<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gegossenen Metallstranges hoher Reinheit aus einer Metallschmelze, vorzugsweise einer Stahlschmelze, wobei die Metallschmelze von einem Schmelzenbehälter geregelt einem Verteilergefäss zugeführt und von diesem Verteilergefäss geregelt in eine Stranggiesskokille abgeführt wird und wobei die Metallschmelze zumindest im Verteilergefäss während des stationären Giessbetriebes mit einem Abdeckmittel bedeckt ist.
Im speziellen betrifft die Erfindung ein Startverfahren für eine Stranggiessanlage zur Herstellung eines gegossenen Metallstranges hoher Reinheit aus einer Metallschmelze, insbesondere einer Stahlschmelze. Die Stranggiessanlage kann mit einer Kokille beliebiger Bauart ausgestattet sein.
Auch das Querschnittsformat des zu giessenden Metallstranges kann beliebig sein. Jedoch ergeben sich speziell bei der Herstellung von dünnen Metallbändern mit Banddicken unter 6,0 mm und Bandbreiten über 800 mm besondere Anforderungen an die Startphase des Giessprozesses, um bereits nach den ersten Metern gegossenen Bandes ein Band herstellen zu können, welches hohen Qualitätsansprüchen entspricht. Die Erfindung bezieht sich insbesondere, aber nicht ausschliesslich, auf das Bandgiessen mit einer Zweiwalzengiessanlage nach dem vertikalen Zweiwalzen-Giessverfahren.
Bei der Herstellung eines gegossenen Metallstranges hoher Reinheit mit einer beliebigen Stranggiessanlage wird das flüssige Metall üblicherweise von einer Giesspfanne über zumindest ein Zwischengefäss oder Verteilergefäss einer gekühlten Kokille zugeführt, in der der Erstarrungsprozess der Metallschmelze zu einem Metallstrang zumindest eingeleitet wird.
Die Überleitung der Metallschmelze von der Giesspfanne in das Verteilergefäss erfolgt vorwiegend durch Schattenrohre und aus dem Verteiler in die Kokille durch Tauchrohre, die im stationären Giessbetrieb in den Schmelzenpool des jeweils nachgeordneten Gefässes eintauchen und so eine möglichst beruhigte und gleichmässige Strömung und Weiterleitung der Metallschmelze bis in die Kokille ermöglichen. Üblicherweise ist die in der Giesspfanne, dem Zwischengefäss und gegebenenfalls in der Kokille angesammelte Metallschmelze von einer Schlackenschicht bedeckt, durch die die Metallbadoberfläche vor Oxidation geschützt wird. Die grundsätzliche Anordnung der Schmelzenaufnahmegefässe bei einer mehrsträngigen Stranggiessanlage für Stahl ist beispielsweise aus der US-A 5,887,647 bekannt.
Je intensiver die Metallbadbewegung in den einzelnen Schmelzengefässen abläuft, desto mehr Schlackepartikel werden von der die Metallschmelze bedeckenden Schlackenschicht in das Metallbad eingetragen und desto mehr Partikel des Feuerfestmaterials aus der Ausmauerung der Schmelzengefässe werden durch Erosion ebenfalls dem Metallbad zugeführt. Gleichzeitig wird das Abscheiden von Fremdstoffpartikel aus der Metallschmelze an die Metallbadoberfläche oder in die Schlackenschicht durch zu intensive Metallbadbewegung behindert. Bei grossformatigen Metallsträngen bleibt auch in der Kokille noch Zeit zur Abscheidung von Fremdstoffen an die Badoberfläche.
Bei kleinformatigen Strängen und insbesondere bei Bändern geringer Dicke muss der Eintrag von Fremdpartikeln in die Kokille möglichst vermieden werden, da in der Kokille die Möglichkeiten für eine Abscheidung von Fremdpartikeln sehr beschränkt sind.
Generell ist bekannt, dass die Qualität des gegossenen Stranges herabgesetzt ist, wenn starke Badspiegelschwankungen auftreten, wie sie in der Startphase des Giessprozesses bei der Erstfüllung des Verteilergefässes unvermeidbar sind, oder wie sie während der Durchführung des Pfannenwechsel beim Sequenzgiessen auftreten, bei dem üblicherweise mit der im Verteiler vorrätigen Metallschmelze die Wechselzeit der Pfanne überbrückt wird und daher mit kontinuierlich abnehmender Verteiler-Badspiegelhöhe gegossen wird. Die Stabilität der Schmelzenströmung im Verteilergefäss ist dadurch stark beeinträchtigt und die Metallschmelze ist unerwünschtem Schlackeneintrag ausgesetzt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher diese Nachteile und Schwierigkeiten des bekannten Standes der Technik zu vermeiden und ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art vorzuschlagen, mit dem bereits unmittelbar mit Beginn der quasi-stationären Giessphasen ein Metallstrang hoher Reinheit gegossen werden kann, bei dem die Startphase des Giessprozesses möglichst
<Desc/Clms Page number 2>
kurz gehalten werden kann und bei dem zumindest Auswirkungen aus nicht-stationären Giessphasen möglichst schnell abklingen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die sich in einer Erstfüllphase im Verteilergefäss ausbildende freie Badoberfläche der Metallschmelze nach Erreichen einer vorbestimmten wenigstens annähernd stationären Angussbadspiegelhöhe zumindest teilweise mit einem Abdeckmittel bedeckt wird. Als Abdeckmittel kommen alle pulverförmigen oder flüssigen Mittel in Frage, die auf der Metallbadoberfläche aufschwimmend eine weitgehend geschlossene Schutzschicht bilden und damit Reoxidation an der Metallbadoberfläche behindern bzw. vollständig verhindern.
Der Begriff Verteilergefäss ist hier nicht nur auf das Aufnahmegefäss für Metallschmelze beschränkt, durch welches die Überleitung oder Verteilung von Metallschmelze in eine Kokille ermöglicht wird, somit einer Kokille direkt vorgeordnet ist, sondern kann alle Schmelzengefässe zwischen der Giesspfanne und der Kokille umfassen, in denen die Metallschmelze mit einem Abdeckmittel abgedeckt werden kann.
Um möglichst schnell die wenigstens annähernd stationäre Angussbadspiegelhöhe zu erreichen und damit die Zeitspanne äussert turbulenter und unkontrollierter Badbewegung in Verteilergefäss schnell zu durchfahren, ist es zweckmässig, dass bis zum Erreichen der wenigstens annähernd stationären Angussbadspiegelhöhe Metallschmelze in das Verteilergefäss zugeführt, jedoch keine Metallschmelze aus dem Verteilergefäss abgeführt wird.
Eine weitere zweckmässige Massnahme zur schnellen Erreichung der wenigstens annähernd stationären Angussbadspiegelhöhe besteht darin, dass die Zufuhr der Metallschmelze in das Verteilergefäss bis zum Erreichen einer Verteiler-Badspiegelhöhe von 5% bis 50%, vorzugsweise von 10% bis 30%, der wenigstens annähernd stationären Angussbadspiegelhöhe mit annähernd maximaler Füllrate erfolgt und die Zufuhr der Metallschmelze in das Verteilergefäss anschliessend, bis zum Erreichen der wenigstens annähernd stationären Angussbadspiegelhöhe, mit gegenüber der annähernd maximalen Füllrate reduzierten Füllrate erfolgt. Unter annähernd maximaler Füllrate ist zu verstehen, dass die Zufuhr der Metallschmelze in das Verteilergefäss bei maximaler oder annähernd maximaler Öffnung des Pfannenschiebers erfolgt.
Eine annähernd maximale Füllrate im Sinne der Erfindung ist gegeben, wenn 80% oder mehr einer theoretisch möglichen Füllrate erreicht wird. Damit wird auch ein Zufrieren der Pfannenschieberöffnung in der Angiessphase bzw. eine markante Verengung der Durchflussöffnung und damit Reduzierung der Durchflussmenge vermieden.
Anstelle der Badspiegelhöhe im Verteilergefäss kann auch das dazu äquivalente Füllgewicht der Metallschmelze im Verteilergefäss als bestimmende Messgrösse herangezogen werden, beispielsweise für die Zufuhrmenge an Metallschmelze mit maximaler Füllrate.
Die reduzierte Füllrate stellt über die Restfüllzeit keinen konstanten Wert dar, sondern folgt einem kontinuierlich oder schrittweise abnehmenden zeitlichen Verlauf, wodurch sich die Strömungsverhältnisse im Verteilergefäss kontinuierlich beruhigen.
Es ist auch vorteilhaft, wenn die Zufuhr der Metallschmelze in das Verteilergefäss bis zum Eintauchen des Schattenrohres in die in das Verteilergefäss eingebrachte Metallschmelze mit annähernd maximaler Füllrate erfolgt und die Zufuhr der Metallschmelze in das Verteilergefäss anschliessend bis zum Erreichen der wenigstens annähernd stationären Angussbadspiegelhöhe mit einer gegenüber der annähernd maximalen Füllrate reduzierten Füllrate erfolgt. Das Einbringen der Metallschmelze unterhalb des Badspiegels reduziert die Badbewegung an der Metallbadoberfläche wesentlich.
Zur Beruhigung der Metallschmelze im Verteilergefäss ist es zweckmässig, wenn die Zufuhr von Metallschmelze in das Verteilergefäss mit Erreichen der wenigstens annähernd stationären
<Desc/Clms Page number 3>
Angussbadspiegelhöhe für eine bestimmte Zeitspanne unterbrochen wird. Das Schliessen des Pfannenschiebers nach Erreichen der wenigstens annähernd stationären Angussbadspiegelhöhe hat den Vorteil, dass vorhandene Fremdeinschlüsse, insbesondere nichtmetallische Einschlüsse, am Badspiegel wesentlich schneller aufschwimmen und in die Schlacke, falls ein Abdeckmittel bereits aufgegeben wurde, abgeschieden werden können.
Die kurzzeitige Unterbrechung der Schmelzenzufuhr stellt eine gut Möglichkeit dar, die Qualität des gegossenen Produktes zu erhöhen, wenn gleichzeitig sichergestellt ist, dass das Wiederöffnen des Pfannenschiebers nach dieser Beruhigungs- und Abscheidephase sicher gewährleistet ist.
Es ist aber auch durchaus möglich, die Schmelzenzufuhr in das Verteilergefäss nicht zu unterbrechen und unmittelbar nach dem Erreichen der wenigstens annähernd stationären Angussbadspiegelhöhe mit dem Füllen der Stranggiesskokille zu beginnen und damit den stationären Giessbetrieb einzuleiten. Damit steht allerdings eine reduzierte Zeitspanne für die Abscheidung von Fremdpartikel zur Verfügung, die allerdings durch eine andere Verteilung der Füllrate ausgeglichen werden kann.
Vorzugsweise beträgt die Zeitspanne der Unterbrechung der Schmelzenzufuhr zwischen 8 sec und 10 min, vorzugsweise zwischen 60 und 270 sec.
Zur Vermeidung von Reoxidation an der Metallbadoberfläche wird üblicherweise ein Abdeckmittel auf das Schmelzenbad aufgebracht. Abdeckmittel bestehen üblicherweise aus einem Abdeckpulver und bilden eine Schlackenschicht.
Ein günstiger Zeitpunkt für die Aufgabe eines Abdeckmittels ist gegeben, wenn innerhalb einer Zeitspanne, die dem Zeitpunkt des Erreichens der wenigstens annähernd stationären Angussbadspiegelhöhe vorgelagert ist, eine möglichst geringe Füllrate eingestellt und konstant gehalten wird und innerhalb dieser Zeitspanne, insbesondere in deren zweiten Hälfte, das Abdeckmittel auf das Schmelzenbad aufgegeben wird.
Eine weitere zweckmässige Möglichkeit für die Aufgabe eines Abdeckmittels ist gegeben, wenn das erstmalige Abdecken der freien Badoberfläche mit einem Abdeckmittel innerhalb der Zeitspanne der Unterbrechung der Schmelzenzufuhr beginnt. Damit wird das Abdeckmittel erst zu einem Zeitpunkt aufgebracht, bei dem bereits eine weitgehende Beruhigung des Badspiegels eingetreten ist. Demgegenüber würde eine Aufbringung des Abdeckmittels bei maximaler Füllrate zu einem wesentlichen Eintrag vom Fremdpartikeln in das Schmelzenbad und zu einer inhomogenen Verteilung des Abdeckmittels auf dem Schmelzenbad führen, da die Geschwindigkeiten der Flüssigphase am Badspiegel durchaus 5 bis 10-mal höher liegen als bei der weitgehend stationären Betriebsweise. Die Intensität der Oberflächenturbulenzen steigt mit dem Quadrat der Oberflächengeschwindigkeit.
Zusätzlich ist in dieser transienten Phase auch mit ausgeprägten Badspiegelwelligkeiten zu rechnen, die das Einschwemmen des Abdeckmittels in das Metallbad begünstigt.
Zweckmässig beginnt das erstmalige Abdecken der freien Badoberfläche mit einem Abdeckmittel in einer Zeitspanne ab 30 sec, vorzugsweise ab 8 sec, vor der Wiederaufnahme der Schmelzenzufuhr nach der Unterbrechung der Schmelzenzufuhr.
Zweckmässig ist es auch, wenn das Abdecken der freien Badoberfläche mit einem Abdeckmittel frühestens in einer Zeitspanne vor dem Beginn des Ableitens von Metallschmelze aus dem Verteilergefäss beginnt, die vorzugsweise höchstens der Hälfte der Zeitspanne der Unterbrechung der Zufuhr von Metallschmelze entspricht.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich, wenn das Abdecken der freien Badoberfläche mit einem Abdeckmittel erst nach dem Angiessen der Stranggiesskokille beginnt.
Damit das Abdeckmittel im Nahbereich des in die Metallschmelze eintauchenden Schattenroh-
<Desc/Clms Page number 4>
res nicht - auch nur partiell - entlang der Aussenwand des Schattenrohres in die Metallschmelze eingezogen wird, ist es zweckmässig, wenn der das Schattenrohr umgebende Bereich der freien Badoberfläche im Verteilergefäss von einer Abdeckung mit einem Abdeckmittel abgeschirmt wird. Dies erfolgt vorzugsweise durch Abschirmmittel, die von Wandelementen gebildet sind, die entweder von oben in das Schmelzenbad eintauchen oder von unten aus dem Schmelzenbad herausragen und das Schattenrohr mit Abstand umgeben. Damit wird gezielt ein hot spot rund um das Schattenrohr erzeugt und es ist zweckmässig, wenn die Wandelemente eine geschlossene Kammer bilden, in die das Schattenrohr integriert und die in der Kammer eingeschlossene Atmosphäre inertisiert ist.
Nach der Wiederaufnahme der Zufuhr von Metallschmelze in das Verteilergefäss wird diese Zufuhr von Metallschmelze in das Verteilergefäss mengenmässig in Abhängigkeit von der Abfuhr der Metallschmelze aus dem Verteilergefäss geregelt. Die Überleitung der Metallschmelze vom Verteilergefäss in die nachgeordnete Kokille beginnt zeitlich mit der Wiederaufnahme der Zufuhr von Metallschmelze in das Verteilergefäss. Damit wird die quasi-stationäre Angussbadspiegelhöhe weitgehend auf einem konstanten Niveau gehalten.
Die Menge der dem Verteilergefäss zugeführten Metallschmelze und die Menge der aus dem Verteilergefäss abgeführten Metallschmelze beträgt beim Giessen eines Stahlbandes, bei einer Giessdicke von 1,0 - 5,0 mm und einer Giessbreite von 1,0 m bis 2,0 m im weitgehend stationärem Giessbetrieb zwischen 0,5 t/min und 4,0 t/min, vorzugsweise zwischen 0,8 t/min und 2,0 t/min. Diese Angaben beziehen sich auf die Verwendung einer Zweiwalzengiessmaschine mit dem angestrebten Gussprodukt und entsprechende Auslegung.
Vorzugsweise erfolgt die Aufgabe des Abdeckmittels auf die Badoberfläche der Metallschmelze im Zwischengefäss in einem Oberflächenbereich mit geringer Oberflächenströmungsgeschwindigkeit, Welligkeit der Badoberfläche und Turbulenzintensität.
Eine fallweise manuelle Aufgabe des Abdeckmittels erfordert eine ausreichende Zugänglichkeit des Verteilergefässes für das Bedienungspersonal und bringt zusätzlich den Nachteil zusätzlicher Schlackeneinschlüsse durch die plötzliche lokale Aufgabe einer grösseren Menge des Abdeckmittels mit sich. Das Abdeckmittel wird daher in feinkörniger Form oder pulverförmig, vorzugsweise mit einer halb- oder vollautomatischen Aufgabeeinrichtung, aufgebracht.
Der Innenraum des Verteilergefässes ist durch einen Verteilerdeckel gegen die freie Atmosphäre abgeschirmt, wobei es zweckmässig ist, wenn während oder vor der Erstfüllphase eine Inertisierung des Verteilergefässes erfolgt, um den reaktiven Sauerstoff im Inneren des Verteilergefässes weitgehend zu eliminieren.
Die Einstellung und Überwachung der Betriebsgiessspiegelhöhe erfolgt vorzugsweise über eine Verteiler-Gewichtsmessung oder mit einem äquivalenten Messverfahren zur Füllstandsmessung. Die Betriebsgiessspiegelhöhe oder die wenigstens annähernd stationäre Angussbadspiegelhöhe kann mit anderen direkten oder indirekten Messverfahren ebenfalls ermittelt werden, wie z. B. mit Schwimmern, optische Beobachtung der Badspiegeloberfläche, Schallpegelmessung, Wirbelstrommessung und ähnlichen Messverfahren.
Bei einem Neustart der Giessanlage ist das Verteilergefäss bei Beginn der Erstfüllphase frei von Metallschmelze und zweckmässig auch frei von Abdeckmittel bzw. Schlacken, sowie FeuerfestReststoffen.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele, wobei auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen wird, die folgendes zeigen : Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Zweiwalzengiessanlage mit einem Schmelzenbe-
<Desc/Clms Page number 5>
hälter und einem Verteilergefäss zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, Fig. 2 den Verlauf einer Anfahrkurve für das Füllen des Verteilergefässes (Füllrate) nach dem erfindungsgemässen Verfahren in einer ersten Ausführungsform, Fig. 3 den Verlauf einer Anfahrkurve für das Füllen des Verteilergefässes (Füllrate) nach dem erfindungsgemässen Verfahren in einer zweiten Ausführungsform, Fig. 4 den zeitlichen Verlauf des Verteilergewichtes während des Füllens des Verteilergefä- #es, Fig.
5 den Verlauf von Anfahrkurven für das Füllen des Verteilergefässes und der Stranggiess- kokille nach einer dritten Ausführungsform, Fig. 6 ein Schattenrohr mit einer mechanischen Abschirmung gegen Kontakt mit Schlacke.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Zweiwalzengiessmaschine als eine Möglichkeit zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens mit den wesentlichen baulichen Komponenten zur Zuführung der Metallschmelze in die von zwei gegensinnig rotierenden Giesswalzen 1,2 und an die Stirnseiten der Giesswalzen anpressbaren Seitenplatten 3 gebildeten Stranggiesskokille 4. Die Metallschmelze wird aus einem Schmelzenbehälter 5, der zumeist von einer auswechselbaren auf Gabelarmen 6 eines Pfannendrehturmes abgestützten Giesspfanne gebildet ist, durch ein Schattenrohr 7 in ein Verteilergefäss 8 übergeleitet. Dem Schattenrohr 7 ist ein Schieberverschluss 9 als Regelorgan für die Durchflussmenge zugeordnet. Aus dem Verteilergefäss 8 strömt die Metallschmelze mengengeregelt durch ein Tauchgiessrohr 10 in den Formhohlraum 11der Stranggiesskokille 4.
Dem Tauchgiessrohr 10 ist ebenfalls ein Schieberverschluss 12 zur Regelung der der Stranggiesskokille 4 zuzuführenden Schmelzenmenge zugeordnet. Die Verschlussorgane können auch von Stopfen gebildet werden, die, von oben durch das Schmelzenbad ragend, die Ausflussöffnung des jeweiligen Schmelzenbehälters regelbar verschliessen.
Die Menge der im Verteilergefäss 8 zwischengelagerten Metallschmelze wird während des stationären Giessvorganges möglichst konstant gehalten. Dies wird dadurch erreicht, dass im Verteilergefäss eine vorbestimmte Giessspiegelhöhe h der Metallschmelze eingestellt wird und diese Giessspiegelhöhe durch eine Zuflussmengenregelung weitgehend gehalten wird. Eine weitgehend gleichbleibende Giessspiegelhöhe sichert eine gleichmässige Schmelzenüberleitung in die Stranggiesskokille 4.
An den gekühlten Zylindermantelflächen der Giesswalzen 1,2 bilden sich im Schmelzenpool nicht dargestellte Strangschalen aus, die im engsten Querschnitt zwischen den Giesswalzen zu einem Metallstrang 13 vorbestimmter Dicke und Breite verwalzt werden, der im Weiteren kontinuierlich aus der Giessanlage ausgefördert wird.
Bevor der Giessvorgang mit der Schmelzenzufuhr eingeleitet wird, wird die Stranggiesskokille für den Giessstart vorbereitet, wobei der Giessspalt zwischen den Giesswalzen durch einen Anfahrstrang verschlossen wird oder entsprechende Vorkehrungen für einen Giessstart ohne Anfahrstrang getroffen werden. Eine derartige Anfahrmethode ohne Verwendung eines Anfahrstranges ist beispielsweise in der bisher unveröffentlichten österreichischen Patentanmeldung A 1367/2002 beschrieben.
Ein mit Metallschmelze gefüllter Schmelzenbehälter wird oberhalb des Verteilergefässes in seine Giessposition eingebracht. Der Füllvorgang des Verteilergefässes erfolgt in einer möglichen Ausführungsvariante nach dem in Fig. 2 dargestellten Füllkurvenverlauf. Die Metallschmelze wird in der ersten Füllphase (Zeitspanne to - t1) bei grösstmöglicher Öffnung des Schieberverschlusses in das Verteilergefäss geleitet, d. h. die Metallschmelze tritt mit annähernd maximaler Füllrate rh fill,max in das Verteilergefäss ein, wobei der Schieberverschluss ausgangsseitig des Verteilergefässes geschlossen gehalten wird.
Ab Erreichen einer Badspiegelhöhe hpool, die zum Zeitpunkt t1 etwa 40% einer wenigstens annähernd stationären Angussbadspiegelhöhe h pool. op entspricht, wird die Füllrate im Wesentlichen kontinuierlich zurückgenommen, bis die wenigstens annähernd stationäre Angussbadspiegelhöhe h pool,op erreicht ist.
<Desc/Clms Page number 6>
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsvariante eines möglichen Füllkurvenverlaufes, wobei die Füllrate # fill nach Erreichen von etwa 40% der wenigstens annähernd stationären Angussbadspiegelhöhe zum Zeitpunkt t1 schrittweise in mehreren Stufen zurückgenommen wird, wobei die Reduzierung der Füllrate in den einzelnen Zeitpunkten t1 bis ts so erfolgt, dass eine degressive Annäherung der Badspiegelhöhe hpool an die Angussbadspiegelhöhe h pool,op erfolgt.
Fig. 4 zeigt die Zunahme des Verteilergewichtes mv über die Füllzeit, ausgehend vom Leergewicht mo des Verteilergefässes bis zum Verteilergewicht ms, das mit Erreichen der wenigstens annähernd stationären Angussbadspiegelhöhe h pool,op erzielt wird.
Diese dargestellten Füllkurvenverläufe begünstigen bereits während des kontinuierlichen Füllvorganges ein Abklingen der heftigen Badbewegung im Verteilergefäss und beruhigen insbesondere die Metallbadoberfläche. Diese Beruhigungsphase im Verteilergefäss wird verstärkt, indem nach dem Erreichen der wenigstens annähernd stationären Angussbadspiegelhöhe die Schmelzenzufuhr für vorzugsweise einige Minuten unterbrochen wird. Innerhalb dieser Zeitspanne wird mit der Aufgabe eines Abdeckmittels auf die Metallbadoberfläche begonnen, die mit einer halb- oder vollautomatischen Aufgabeeinrichtung 15 erfolgt, deren Auslassöffnung oberhalb des Badspiegels in einem Bereich des Verteilergefässes mit wenig Oberflächenturbulenzen mündet (Fig. 1). Das feinkörnige bis staubförmige Abdeckmittel wird in einem kontinuierlichen Rieselvorgang auf die Metallschmelze aufgebracht.
Dieser Vorgang wird bis zur vollständigen Abdeckung des Metallbades im Verteilergefäss fortgesetzt und bei Bedarf jederzeit während des Giessvorganges wiederholt.
Zusätzlich ist das Verteilergefäss 8 mit einem Verteilerdeckel 16 abgedeckt, mit dem der Innenraum des Verteilergefässes gegenüber der Atmosphäre abgeschirmt wird (Fig.1). Damit wird auch die Möglichkeit gegeben, noch vor der Zufuhr von Metallschmelze eine Inertisierung des Innenraumes durchzuführen.
Im Wesentlichen zeitgleich mit der Wiederaufnahme der Schmelzenzufuhr in das Verteilergefäss beginnt die Einleitung der Metallschmelze in die Stranggiesskokille, bzw. deren Füllung und die Einleitung des kontinuierlichen Giessbetriebes. Hierbei wird die Menge der dem Verteilergefäss zugeführten Metallschmelze in Abhängigkeit von der in die Stranggiesskokille eingeleiteten Schmelzenmenge eingestellt. Eine Betriebsbadspiegelhöhe für den stationären Giessbetrieb kann durchaus von der Angussbadspiegelhöhe abweichen und wird in der ersten Phase des stationären Giessbetriebes oder bei Bedarf eingestellt.
Abweichungen der Badspiegelhöhe von der gewünschten wenigstens annähernd stationären Angussbadspiegelhöhe oder einer Betriebsbadspiegelhöhe werden über eine Verteilergewichtsmessung erfasst. Dadurch wird kontinuierlich eine für die Badspiegelhöhe charakteristische Messgrösse ermittelt und in einem Zuflussregelkreis zur Regelung der zufliessenden Metallschmelzenmenge als Regelgrösse herangezogen. Das Verteilergefäss 8 ist hierzu über Messzellen 17 auf einem Traggerüst 18, beispielsweise einem verfahrbaren Verteilerwagen, abgestützt.
Fig. 5 zeigt in Analogie zu Fig. 2 den Füllvorgang des Verteilergefässes anhand der Füllrate #V und der Badspiegelhöhe hpool im zeitabhängigen Verlauf. Die Metallschmelze wird in einer Füllphase to bis t1 bei maximaler Öffnung des Schieberverschlusses am Schmelzengefäss in den Verteiler eingebracht und der Füllvorgang anschliessend mit abklingender Füllrate im Zeitabschnitt t1 bis t4 fortgesetzt. In einer Zeitspanne vor dem Erreichen der wenigstens annähernd stationären Badspiegelhöhe hpool,op, die sich im Zeitabschnitt t4 bis ts erstreckt, erfolgt die Schmelzenzufuhr mit einer gegenüber der maximalen Füllrate wesentlich reduzierten aber weitgehend konstant gehaltenen Füllrate. Die zuvor beschriebene Unterbrechung der Schmelzenzufuhr entfällt hier.
Zeitlich etwa in der Mitte zwischen t4 und ts beginnt die Aufgabe des Abdeckmittels P auf des Schmelzenbad im Verteilergefäss. Ab dem Zeitpunkt ts beginnt der Giessbetrieb mit dem Füllen der Stranggiesskokille, wobei die Füllrate der Kokille #m einen zeitlichen Verlauf aufweist, wie beispielsweise in Fig. 5 im untersten Diagramm dargestellt. Gleich-
<Desc/Clms Page number 7>
zeitig wird die Füllrate im Verteilergefäss # v auf eine Betriebsbadspiegelhöhe hpool,op eingeregelt.
In Fig. 6 ist eine Möglichkeit aufgezeigt, die den Eintrag von auf das Schmelzenbad aufgebrachten Abdeckmittel in das Innere des Schmelzenbades im Bereich der Aussenwand des Schattenrohres 7 weitgehend ausschliessen soll. Zu der bereits im Verteilergefäss 8 angesammelten Metallschmelze strömt durch das vertikal in die Schmelze eintauchende Schattenrohr 7 weitere Metallschmelze aus dem Schmelzenbehälter 5 kontinuierlich zu. Die zufliessende Metallschmelze erzeugt eine Sogwirkung entlang des Schattenrohres 7 und zieht gegebenenfalls in diesem Bereich gesammelte Schlacke/ Abdeckmittel nach unten in die Metallschmelze. Mit einer Abdeckung 21, die topfförmig ausgebildet ist, die das Schattenrohr mit radialem Abstand zu diesem umgibt und von oben in die Metallschmelze ragt, wird die gebildete Schlackenschicht 20 vom kritischen Bereich nahe dem Schattenrohr ferngehalten.
Das Innere dieser nach oben geschlossenen Abdeckung 21 kann über die Schutzgasleitung 22 bei Bedarf inertisiert werden.
Dem Schattenrohr 7 liegt in Ausströmrichtung der Metallschmelze ein nur andeutungsweise dargestelltes strömungsdämpfendes Element 23 (Turbostop) im Verteilergefäss fest verankert gegenüber, wodurch der einströmende Metallstrahl stark gebremst und gezielt umgeleitet wird.
Das beschriebene Startverfahren hat sich als besonders erfolgreich in Verbindung mit einem Verteilergefäss gezeigt, welches in der WO 03/051560 beschrieben ist und eine Geometrie aufweist, die die Abscheidung von schmelzenfremden Partikeln besonders fördert.
Patentansprüche : 1. Verfahren zur Herstellung eines gegossenen Metallstranges hoher Reinheit aus einer
Metallschmelze, vorzugsweise einer Stahlschmelze, wobei die Metallschmelze von einem
Schmelzenbehälter (5) geregelt einem Verteilergefäss (8) zugeführt und von diesem Vertei- lergefäss geregelt in eine Stranggiesskokille (4) abgeführt wird und wobei die Metallschmel- ze zumindest im Verteilergefäss während des stationären Giessbetriebes mit einem Ab- deckmittel bedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die sich in einer Erstfüllphase im
Verteilergefäss ausbildende freie Badoberfläche der Metallschmelze nach Erreichen einer vorbestimmten wenigstens annähernd stationären Angussbadspiegelhöhe (h pool,op) zumin- dest teilweise mit einem Abdeckmittel bedeckt wird.