DE59295C - Verfahren und Einrichtungen zum Mischen feuerflüssiger Stoffe - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Um geschmolzenem Metall oder anderen in feuerflüssigem Zustand befindlichen Stoffen eine homogene Beschaffenheit zu geben, hat man vorgeschlagen, durch mechanische Vorrichtungen das Metall oder die Stoffe umzurühren, damit auf diese Weise alle Theile innig mit einander vermischt werden. Derartige Rührvorrichtungen besitzen aber, wenn sie überhaupt angewendet werden können , immer nur eine unvollkommene Wirkung und sind infolge der hohen Temperatur der zu rührenden Stoffe leicht Zerstörungen unterworfen.

Behufs Erzielung einer vollkommen homogenen Beschaffenheit des geschmolzenen Metalles etc. wird unter Vermeidung der angedeuteten Uebelstände nach vorliegender Erfindung das flüssige Bad dadurch in Wallung oder Bewegung versetzt, dafs man wiederholt einen Theil des Bades durch einen Kanal, eiii Rohr oder überhaupt eine Oeffnung aus dem Ofen oder dem sonstigen Behälter für das Bad (Converter, Giefspfanne oder dergleichen) entfernt und dann diesen Theil wieder dem Bade zuführt. Auf diese Weise wird in dem Bade eine Bewegung bezw. Strömung erzeugt, welche zur Folge hat, dafs die Theile des Bades innig durch einander gemischt werden und schliefslich eine homogene Masse bilden.

Das gleiche Verfahren kann benutzt werden, um Zusätze gleichmäfsig in dem Bade zu vertheilen.

Zur Ausführung dieses Verfahrens ist es erforderlich, einen Raum zu schaffen, in den ein Theil des Bades zeitweise aus dem Ofen oder sonstigen Behälter für das Bad abgeleitet werden kann, und ein Mittel anzuwenden, durch welche die fragliche Ableitung bewirkt wird.

Beides kann in verschiedener Weise geschehen. Der Raum zur Aufnahme des zeitweise aus dem Ofen oder sonstigen Behälter abzuleitenden Theiles des Bades kann fest mit dem Öfen oder Behälter verbunden oder aber auch für sich beweglich sein. Die Ableitung selbst kann dadurch bewirkt werden, dafs man jenen Raum als geschlossenen Behälter oder Kessel ausbildet und durch comprimirte oder verdünnte · Luft oder Gase einen beständig wechselnden.. Druck in jenem Kessel erzeugt, oder dafs man durch Vermittelung eines Verdrängers aus unverbrennlichem Material oder durch abwechselndes Heben und Senken des beweglichen Kessels selbst Schwankungen im Flüssigkeitsspiegel erzeugt, welche das Hin- und Herströmen eines Theiles des Bades veranlassen. Auch kann man den Behälter aufser durch den Ableitungskanal noch durch einen zweiten Kanal mit dem Ofen etc. verbinden und durch geeignete Mittel einen beständigen Kreislauf erzeugen.

Zur Ausführung dieses Verfahrens geeignete Einrichtungen sind schematisch als Beispiel auf der Zeichnung dargestellt.

In Fig. ι ist der Schmelzofen A durch einen seitlichen Kanal α mit dem Behälter K derart verbunden, dafs durch den Kanal das geschmolzene Metall in den Behälter K gelangen kann. Der Behälter K ist luft- und gasdicht geschlossen und steht durch ein Rohr r mit

einer Luftpumpe oder einem Behälter mit comprimirter oder verdünnter Luft in Verbindung.

Wird die Spannung der Luft im Behälter verdünnt, so treibt der Atmosphärendruck im Ofen A einen Theil des Bades durch den Kanal α in den Behälter if, und der Flüssigkeitsspiegel in letzterem steigt. Wird dann der Behälter K wieder mit der Atmosphäre ver- ■ bunden, so sinkt der Flässigkeitsspiegel, und es tritt das Metall wieder in den Schmelzofen A zurück. In gleicher Weise kann man durch Einführung comprimirten Gases oder Luft in den Behälter K hier zunächst den Flüssigkeitsspiegel senken und dann durch Ausströmenlassen des Gases oder der Luft in die Atmosphäre den Spiegel wieder heben und auf diese Weise einen Theil des Bades aus if nach A und wieder zurück befördern. Auch kann man im Behälter K die Luft oder das Gas abwechselnd verdichten und verdünnen. Durch mehrfache Wiederholung solcher Aenderungen der Spannung im Behälter K lassen sich also beständig Wallungen oder Bewegungen im Bade des Schmelzofens A erzeugen. Um die Wirkung dieser Wallungen oder Bewegungen zu erhöhen, kann man mehrere Kanäle a mit den zugehörigen Behältern K anwenden und den ' Kanal α mehr oder weniger tangential oder im spitzen Winkel gegen die Seiten-.wandungen oder das Bett des ■ Ofens einmünden lassen, derart, dafs durch das Hin- und Herströmen des Metalles etc. auch noch wirbelnde Bewegungen im Bade auftreten, welche die innige Vermischung befördern. Die Verdünnung der Luft im Behälter K empfiehlt sich besonders dann, wenn in dem Bade Gase enthalten sind, welche ausgeschieden werden sollen. Solche Gase dehnen sich dann infolge der Verminderung der Spannung aus und entweichen nach und nach, was noch durch die wirbelnde Bewegung besonders begünstigt wird. Man kann also auf diese Weise neben der Mischung auch noch eine Entgasung des Bades herbeiführen. Werden die Wallungen oder Bewegungen durch zeitweise Verdünnung der Luft erzielt, so kann der Boden des Behälters K auch höher liegen "als der des Ofens, während umgekehrt der Boden von K tiefer liegen kann, wenn mit Druckluft gearbeitet wird. Ebenso ist die besondere Form des Kanals a gleichgültig, wenn derselbe mit seinen beiden Enden an genügend tiefen Punkten des Ofens A und des Behälters K mündet.

Aehnliche Wallungen oder Bewegungen des Bades lassen sich auch durch einen Verdränger F, Fig. 2, erreichen, den man in das im Behälter K befindliche Metall taucht und wieder herauszieht. Beim Eintauchen dieses Verdrängers wird ein Theil des in K befindlichen Metalles in den Ofen zurückgetrieben, während es beim Herausziehen des Verdrängers wieder in den Ofen zurückfliefst.. Der Behälter K kann in diesem Fall natürlich offen sein, wie dargestellt.

Bei Convertern wird der Behälter K zweckmäfsig unmittelbar mit der Birne verbunden und an die Windleitung derart" angeschlossen, dafs man die Spannung im Behälter mittelst eines Hahnes, Ventils oder Schiebers beständig verändern kann. Der Verbindungskanal wird so angeordnet, dafs, sobald der Converter niedergelegt wird, das Metall durch den Kanal in den Behälter von selbst einläuft. Läfst man nun durch Oeffnung eines Hahnes oder dergleichen Gebläsewind in den Behälter, so drückt derselbe das Metall wieder in den Converter zurück. Wird dann der Gebläsewind abgestellt und der Behälter mit der Atmosphäre verbunden, so gelangt wiederum ein Theil des Metalles in den Behälter ü. s. f. Selbstredend kann man auch durch verdünnte Luft gleiche Strömungen im Bade erzielen. Auch kann man durch entsprechende Bewegung des Converters mit seinem seitlichen Behälter dieselben Wirkungen hervorbringen.

In manchen Fällen ist es zweckmäfsig,' den Behälter K beweglich zu machen; Fig. 3 zeigt z. B. die Einrichtung eines solchen Kessels K, der drehbar auf einem fahrbaren Gestell g angeordnet und mit einem heberförmig gebogenen, feuerfest ausgekleideten Rohr α versehen ist, das durch passende Kippung des Kessels mittelst des Griffes h in das in der Giefspfanne A¹ befindliche Bad eingetaucht werden kann. Durch Erzeugung von Vacuum im Kessel K mittelst des Rohres r kann man einen Theil des Bades aus der Giefspfanne durch das heberförmige Rohr α hinübersaugen und dann durch Aenderung der Spannung im Kessel K die beschriebenen Wallungen oder Bewegungen hervorrufen. Aehnliche Wallungen oder Bewegungen lassen sich aber auch dadurch erzeugen, dafs man den einmal zum Theil gefüllten Kessel K hebt und senkt. In dem ersten Falle fliefst ein Theil des Bades wieder aus K nach A^l zurück, in dem zweiten Falle gelangt ein Theil des Bades wieder nach K.

Eine ähnliche Vorrichtung, welche besonders für Stahlöfen geeignet ist, zeigen die Fig. 4, 5 und 6 in Verticalschnilt, Seitenansicht und Grundrifs. Hier tritt das Rohr α unten von der Seite in den Kessel if tangential ein, um auch bei dem Uebertreten des Metalles in den Kessel K die Wirbelbildung zu befördern. Der Kessel K ist hier unterhalb seines Bodens mittelst der Achse Z in Lagern m drehbar, welche auf dem fahrbaren Gestell g mittelst einer Schraubenspindel χ verschoben werden können.

Durch Vermittelung dieser Spindel χ kann in Verbindung mit der Schraubenspindel y dem Kessel jede zur Ausübung des be-

schriebenen Verfahrens geeignete Lage ertheilt und insbesondere auch das Rohr α in den an den Ofen A sich anschliefsenden Behälter A ² eingetaucht werden. Das vom oberen Theil des Kessels K ausgehende Rohr r ist drehbar mittelst einer Stopfbüchse eingeführt und durch ein verlängerbares Rohr r^l mit dem drehbar am Fahrgestell g gelagerten Rohr r² verbunden. Dieses Rohr r² ist durch einen Dreiweghahn s an die beiden Leitungen d und ο für verdichtete und verdünnte Luft angeschlossen. Letztere sind durch gelenkige Rohre oder Schläuche mit festen Rohrleitungen verbunden, so dafs die Fahrbarkeit der ganzen Einrichtung ermöglicht ist, ohne dafs eine Absperrung der Leitungen erforderlich wird. Oben bei q befindet sich am Kessel K ein durch Glimmer abgeschlossenes Schauloch. Mit einem solchen fahrbaren Kessel kann man nicht nur in der beschriebenen Weise Wallungen in dem Bade erzeugen, sondern auch dadurch eine innigere Vermischung herbeiführen, .dafs man aus einem" Theil des Ofens Metall entnimmt und in einen anderen Theil des Ofens wieder einführt. Ebenso kann man mittelst der beschriebenen Vorrichtung Metall aus einem Ofen entnehmen und in einen anderen Ofen entleeren, beispielsweise behufs Herstellung von Stahl in getrennten Oefen oder Convertern, von denen der eine basisch, der andere sauer ist. Da der Inhalt des Kessels K ein ganz bestimmter ist, so läfst sich bei solchem Verfahren die Entnahme sehr leicht regeln, derart, dafs man bestimmte Mengen eines flüssigen Metalles aus einem Ofen in einen zweiten überführen kann. Dies läfst sich leicht in der Weise bewirken, dafs die Entnahme selbstthätig unterbrochen wird, sobald eine bestimmte Gewichtsmenge in den Kessel übergeführt ist. Dafs der Kessel K auch direct als Giefspfanne benutzt werden kann, braucht nach dem Vorhergehenden nicht weiter erläutert zu werden.
Um den guten Erfolg des Verfahrens zu sichern, empfiehlt es sich, die zum Mischen dienenden Einrichtungen vorher anzuwärmen. Die Anwendung von indifferenten Gasen anstatt Luft ist erforderlich, sobald die Berührung des Metalles mit Luft von nachtheiligen Folgen begleitet sein würde.

Das beschriebene Verfahren kann, wie schon angedeutet, nicht nur für die Behandlung von Metallen, sondern auch für andere feuerflüssige Materialien Verwendung finden.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Das Verfahren, flüssige Metalle und andere feuerflüssige Stoffe zu mischen oder homogen zu machen, darin bestehend, dafs man wiederholentlich einen Theil des flüssigen Bades dem Gefäfse, in welchem sich dasselbe befindet, entnimmt und wieder zuführt.
2. 2. Zur Ausübung des durch Anspruch i. gekennzeichneten Verfahrens:

   a) ein mit dem Behälter durch einen Kanal (a) verbundener Raum (K),

   - Fig. i, in dem durch wiederholte Veränderung der Spannung des über der Flüssigkeit befindlichen Gases oder der Luft Veränderungen im Flüssigkeitsspiegel erzeugt werden ;

   b) in Verbindung mit dem zu 2 a) bezeichneten Raum ein Verdränger (V), Fig. 2, der durch mechanische Bewegung Veränderungen im Flüssigkeitsspiegel hervorbringt;

   c) ein beweglicher oder fahrbarer Behälter (K), welcher gleichzeitig als Giefspfanne dienen kann, zur Aufnahme des abzuleitenden Theiles des Bades, der mit einem heberförmig gebogenen Verbindungsrohr (a) versehen und an seinem oberen Theile mit einer Druck- bezw. Saugleitung verbunden ist (Fig. 3, 4, 5 und 6).

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.