DE10051957A1 - Vorrichtung zum Führen der Strömung einer metallurgischen Schmelze, insbesondere einer Stahlschmelze - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zum Führen der Strömung einer metallurgischen Schmelze, insbesondere von Stahlschmelze, weist ein an ein metallurgisches Gefäß (1) anschließendes Ausgussrohr (2) auf. Um eine Veränderung des Einströmens von metallurgischer Metallschmelze von einem metallurgischen Gefäß (1) in ein nachgeordnetes Gefäß unter günstigen Strömungsbedingungen zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass in dem Gefäßboden (1a) ein Auslaufstutzen (3) mit einer am unteren Ende (3a) gebildeten Kugelfläche (3b) angeordnet ist, die dichtend in den Eingang (2c) des Ausgussrohres (2) ragt, das gelenkig am Gefäßboden (1a) gelagert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Führen einer metallurgischen Schmelze, insbesondere einer Stahlschmelze, mit einem an ein metallurgisches Gefäß an­ schließenden Ausgussrohr.

Zur Beeinflussung der Strömung von metallurgischen Schmelzen in Stranggießkokil­ len werden in der Regel unterschiedliche, auf das Gießformat und den Betriebszu­ stand abgestimmte Tauchrohrbauformen angewendet. Darüber hinaus kann auch eine sog. elektromagnetische Bremse eingesetzt werden. Die Tauchrohrbauform er­ laubt nur eine Abstimmung auf jeweils ein Gießformat und einen Betriebszustand. Eine dynamische Beeinflussung der Kokillenströmung ist nicht möglich. Die elektro­ magnetische Bremse führt zu einem Abbremsen der Schmelze. Dabei werden nicht nur ungünstige Strömungsbedingungen, sondern auch die gewollte horizontale Ver­ mischung der Schmelze behindert. Außerdem verursacht der Einsatz der elektroma­ gnetischen Bremse einen erheblichen konstruktiven Mehraufwand, sowie hohe Inve­ stitions- und Betriebskosten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Veränderung des Einströmens von Metallschmelze von einem metallurgischen Gefäß in ein nachgeordnetes Gefäß un­ ter günstigen Strömungsbedingungen zu ermöglichen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in dem Gefäßbo­ den ein Auslaufstutzen mit einer am unteren Ende gebildeten Kugelfläche angeord­ net ist, die dichtend in den Eingang des Ausgussrohres ragt, das gelenkig am Ge­ fäßboden gelagert ist. Dadurch kann die Strömung der Metallschmelze in einem nachfolgenden Gefäß beeinflusst werden, so dass zum einen ungünstige Strö­ mungsverhältnisse vermieden werden und zum anderen eine horizontale Vermi­ schung erzielt wird. Dabei kann durch die Bewegung des Ausgussrohres die Rich­ tung des Bewegungsimpulses der in das untere Gefäß einströmenden Schmelze verändert werden. Aufgrund von zusätzlichen konstruktiven Maßnahmen kann auch eine horizontale Verschiebung des Ausgussrohres berücksichtigt werden. Damit ver­ bunden ist eine Verbesserung des Reinheitsgrades und der Oberflächenqualität des Stranggussproduktes. Außerdem kann auch ein Ausrichtfehler bei der Montage von Ausgussrohren korrigiert werden.

Nach weiteren Merkmalen wird die Bewegungsfähigkeit des Ausgussrohres derart erzielt, dass das Ausgussrohr kardanisch am Gefäßboden gelagert ist.

Der Bewegungsantrieb wird dabei nach anderen Merkmalen dadurch erzielt, dass eine Lagerwelle für einen ersten, äußeren Kardanring an einem Schwenkantrieb an­ geschlossen ist.

Die Bewegung des Ausgussrohres ergibt sich nach einer Ausgestaltung dann da­ durch, dass in dem ersten, äußeren Kardanring ein zweiter, innerer Kardanring mit­ tels einer parallel oder senkrecht zur Lagerwelle verlaufenden Welle schwenkbar gelagert ist.

Dabei sind nach einer Weiterbildung die Lager für die schwenkbare Lagerwelle des ersten, äußeren Kardanrings am Gefäßboden angeordnet.

Zur Vermeidung von Luftansaugungen durch Unterdruck im Strömungskanal ist vor­ gesehen, dass in dem Eingang des Ausgussrohres und/oder in die Kugelfläche eine Kohlefaserdichtung eingelegt ist.

Nach weiteren Merkmalen ist in den Auslaufstutzen eine den Strömungskanal an­ schneidende Ringnut eingearbeitet. Dadurch kann vorteilhafterweise Inertgas zuge­ führt werden.

Die Dichtwirkung bei entsprechendem Abrollen der Kugelform wird dadurch erzielt, dass der Eingang des Ausgussrohres in seiner Querschnittsform mit einem geraden Abschnitt beginnt, der über einen Bogenabschnitt in den zylindrischen Strömungska­ nal übergeht, wobei die Kugelfläche des Auslaufstutzens teils an dem geraden Ab­ schnitt teils an dem Bogenabschnitt dicht anliegt.

Die Anwendung der Erfindung ergibt sich vorteilhafterweise derart, dass das metall­ urgische Gefäß aus einem Verteilergefäß für eine Stranggießanlage besteht. Da­ durch kann die Strömung in das tiefer angeordnete Gefäß mit der erwähnten hori­ zontalen Vermischung eingeführt werden.

Eine weitere vorteilhafte Anwendung ergibt sich daraus, dass das Ausgussrohr aus einem Tauchrohr für eine Stranggießkokille besteht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, das nachfolgend näher er­ läutert wird.

Die einzige Figur stellt einen axialen Querschnitt durch einen Gefäßboden eines metallurgischen Gefäßes mit Auslaufstutzen und Ausgussrohr dar.

Ein metallurgisches Gefäß 1 mit einem Gefäßboden 1a weist eine Vorrichtung zum Führen der Strömung einer metallurgischen Schmelze, z. B. einer Stahl-Schmelze, und ein an das metallurgische Gefäß 1 anschließendes Ausgussrohr 2 auf.

In dem Gefäßboden 1a ist ein Auslaufstutzen 3 mit einer am unteren Ende 3a gebil­ deten Kugelfläche 3b angeordnet. Die Kugelfläche 3b ragt dichtend mit dem Kugel­ radius 14 ("R") in den Eingang 2c des Ausgussrohres 2. Das Ausgussrohr 2 ist ge­ lenkig am Gefäßboden 1a gelagert, so dass es verschiedene Winkelstellungen ein­ nehmen kann.

Die gelenkige Bewegung des Ausgussrohres 2 wird z. B. durch eine kardanische Aufhängung am Gefäßboden 1a ermöglicht. Dabei wird die Bewegung über eine La­ gerwelle 4 für einen ersten, äußeren Kardanring 5 erzeugt, wobei die Lagerwelle 4 an einen (nur angedeuteten) Schwenkantrieb 6 angeschlossen ist. In dem ersten, äußeren Kardanring 5 ist ein zweiter, innerer Kardanring 7 mittels einer parallel oder senkrecht zur Lagerwelle 4 verlaufenden Welle 7a schwenkbar gelagert.

Die Drehlager 13 für die schwenkbare Lagerwelle 4 des ersten, äußeren Kardanrings 5 sind am Gefäßboden 1a angeordnet.

In den Eingang 2c des Ausgussrohres 2 und/oder in die Kugelfläche 3b ist eine Kohlefaserdichtung 2e zur Dichtung gegen Unterdruck eingelegt. In den Auslaufstut­ zen 3 kann auch eine den Strömungskanal 2d anschneidende Ringnut 8 einge­ schnitten sein, um Inertgas zuzuführen, das ebenfalls der Außenluft entgegenwirkt.

Der Eingang 2c des Ausgussrohres 2 beginnt in seiner Querschnittsform 9 symme­ trisch jeweils mit einem geraden Abschnitt 10, der über einen Bogenabschnitt 11 in den zylindrischen Strömungskanal 2d übergeht, wobei die Kugelfläche 3b des Aus­ laufstutzens 3 teils an dem geraden Abschnitt 10 teils an dem Bogenabschnitt 11 dicht auch während einer Winkelbewegung anliegt.

Im Ausführungsbeispiel ist angenommen, dass das metallurgische Gefäß 1 aus ei­ nem Verteilergefäß 12 für eine Stranggießanlage besteht. Ferner wird vorausgesetzt, dass das Ausgussrohr 2 aus einem Tauchrohr 2a für eine Stranggießkokille besteht, das mit seiner Mündung 2b bis unter den Schmelzenspiegel eintaucht. Das Tauch­ rohr 2a kann derart bewegt werden, dass die Richtung des Bewegungsimpulses der in die Stranggießkokille einströmenden Schmelze, die das Strömungsfeld in der Stranggießkokille maßgeblich mitbeeinflusst, verändert wird. Bei einer horizontalen Verschiebungsanordnung kann aufgrund einer Kombination beider Bewegungswege die Position und die Ausrichtung des in die Schmelze eintauchenden Rohrstücks un­ abhängig voneinander eingestellt werden.

Als zusätzliche Maßnahme kann die Strömung in der Stranggießkokille durch eine Messung einer physikalischen Größe beurteilt und in Form einer beschreibenden Kennzahl einer Regelungseinheit zugeführt werden. Als Mess-System kann z. B. ein Geschwindigkeitsmess-System für Stranggießkokillen oder in einem einfachen Fall können auch nur mehrere Sensoren zur Aufnahme des Oberflächenprofils in der Stranggießkokille angewendet werden.

Bezugszeichenliste

1

metallurgisches Gefäß

1

a Gefäßboden

2

Ausgussrohr

2

a Tauchrohr

2

b Mündung

2

c Eingang

2

d Strömungskanal

2

e Kohlefaserdichtung

3

Auslaufstutzen

3

a unteres Ende

3

b Kugelfläche

4

Lagerwelle

5

erster, äußerer Kardanring

6

Schwenkantrieb

7

zweiter, innerer Kardanring

7

a Welle

8

Ringnut

9

Querschnittsform

10

gerader Abschnitt

11

Bogenabschnitt

12

Verteilergefäß

13

Drehlager

14

Kugelradius "R"

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Führen der Strömung einer metallurgischen Schmelze, ins­ besondere von Stahlschmelze, mit einem an ein metallurgisches Gefäß an­ schließenden Ausgussrohr, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gefäßboden (1a) ein Auslaufstutzen (3) mit einer am unteren En­ de (3a) gebildeten Kugelfläche (3b) angeordnet ist, die dichtend in den Ein­ gang (2c) des Ausgussrohres (2) ragt, das gelenkig am Gefäßboden (1a) ge­ lagert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgussrohr (2) kardanisch am Gefäßboden (1a) gelagert ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lagerwelle (4) für einen ersten, äußeren Kardanring (5) an einen Schwenkantrieb (6) angeschlossen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten, äußeren Kardanring (5) ein zweiter, innerer Kardanring (7) mittels einer parallel oder senkrecht zur Lagerwelle (4) verlaufenden Welle (7a) schwenkbar gelagert ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (13) für die schwenkbare Lagerwelle (4) des ersten, äußeren Kardanrings (5) am Gefäßboden (1a) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Eingang (2c) des Ausgussrohres (2) und/oder in die Kugelfläche (3b) eine Kohlefaserdichtung (2e) eingelegt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in den Auslaufstutzen (3) eine den Strömungskanal (2d) anschneidende Ringnut (8) eingearbeitet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang (2c) des Ausgussrohres (2) in seiner Querschnittsform (9) mit einem geraden Abschnitt (10) beginnt, der über einen Bogenabschnitt (11) in den zylindrischen Strömungskanal (2d) übergeht, wobei die Kugelfläche (3b) des Auslaufstutzens (3) teils an dem geraden Abschnitt (10) teils an dem Bogenabschnitt (11) dicht anliegt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das metallurgische Gefäß (1) aus einem Verteilergefäß (12) für eine Stranggießanlage besteht.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgussrohr (2) aus einem Tauchrohr (2a) für eine Stranggießkokille besteht.