DE1508272B1 - Vorrichtung zum Entgasen von Metallschmelzen - Google Patents

Description

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die den bekannten Vorrichtungen anhaftenden Nachteile zu vermeiden und insbesondere dafür zu sorgen, daß auch auf einer verhältnismäßig kurzen Bauhöhe eine wirkungsvolle Entgasung des Metalls erfolgt, wobei aber andererseits auch ein unerwünschtes Spritzen des Metalls vermieden werden soll.

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs als bekannt vorausgesetzten Gattung ist die Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung des Metallstromes durch die einzelnen Vakuumstufen ausschließlich glatte unver-

Dabei muß für eine für das Stranggießverfahren
ausreichende Entfernung von Sauerstoff aus der Metallschmelze ein wesentlich größeres Gasvolumen 15
entfernt werden, als es beim üblichen Wasserstoffentzug mittels herkömmlicher Vakuumentgasungsverfahren für Stahl der Fall ist. Das für den Sauerstoffentzug zu entfernende Gasvolumen ist beispielsweise hundertmal so groß wie das für den Wasser- 20
stoff entzug erforderliche Gas volumen. Andererseits
muß die Entgasung auch genügend schnell erfolgen,
um mit dem Stranggießen Schritt halten zu können.
Bei einer bekannten Vorrichtung zur kontinuierlichen Entgasung von Metall sind innerhalb eines 25 engte Rohre von in jeder folgenden Stufe mit bessehohen Behälters durch parallele, waagerechte Wände rem Vakuum größerem Durchmesser angeordnet verschiedene Kammern voneinander abgeteilt, die sind, wobei die Auslaßenden und Einlaßenden aufje für sich Anschluß an eine Vakuumpumpe haben. einanderfolgender Rohre sich jeweils überschneiden. Die Wände haben miteinander fluchtende Mittel- Eine mit den vorstehenden Merkmalen ausgestat-

öffnungen von gleicher Größe. Durch diese Mittel- 3° tete mehrstufige Entgasungsvorrichtung zeichnet sich

durch einfachen Ausbau aus und vermeidet das Problem einer explosionsartigen Zerstäubung und übermäßigen Spritzens. Der Metallstrom wird zunächst teilweise zerstäubt und dann anschließend so weit weiter zerstäubt, bis auf Grund der fortgeschrittenen Entgasung keine wesentliche Spritzgefahr mehr besteht. Beim Übergang von einer Stufe zur nächsten Stufe bildet jeweils der zerstäubte Metallstrom in seinem jeweiligen Zerstäubungszustand und ohne erneute Einengung eine im wesentlichen vakuumdichte Abdichtung zur nächsten Stufe. Es erübrigen sich somit parallele Zwischenwände oder verengte Kragen zwischen den einzelnen Stufen. Zusätzlich zu dem verringerten Bauaufwand wird damit auch die Vakuumpumpe angeschlossene Vorkammer strömt 45 Entgasung verbessert. In der oben herausgestellten und dabei zerstäubt. Diese Vakuumkammer ist von Weise ist das besonders bei der Entfernung von einer Vakuumgießkammer durch eine waagerechte
Wand getrennt, in deren Mitte eine sich nach unten
erstreckende Hülse zum Auffangen des zerstäubten
Gasstromes angeordnet ist; das untere Ende der 5°
Hülse wird von einem verengten Kragen gebildet,
dessen Mittelöffnung den zerstäubten Metallstrom
wieder einschnürt und in die eigentliche Vakuumgießkammer austreten läßt. Mit dieser bekannten
Vorrichtung wollte man in einer einzigen Stufe eine 55
sehr hohe Entgasung erreichen und mußte daher zur
Vermeidung einer explosionsartigen Zerstäubung und
übermäßigen Spritzens den zerstäubten Metallstrom
in der mit dem verengten Kragen versehenen Hülse
auffangen. Erst der durch die Hülse aufgefangene 60
Metallstrom ließ sich wieder einwandfrei vergießen.
Diese bekannte Entgasungsvorrichtung diente zur
Beseitigung von Wasserstoff aus dem Metall.

Bekannt ist auch noch eine weitere Entgasungsvorrichtung zur Vakuumbehandlung von Stahl, bei 65 ventils in geöffneter Stellung, wobei sich die Abgießder in mehreren Etagen untereinander Gießpfannen düse einer Abstichpfanne in Gießstellung über der

Öffnungen kann das Metall jeweils in die nachfolgende Stufe eintreten und sich dabei wegen des höheren Vakuums zerstäuben. Da aber auch am Ende einer jeden Kammer wieder eine solche waagerechte Wand mit einer gleich großen Mittelöffnung angeordnet ist, muß sich der zerstäubte Metallstrom wieder sammeln, bevor er durch die nächste Mittelöffnung austreten kann. Dieses mehrfache Zusammenfließen des Metalls führt zu einer Beschränkung der Entgasungswirkung.

Bekannt ist nun auch schon eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Entgasung von Metall der eingangs genannten Gattung, bei der das flüssige Metall aus dem Bodenauslaß einer Gießpfanne in eine an eine

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Sauerstoff von Wichtigkeit.

Zum Stand der Technik sei noch bemerkt, daß man in der Vakuum-Metallurgie an sich ineinandergreifende Anordnungen glatter Rohrstutzen bereits kennt; das ist allerdings nicht für mehrstufige Entgasungsvorrichtungen und somit auch nicht für den relativ vakuumdichten Abschluß zwischen einzelnen Unterdruckstufen der Fall.

Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Es folgt die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung an Hand von Zeichnungen. Es zeigt

Fig. 1 eine senkrechte Vorder-Schnittansicht einer Vorrichtung zum Entgasen von Metallschmelzen,

F i g. 2 eine senkrechte Schnittansicht eines Einlaßventils in geschlossener Stellung,

F i 2. 3 eine senkrechte Schnittansicht des Einlaß-

mit Bodenauslässen vorgesehen sind. Die einzelnen Etagen sind dabei auch an Vakuumpumpen ange-

Einlaßöffnung der Entgasungspfanne befindet, F i g. 4 eine schaubildliche Ansicht der Entgasungs-

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vorrichtung und des dafür geeigneten Vakuumpum- Unreinheiten entfernt, wenn der Strom von den Einpensystems. laßabschnitten 11 α oder 11 b in die Kammer 12 ab-

In F i g. 1 wird mit 10 eine Entgasungspfanne be- fließt. Dies geschieht durch den Unterdruck in der zeichnet, deren Inneres in ein Paar gleicher Einlaß- Kammer 12 gegenüber dem Einlaßabschnitt,
abschnitte 11a und Ub unterteilt ist; diese Ab- 5 Der verstreute Strom von Stahlschmelze sinkt durch schnitte bilden die erste Stufe der Vorrichtung. Eine die Schwerkraft von den Einlaßabschnitten 11 α und Kammer 12 ist unterhalb der Einlaßabschnitte ange- 11 b ohne Verschmelzung in die Kammer 12 ab. Auf ordnet und steht mit diesen in Verbindung; diese diese Weise wird wirksamer entgast als durch bisher Kammer bildet die zweite Stufe der Vorrichtung. Der bekannte Entgasungsverfahren mit Hilfe mehrfacher Querschnittsbereich der Kammer 12 ist größer als der io Entgasungsstufen, bei welchen Stahltropfen am Ende der Einlaßabschnitte 11a und 11 b. Jeder der Einlaß- jeder Stufe zusammenfließen und der Stahl als ein geabschnitte 11a und Hb weist am Oberende eine schlossener Strom in die nächste Stufe geleitet wird. Einlaßöffnung 13 zum Einlassen eines noch nicht ent- Am Unterteil der Kammer 12 fließt der dispergierte gasten Stromes von Stahlschmelze auf. Stahlschmelze Strom der Stahlschmelze zusammen und bildet einen kann in den Einlaßabschnitt 11a aus einem passen- 15 Speicher entgaster Stahlschmelze. Die Höhe dieses den Behälter, wie z.B. aus einer Pfanne 14a, einge- Speichers über den Auslaßöffnungen 15a und ISb lassen werden; entsprechend wird Stahlschmelze aus muß groß genug sein, um einen barometrischen Druck Pfanne 14 & in den Einlaßabschnitt 11 b eingelassen. aufzubauen.

Die Stahlschmelze wird dabei jeweils nur in einen der Die Entgasungspfanne 10 ist vorzugsweise in Form

Einlaßabschnitte eingeführt. Die Entgasungspfanne 20 eines länglichen Gefäßes angeordnet, welches am 10 ist auch mit einem Paar von Auslaßöffnungen 15 α Oberteil weiter ist als am Unterteil und nach innen und 15 b am Boden ausgestattet, um entgaste Stahl- geneigte Seitenwände 20 und ungleichförmige Endschmelze aus der Kammer 12 der Entgasungspfanne wände 21 aufweist. Diese ungleichförmigen End-10 in einen passenden Behälter, wie z. B. eine Strang- wände bestehen aus senkrechten Oberteilen 22 und gußkokille 16, abgießen zu können. 25 Unterteilen 23, welche durch sich waagerecht erstrek-

Mit Hilfe der Vakuumsaugleitungen 17 a und 17 b, kende Wände 24 miteinander verbunden sind. Die welche mit den Einlaßabschnitten 11a und 11b in Unterteile 23 der Endwände 21 liegen enger anein-Verbindung stehen, und mittels Vakuumsaugleitung ander als die Oberteile 22. Die sich waagerecht er-18, welche mit der Kammer 12 in Verbindung steht, streckenden Wände 24 sind an ihrem Außenende wird Hochvakuum sowohl in den Einlaßabschnitten 30 dicker als an ihrem Innenende und besitzen waage- 11a und 11 & als auch in der Kammer 12 erzeugt. rechte Außenflächen 24 a und geneigte Innenflächen Das Vakuum in der Entgasungspfanne 10 ist groß ge- 24 b. Die Unterteile 23 der Endwände 21 verlaufen nug, um einen Strom von Stahlschmelze, der entweder in einem geringen Winkel nach innen gerichtet bein den Einlaßabschnitt 11a oder in den Einlaßab- züglich der Senkrechten. Die Entgasungspfanne 10 schnitt 11 b eingeleitet wird, in eine feinverteilte 35 weist auch eine Oberwand 25 und eine Unterwand 26 Strömung aufzureißen. Diese Strömung besitzt einen auf. Die Unterwand 26 bildet zusammen mit den großen Oberflächenbereich als Ergebnis der Frei- Seitenwänden 20 und den Unterteilen 23 der Endsetzung des Gases aus der Stahlschmelze. Der ver- wände 21 einen Behälter 27, dessen Querschnitt geteilte Strom besteht wenigstens zum Teil aus feinver- ringer ist als der des Oberteiles der Kammer 12. Dieteilten, abgesonderten Partikeln oder Tropfen von 40 ser Behälter von kleinerem Querschnitt ermöglicht es, Stahlschmelze. Man nimmt an, daß der gesamte An- die nötige Höhe der Stahlschmelze aufrechtzuerhalteil bzw. der größte Teil des verteilten Stromes die ten, welche zur Erzeugung eines bestimmten barome-Form einzelner Partikeln oder Tropfen annimmt, ob- irischen Druckes erforderlich ist. Mit Hilfe dieses Gewohl möglicherweise ein wesentlicher Anteil die fäßes kann auch die gewünschte Gießgeschwindigkeit Form von Schaum besitzt. Dieser Schaum besteht aus 45 erzeugt werden, ohne daß es nötig wäre, größere einem dünnen Film von Stahlschmelze, welcher BIa- Mengen entgaster Stahlschmelze in der Entgasungssen von freigesetztem Gas umgibt. Der verteilte Strom pfanne 10 zu speichern. Ein hitzebeständig ausgekleihat die Gestalt eines Konus, welcher einen großen deter Überstromauslaß 28 ist in einer Seitenwand 20 Scheitelwinkel von etwa 140° aufweist. Der Hauptanteil über dem normalen Niveau der Stahlschmelze in der der Stahlschmelze strömt im wesentlichen senkrecht 50 Kammer 12 vorgesehen. Durch diesen Überstromausunterhalb der Einlaßöffnung 13 ab. So ist der verteilte laß kann die Schlacke abfließen; er dient auch als Strom direkt unterhalb der Einlaßöffnung 13 ziemlich Auslaß für den Fall, daß die Entgasungspfanne 10 zu dicht und weniger dicht in den übrigen Bereichen. sehr mit Stahlschmelze aufgefüllt wird. Das Außen-Der Strom wird auf der gesamten Querschnittsfläche ende des Überstromauslasses 28 wird während der des Auslaßteiles der Einlaßabschnittella und 11b 55 Entgasung geschlossen und kann mit einer Aluin der Nähe der Kammer 12 verteilt. Der nach unten miniumkappe 29 versehen sein. Ein Einlaß 30 zum fließende, verteilte Strom besitzt im ersten Stufen- Einführen eines festen Desoxydationsmittels, wie z. B. bereich bzw. Einlaßabschnitt einen etwas höheren, Aluminium, kann in der Oberwand 25 angebracht absoluten Druck als im zweiten Stufenbereich bzw. werden.

in der Entgasungskammer. Nur die Einlaßabschnitte 60 Die Einlaßabschnitte 11a und 11b sind im Aufbau 11a oder 11 b, von welchen Stahlschmelze eingeführt einander gleich, vorzugsweise von kreisförmigem wird, haben einen höheren Druck, als er in Kammer Querschnitt und mit Gehäusewänden 31a und 31 b 12 besteht. Der Druck der Stahlschmelze im Bereich versehen. Jeder Einlaßabschnitt besitzt eine Einlaßdes Einlasses, welcher nicht verwendet wird, ist der- öffnung 13, eine angeflanschte, feuerfeste Büchse 32, selbe wie der in der Kammer 12. 65 welche durch die Gehäusewände 31a oder 31b ge-

Der dispergierte Strom von Stahlschmelze wird halten wird, und eine entfernbare Einsatzbüchse 33 verbreitert, so daß er eine größere Oberfläche auf- am Auslaßende des Einlaßabschnittes. Das untere weist; gleichzeitig werden gewisse Mengen gasartiger Ende jeder Einsatzbüchse 33 kann sich über die in-

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nere Oberfläche der Oberwand 25 nach unten er- so daß etwas von der Metallschmelze gegen die Seistrecken. In jedem Einlaßabschnitt liegen die Buch- tenwände der Gießröhre 40 und der Büchsen 32 und sen 32 und 33 konzentrisch mit der Einlaßöffnung 13. 33 schlägt. Auf diese Weise belegt der Strom den ge-Der Durchmesser der Einsatzbüchse 33 ist größer als samten Querschnitt des Auslaßteiles des Einlaßabder der Büchse 32, so daß eine Bahn von sich erwei- 5 schnittes 11 σ. Der gesamte Querschnittsbereich ist terndem Durchmesser in den Einlaßabschnitten 11α entweder mit Stahlschmelze oder durch freigesetztes und 11 b gebildet wird. Der Oberteil der Kammer 12 Gas gefüllt, so daß eine Verbindung zwischen dem in der Nähe der Einsatzbüchsen 33 ist von größerem abgesaugten Raum im Einlaßabschnitt 11 α und der Querschnitt als der der Büchsen, um eine Ausdeh- Kammer 12 vermieden wird. Durch das Streuen des nung des abfließenden Metallstromes zu ermöglichen. io expandierenden Metallstromes über den gesamten Die Einlaßabschnittella und 11 b sind auch mit Querschnittsbereich des Einlaßabschnittes 11α wird Vakuumsaugleitung 17 α und 17 b ausgestattet. Die es möglich, ein Druckgefälle zwischen dem ersten Büchse 32 verhindert das Eindringen von Stahl- und dem zweiten Stufenbereich aufzubauen, obwohl schmelzetropfen in diese Vakuumsaugleitungen. dies natürlich an kein besonderes Betriebsverfahren Die Einlaßöffnungen 13 in jedem Einlaßabschnitt 15 gebunden sein soll. Die Ventilgehäuse 35 sind in ihren werden durch ein Einlaßventil 34 gesteuert, welches Oberwänden mit runden Öffnungen 45 ausgestattet, von einem hydraulisch beaufschlagten Zylinder be- in welche die Gießröhren 40 eingeführt sind. Die tätigt wird. Das Ventil 34 wird im einzelnen in den Fläche 47 der die Öffnung 45 in jedem Ventilgehäuse Fig. 2 und 3 in der geschlossenen bzw. in der geöffne- umgebenden Wand ist konisch abgeschrägt zur Halten Lage dargestellt. Während des Gießens der Stahl- 20 terung eines elastischen und feuerfesten Abdichtungsschmeize durch die Einlaßöffnung 13 wird jedes Ein- ringes 48 aus Asbest od. dgl. Der Abdichtungsring 48 laßventil 34 geöffnet und sonst geschlossen gehalten. ermöglicht eine gasdichte Abdichtung zwischen der Wie in Fig. 1 zu sehen ist, ist das Einlaßventil 34, Gießröhre 40 und den Gehäusewänden. Ein Klemmweiches den Einlaßabschnitt JIa steuert, geöffnet, ring 43, welcher mit Wülsten ausgestattet sein kann, um das Gießen des Metalls aus der Pfanne 14 a zu er- 25 um eine wirksamere Abdichtung zu erreichen, lagert möglichen. Das Einlaßventil 34 für den Einlaßabschnitt auf einem Asbestring 49, wenn sich die Pfanne 14 a 11 b ist geschlossen, während sich die Pfanne 14 b in oder 14 b in Gießstellung befindet. Innerhalb des Wartestellung befindet, fertig zum Absenken in Gieß- Einlaßventils 34 kann auf diese Weise ein Hochstellung, um das Gießen zu beginnen, wenn die vakuum aufrechterhalten werden.
Pfanne 14 a leer ist. 30 Leitungen 50 dienen dazu, um das Innere des Ein-Aus den F i g. 2 und 3 ist zu sehen, daß das Ein- laßventils 34 wahlweise mit dem atmosphärischen laßventil 34 ein sich seitlich erstreckendes, dichtes Außendruck oder mit dem Vakuum zu verbinden. Ventilgehäuse 35 besitzt, welches zur Aufnahme eines Jede dieser Leitungen 50 weist einen Dreiwegehahn Ventilschiebers 36 dient. Der Ventilschieber 36 sitzt 51 auf, um wahlweise die Leitung 50 mit einer Leiauf einem elastischen, feuerfest ausgekleideten Sitz 37 35 tung 52 für atmosphärischen Druck oder mit einer aus Asbest od. dgl. Eine Nockenkurve (nicht ge- Hochvakuumleitung 53 zu verbinden, welche zu einer zeigt) ermöglicht es, daß der Ventilschieber 36, um passenden Hochvakuumquelle führt, wie z. B. zu die Gleitbewegung zu erleichtern, sich leicht nach einer Pumpe, welche jedoch in der Zeichnung nicht oben anhebt, wenn er in die geöffnete Stellung ge- dargestellt ist.

rückt wird. 40 Die Oberwände der Ventilgehäuse 35 sind mit klei-

Die Pfannen 14 a und 14 b sind einander gleich nen Luftleitungen 56 versehen, welche oberhalb der

und als Pfannen mit Bodenentleerung ausgebildet. Sie Abdichtungsringe 48 enden. Diese Luftleitungen 56

bestehen aus hitzebeständigen Metallwänden mit erstrecken sich vom Ventilgehäuse nach außen und

ebenfalls hitzebeständigen Düsen 38 kleineren Quer- besitzen mit der Hand bedienbare Ventile 58. Beim

Schnitts zum Abgießen von Metallschmelze. Das Ab- 45 Öffnen oder Schließen des Ventils 58 kann der Raum

gießen von Metallschmelze wird mit Hilfe herkömm- über dem Abdichtungsring 48 mit der Atmosphäre

licher Stopfenstangen 39 gesteuert. Gießröhren 40 verbunden oder von dieser abgeschaltet werden,

von größerem Durchmesser als die Düsen 38 sind an Wenn sich die Pfanne 14 a in Gießstellung befindet,

der Außenseite der Pfannen 14 a und 14 δ unterhalb wie in F i g. 3 dargestellt ist, bleibt ein Teilvakuum im

der Düsen 38 so angebracht, daß sie die durch die 50 Raum oberhalb des Abdichtungsringes 48. Wenn die

Düsen abgegossene Metallschmelze aufnehmen und Pfanne abgehoben werden soll, wird das Ventil 58

weiterleiten. Diese Gießröhren sind mit feuerfesten geöffnet, um diesen Zwischenraum mit der Atmo-

und angeflanschten Metallbüchsen versehen und kön- sphäre zu verbinden.

nen an der Außenseite der Pfannen 14 a und 14b in Wenn die Pfanne 14 a oder 14 b in Gießstellung ge-

jeder beliebigen Art, wie z. B. durch Flansche 42, be- 55 bracht werden soll, wird sie zuerst abgesenkt, so daß

festigt werden. Klemmringe 43 und Bolzen 44 halten die Gießröhre 40 am Abdichtungsring 48 anliegt, wie

die Gießröhre 40 am Flansch 42 fest. in F i g. 2 dargestellt ist. Der Dreiwegehahn 51 wird

Wenn sich die Gießpfanne 14 a in Gießstellung be- dann in die in F i g. 3 gezeigte Stellung gebracht, wo-

findet, wie in Fig. 1 dargestellt ist, sind die Düse 38 durch das Innere des Ventilgehäuses 35 mit derHoch-

und die Gießröhre 40 axial mit den Büchsen 32 und 60 Vakuumleitung 53 verbunden wird. Auf diese Weise

33 in dem Einlaßabschnitt 11α ausgerichtet. Zusam- werden die Drücke im Ventilgehäuse 35 und im Ein-

men bilden diese Teile eine Bahn von sich zuneh- laßabschnitt 11 b einander angeglichen. Sodann wird

mend erweiterndem Durchmesser für die Stahl- der Ventilschieber 36 geöffnet. Die Pfanne 14 a bzw.

schmelze. Ein Strom von Stahlschmelze wird durch 14b wird dann in die in Fig. 3 dargestellte Gießstel-

die Düse 38 in den Einlaßabschnitt 11 α abgegossen. 65 lung abgesenkt, in welcher sich die Gießröhre 14 nach

Durch das Hochvakuum im Einlaßabschnitt wird unten in den Einlaßabschnitt 11 erstreckt,

dieser Strom auseinandergerissen, wenn sich das Gas Wenn der Inhalt der Gießpfanne 14 α oder 14 ZTäb-

expandiert. Der expandierte Strom streut auseinander, gelassen wurde und wenn die Pfanne aus der Gieß-

stellung entfernt werden soll, wird das Ventil 58 geöffnet, um den atmosphärischen Druck in den Raum oberhalb des Abdichtungsringes 48 einzulassen. Sodann wird die Pfanne angehoben, bis der Unterteil der Gießröhre 40 sich über der Ebene des Ventil-Schiebers 36 befindet. Der Abdichtungsring 48 gestattet eine druckdichte Abdichtung, so daß das Vakuum darunter aufrechterhalten bleibt. Der Druck oberhalb des Abdichtungsringes 48 und das Vakuum unterhalb des Ringes halten den Ring in festem Sitz an der abgeschrägten Fläche 47 der Wandung. Wenn sich der Unterteil der Gießröhre 40 über der Ebene des Ventilschiebers 36 befindet, wird dieser in die geschlossene Stellung gebracht, wie in F i g. 2 zu sehen ist. Sodann wird der Dreiwegehahn 51 in die in F i g. 2 gezeigte Stellung gedreht, wodurch das Innere des Ventilgehäuses 35 mit der Atmosphäre verbunden wird. Auf diese Weise gleichen sich die Drücke auf beiden Seiten des Abdichtungsringes 48 an, so daß die Pfanne abgezogen werden kann.

Das Abgießen der Stahlschmelze auf der Entgasungspfanne 10 durch die Auslaß öffnungen 15 a und 15 b wird mit Hilfe eines Paares von Schieberventilen gleicher Bauart bewerkstelligt.

Der Pegel der Stahlschmelze in der Entgasungspfanne 10 wird ständig durch eine Anzahl von Last-Meßdosen 90 (F i g. 1) gemessen, welche sich unterhalb der Unterwand 26 befinden. Die Aufgabe dieser Last-Meßdosen besteht darin, das Gewicht der Metallschmelze in der Entgasungspfanne 10, welches dann in Höhe umgesetzt wird, zu messen und den Betrieb der Auslaßöffnungen 15 a und 15 b nach Maßgabe des Pegels der Metallschmelze in der Entgasungspfanne 10 zu steuern. Wenn der Bedienungsmann feststellt, daß der Pegel der Metallschmelze in der Entgasungspfanne 10 zu hoch ist, bedient er die Stopfenstange der Pfanne 14 a oder 14 b, um die Gießgeschwindigkeit zu verringern. Wenn der Pegel der Metallschmelze in der Entgasungspfanne 10 zu hoch wird und gleichzeitig der Pegel in der Stranggußkokille 16 zu niedrig wird, kann diesen beiden Bedingungen Rechnung getragen werden, wenn die Auslaßöffnungl5a erweitert wird. Dies kann durch Austausch der hitzebeständigen Platte 72 durch eine andere hitzebeständige Platte 72 geschehen, deren Gießöffnung 73 größeren Durchmesser aufweist.

Das Pumpsystem zur Erhaltung eines Hochvakuums in der Entgasungspfanne 10 wird in F i g. 4 dargestellt.

Dieses Pumpsystem besteht aus einer Anzahl von Vakuumpumpen 92, 93, 94 und 95, welche aufeinanderfolgende Pumpstufen darstellen. In der Zeichnung werden vier Pumpstufen gezeigt; es kann natürlich jede beliebige Anzahl von Pumpstufen verwendet werden, wenn deren Anzahl nicht geringer ist als die Anzahl der Entgasungsstufen in der Entgasungspfanne 10. Die Vakuumpumpen 92, 93, 94 und 95 werden nach zunehmend absolutem Druck numeriert. Der Einlaß der Vakuumpumpe 92 ist der Punkt, an welchem das höchste Vakuum im System erreicht wird. Der Auslaß der Vakuumpumpe 95 ist mit der Außenluft verbunden. Die Vakuumsaugleitung 18 stellt die Verbindung zwischen der Kammer 12 und dem Einlaß der Vakuumpumpe 92 her. Die Kammer 12 stellt die zweite und letzte Stufe der Entgasungspfanne 10 dar, so wie deren Anwendung beschrieben wurde. Die Vakuumsaugleitungen 17 a und 17 b erstrecken sich von den Einlaßabschnitten 11a und 11 b zum Einlaß der Vakuumpumpe 93. Vorteilhafterweise können die Vakuumsaugleitungen 17 a und 17 b in eine einzelne Vakuumsaugleitung 17 münden. Rückschlagventile 97 a und 97 b befinden sich in den Vakuumsaugleitungen 17a und 17 b, um einen Kreisstrom aus einer Leitung in eine andere wegen der Druckunterschiede zwischen den Einlaßabschnitten 11 α und 11 b zu vermeiden.

In F i g. 4 wurde nur zum Zwecke der Darstellung eine Entgasungspfanne mit zwei Stufen und ein Pumpsystem mit vier Stufen dargestellt. Die Anzahl der Entgasungsstufen kann größer sein, und die Anzahl der Pumpstufen kann größer oder geringer sein, so lange als die Anzahl der Pumpstufen nicht geringer ist als die Anzahl der Entgasungsstufen. Jede Entgasungsstufe hat ihre einzelne Vakuumsaugleitung. Wie bereits beschrieben wurde, weisen die erste Stufe bzw. die Einlaßabschnittella und 11b Absaugleitungen 17 a und 17 b auf, während die zweite Stufe bzw. Kammer 12 mit der Absaugleitung 18 ausgestattet ist. Jede Absaugleitung endet am Einlaß einer Pumpstufe mit niedrigerem Druck, als er in der Absaugleitung von der vorhergehenden Entgasungsstufe besteht. Die Vakuumleitung aus der letzten Entgasungsstufe endet am Einlaß der Vakuumpumpe, welche den niedrigsten absoluten Druck erzeugt.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Entgasungsvorrichtung wird nun beschrieben. Das Innere der Entgasungspfanne 10 wird abgesaugt, wobei beide Schieberventile 70 und beide Schieberventile 36 geschlossen sind. Eine Pfanne 14 a wird über der Einlaßöffnung 13 des Einlaßabschnittes 11a in Stellung gebracht und abgesenkt, so daß die Gießröhre 40 abdichtend am Abdichtungsring 48 anliegt. Das Einlaßventil 34 wird dann geöffnet und die Pfanne 14 a in die in Fig. 1 dargestellte Lage abgesenkt. Die Stopfenstange 39 wird danach geöffnet, so daß ein Strom von Stahlschmelze in den Einlaßabschnitt 11a einfließen kann. Dieser Strom wird in einen dispergierten Strom großer Oberfläche verteilt, und zwar in Form eines Nebels aus feinen Tropfen, welche durch den Einlaßabschnitt 11a nach unten absinken und dabei über den gesamten Querschnitt des Auslaßendes des Einlaßabschnittes bei der Einsatzbüchse 33 verstreut werden. Wenn der Nebel aus Stahlschmelzetropfen vom Einlaßabschnitt 11 α in die Kammer 12 absinkt, wo der absolute Druck etwas geringer ist als im Einlaßabschnitt 11a, werden die Stahltropfen in feinere Tröpfchen zerrissen, wodurch zusätzliche Entgasung stattfindet. Am Grunde der Kammer 12 wird die Stahlschmelze aufgefangen; die Auslaßöffnungen 15 a und ISb bleiben geschlossen, bis die gewünschte Gießhöhe vor dem Abgießen in die Stranggußkokille 16 erreicht ist, was durch die Last-Meßdosen 90 angezeigt wird. Die vom Schieberventil gesteuerten Auslaßöffnungen werden dann geöffnet, wodurch Metallschmelze in die Stranggußkokille 16 abströmen kann. Wenn die Pfanne 14 a leer ist, wird eine zweite Pfanne 14 b über dem Einlaßabschnitt Ub in Stellung gebracht. Das Abgießen aus dieser zweiten Pfanne 14 b wird dann begonnen, wenn die Pfanne 14 a verschlossen ist. Die Pfanne 14 a wird dann abgezogen und das Einlaßventil 34, welches den Einlaßabschnitt 11 α steuert, verschlossen. Wenn die Pfanne 14 b leer ist, kann eine neue Pfanne 14 a zum Abgießen weiterer Metallschmelze in Stellung gebracht werden. Auf diese Weise kann das Abgießen ohne Unterbrechung durchgeführt werden, bis es

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nötig wird, die Entgasungspfanne 10 oder andere Teile des Stranggußverfahrens abzuschalten, wenn eine Reparatur anfällt.

Wenn die Entgasungspfanne 10 abgeschaltet werden soll, wird ein inertes Gas, wie z. B. Argon, in die Kammer 12 eingeführt. Der Druck dieses Gases wird zunehmend verstärkt, wenn der Pegel der Metallschmelze sinkt, so daß der Gesamtdruck an den Auslaßöffnungen 15 a und ISb konstant bleibt. Auf diese Weise wird eine konstante Abgießgeschwindigkeit von Metallschmelze aus der Entgasungspfanne 10 erreicht.

Für den Fachmann sind verschiedene Abänderungen erkennbar. An Stelle der verwendeten Pfanne kann z. B. eine Entgasungspfanne mit nur einem Einlaßabschnitt verwendet werden. Eine solche Entgasungspfanne übt genügend Desoxydationswirkung aus, und zwar in derselben Weise wie eine Pfanne mit einem Paar von Einlaßabschnitten. Der Nachteil einer Entgasungspfanne mit nur einem Einlaßabschnitt besteht darin, daß, wenn eine Pfanne leer ist, das Abgießen nicht entgaster Stahlschmelze unterbrochen werden muß, bis die leere Pfanne entfernt und eine neue Pfanne in Gießstellung gebracht wurde.

Bei einer Entgasungspfanne mit einem einzelnen Einlaßabschnitt und einer darunter befindlichen Entgasungskammer wird ein Strom von Stahlschmelze mit einem anfänglichen Sauerstoffgehalt von 195 Teilen auf 1 Million fortwährend eingeführt, wobei der Druck im Einlaßabschnitt 1,60 mm Quecksilber und der Druck in der Entgasungskammer darunter 0,44 mm Quecksilber beträgt. Der anfänglich geschlossene Strom von Stahlschmelze wird, wie bereits beschrieben wurde, zerstreut und dann am Grunde der Entgasungskammer angesammelt und aus dieser abgelassen. Die entgaste Stahlschmelze hat einen Sauerstoffgehalt von 75 Teilen auf 1 Million und einen Kohlenstoffgehalt, welcher 0,02% geringer ist als der des nicht vergasten Stahls.

Das angeführte Beispiel dient nur zur Darstellung; es können Abänderungen innerhalb weiter Grenzen gemacht werden, ohne vom Inhalt der Erfindung abzuweichen. Der Druck des Einlaßabschnittes kann z. B. von 1 bis 30 mm Quecksilber geändert werden, während der Druck in der Entgasungskammer von weniger als 0,5 bis zu 5 mm Quecksilber variieren kann. Der Druck in der Entgasungskammer ist immer geringer als der im Einlaßabschnitt. Das Druckgefälle kann sich ändern, was vom absoluten Druck in jeder Kammer abhängt; gewöhnlich liegt es im Bereich von etwa 1 bis 2 mm Quecksilber.

Es hat sich herausgestellt, daß beste Entgasung erfindungsgemäß erreicht wurde, wenn eine Anzahl von Stufen in einer Entgasungspfanne eingesetzt wurden. Dabei bleibt die Stahlschmelze in dispergierter Form ohne Gefahr des Zusammenfließens, und zwar von dem Zeitpunkt an, an welchem sie in die erste Stufe eingeführt wurde, bis sie schließlich als entgaste Stahlschmelze in der letzten Stufe angesammelt wird. Obwohl die Entgasungspfanne zwei Stufen vorweist, können natürlich wunschgemäß mehrere Entgasungsstufen verwendet werden. Fachleuten sind jederzeit andere Änderunesniösliehkeiten erkennbar.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Mehrstufige Vorrichtung zum Entgasen von Metallschmelzen mittels in den verschiedenen Stufen einwirkender unterschiedlicher Unterdrücke, wobei zum vakuumdichten Abschluß der einzelnen Unterdruckstufen der Metallstrom mit ausgenutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung des Metallstromes durch die einzelnen Vakuumstufen ausschließlich glatte unverengte Rohre (40, 32, 33) von in jeder folgenden Stufe mit besserem Vakuum größerem Durchmesser angeordnet sind, wobei die Auslaßenden und Einlaßenden aufeinanderfolgender Rohre sich jeweils überschneiden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß jedes nachfolgenden Rohres (33) auch einen größeren Durchmesser als der Auslaß jedes vorangehenden Rohres (32) hat.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der sich ein als Düse dienendes Rohr von einer Ausgußöffnung einer Pfanne in eine unter Vakuum stehende Vorkammer erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (40) sich durch die Vorkammer (13) in das Einlaßende des ersten Rohres (32) erstreckt und einen ringförmigen Spalt bildet, der dem Vakuum in der Vorkammer ausgesetzt ist, wobei die Innendurchmesser der Düse und des ersten Rohres einen Teil des Strömungsweges mit fortschreitend zunehmendem Durchmesser bilden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse und die Rohre koaxial angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4 zur Entgasung schmelzflüssiger Metalle vor dem Eingießen in Stranggußkokillen, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte Vakuumstufe aus einer Sammelkammer (12) gebildet wird, in welcher eine Auslaßöffnung (15 a, ISb) vorgesehen ist, und deren Bodenteil einen Behälter (27) bildet, in welchem die darin enthaltene Metallschmelze eine Flüssigkeitssäule aufbaut.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 zur wahlweisen Zuführung von Metallschmelze aus einem Paar von Pfannen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Vorkammer (13) ein Ventil aufweist, das den Einlaß des ersten Rohres (32) schließt, wenn die Düse (40) aus der Gießstellung zurückgezogen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen