[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einführen stark reagierender
Zusätze in eine Metallschmelze, insbesondere zum Einführen von Magnesium in eine Eisenschmelze
zur Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit, bestehend aus einem die Metallschmelze
aufnehmenden Behandlungsgefäß, in das eine über ein Füllrohr an einem Schutzdeckel
hängend befestigte Tauchbirne einführbar ist, die in ihrem Inneren eine Reaktionskammer
aufweist, welche über das Füllrohr mit Zusätzen beschickbar ist und über Kontaktöffnungen
mit der Metallschmelze in Verbindung steht, wobei die Tauchbirne aus einem feuerfesten
Material besteht, welches das Füllrohr in seinem in das Behandlungsgefäß hineinragenden
Abschnitt umgibt.
[0002] Bei einer bekannten Vorrichtung (DE-OS 2 208 960) ist die Tauchbirne aus feuerfestem
Material hergestellt, wobei das Füllrohr direkt von einer feuerfesten Masse umgeben
ist. Der Tauchbirne wird dabei im Bereich der Reaktionskammer eine gewisse Stabilität
durch eine korbartige Metallarmierung, die ebenfalls von der feuerfesten Masse umgeben
ist, verliehen. Zur Fixierung der Tauchbirne am Füllrohr ist dieses an seinem Ende
konisch erweitert.
[0003] Die starke Erwärmung des Füllrohresjund die verpuffungsartigen Reaktionen in der
Tauchbirne während des
Eintauch- vorganges führen zur Rißbildung und häufig zur Zerstörung des feuerfesten
Materials der Tauchbirne oder des Füllrohres im Bereich ihrer Verbindung, so daß sich
der Inhalt der Reaktionskammer während des Tauchvorganges schlagartig und unkontrolliert
in die Metallschmelze ergießen kann. Diese schlagartige Verbindung großer Mengen der
Zusätze mit der Metallschmelze führt zu Überreaktionen, die eine Zerstörung des Behandlungsgefäßes
bzw. des Schutzdeckels und somit ein Aus- bzw. Überlaufen der Metallschmelze zur Folge
haben kann. Dadurch besteht für das anwesende Bedienungspersonal erhöhte Unfallgefahr.
Eine Rißbildung und Zerstörung während des Tauchvorgangs tritt bei der bekannten Tauchbirne
in erster Linie im Bereich des ummantelten Füllrohres und zwar an der Befestigung
des Füllrohres an der Tauchbirne, weiterhin aber auch an der die Reaktionskammer umgebenden
Wandung auf.
[0004] Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, die vorstehend beschriebenen
Schwierigkeiten zu vermeiden und eine Vorrichtung zu schaffen, die sowohl den thermischen
Belastungen als auch den hohen, bei der Reaktion auftretenden Dampfdrücken standhält.
[0005] Diese Aufgabe wird an einer Vorrichtung der in Rede stehenden Gattung durch die im
Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Durch die Verwendung eines
feuerfesten Materials aus einer Massenit einer Faserverstärkung wird die Stabilität
sowohl der Tauchbirne als auch des das Füllrohr ummantelnden Materials erheblich erhöht.
Dabei ist die Tauchbirne an einem Flansch des Füllrohres befestigt, so daß sie im
Übergangsbereich frei von radialen Belastungen ist, welche andernfalls ein Zerspringen
des feuerfesten Materials zur Folge hätten. Weiterhin ist durch die Anordnung eines
Dehnungsspalts zwischen dem Füllrohr, dem Flansch und dem Schutzdeckel einerseits
sowie dem feuerfesten Material andererseits gewährleistet, daß die aufgrund der hohen
Temperatur auftretenden unterschiedlichen Dehnungen nicht zu Rissen im feuerfesten
Material und somit zur Zerstörung der Vorrichtung führen.
[0006] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine in das feuerfeste
Material eingesetzte korbartige Metallarmierung zu dem feuerfesten Material hin Dehnfugen
aufweist, so daß die Wandungen der Tauchbirne nicht durch die hohe Temperatur und
die extremen Reaktionen zerstört werden. Außerdem soll die Faserverstärkung des feuerfesten
Materials aus gleichmäßig in die Masse eingemischten austenitischen Edelstahlabschnitten
hergestellt werden.
[0007] Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichung verwiesen, in der ein
Ausführungsbeispiel vereinfacht dargestellt ist.
[0008] In der Fig. ist mit 1 eine Tauchbirne bezeichnet, die zum Einbringen stark reagierender
Zusätze in eine Metallschmelze 2 dient. Die Metallschmelze 2 wird dabei von einem
Behandlun
gs-gefäß 3 aufgenommen, welches durch einen Schutzdeckel 4 verschlossen ist. Durch
den Schutzdeckel 4 hindurch ist ein Füllrohr 5 geführt, das an seinem einen Ende die
hängende Tauchbirne 1 aufnimmt, wobei die Tauchbirne 1 aus einem feuerfesten Material
hergestellt ist, welches zugleich das Füllrohr 5 an seinem in das Behandlungsgefäß
3 hineinragenden Abschnitt ummantelt. Die Tauchbirne 1 weist in ihrem Inneren eine
Reaktionskammer 7 auf, welche über Kontaktöffnungen 8 mit der Metallschmelze 2 in
Verbindung steht. Zur Befestigung der Tauchbirne 1 am Füllrohr 5 dient ein Flansch
9 am tauchbirnenseitigen Ende des Füllrohres 5, der in die feuerfeste Masse 6 eingebettet
ist. Sowohl zwischen dem Füllrohr 5 und der feuerfesten Masse 6 als auch zwischen
dem Flansch 9 sowie dem Befestigungsflansch 10 am Schutzdeckel 4 und der feuerfesten
Masse 6 ist.ein Dehnungsspalt 11 angeodnet. Mit dem Flansch 9 steht eine korbartige
Metallarmierung 12 in Verbindung, die in die feuerfeste Masse 6 eingesetzt die Reaktionskammer
7 umgibt. Dabei sind zwischen der Metallarmierung 12 md der feuerfesten Masse 6 Dehnfugen
13 vorgesehen. Außerdem wird der feuerfesten Masse 6 eine erhöhte Stabilität dadurch
verliehen, daß in die Masse 6 eine Faserverstärkung 14,.die aus austenitischen Edelstahlabschnitten
besteht, gleichmäßig eingemischt ist. Das Füllrohr 5 wird zur Abdichtung der Reaktionskammer
7 während der Behandlung durch einen Verschlußstopfen 15 abgedichtet.
[0009] Wie aus der Zeichnung hervorgeht, kann der Tauchbirnen-Füllrohreinheit 1, 5 erfindungsgemäß
eine hohe Stabilität verliehen werden, so daß Zerstörungen der Vorrichtung infolge
einer hohen Temperaturentwicklung und hoher Gasdrücke während der Reaktion grundsätzlich
vermieden werden.
[0010] Ein Bruch im Bereich der Befestigung zwischen der Tauchbirne 1 und dem Füllrohr 5
kann daher ausgeschlossen werden, weil der Flansch 9 als sicheres Befestigungsmittel
dient und die Rißbildung, die bisher aufgrund der unterschiedlichen Dehnung von Füllrohr
5 und feuerfester Masse 6 auftrat, durch die Dehnungsspalte 11 völlig eliminiert wird.
Gleiches gilt für die Metallarmierung 12, bei der aufgrund der vorhandenen Dehnfugen
13 auch eine temperaturbedingte Dehnung ermöglicht wird. Die Stabilität und Elastizität
der feuerfesten Masse 6 sowohl im Bereich der Tauchbirne 1 als auch im Bereich der
Ummantelung des Füllrohres 5 kann mit Hilfe der Faserverstärkung 14 erheblich verbessert
werden.
1. Vorrichtung zum Einführen stark reagierender Zusätze in eine Metallschmelze, insbesondere
zum Einführen von Magnesium in eine Eisenschmelze zur Herstellung von Gußeisen mit
Kugelgraphit, bestehend aus einem die Metallschmelze aufnehmenden Behandlungsgefäß,
in das eine über ein Füllrohr an einem Schutzdeckel hängend befestigte Tauchbirne
einführbar ist, die in ihrem Inneren eine Reaktionskammer aufweist, welche über das
Füllrohr mit Zusätzen beschickbar ist und über Kontaktöffnungen mit der Metallschmelze
in Verbindung steht, wobei die Tauchbirne aus einem feuerfesten Material besteht,
welches das Füllrohr in seinem in das Behandlungsgefäß hineinragenden Abschnitt umgibt,
dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Material aus einer Masse (6) mit einer
Faserverstärkung (14) besteht, daß an dem in den Reaktionsraum (7) der Tauchbirne
(1) hineinragendem Ende des Füllrohres (5) ein Flansch (9) vorgesehen ist und daß
zwischen dem feuerfesten Material einerseits und dem Füllrohr (5), dem Flansch (9)
und dem Schutzdeckel (4) andererseits jeweils ein Dehnungsspalt (11) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung zum Einführen stark reagierender Zusätze in eine Metallschmelze nach
Anspruch 1, bei dem in das feuerfeste Material der Tauchbirne eine korbartige Metallarmierung
eingesetzt.ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Metallarmierung (12) und
dem feuerfesten Material Dehnfugen (13) vorgesehen sind.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Material eine Faserverstärkung (14) aus
gleichmäßig in die Masse (6) eingemischten austenitischen Edelstahlabschnitten aufweist.
