AT384242B - Verfahren zum abstechen bzw. abgiessen von metallschmelzen - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abstechen bzw. Abgiessen von Metallschmelzen, insbesondere Stahl, aus metallurgischen Öfen und Gefässen unter Zurückhaltung von Schlacke aus der auf der Oberfläche der Metallschmelze aufschwimmenden Schlackenschicht, wobei durch die zwischen der Ausgussöffnung und der Schlackenschicht befindliche Metallschmelze entgegengesetzt zur Ausgussrichtung unter Druck ein Gas eingeleitet wird. 



   Beim Abstechen von schmelzflüssigen Metallen aus metallurgischen Öfen und Gefässen ist es aus technologischen Gründen oft vorteilhaft, die Metalle in ein anderes Gefäss abzugiessen, ohne dass dabei Schlacke mitgerissen wird. In besonderem Masse gilt dies für das Abgiessen von
Stahl aus   z. B.   Konvertern, Elektroöfen und auch Siemens-Martin-Öfen, da die beim Frischen von Roheisen zu Stahl gebildeten Schlacken die feuerfesten Auskleidungen der Gefässe, in denen das Frischen erfolgt, und auch die Auskleidungen der Aggregate, in die der Stahl abgegossen wird, wie Zwischengefässe (Tundish), sehr stark angreifen. Darüber hinaus werden die technolo- gischen Eigenschaften des fertigen erstarrten Stahls durch nichtmetallische, aus mitgerissenen
Schlackenteilen stammende Einschlüsse erheblich verschlechtert.

   So wirkt sich beispielsweise die
Aufnahme von Phosphor aus der Schlacke (Rückphosphorung) auf die Qualität des Stahls negativ aus, und mit dem Giessstrahl mitgerissene Eisen- und Manganoxyde sowie in der Schlacke enthal- tenes FeS müssen vor der Erstarrung des Stahls durch Anwendung teurer Metalle oder Legierungen, wie Al, Mg, CaSi usw., reduziert bzw. gebunden werden. Bei einem schlackenfreien Abstich verringern sich die Kosten, da man diese Stoffe nur in geringeren Mengen zuzusetzen braucht. 



   Eine übliche Methode zum Zurückhalten von Schlacke beim Abgiessen von Stahl besteht in der
Verwendung von feuerfesten Formlingen   z. B.   in Form von Kugeln, die eine geringere Dichte als der geschmolzene Stahl, aber eine höhere Dichte als die auf dem Stahlbad aufschwimmende
Schlacke haben und daher bei Beendigung des Ausfliessens des Stahls aus dem Schmelzgefäss zur Ausgussöffnung absinken und diese verschliessen und damit ein Ausfliessen von Schlacke verhindern. Diese Methode ist jedoch mit verschiedenen Nachteilen verbunden, deren wesentlichste darin bestehen, dass sich die Dimensionen der Ausgussöffnungen durch Verschleiss ändern und dann der Verschluss dieser Öffnungen durch die feuerfesten Formlinge unzureichend ist, und dass die Kosten für diese Formlinge verhältnismässig hoch sind.

   Es ist bereits versucht worden, diese Nachteile zu beseitigen und ein zuverlässiges Verschliessen des Stichloches von metallurgi-   schen   Gefässen zwecks Trennung von Metall und Schlacke, insbesondere beim Abstich von Stahlschmelzen, dadurch zu bewirken, dass nach Abgiessen des Metalls Druckgas in das Stickloch des Gefässes entgegen der Abgiessrichtung eingeleitet wird (AT-PS Nr. 350090). Bei diesem Verfahren ist es wichtig, den richtigen Zeitpunkt zum Zurückhalten der Schlacke nach dem Abfliessen des Metalls zu ermitteln, und zu diesem Zweck wird der aus dem Stichloch auslaufende Giessstrahl mit einem Verhältnispyrometer beobachtet, um zu Beginn des Schlackenablaufes ein Signal zu erhalten, worauf dann das Druckgas in das Stichloch eingeleitet wird. Dieses Verfahren erfordert demnach eine sorgfältige Überwachung des auslaufenden Giessstrahls.

   Eine andere Methode zum Zurückhalten von Schlacke beim Abstechen bzw. Abgiessen von Metallschmelzen beruht auf der Verwendung von unter Druck zugeführten Gasen. Beispielsweise bedient man sich dieser Methode bei einem Ausguss für Giesspfannen zum Vergiessen von Stahlschmelzen, bestehend aus einem äusseren feuerfesten Teil und einem in diesen eingesetzten, mit einem Durchlauf kanal versehenen, inneren feuerfesten Teil und einer Einrichtung zum Zuführen von inertem Behandlungsgas in die Stahlschmelze, wobei der äussere feuerfeste Teil des Ausgusses aus einem stark gasdurchlässigen, der innere feuerfeste Teil aus einem weniger gasdurchlässigen Material gebildet ist und die Einrichtung für die Zuführung des Behandlungsgases in einer Ringkammer besteht, die sowohl nach dem äusseren als auch nach dem inneren Teil des Ausgusses zu gasdurchlässig ausgebildet ist (AT-PS Nr.

   321480). Da bei diesem Ausguss das Gas mit Hilfe eines gasdurchlässigen Materials in die Stahlschmelze eingeleitet wird, strömt es von allen Richtungen her in die auszugie- ssende Schmelze hinein, und dadurch ist es praktisch nicht möglich, ein schlackenfreies Abstechen zu erreichen, zumal bei Verwendung eines porösen Ausgusses als Einführungsmittel für ein Behandlungsgas die erforderlichen hohen Drücke zum Zurückhalten von Schlacke kaum erreichbar sind. 



  Im wesentlichen das gleiche gilt im Falle eines Behälters mit Schieberverschluss für flüssige Schmelzen mit einer am Behälterboden fest angeordneten Lochplatte mit einer Durchlassöffnung 

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 und einer dieser gegenüber verschiebbaren Schieberplatte mit einer Durchflussöffnung und einem in oder über der Durchflussöffnung der Lochplatte angeordneten gasdurchlässigen Körper aus feuerfestem Material, durch den der Schmelze ein inertes Gas zugeführt werden kann (DE-AS
2019550).

   Ferner gilt praktisch das gleiche auch für einen Bodenschieberverschluss für die Ausguss- öffnung von Metallschmelze enthaltenden Gefässen, wie Giesspfannen, Schmelz-, Warmhalteöfen od. dgl., mit einer im Bodenfutter des Giessgefässes befindlichen Einlaufhülse und darunter fest angeordneter Bodenplatte und einer unter dieser linear oder drehbeweglich gleitend gelagerten ebensolchen Schieberplatte mit einer nachgeschalteten Ausgusshülse, wobei die Einlaufhülse mit einer Blechummantelung versehen und die Blechummantelung mit einem Gaszuführungsrohr verbun- den ist, das im unteren Drittel des Blechmantels seitlich angeschlossen ist, und zum Betrieb dieser Vorrichtung die Gaszuführung durch die Einlaufhülse so gesteuert wird, dass zumindest ein grosser Teil der eingeblasenen Gasmenge in dem die Schmelze enthaltenden Gefäss nach oben steigt (DE-OS 2732340). 



   Die Erfindung zielt nun darauf ab, ein verbessertes Verfahren zum Abstechen bzw. Abgie- ssen von Metallschmelzen, insbesondere Stahl, aus metallurgischen Öfen und Gefässen unter Einleiten eines Gases in die Metallschmelze zu schaffen, das in einfacher und wirtschaftlicher Weise durchführbar ist und eine einwandfreie Trennung von Metall und Schlacke ermöglicht. Es wurde gefunden, dass dies dann gelingt, wenn das Einleiten des Gases auf bestimmte Weise und zweckmässig ab einem bestimmten Zeitpunkt erfolgt. Demnach betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Abstechen bzw.

   Abgiessen von Metallschmelzen, insbesondere Stahl, aus metallurgischen Öfen und Gefässen unter Zurückhaltung von Schlacke aus der auf der Oberfläche der Metallschmelze aufschwimmenden Schlackenschicht, wobei durch die zwischen der Ausgussöffnung und der Schlackenschicht befindliche Metallschmelze entgegengesetzt zur Ausgussrichtung unter Druck ein Gas eingeleitet wird, und dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zum Einleiten des Gases feuerfeste Steine mit durchgehenden Kanälen verwendet werden und das Gas, zweckmässig von Beginn des Abstechens bzw. Abgiessens an bis zu dessen Beendigung, ausschliesslich konzentrisch um die Ausgussöffnung herum in die Metallschmelze eingeleitet und dadurch die Schlackenschicht vom Ausgussbereich ferngehalten wird. 



   Aus Sicherheitsgründen ist es empfehlenswert, das Gas, üblicherweise ein inertes Gas, wie Stickstoff oder Argon, schon vor Beginn des Abgiessens der Metallschmelze im Ausgussbereich in diese einströmen zu lassen. Durch das im Ausgussbereich einströmende Gas wird, wenn diese mit einem genügend hohen Druck eingeblasen wird, Schlacke aus dem Bereich oberhalb der Ausgussöffnung verdrängt bzw. weggetragen und von der Ausgussöffnung ferngehalten und dadurch eine einwandfreie Trennung von Schlacke und Metall beim Abgiessen ermöglicht. Eine besonders glatte Trennung von Schlacke und Metall ist dann erreichbar, wenn die Metallschmelze durch eine Öffnung im Boden des metallurgischen Ofens oder Gefässes ausgegossen wird. 

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Claims (1)

1. Rein beispielsweise kann erwähnt werden, dass es bei Verwendung von feuerfesten Steinen mit durchgehenden Kanälen, die auch als Steine mit gerichteter Porosität bezeichnet werden, einer Länge von 500 bis 700 mm günstig ist, eine Gasmenge von 20 bis 40 m3/h/Stein in die Metallschmelze unter einem Druck von 1 bis 2 bar einzuleiten. PATENTANSPRÜCHE : l. Verfahren zum Abstechen bzw.

   Abgiessen von Metallschmelzen, insbesondere Stahl, aus metallurgischen Öfen und Gefässen unter Zurückhaltung von Schlacke aus der auf der Oberfläche der Metallschmelze aufschwimmenden Schlackenschicht, wobei durch die zwischen der Ausguss- öffnung und der Schlackenschicht befindliche Metallschmelze entgegengesetzt zur Ausgussrichtung unter Druck ein Gas eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einleiten des Gases feuerfeste Steine mit durchgehenden Kanälen verwendet werden und das Gas, zweckmässig von Beginn des Abstechens bzw. Abgiessens an bis zu dessen Beendigung, ausschliesslich konzentrisch um die Ausgussöffnung herum in die Metallschmelze eingeleitet und dadurch die Schlackenschicht vom Ausgussbereich ferngehalten wird. <Desc/Clms Page number 3>

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschmelze durch eine Öffnung im Boden des metallurgischen Ofens oder Gefässes ausgegossen wird.