Dadurch wird erreicht, daß nur ein sehr kleines Gasvolumen genügt, um eine verhältnismäßig große Menge der in Pulverform vorliegenden Feststoffe in die Schmelze austreten und sich dort verteilen zu lassen. Die Anzahl der zum Einschluß der Feststoffpartikeln befähigten Gasblasen wird dabei auf ein Minimum reduziert. Die Gaszufuhr erfolgt kontinuierlich, um den Eintritt von Metall rückwärts in das Innere der Lanze zu vermeiden. Der Druck des Gases wird nur weniger höher als der ferrostatische Druck des Metalls über dem Eintauchniveau der Lanze gehalten. Vorzugsweise taucht die Lanze etwa bis in die Mitte oder tiefer in die Behälterfüllung ein.When carrying out the process according to the invention, the pulverulent solids are mechanically Means brought in the immediate vicinity of the point at which they emerge in the melt. Through this it is achieved that only a very small volume of gas is sufficient to produce a relatively large amount of the in powder form present solids escape into the melt and can be distributed there. The number of gas bubbles capable of trapping the solid particles are reduced to a minimum. The gas supply is carried out continuously to avoid the entry of metal backwards into the interior of the lance. The pressure of the gas is only slightly higher than the ferrostatic pressure of the metal above the immersion level held the lance. The lance preferably dips approximately to the middle or deeper into the container filling a.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform werden die Feststoffe kontinuierlich vorzugsweise mittels einer Förderschnecke bis an das untere Ende der Lanze transportiert.According to a particularly advantageous embodiment, the solids are preferred continuously transported by a screw conveyor to the lower end of the lance.
Um die Bildung großer Gasblasen zu vermeiden und um die Trennung der festen Partikeln vom Gas zu begünstigen, d. h., um die beiden Medien während ihres Aufstieges durch die Schmelze auf getrennten Bahnen zu führen, ist das untere Austrittsende der Lanze vorzugsweise abgebogen und bildet gegenüber der Vcrtikalachse einen Winkel zwischen etwa 30 und 90°. Außerdem kann eine Trennung der Phasen dadurch begünstigt werden, daß der Lanze eine Rotationsbewegung erteilt wird. Zu diesem Zweck kann die Lanze um ihre Vertikalachse gedreht oder in der Metallschmelze im Kreis bewegt werden, wobei der Mittelpunkt des Kreises vorzugsweise mit der Vertikalachse des die Schmelze enthaltenden metallurgischen Behälters zusammenfällt Mit besonderem Vorteil kann die Lanze aber auch gleichzeitig sowohl um ihre Vertikalachse gedreht als auch in der Metallschmelze auf einer kreisförmigen Bahn bewegt werden, wobei auch hierbei der Mittelpunkt der kreisförmigen Bahn vorzugsweise mit der Vertikalachse des die Schmelze enthaltenden metallurgischen Behälters zusammenfälltTo avoid the formation of large gas bubbles and to promote the separation of the solid particles from the gas, d. i.e., to the two media during their The lower exit end of the lance is preferably used to guide the rise through the melt on separate tracks bent and forms an angle between about 30 and 90 ° with respect to the vertical axis. In addition, a separation of the phases can be promoted by giving the lance a rotational movement is granted. For this purpose, the lance can be rotated about its vertical axis or in the molten metal be moved in a circle, the center of the circle preferably coinciding with the vertical axis of the Melt-containing metallurgical container collapses With particular advantage, the lance but also at the same time both rotated around its vertical axis and in the molten metal on a circular one Path are moved, with the center point of the circular path preferably also here the vertical axis of the metallurgical vessel containing the melt coincides
Derselbe Effekt kann mit Vorteil auch dadurch erzielt werden, daß eine gerade Lanze schräg in die Schmelze eingetaucht wird, so daß sie beim Beweger, einen Kegel beschreibt dessen Spitze innerhalb oder außerhalb der Schmelze gelegen sein kann.The same effect can also be achieved with advantage that a straight lance obliquely into the Melt is immersed so that at the mover, a cone describes its tip within or can be located outside the melt.
Außer der bereits genannten Trennwirkung der gasförmigen von der festen Phase wird durch die vorgenannten Maßnahmen gleichzeitig eine Verteilung der Feststoffe auf eine größere Fläche im Metallbad erzielt und eine mechanische Bewegung des Behälterinhalts erzeugtIn addition to the already mentioned separating effect of the gaseous from the solid phase, the aforementioned Measures simultaneously achieved a distribution of the solids over a larger area in the metal bath and generates a mechanical movement of the container contents
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist eine mit Mitteln für die Zufuhr von pulverförmigen Feststoffen und Gas versehene Eintauchlanze auf, in welcher erfindungsgemäß im Inneren des aus einem feuerfesten Material bestehenden Lanzenkörpers und koaxial zu diesem eine endlose Förderschnecke und eine separate, im Bereich des Endes der Förderschnekke mündenden Gaszufuhrleitung sowie eine im Bereich des unteren Endes der Lanze angeordnete, mindestens einen kurzen Abflußkanal aufweisende Mischkammer vorgesehen sind.The device for carrying out the method has a means for the supply of powdery Solids and gas provided immersion lance, in which according to the invention in the interior of a refractory material existing lance body and coaxial with this an endless screw conveyor and a separate gas supply line opening in the area of the end of the screw conveyor and one in the area the lower end of the lance arranged, at least one short discharge channel having mixing chamber are provided.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung, die hauptsächlich aus einem Vorratsgefäß für die Feststoffe und der Eintauchlanze besteht, erlaubt eine kontinuierliche undThe device according to the invention, which mainly consists of a storage vessel for the solids and the Immersion lance is made, allows continuous and
ίο gleichmäßige Zufuhr erheblicher Mengen des pulverförmigen Produkts in das schmelzende Metall.ίο Even supply of considerable amounts of the powdery Product into the melting metal.
Die für die Behandlung der Metallschmelze vorgesehenen pulverförmigen Feststoffe sind in einem Vorrat gespeichert, welcher als zylindrischer Behälter ausgebildet ist, der sich nach unten konisch verjüngt und in dem konisch verjüngten Teil, dessen Ende zur Ausgabe dient, einen Rührer aufweist, welcher die kontinuierliche Ausschüttung der pulverförmigen Feststoffe erleichtert. The powdery solids intended for the treatment of the molten metal are in a store stored, which is designed as a cylindrical container that tapers conically downwards and in the conically tapered part, the end of which is used for dispensing, has a stirrer, which the continuous Easier distribution of the powdery solids.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Vorratsbehälter und Lanze senkrecht untereinander angeordnet. In diesem Falle ist die Welle der im Lanzenkörper vorgesehenen Förderschraube mit der durch den Vorratsbehalter hindurchgeführten und die mechanische Rührvorrichtung tragenden Welle direkt verbunden und wird zusammen mit dieser mit einem gemeinsamen, außerhalb des Behälters angeordneten Motor angetrieben. Die Antriebswelle kann über ihre gesamte Länge hohl sein und dazu dienen, das Treibgas dem unteren Ende der Förderschraube zuzuleiten. Statt dessen kann die Gaszufuhr in den Lanzenkörper aber auch über eine durch das Zuleitungsrohr der Förderschraube und den Außenmantel des Lanzenkörpers gebildete Ring-According to a particularly advantageous embodiment of the device according to the invention, there are storage containers and lance arranged vertically one below the other. In this case the shaft is that provided in the lance body Feed screw with the through the storage container and the mechanical agitator bearing shaft and is connected to this with a common, Driven motor arranged outside the container. The drive shaft can over its entire length be hollow and serve to direct the propellant gas to the lower end of the feed screw. Instead, you can the gas supply into the lance body but also via a through the feed pipe of the feed screw and the outer jacket of the lance body formed ring
leitung erfolgen.management.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Lanzenkörper dergestalt an einer Haltevorrichtung befestigt sein, daß er eine Rotationsbewegung ausführen kann. Gleichzeitig oder aber auch unabhän-According to a further advantageous embodiment, the lance body can be attached to a holding device in this way be attached so that it can perform a rotational movement. Simultaneously or independently
gig davon kann die ganze Vorrichtung, d. h. Vorratsbehälter, Fördereinrichtung und Lanzenkörper, zentrisch oder exzentrisch auf einer drehbaren Scheibe angeordnet sein. Eine relative Kreisbewegung zwischen der Schmelze und dem Lanzenkörper kann jedoch auch da-In addition to this, the whole device, i. H. Storage container, conveyor and lance body, centric or be arranged eccentrically on a rotatable disc. A relative circular motion between the However, the melt and the lance body can also
durch erzeugt werden, daß der die zu behandelnde Schmelze enthaltende metallurgische Behälter gedreht wird.be generated by rotating the metallurgical vessel containing the melt to be treated will.
Die Zugabemenge der pulverförmigen Feststoffe kann durch die Geschwindigkeit der Förderschraube gesteuert werden, welche einige zehn Umdrehunger pro Minute oder mehr betragen kann. Vorzugsweise wird die Zugabemenge jedoch zusätzlich noch durch eine Dosiervorrichtung gesteuert, welche die Eingangs öffnung zu der Förderschraube steuert In jedem FalleThe amount of powdery solids added can be determined by the speed of the feed screw can be controlled, which can be a few tens of revolutions per minute or more. Preferably However, the amount added is also controlled by a metering device that controls the input opening to the feed screw controls in any case
ist es vorteilhaft durch kontinuierliches Wiegen dif Menge der zugesetzten Feststoffe zu überwachen.it is advantageous to monitor the amount of solids added by continuous weighing.
Zu diesem Zweck werden die der Zufuhr der Fest stoffe dienenden Teile der Vorrichtung, also der Vor ratsbehälter und die mit diesem verbundenen Elemente die Förderschraube sowie deren zugehöriges äußere! Führungsrohr, die direkt miteinander verbunden sind von einer Waage getragen und sind nicht Bestandtei des Lanzenkörpers, welcher gesondert an einer dreh baren oder nicht drehbaren Halterung befestigt istFor this purpose, the supply of the solid materials serving parts of the device, so the front advice container and the elements connected to it, the conveyor screw and its associated outer! Guide tubes, which are directly connected to each other, are carried by a scale and are not part of it the lance body, which is separately attached to a rotatable or non-rotatable bracket
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestalten* der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Förder schraube unabhängig von dem im Vorratsbehälter vor gesehenen Rührwerk gesteuert Dies ist besonderAccording to a further advantageous embodiment * of the device according to the invention, the conveyor screw controlled independently of the agitator provided in the storage tank This is special
dann günstig, wenn Vorratsbehälter und Förderschraube nicht senkrecht untereinander angeordnet sind, sondern wenn die Lanze schräg zur Vertikalachse in den Behälter eingetaucht wird und beim Drehen die Oberfläche eines Kegels beschreibt. Eine solche Anordnung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der mit einer Dosiervorrichtung versehene Vorratsbehälter unbeweglich an einer dafür vorgesehenen Stelle angeordnet und über ein flexibles Zuleitungsrohr mit einer flexiblen Förderschraube mit einer mobilen, im Inneren eines drehbaren oder nicht drehbaren Lanzenkörpers vorgesehenen Fördervorrichtung verbunden ist, die aus einer Förderschraube und einem Förderrohr aus nicht flexiblem Material besteht.it is advantageous if the storage container and the screw conveyor are not arranged vertically one below the other, but rather when the lance is immersed in the container at an angle to the vertical axis and when turning the surface describes a cone. Such an arrangement is particularly advantageous when the one with a Dosing device provided storage container arranged immovably at a place provided for it and via a flexible supply pipe with a flexible conveyor screw with a mobile one inside rotatable or non-rotatable lance body provided conveyor device is connected, which consists of a Conveyor screw and a conveyor tube made of non-flexible material.
Mit besonderem Vorteil ist das Endstück des Lanzenkörpers auswechselbar. Da sich gerade Endstücke leichter verstopfen, sind diese vorzugsweise abgebogen und bilden mit der Vertikalachse einen Winkel zwischen etwa 30 und 90°. Die Endstücke können auch spiralförmig gewunden sein, wobei ihre Öffnungen mit der Horizontalen einen Winkel von ± 45° bilden. Des weiteren können die Endstücke in der Art eines Rührers mehrere, jeweils mit einer öffnung versehene Arme aufweisen.The end piece of the lance body can be exchanged with particular advantage. Since there are straight end pieces clog more easily, these are preferably bent and form an angle with the vertical axis between about 30 and 90 °. The end pieces can also be spirally wound, with their openings with form an angle of ± 45 ° with the horizontal. Furthermore, the end pieces can be in the manner of a stirrer have several arms, each provided with an opening.
Der Lanzenkörper mit seinen Elementen zur Beförderung der Feststoffe und zur Halterung oder die gesamte Vorrichtung mit den Elementen für die Beförderung der Feststoffe, dem Vorratsbehälter und den übrigen Elementen zur Regulierung und Einstellung können an einer Halterungs- und Hebevorrichtung befestigt sein, welche die Lanze in vertikaler Richtung hebt oder senkt. Vorzugsweise kann die Halterungs- und Hebevorrichtung Translations- und/oder Rotationsbewegungen ausführen, um beispielsweise an eine Stelle gefahren werden zu können, an welcher die Lanze oder das Lanzenendstück ausgewechselt wird, oder an welcher die Feststoffe automatisch in den Vorratsbehälter nachgefüllt werden.The lance body with its elements for transportation the solids and for the support or the entire device with the elements for the transport the solids, the storage tank and the other elements for regulation and setting be attached to a support and lifting device which lifts the lance in the vertical direction or lowers. Preferably, the holding and lifting device can translate and / or rotate perform, for example, to be able to be moved to a point where the lance or the lance end piece is replaced, or at which the solids are automatically transferred to the storage container be refilled.
Da zur Behandlung einer Metallschmelze auch ein Verbrennungsgas erforderlich sein kann, ist auch die Möglichkeit vorgesehen, den Vorratsbehälter, die Förderschraube, die Gasleitungen und den Lanzenkörper mittels eines lnertengases zu reinigen.Since a combustion gas may also be required to treat a molten metal, the Possibility provided for the storage container, the conveyor screw, to clean the gas lines and the lance body by means of an inert gas.
Die besonderen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegen darin, daß es möglich ist. die Zugabemenge des Gases und der pulverförmigen Feststoffe individuell und genau zu dosieren, die pulverförmigen Feststoffe mit mechanischen Mitteln in kontrollierbaren Mengen an das untere Ende der Lanze zu befördern und sie mit einem Minimum an Gas in das Schmelzbad zu transportieren, die pulverförmigen Feststoffe auf eine große Oberfläche innerhalb der Schmelze zu verteilen und sie dabei gleichzeitig wirksam von ihrem Transportgas zu trennen, indem eine senkrecht von oben nach unten eingetauchte Lanze mit gebogenem Endstück um ihre eigene Achse und/oder um eine andere Achse gedreht wird, oder indem eine gegen die Vertikale geneigte gerade Lanze einen Kegel beschreibt, daß die pro Zeiteinheit in das zu behandelnde Bad eingeführte Feststofimenge genau überwacht wird und daß die zwischen den geschmolzenen Metallen und den Feststoffen ablaufenden Reaktionen insbesondere bei Produkten begünstigt werden, die sich durch eine geringe Reaktionsfreudigkeit oder durch eine schlechte Nutzleistung auszeichnen.The particular advantages of the method according to the invention and the device according to the invention lie in the fact that it is possible. the amount of gas and powdery solids added individually and to precisely dose the powdery solids by mechanical means in controllable quantities to the lower end of the lance and to transport it into the weld pool with a minimum of gas, the powdery solids to distribute over a large surface within the melt and they at the same time effectively separating them from their transport gas by placing one vertically from top to bottom submerged lance with curved end piece rotated around its own axis and / or around another axis is, or by a straight lance inclined to the vertical describes a cone that the per unit of time The amount of solids introduced into the bath to be treated is closely monitored and that the between molten metals and solids reactions, especially in products that are favored by poor responsiveness or poor performance distinguish.
Die Fi g. 1 und 2 stellen besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dar. Es zeigtThe Fi g. 1 and 2 represent particularly advantageous embodiments the device according to the invention is shown schematically. It shows
F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch den Vorratsbehälter, die Fördervorrichtung und die Dosiervorrichtung für pulverförmige Produkte und Gas und F i g. 2 eine Seitenansicht im Teilschnitt einer Halterungs- und Hebevorrichtung zur Verschiebung einer Lanze im Innern eines metallurgischen Behälters.F i g. 1 shows a vertical section through the storage container, the conveying device and the metering device for powdery products and gas and F i g. 2 a side view in partial section of a bracket and lifting device for moving a lance inside a metallurgical vessel.
In dem für einen Druck von mehreren kg/cm2 geeigneten Vorratsbehälter 10 ist ein mechanischer RührerA mechanical stirrer is located in the storage container 10, which is suitable for a pressure of several kg / cm 2
ίο 11 angeordnet, welcher über die Antriebswelle 12 mit dem außerhalb des Behälters vorgesehenen Motor 16 verbunden ist. Der Vorratsbehälter 10 weist einen abnehmbaren Deckel 13 für die Beschickung mit Feststoffen sowie Stutzen 14' und 14" zur Reinigung des Behälters und eine Sicherheitsscheibe 15 auf. An seinem unteren, sich konisch verjüngenden Bereich, durch welchen der Behälter entleert wird, ist die Dosiervorrichtung 21 vorgesehen, welche die Zufuhr der pulverförmigen Feststoffe zu einer Förderschnecke 30 reguliert.ίο 11 arranged, which via the drive shaft 12 with the motor 16 provided outside the container is connected. The storage container 10 has a removable Lid 13 for loading solids and nozzles 14 'and 14 "for cleaning the container and a safety disk 15. At its lower, conically tapering area through which the container is emptied, the metering device 21 is provided, which supplies the powdery Solids to a screw conveyor 30 regulated.
In dem in der F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind der mechanische Rührer 11 und die Förderschraube 30 Bestandteil der gleichen Antriebswelle 12, die in vertikaler Richtung durch den Behälter 10 hindurchgeführt ist und durch den Motor 16 angetrieben wird. Dieser Motor kann an der Haltevorrichtung 25 des Trichters 10 befestigt sein, wie dies in F i g. 2 dargestellt ist. Die Haltevorrichtung 25 ruht auf der drehbaren Scheibe 26.In the FIG. 1 are the mechanical stirrer 11 and the feed screw 30 part of the same drive shaft 12 which passes through the container 10 in the vertical direction and is driven by the motor 16. This motor can be attached to the holding device 25 of the funnel 10, as shown in FIG. 2 is shown. The holding device 25 rests on the rotatable Disc 26.
Die mit der Antriebswelle 12 fest verbundene Förderschnecke 30 sowie deren an der Dosiervorrichtung 21 befestigtes Zufuhrrohr 31, weiche in Verlängerung des sich konisch verjüngenden Teils des Trichters angeordnet sind, bilden einen wesentlichen Bestandteil der Fördereinrichtung zum Lanzenkopf 41. Der Lanzenkörper 40, der in der dargestellten Ausführungsform unabhängig von der Fördereinrichtung ist, gehört zur Drehscheibe 26, an welcher er über den Flansch 27 befestigt ist. Wie F i g. 2 zeigt, kann sich die Drehscheibe 26 um eine in bezug auf den Lanzenkörper 40 exzentrische Achse drehen. Die Zufuhrvorrichtung für die Feststoffe kann an einem Waagebalken aufgehängt sein oder auf diesem aufliegen. Die Zufuhrvorrichtung ist mit dem an der Drehscheibe 26 befestigten Lanzenkopf nur über eine flexible Abdichtung 24 verbunden.The screw conveyor 30 firmly connected to the drive shaft 12 and the screw conveyor on the metering device 21 fixed supply pipe 31, which is arranged in an extension of the conically tapering part of the funnel are, form an essential part of the conveying device to the lance head 41. The lance body 40, which in the illustrated embodiment is independent of the conveyor device to the turntable 26, to which it is attached via the flange 27. Like F i g. 2 shows, the turntable can turn 26 about an axis which is eccentric with respect to the lance body 40. The feeding device for the Solids can be suspended from or rest on a balance beam. The feeding device is connected to the lance head attached to the turntable 26 only via a flexible seal 24.
welche den Wiegevergang nicht nennenswert beeinflußt. which does not significantly affect the weighing history.
Der Lanzenkörper 40 besteht bei der dargestellten Vorrichtung aus einem außen mit einer feuerfesten Verkleidung versehenen Rohr. Der unterste Teil 41 der Lanze ist vorzugsweise ein Verschleißstück und in der Weise befestigt, daß eine Auswechslung dieses Stücks leicht vorgenommen werden kann. In diesem Teilstück 41 der Lanze ist eine konische Ausnehmung 42 vorgesehen, in welche die durch die endlose Förderschraube 30 transportierten pulverförmigen Feststoffe gelangen und von welcher der Abflußkanal 43 ausgeht.In the device shown, the lance body 40 consists of a fireproof one on the outside Cladding tube. The lowermost part 41 of the lance is preferably a wear piece and in the Fastened in a way that a replacement of this piece can easily be made. In this section 41 of the lance a conical recess 42 is provided, in which the by the endless conveyor screw 30 transported powdery solids arrive and from which the drainage channel 43 emanates.
Während der Behandlung der Metallschmelze fließen die pulverförmigen Feststoffe unter der Einwirkung des Rührers 11 aus dem Vorratstrichter 10. Die Zugabemenge der Feststoffe wird durch das Zusammenspiel der Dosier- oder Schließvorrichtung 21 und der Geschwindigkeit der Förderschnecke 30 reguliert. Auf diese Weise kann die Zugabemenge leicht den jeweiligen Erfordernissen der Behandlung, der zu behandelnden Metallmenge und der gewünschten Schnelligkeit der Ausgabe angepaßt werden. Die Zugabemenge kann kontinuierlich durch Wiegen des Trichters überwacht werden.During the treatment of the molten metal, the powdery solids flow under the action of the stirrer 11 from the storage funnel 10. The amount of solids added is determined by the interaction the dosing or closing device 21 and the speed of the screw conveyor 30 are regulated. In this way, the amount added can easily meet the requirements of the treatment to be treated Metal amount and the desired speed of output can be adjusted. The amount added can be monitored continuously by weighing the hopper.
Die zugeführten Feststoffe können aus einer Legierung bestehen oder Produkte für den Frischprozeß sein, welche in die Schmelze eingeführt werden sollen. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung werden die Bedingungen für die Zufuhr von insbesondere solchen Stoffen, welche eine geringe Dichte aufweisen und sich schlecht benetzen lassen, wirksam verbessert. Im allgemeinen werden solche Stoffe im festen Zustand befördert. Die Vorrichtung ist jedoch auch für die Verwendung der Feststoffe in Form von Aufschlämmungen geeignet. The solids fed in can consist of an alloy or products for the fresh process which are to be introduced into the melt. By the device according to the invention, the Conditions for the supply of substances, in particular, which have a low density and which leave poorly wetted, effectively improved. In general, such materials are transported in the solid state. However, the device is also suitable for the use of the solids in the form of slurries.
Die der Behandlung der Schmelze dienenden Feststoffe werden durch die Förderschraube 30 in die Mischkammer 42 gebracht, aus der sie unter der Einwirkung eines Gasstromes ausgetrieben werden. Die Gaszufuhr erfolgt durch die Zuleitung 17, durch die Hohlwelle der Rührvorrichtung 11 und der Förderschnecke 30. Statt dessen kann die Gaszufuhr durch die durch das Führungsrohr 31 der Förderschnecke 30 und den Mantel des Lanzenkörpers 40 begrenzte Ringleitung 33 erfolgen. Mit besonderem Vorteil ist am Ausgang der Hohlwelle ein Venturirohr vorgesehen, um eine Beschleunigung des Gasstromes zu erzeugen und seine Saugwirkung zu erhöhen. Wenn das Trägergas durch die ringförmige Zuleitung 33 zugeführt wird, wird an deren unterem Ende ein wendeiförmiger Diffusor vorgesehen, welcher den Gasstrom dadurch beschleunigt, daß er eine tangentielle Austrittskomponente erzeugt.The solids used to treat the melt are fed into the Brought mixing chamber 42, from which they are expelled under the action of a gas stream. the Gas is supplied through the supply line 17, through the hollow shaft of the stirring device 11 and the screw conveyor 30. Instead, the gas supply can through the guide tube 31 of the screw conveyor 30 and the jacket of the lance body 40 limited ring line 33 take place. Of particular advantage is at the exit the hollow shaft a Venturi tube is provided in order to generate an acceleration of the gas flow and to increase its suction. When the carrier gas is supplied through the annular supply line 33, a helical diffuser is provided at the lower end, which accelerates the gas flow, that it creates a tangential exit component.
Das Gas wird unter einem Druck eingeblasen, der etwas höher ist als der ferrostatische Druck des Metalls über dem Eintauchniveau der Lanze. Das eingeblasene Gas kann inert oder reaktionsfähig, oxydierend oder reduzierend sein.The gas is injected under a pressure that is slightly higher than the ferrostatic pressure of the metal above the immersion level of the lance. The blown gas can be inert or reactive, oxidizing or be reducing.
Das Einblasen eines Verbrennungsgases erfordert eine vollkommene Entfernung der Luft aus der Vorrichtung, was dadurch erreicht wird, daß die Vorrichtung mit einem inerten Gas, beispielsweise mit Stick stoff, durchspült wird. Die zu diesem Zweck notwendi gen Zuleitungen 14' und 14", 22 und 23 sind dafür vor gesehen, mit dem inerten Gas den Trichter 10, die end lose Schraube 30 und die Ringleitung 33 außerhalb de: Führungsrohres 31 der Schraube zu reinigen. Um jegli eher Gefahr vorzubeugen, kann das Kommando zui Reinigung automatisch ausgelöst werden, ehe die Lan ze in die Schmelze eintaucht.Injection of a combustion gas requires complete removal of the air from the device, which is achieved in that the device with an inert gas, for example with a stick fabric, is flushed through. The leads 14 'and 14 ", 22 and 23 are necessary for this purpose seen, with the inert gas the funnel 10, the endless screw 30 and the ring line 33 outside de: Guide tube 31 to clean the screw. To any rather to prevent danger, the cleaning command can be triggered automatically before the Lan ze is immersed in the melt.
ίο Die in F i g. 2 dargestellte erfindungsgemäße Vor richtung ist auf einem in vertikaler Richtung verschieb baren Lager 51 einer selbständigen Bewegungsvorrich tung 50 angeordnet. Die in den metallurgischen Behäl ter eingetauchte Lanze wird durch die Drehscheibe 2( kreisförmig um die Achse 52 gedreht. Die Bewegungs vorrichtung ist so eingerichtet, daß ihr Oberteil 5: durch den Motor 54 in Rotation versetzt werden kann Dadurch ist es möglich, die Zufuhreinrichtungen für di< pulverförmigen Feststoffe an Stationen zu fahren, ai denen die Lanze ausgewechselt und/oder die Feststoff! nachgefüllt werden.ίο The in F i g. 2 shown in front of the invention direction is on a displaceable in the vertical direction ble bearing 51 an independent movement device device 50 arranged. The lance, which is immersed in the metallurgical container, is driven through the turntable 2 ( rotated circularly about axis 52. The movement device is set up so that its upper part 5: can be set in rotation by the motor 54. This makes it possible to use the feed devices for di < to drive powdery solids to stations where the lance has been changed and / or the solids! be refilled.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist sowohl für dii Behandlung von Gußeisen- oder Stahlschmelzen al: auch für die Behandlung anderer geschmolzener Metal Ie oder Legierungen mit Feststoffen geeignet. Die Be handlung der Schmelzen, die unter anderem in eine Desoxydation, einer Entschwefelung, einer Entphos phatierung, einer Legierungsbildung oder einer Ab Stimmung bestehen kann, kann in gleicher Weise ii einem Ofen, einer Pfanne, einem Mischer, einem fahr baren Behälter oder in anderen metallurgischen Behäl tern durchgeführt werden. Dabei können die Behalte zu einer Station geführt werden, an welcher die Vor richtung in die Behälter eingebracht wird, oder es kam die Vorrichtung zu den an einem bestimmten Ort fest stehenden Behältern gefahren werden.The device according to the invention is suitable for the treatment of cast iron or steel melts al: also suitable for the treatment of other molten metals or alloys with solids. Thieves treatment of the melt, which, among other things, results in deoxidation, desulphurisation and dephos phating, an alloying or an Ab mood can exist in the same way ii a furnace, a pan, a mixer, a mobile container or in other metallurgical containers be carried out tern. The containers can be led to a station at which the pre Direction is introduced into the container, or the device came to the in a certain place standing containers.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
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