DE59295C

DE59295C - Methods and devices for mixing hot liquids

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Publication number: DE59295C
Application number: DENDAT59295D
Authority: DE
Original assignee: R. mannesmann in Berlin NW., Pariser Platz 6
Anticipated expiration: 1911-02-03

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMTPATENT OFFICE

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.To melt metal or other substances that are in a molten state It has been proposed to give a homogeneous consistency by means of mechanical devices to stir the metal or the substances, so that in this way all the parts are intimate with one another be mixed. Such stirring devices have, if they are used at all always have an imperfect effect and are light due to the high temperature of the substances to be stirred Subject to destruction.

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.In order to achieve a completely homogeneous consistency of the molten metal, etc. is the liquid, avoiding the evils indicated according to the present invention The bath is stirred or moved by repeating part of it Bath through a channel, a pipe or any opening from the furnace or removed from the other container for the bath (converter, pan or the like) and then put this part back into the bath. In this way it will be in the bath a movement respectively. Creates a current, which has the effect that the parts of the bath are intimate are mixed together and finally form a homogeneous mass.

Das gleiche Verfahren kann benutzt werden, um Zusätze gleichmäfsig in dem Bade zu vertheilen.The same procedure can be used to add additives evenly to the bath distribute.

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.To carry out this procedure, it is necessary to create a space in which a Part of the bath can be temporarily drained from the furnace or other container for the bath and employ some means by which the derivation in question is effected.

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.Both can be done in different ways. The room to accommodate the intermittent Part of the bath to be discharged from the furnace or other container can be firmly entrained with it be connected to the furnace or container or also be movable on its own. The derivation itself can be brought about by the fact that this space is viewed as a closed container or Boilers are formed, and are made permanent by compressed or diluted air or gases alternating .. pressure is generated in that vessel, or that one is produced by means of a displacer made of incombustible material or by alternately raising and lowering the movable boiler itself, fluctuations in the Creates liquid levels which cause part of the bath to flow back and forth. In addition to the discharge channel, the container can also be connected to the furnace etc. by a second channel and create a constant cycle by suitable means.

Zur Ausführung dieses Verfahrens geeignete Einrichtungen sind schematisch als Beispiel auf der Zeichnung dargestellt.Devices suitable for carrying out this process are shown schematically as an example shown in the drawing.

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 mitIn FIG. 1, the melting furnace A is connected to the container K by a lateral channel α in such a way that the molten metal can enter the container K through the channel. The container K is closed airtight and gas-tight and stands with a pipe r

einer Luftpumpe oder einem Behälter mit comprimirter oder verdünnter Luft in Verbindung. an air pump or a container of compressed or diluted air.

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.If the tension of the air in the container is diluted, the atmospheric pressure in the furnace A drives part of the bath through the channel α into the container if, and the level of the liquid in the latter rises. If the container K is then reconnected to the atmosphere, the liquid level drops and the metal returns to the melting furnace A. In the same way, by introducing compressed gas or air into the container K, one can first lower the liquid level and then raise the level again by letting the gas or air flow out into the atmosphere, and in this way raise part of the bath from I to A and again transport back. The air or the gas can also be alternately compressed and diluted in the container K. By repeating such changes in the voltage in the container K several times, surges or movements in the bath of the melting furnace A can be generated continuously. To increase the effect of these surges or movements, one can use several channels a with the associated containers K and let the 'channel α open more or less tangentially or at an acute angle against the side walls or the bed of the furnace, in such a way that through the flowing back and forth of the metal, etc., whirling movements also occur in the bath, which promote intimate mixing. The dilution of the air in the container K is particularly recommended if the bath contains gases that are to be eliminated. Such gases then expand as a result of the reduction in tension and gradually escape, which is particularly favored by the whirling movement. In this way, in addition to mixing, the bath can also be degassed. If the surges or movements are achieved by temporarily diluting the air, the bottom of the container K can also be higher than that of the furnace, while conversely the bottom of K can be lower when working with compressed air Channel a is indifferent if the same opens with both ends at sufficiently deep points of the furnace A and the container K.

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.Similar surges or movements of the bath can also be achieved by a displacer F, FIG. 2, which is dipped into the metal in the container K and pulled out again. When this displacer is immersed, part of the metal in K is driven back into the furnace, while it flows back into the furnace when the displacer is withdrawn. The container K can of course be open in this case, as shown.

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 converters, the container K is expediently connected directly to the bulb and connected to the wind line in such a way that the voltage in the container can be changed continuously by means of a cock, valve or slide. The connecting channel is arranged in such a way that as soon as the converter is put down , the metal runs through the channel into the container by itself. If you let a blower wind into the container by opening a tap or the like, it pushes the metal back into the converter. If the blower wind is switched off and the container is connected to the atmosphere Then a part of the metal gets into the container again, sf Of course, one can also achieve the same currents in the bath by using dilute air.

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. In some cases it is expedient to make the container K movable; Fig. 3 shows e.g. B. the device of such a boiler K, which is rotatably arranged on a mobile frame g and is provided with a siphon-shaped bent, refractory lined tube α , which is immersed in the pan A ¹ by appropriate tilting of the boiler by means of the handle h in the bath can be. By creating a vacuum in the vessel K by means of the pipe r one can suck a part of the bath from the ladle through the siphon-shaped pipe α and then by changing the tension in the vessel K produce the described surges or movements. Similar surges or movements can, however, also be produced by raising and lowering the kettle K, which has been partially filled. In the first case, a part of the bath fliefst back from K to A ^l, in the second case, a part of the bath passes back to 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.A similar device, which is particularly suitable for steel furnaces, is shown in FIGS. 4, 5 and 6 in vertical section, side view and outline. Here the tube α enters the boiler if tangentially from the side, in order to promote the formation of eddies even when the metal crosses into the boiler K. The boiler K can be rotated below its bottom by means of the axis Z in bearings m , which can be moved on the mobile frame g by means of a screw spindle χ .

Durch Vermittelung dieser Spindel χ kann in Verbindung mit der Schraubenspindel y dem Kessel jede zur Ausübung des be-By arranging this spindle χ in connection with the screw spindle y, the boiler can be used to perform the

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.The method described is given a suitable position and, in particular, the tube α is immersed in the container A ² adjoining the furnace A. The pipe r extending from the upper part of the boiler K is inserted rotatably by means of a stuffing box and connected by an extendable pipe r ¹ to the pipe r ² rotatably mounted on the chassis g . This pipe r ² is connected to the two lines d and o for compressed and diluted air by a three-way valve s. The latter are connected to fixed pipelines by articulated pipes or hoses, so that the entire facility can be driven without the need to shut off the pipes. Above at q there is a peephole closed by mica on the boiler K. With such a mobile kettle one can not only produce surges in the bath in the manner described, but also bring about a more intimate mixture by taking metal from one part of the furnace and reintroducing it into another part of the furnace one by means of the device metal described from a furnace remove and to another furnace empty, for example behufs production of steel in separate furnaces or converters, of which the alkaline, the other acid is a. Since the content of the boiler K of very specific is a, with such a procedure the withdrawal can be regulated very easily, in such a way that certain quantities of a liquid metal can be transferred from one furnace to a second.This can easily be effected in such a way that the withdrawal is automatically interrupted as soon as a certain amount of weight is reached The fact that the K can also be used directly as a ladle is necessary After the preceding it does not need to be explained further.
To ensure that the process is successful, it is advisable to warm up the equipment used for mixing beforehand. The use of inert gases instead of air is necessary as soon as the contact of the metal with air would be accompanied by disadvantageous consequences.

Das beschriebene Verfahren kann, wie schon angedeutet, nicht nur für die Behandlung von Metallen, sondern auch für andere feuerflüssige Materialien Verwendung finden.The method described can, as already indicated, not only for the treatment of Metals, but also for other molten materials.

Claims

Patent Claims:

ι. The process of mixing liquid metals and other molten substances or making them homogeneous to make, consisting in repeating a portion of the liquid Bath takes from the vessel in which it is located and again feeds.

2. To exercise the i. marked Procedure:

a) a space (K) connected to the container by a duct (a),

, Are generated in the by repeated variation of the voltage of the gas situated above the liquid or the air changes in the liquid level Figure i -;.

b) in connection with the space designated for 2 a), a displacer (V), FIG. 2, which brings about changes in the liquid level by mechanical movement;

c) a movable or mobile container (K) , which can also serve as a pouring pan, to accommodate the part of the bath to be diverted, which is provided with a siphon-shaped connecting pipe (a) and at its upper part with a pressure resp. Suction line is connected (Fig. 3, 4, 5 and 6).

For this purpose ι sheet of drawings.