DE1225679B - Verfahren und Vorrichtung zum Inaktivieren des bei der Stahlentgasung anfallenden selbstentzuendlichen Metallstaubes - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Inaktivieren des bei der Stahlentgasung anfallenden selbstentzündlichen Metallstaubes Bei allen Stahlentgasungsverfahren müssen große Gasmengen von einem entsprechenden Pumpensatz innerhalb kurzer Zeit abgepumpt werden. Diese Gasmengen enthalten erhebliche Feststoffbeimengungen, vor allem in Form von Metallstaub, z. B. Eisen, Mangan, Chrom usw., je nach der Zusammensetzung des Stahles. Zum Schutz des Pumpensatzes muß daher in die Evakuierungsleitung ein Staubabscheidefilter eingeschaltet werden. Die Anordnung von Filtern in einer Vakuumleitung ist an sich bekannt, z. B. bei der Trennung von Metallen durch Vakuumdestillation wie Kupfer-Wismuth, Blei-Zinn und Arsen.
• Es ist auch bekannt, für das Abfangen von Stäuben besonders harter Materialien Raschig-Filter mit eisernen, ölgenetzten Ringen zu verwenden.
• Für Vakuumverfahren, bei denen wie bei der Entgasung von großen Stahlmengen außerordentlich große Gasvolumen abzupumpen und zu filtern sind, ist die Verwendung von Raschig-Filtern ungeeignet, weil die notwendigen Filterquerschnitte zu groß würden. Außerdem müßten diese Raschig-Ringe mit einer Flüssigkeit benetzt werden, welche den Staub festhält. überdies wären bei den bei der Stahlentgasung anzuwendenden geringen Drücken als Netzflüssigkeiten für den technischen Gebrauch nur bestimmte Öle mit besonders niedrigem Dampfdruck anwendbar.
• Die für die Stahlentgasung notwendig großen Filterquerschnitte sind jedoch leicht erreichbar bei Verwendung an sich bekannter Gewebefilter, die im allgemeinen aus einem Behälter mit darin angeordneten sackartigen Einsätzen bestehen. In solchen Filtern hält sich der Druckverlust in vorteilhaften Grenzen.
• Es wurde erkannt, daß bei solchen Stahlentgasungen hinsichtlich der Staubabscheidung besondere Maßnahmen zu treffen sind, da in dem abgesaugten Staub-Gas-Gemisch bei Drücken etwa unterhalb von 5 Torr, vorzugsweise unterhalb von 1 Torr, selbstentzündliche Staubteile enthalten sind, die sich ebenfalls im Staubfilter niederschlagen. Wird ein derartiges Staubfilter nach Abschluß eines Entgasungsprozesses oder durch die bei einem nachfolgenden Prozeß anfänglich hindurchgesaugte atmosphärische Luft rasch belüftet, so verbrennt der selbstentzündliche Staubbelag im sackartigen Einsatz des Filters, wobei die Filteranlage beschädigt werden kann.
• Erfindungsgemäß wird zum Inaktivieren des bei der Vakuum-Stahlentgasung anfallenden selbstentzündlichen Metallstaubes so verfahren, daß der bei Drücken etwa unter 5 Torr, vorzugsweise unterhalb 1 Torr, anfallende selbstentzündliche Metallstaub in mindestens einem in die Evakuierungsleitung eingeschalteten Staubfilter abgeschieden und dort durch Einleiten eines inaktivierenden Gases oder Gas-Wasserdampfgemisches oder durch Bestäuben mit Feststoffteilchen, wie Tonerde, Asbeststaub, inaktiviert wird. Das Verbrennen, Aufflammen und eine unzulässige Temperaturerhöhung des hierdurch zerstörbaren Staubfilters wird z. B. durch eine langsame Oxydation oder durch Ablagerung der feinen Feststoffteilchen an den selbstentzündlichen Staub verhindert.
• Vorteilhaft kann das Einbringen der bindenden bzw. inaktivierenden festen Stoffe in das Staubfilter vor Beginn des Evakuierungsvorganges erfolgen. Man kann auch den inaktivierenden Stoff während der Entgasung mit Hilfe der dabei herrschenden Gasströmung in dem Staubfilter verteilen.
• Will man mehrere Stahlentgasungen unmittelbar nacheinander ausführen, so ist es zunächst erforderlich, das Staubfilter nach jeder Entgasung zu inaktivieren, da sonst die abgelagerten selbstentzündlichen Stäube aufflammen, wenn die anfängliche Evakuierung von Atmosphärendruck einen großen Luft-. strom durch das Staubfilter hindurchsaugt.
• Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung kann darin bestehen, daß man mindestens zwei Staubfilter verwendet, wobei das eine nur im Druckgebiet oberhalb des selbstentzündlichen Staubanfalls in die Evakuierungsleitung eingeschaltet ist. In ihm scheiden sich somit überwiegend nicht selbstentzündliche Stoffe ab, und eine Belüftung ist zu jedem Zeitpunkt möglich. Kurz bevor das Druckgebiet des selbstentzündlichen Staubanfalls erreicht ist, wird auf ein zweites Staubfilter umgeschaltet, das zur Aufnahme des selbstentzündlichen Staubes bestimmt ist und in dem:, die Inaktivierung ausgeführt werden kann. Da bei jedem Prozeß erst umgeschaltet wird, nachdem die abgesaugte Luft sehr weit verdünnt worden ist, kann das Staubfilter für die selbstentzündlichen Stoffe mehrmals hintereinander benutzt werden, ehe eine Inaktivierung des abgeschiedenen Staubbelages erforderlich wird. Während der Vorevakuierung durch-'das Staubfilter für die nicht selbstentzündlichen Stoffe wird das zweite Staubfilter von der übrigen.Anläge abgesperrt und unter entsprechendem Vakuum gehalten. Die Umschaltung zwischen beiden Staubfiltern kann durch an sich bekannte Mittel von Hand oder selbsttätig erfolgen.
• Die beiden Staubfilter können mit unterschiedlichem Strömungswiderstand und dadurch auch in unterschiedlicher Größe ausgeführt werden. Dabei darf das Staubfilter, -das in den höheren Druckbereichen arbeitet, einen höheren Strömungswiderstand (z. B. kleinere Abmessungen) aufweisen, während das Staubfilter zur Aufnahme der selbstentzündlichen Stoffe mit relativ kleinem Strömungswiderstand ausgeführt werden muß, um eine genügende Saugleistung der Pumpen zu sichern: Zur Erläuterung der Erfindung sei auf die Zeichnungen verwiesen. Hierin zeigt F i g. 1 ein Beispiel einer Stahlentgasungsanlage gemäß der Erfindung unter Zwischenschaltung eines Staubfilters, F i g. 2 ein Beispiel- für die Ausführungsform der Zugabe von inaktivierenden Stoffen und F i g. 3 ein Beispiel einer Stahlentgasungsanlage mit zwei umschaltbaren Staubfiltern.
• Bei der Stahlentgasungsanlage nach F i g. 1 befindet sich der zu entgasende Stahl zunächst in der Abstichpfanne oder: einer Zwischenpfanne 2, welche auf dem Vakuumbehälter 1 aufgesetzt ist. Nach Betätigung der Stopfenstange 3 fließt der flüssige Stahl in die darunter stehende Gießpfanne 4 und wird hierbei durch das umgebende Vakuum entgast. Zur Evakuierung des Vakuumbehälters 1 dient der schematisch angedeutete Vakuumpumpsatz 5, der über ein Absperrventil 6 und die Leitung 7 mit dem Staubfilter 8 verbunden ist. Im Inneren des Staubfilters 8 befinden sich sackartige Einsätze 9, in welche die anfallenden Staubteilchen über die Zuleitung 10 mit dem Absperrventil 11 vom Vakuumbehälter 1 her herangebracht- werden. Zum Einlassen des inaktivierenden Gases: dient eine Zuleitung 12 mit Absperrventil 13, die -an, eine entsprechende Vorratsflasche 14 angeschlossen.ist.
• Beim Entgasungsprozeß sind zunächst die Absperrventile 11 und 6 geöffnet, und die Vakuumpumpen evakuieren den Behälter 1 durch das Staubfilter 8 hindurch. Die Absperrventile 13 und 15 bleiben dabei geschlossen. Nach Beendigung der Entgasung werden die Absperrventile 11 und 6 geschlossen und durch das Öffnen von Absperrventil 13 Gas in den Staubfilter 8 eingelassen. Zur Belüftung des Vakuumbehälters 1 .wird .das. Absperrventil. 15 geöffnet werden.- Nachdem der selbstentzündliche Staub -durch die Einwirkung des eingelassenen Gases inaktiviert ist, kann das Staubfilter durch Öffnen des Absperrventils 11 belüftet und anschließend, falls erforderlich, gereinigt werden.
• In F i g. 2 ist - eine Vorrichtung zum Einführen von inaktivierenden Stoffen während der Entgasung oder zu jeder anderen beliebigen Zeit in Verbindung mit dem Staubfilter 8 dargestellt. Sie besteht aus einem vakuumdicht verschließbaren Behälter 16 mit einem nach außen führenden Ventil 17, mit welchem in den Behälter 16 Luft von Atmosphärendruck oder auch höher eingeführt werden kann. Am Boden des Behälters befindet -sich das Ventil 1-8-. mit welchem die Zugabe der notwendigen Menge des Inaktivierungsstoffes geregelt werden kann. über die Leitung 19 wird dann der Stoff in den Behälter 8 eingeführt.
• In F i g. 3 ist eine Vakuumeinrichtung für den Betrieb von zwei Filtern wiedergegeben. Das kleinere Filter 20 ist für die Aufnahme nicht selbstentzündlicher Stäube vorgesehen, während das größere Filter 8 die unterhalb von 5 Torr, vorzugsweise unterhalb von 1 Torr, anfallenden selbstentzündlichen Stäube abscheidet. Beim Anfahren sind die Äbsperrventile 15, 11, 13 und 6 geschlossen, und die Evakuierung des Vakuumbehälters 1 erfolgt über -das Staubfilter 20. Nachdem das Druckgebiet des selbstentzündlichen Staubanfalles erreicht ist, wird auf .das Staubfilter 8 umgeschaltet. Hierzu werden die Ventile 11 und 6 geöffnet -sowie die Absperrventile 21 und 22 geschlossen. Ist der Entgasungsprozeß beendet, so können die Absperrventile 11 und 6 geschlossen werden, wodurch das Staubfilter 8 unter Vakuum gehalten wird. Sind mehrere Entgasungsvorgänge beendet, wird bei geschlossenen Absperrventilen 10 und 6 das Absperrventi1.13 geöffnet und das Staubfilter 8 mit dem inaktivierenden Gas aus der Vorratsflasche 14 über die Zuleitung 12, geflutet. Es ist auch möglich, entsprechend F i g. 2, aus dem Vorratsbehälter 16 Tonerde oder ähnliche Stoffe in das Filter 8 einzuführen. Danach kann dieses belüftet werden.Die erst nach -mehrerenEntgasungsprozessen erforderliche Inaktivierung bedeutet praktisch eine sehr erhebliche Ersparnis an inaktivierenden Mitteln, was mit Rücksicht auf die großen Volumina derartiger Anlagen besonders ins Gewicht fällt.
• Die neue Erfindung erzielt somit .durch die überwindung der Schwierigkeiten, welche der Anfall von selbstentzündlichem Staub bei der Stahlentgasung hervorruft, einen wichtigen technischen Fortschritt.-

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Inaktivieren des bei der Vakuum-Stahlentgasung anfallenden selbstentzündlichen Metallstaubes, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der bei Drücken etwa unter 5 Torr, vorzugsweise unterhalb 1 Torr, anfallende selbstendzündliche Metallstaub in mindestens einem in die Evakuierungsleitung eingeschalteten Staubfilter abgeschieden und dort durch Einleiten eines inaktivierenden Gases oder Gas-Wasserdampfgemisches oder durch Bestäuben mit Feststoffteilchen, wie Tonerde, Asbeststaub, inaktiviert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch -gekennzeichnet, daß auch die in höheren Druckbereichen anfallenden nicht selbstentzündlichen Stäube gesondert von den selbstentzündlichen Stäuben in einem Staubfilter aufgefangen werden.
3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch mindestens zwei Staubfilter (8 und 20) von vorzugsweise unterschiedlicher Größe in der mit Absperrventilen (11 und 21) versehenen Evakuierungsleitung (10 und 7) zwischen dem Vakuumentgasungsgefäß (1) und der Vakuumpumpe (5). In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 423 699; Zeitschrift »Chemie-Ingenieur-Technik«, 1952, S.156 und 157; Zeitschrift »Stahl und Eisen«, 1956, S. 61 bis 68.