DE1246001B - Vakuumbehaelter zum Entgasen von Metall-, insbesondere von Eisen- und Stahlschmelzen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

BIiUOTHEK

DES DEUTSCHEN PATiHTAKfIS

Int. Cl.:

C21c

Deutsche Kl.: 18 b-7/08

Nummer: 1246 001

Aktenzeichen: D 41883 VI a/18 b

Anmeldetag: 2. Juli 1963

Auslegetag: 3. August 1967

Die Erfindung bezeiht sich auf einen Vakuumbehälter zum Entgasen von Metall-, insbesondere von Eisen- und Stahlschmelzen, der aus einem feuerfest zugestellten und blechummantelten Gefäß besteht und vom Boden aus gefüllt und entleert wird. Bei der bekannten Teilmengenentgasung ist im Boden des Vakuumbehälters ein gleichfalls blechummantelter und feuerfest ausgekleideter rohrförmiger Saugstutzen angeordnet, dessen freies Ende in das zu entgasende Metall eintaucht. Durch periodisches Heben und Senken des Vakuumbehälters wird über den Saugstutzen das Metall eingesaugt und nach dem Entgasen an die Pfannenschmelze zurückgegeben. Bei der bekannten Durchlaufentgasung sind im Boden eines Vakuumbehälters zwei separate Stutzen angeordnet, von denen der eine das zu entgasende Metall in den Behälter befördert und der andere das entgaste Metall aus ihm entläßt.

Bei den bekannten Vakuumbehältern bereitet die vakuumdichte Verbindung zwischen Behälter und Saugstutzen große Schwierigkeiten, die dadurch bedingt sind, daß beim Anbau des Stutzens einerseits eine vakuumdichte Verbindung zwischen dem Stahlmantel des Stutzens und dem des Behälters und andererseits ein, wenn auch nicht absolut vakuumdichter, so doch möglichst inniger Zusammenhang zwischen der feuerfesten Auskleidung des Stutzens und des Behälters hergestellt werden muß. Diese Schwierigkeiten resultieren aus der unterschiedlichen Wärmeausdehnung der Werkstoffe und daraus, daß die feuerfeste Auskleidung des Stutzens naturgemäß stets etwas verschieden ausfällt und deswegen nicht immer genau an die feuerfeste Auskleidung des Behälters anschließt.

Aus der USA.-Patentschrift 2 837 790 ist eine Vorrichtung zum Stranggießen von Stahl bekannt, bei der die Schmelze über einen Trichter in ein Vakuumgefäß eingefüllt wird, dessen Auslaufstutzen als barometrisches Fallrohr ausgebildet und mit einer Stranggießkokille verbunden ist. Zwischen dem barometrischen Fallrohr und der Kokille ist ein Federbalg angeordnet, der eine nicht lösbare, also kupplungslose federnde bzw. bewegliche Verbindung zwischen den beiden axial beweglichen zylindrischen Körpern bildet. Hierbei.kommt es nicht darauf an, daß die Verbindung vakuumdicht ist, weil im Federbalg unter Schutzgas gearbeitet wird.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, besteht nun darin, einen Väkuumbehälter und den zugehörigen Saugstutzen anbauseitig so zu gestalten, daß sowohl zwischen den Stahlmänteln des Behälters und des Stutzens eine vakuumdichte als auch zwi-Vakuumbehälter zum Entgasen von Metall-,
insbesondere von Eisen- und Stahlschmelzen

Anmelder:

Dortmund-Hörder Hüttenunion
Aktiengesellschaft,
Dortmund, Rheinische Str. 173

Als Erfinder benannt:

Dr.-Ing. Karl Brotzmann, Sulzbach-Rosenberg

Beanspruchte Priorität:

Japan vom 3. Juli 1962 (37-36 503)

sehen deren feuerfester Auskleidung eine möglichst innige Verbindung hergestellt werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, zwei im Abstand verstellbare, durch einen nachgiebigen Wandungsteil, etwa einen Balg, verbundene Flansche vorzusehen, von denen der untere fest mit dem Stahlmantel des Stutzens verbunden ist, während der obere das Anschlußglied für die lösbare, vakuumdichte Verdichtung mit dem Behälter bildet, wobei Spannmittel vorgesehen sind, mittels deren die Flansche gegeneinander gezogen werden können, bis die feuerfeste Auskleidung des Stutzens an derjenigen des Behälters satt anliegt. Daß es vermöge dieser Gestaltung gelingt, der bezeichneten Schwierigkeiten Herr zu werden, wird die Erläuterung des gezeichneten Ausfuhrungsbeispiels ergeben.

Die Spannmittel, die im allgemeinen die Form von Spannbolzen mit Muttern haben, können zugleich das Mittel zur Entlastung des feuerfesten Materials von den axialen Drücken bilden, die durch den auf den eingetauchten Stutzen wirkenden Auftrieb entstehen. Zu diesem Zweck können die Spannmittel mit besonderen Schultern oder Anschlägen versehen sein, an denen sich der unter der Wirkung des Auftriebes stehende Stutzen von unten her abstützt.

Weitere Merkmale der Erfindung seien an Hand des gezeichneten Ausführungsbeispiels erläutert.

Die Zeichnung veranschaulicht einen Längsschnitt durch den unteren Teil eines erfindungsgemäß gestalteten Vakuumbehälters.

Von dem eigentlichen Vakuumbehälter, in dem die Entgasung .stattfindet, ist lediglich ein Teil des äußeren Stahlmantels 1 und gleichfalls ein Teil der feuerfesten Auskleidung 2. gezeichnet. Der Behälter umschließt eine allseitig geschlossene Kammer 3, die zu evakuieren und zu heizen ist. Der Boden des Behälters hat eine Öffnung 4, an deren Mündung ein

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Claims (4)

nach unten ragender Saugstutzen 5 anzuschließen ist. Dieser Stutzen taucht in eine unter dem Behälter stehende, das zu entgasende Metall enthaltende Pfanne ein, aus der das Metall unter der Wirkung des Vakuums in die Kammer 3 gesaugt wird. Der Saugstutzen 5 besteht aus einem Stahlmantel 6 mit feuerfester Auskleidung und Umkleidung. Die Umkleidung? besteht aus feuerfester Stampfmasse und die innere Auskleidung aus einer Schicht 8 aus Korundsteinen. Zwischen letzterer und dem Stahlmantel 6 befindet sich ein feinkörniger Füllstoff 9. Die Auskleidung 8 bildet die Fortsetzung der feuerfesten Auskleidung des Behälters. Es kommt also darauf an, die obere Stirnfläche 10 der Auskleidung 8 in satte Berührung mit der unteren Stirnfläche 11 eines die öffnung 4 umschließenden feuerfesten Ringsteines la zu bringen, der Bestandteil der Behälterauskleidung 2 ist. Außerdem muß eine vakuumdichte Verbindung zwischen dem Stahlmantel 6 des Stutzens 5 und dem Stahlmantel 1 des Behälters hergestellt werden. Um das zu erreichen, befinden sich am Stutzen 5 zwei Flansche 12 und 13. Der Flansch 12 ist mit dem Stahlmantel 6 verschweißt und mit dem Flansch 13 durch einen Federbalg 14 aus Stahl verbunden, der zwischen den Flanschen ein vakuumdichtes, nachgiebiges Wandungselement darstellt. In den Flansch 13 sind, am Umfang verteilt, eine Reihe von Schraubenbolzen 15 fest eingeschraubt, die durch Löcher des Flansches 12 ragen und beiderseits dieses Flansches mit Muttern 16 und 17 versehen sind. Der Flansch 13 kann durch Schwenkbolzen 18 mit einem am Stahlmantel 1 des Behälters angeschweißten Flansch 19 verschraubt werden. Zwischen den Flanschen 13 und 19 befindet sich eine Dichtungsscheibe 20, die etwa aus Stahlasbest besteht. Soll der Stutzen gewechselt werden, so werden die Verschraubungen an den Schwenkbolzen 18 gelöst und der auszuwechselnde Stutzen vom Behälter getrennt. Der neue Stutzen wird bei gelösten und beträchtlich heruntergeschraubten Muttern 16 mit seinem Flansch 13 nach Einlegen der Dichtung 20 zur Anlage am Flansch 19 gebracht und durch Anziehen der Muttern der Schwenkbolzen 18 vakuumdicht mit diesem verbunden. Zwischen den Stirnflächen 10 und 11 der feuerfesten Auskleidungen besteht jedoch infolge der heruntergeschraubten Muttern 16 vorläufig keine Anlage. Hierauf wird die Heizung des Vakuumbehälters eingeschaltet und so lange betrieben, bis sich ein thermischer Beharrungszustand eingestellt g0 hat, alle Teile sich also so weit gedehnt haben, wie es dem betriebsmäßigen Zustand entspricht. Dabei entstehen trotz der verschiedenen Dehnungsziffern der Werkstoffe keine gefährlichen Wärmespannungen. Ist der thermische Beharrungszustand erreicht, dann werden die Muttern 16 angezogen. Dadurch wird der Stutzen 5 angehoben, bis eine satte Anlage zwischen den Stirnflächen 10 und 11 der beiderseitigen feuerfesten Auskleidungen hergestellt ist. Durch dieses Vorgehen ist Gewähr dafür gegeben, daß während der Entgasung der Schmelze Schaden an der feuerfesten Auskleidung des Saugstutzens nicht entstehen. Der Balg 14 ermöglicht infolge seiner Nachgiebigkeit eine satte Anlage der Flächen 10 und 11 trotz der häufig unvermeidlichen Abweichnungen in den axialen Abmessungen der Auskleidungen der Saugstutzen. Selbst dann, wenn die Stirnfläche 10 der Auskleidung 8 schief ausfällt, gelingt infolge des Balges 14 und der einzelnen am Umfang verteilten Bolzen 15 stets ein sauberer Anschluß. Die auf den Bolzen 15 befindlichen Muttern 17 werden erst dann bis auf den Flansch 12 heruntergeschraubt und angezogen, wenn der Stutzen 5 mittels der Muttern 16 in der beschriebenen Weise festgelegt worden ist. Die Muttern. 17 dienen dazu, die am Stutzen 5 beim Eintauchen in die Schmelze angreifenden, axial nach oben gerichteten Auftriebskräfte aufzunehmen, die Flächen 10 und 11 also von diesen Kräften zu entlasten. Es kann sich empfehlen, den Raum 21, der sich innerhalb des Stahlmantels, aber außerhalb der feuerfesten Auskleidung befindet, über einen Stutzen 22, der zweckmäßig an die Hauptvakuumleitung angeschlossen wird, zu evakuieren und damit Gewähr dafür zu schaffen, daß der Druck in diesem Raum praktisch gleich dem im Innern des Vakuumbehälters ist. Ohne die Evakuierung ist der Druck im Raum 21 naturgemäß stets um ein geringes Maß höher als im Vakuumbehälter, so daß zwischen den Flächen 10 und 11 eine kleine Gasströmung entsteht, die unerwünscht ist. Patentansprüche:

1. Vakuumbehälter zum Entgasen von Metall-, insbesondere von Eisen- und Stahlschmelzen, mit einem zum Eintauchen in die Schmelze dienenden, lösbar mit dem Behälter verbundenen Saugstutzen, der aus einem Stahlmantel mit feuerfester Auskleidung und Umkleidung besteht, wobei zwischen dem Stahlmantel des Behälters und dem Stahlmantel des Stutzens eine vakuumdichte Verbindung herstellbar ist, gekennzeichnet durch zwei in ihrem Abstand verstellbare, durch einen an sich bekannten nachgiebigen Wandungsteil (14) verbundene Flansche (12,13), von denen der untere (12) fest mit dem Stahlmantel (6) des Stutzens (5) verbunden ist, während der obere (13) das Anschlußglied für die lösbare, vakuumdichte Verbindung (18,19,20) mit dem Behälter bildet, wobei Spannmittel (15) vorgesehen sind, mittels denen die Flansche (12,13) gegeneinander gezogen werden können, bis ein Zusammenhang zwischen der feuerfesten Auskleidung (2,2 ä) des Behälters und derjenigen (8) des Stutzens (5) hergestellt ist.

2. Vakuumbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Spamimitteln (15) verstellbare Anschläge (17) vorgesehen sind, an denen sich der unter der Wirkung des Auftriebes stehende Stutzen (5) von unten her abstützt.

3. Vakuumbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannmittel von mehreren am Umfang verteilten Bolzen (15) mit Spannmuttern (16,17) gebildet werden.

4. Vakuumbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (21) außerhalb der feuerfesten Auskleidung und innerhalb des Stahlmantels gesondert evakuierbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 837 790.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 6W474 7.67 © Bundesdruckerei Berlin

ZEICHNUNGEN BLATT 1

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Int. α.:
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Auslegetag:

18 b-7/08

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