DE1608082C3 - Vorrichtung zum Feinen von Stahl mittel» Schlacke in einer Stranggieß kokille - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Feinen von Stahl mittels Schlacke innerhalb einer Stranggießkokille mit Mitteln zum ständigen Einführen von Stahl und Schlacke oberhalb des Badspiegels, einem die Schlacke flüssig haltenden elektrischen Heizstromkreis, in dem die Stranggießkokille und ein in die Schlacke eintauchender Körper je an Klemmen einer elektrischen Stromquelle angeschlossen sind, und Mitteln zum ständigen Entfernen der Schlacke aus der Stranggießkokille.

Bei bestimmten Stählen oder Legierungen, die im flüssigen Zustand leicht oxydierbar sind und als Endprodukte eine besonders gute Qualität und sowohl in kaltem als auch in warmem Zustand hohe Festigkeitskennwerte aufweisen sollen, kann es sich als notwendig erweisen, die Schmelze einer zusätzlichen Feinung zu unterziehen, die nicht durch die bekannten Maßnahmen bei der Stahlgewinnung in Elektroöfen erzielt werden kann, in denen insbesondere eine Verschlechterung der Eigenschaften durch Oxydation meist nicht sicher verhindert werden kann. Diese Feinung kann beispielsweise derjenigen entsprechen, die man durch ein erneutes Schmelzen in einem Lichtbogenofen unter Vakuum und Verwendung verzehrbarer Elektroden erhält, d. h. eine Behandlung, die vor allem den Zweck hat, den Gehalt an Gasen sehr klein zu halten und auch den Gehalt an gewissen Verunreinigungen, wie Schwefel, zu verringern und schließlich nichtmetallische Einschlüsse zu beseitigen.

Eine eingangs genannte Vorrichtung ist z. B. aus der britischen Patentschrift 965 426 und der dieser im wesentlichen entsprechenden USA.-Patentschrift 3 234 608 bekannt. Sie dient dort zur Verarbeitung von Abschmelzelektroden mit relativ geringem Durchsatz, wobei die Abschmelzelektrode und die Stranggießkokille an Klemmen einer elektrischen Stromquelle angeschlossen sind und die zum Feinen der Schmelze zugeführte Schlacke entweder durch Überlaufen über den Kokillenrand oder durch Mitführen an der Oberfläche eines aus der Schlacke nach oben herausführenden Drahtes oder Bandes abgeführt wird. Bei dieser Arbeitsweise und Vorrichtung läßt sich kein allzu hoher Durchsatz erzielen, so daß damit eine Feinung mit einem bei BrammengießkokilJen üblichen Durchsatz nicht durchführbar ist.
Aus der franzöisschen Patentschrift 1 312 135 ist es bekannt, eine verunreinigte Aluminiumschmelze bei ebenfalls geringem Durchsatz zu reinigen, indem die Schmelze gerührt wird und man die oberste, an Verunreinigungen angereicherte Schicht durch ein

ίο Überlaufrohr in einen Tiegel abfließen läßt.

In der deutschen Patentschrift 763 514 ist schließlich die Herstellung von Gußsträngen oder Blöcken aus Metallen in der Weise beschrieben, daß der vergossenen Schmelze unmittelbar Kühlmittel zugeführt wird, wobei dem Abführen des Kühlmittels von über dem Gießkopf ein schräg aufwärtsgerichtetes Rohr dienen kann. Auf die besonderen Probleme der Feinung von Stahl mittels Schlacke geht diese Druckschrift jedoch nicht ein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Vorrichtung so auszubilden, daß sich damit möglichst einfach ein Feinen von Stahl mit einem bei Brammengießkokillen üblichen Durchsatz in der Größenordnung von etwa 300 kg/min und entsprechend erhöhtem Schlackendurchsatz durchführen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum ständigen Entfernen der Schlacke ein in diese eintauchendes Absaugrohr vorgesehen ist, das an eine Saugvorrichtung angeschlossen ist und außerdem den an die eine Klemme der elektrischen Stromquelle angeschlossenen Körper bildet.

Durch das an eine Saugvorrichtung angeschlossene Absaugrohr ist eine zentrale Absaugung der Schlacke in ausreichender Menge für das Brammenstranggießen und damit eine ausreichende Durchwirbelung der Schmelze im Kopf der Stranggießkokille möglich, so daß dadurch trotz des erheblich größeren Durchsatzes als bei dem bekannten, mit Abschmelzelektrode arbeitenden Verfahren die beabsichtigte Feinwirkung des Stahles gewährleistet ist. Gleichzeitig ergibt sich eine vorteilhafte Vereinfachung dadurch, daß das Absaugrohr außerdem den an die eine Klemme der elektrischen Stromquelle, angeschlossenen Körper bildet und somit ein besonderer Körper überflüssig ist.

Die Erfindung wird durch ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das in der Zeichnung veranschaulicht ist; es zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Stranggießeinrichtung bei der gemäß der Erfindung eine ständige Feinung des Metalls vorgenommen wird,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Schnittlinie H-II der Fig.l.

Die in den Zeichnungen schematisch dargestellte Stranggießvorrichtung umfaßt eine aus Kupfer bestehende Stranggießkokille 1, die innerhalb ihres Kupferkörpers durch Umlauf von Wasser.in Kühlkanälen 2 gekühlt wird. Eine durch Verfestigen des in die Kokille gegossenen Metalls erhaltenes Halbprodukt 3 wird als Strang durch eine Abzugsvorrichtung nach unten gezogen; die Abzugsvorrichtung kann eine Vorrichtung bekannter üblicher Art sein. Der als Halbprodukt bezeichnete Gußstrang enthält im obe-

ö5 ren Teil einen noch flüssigen Kern 4, der durch einen Strahl flüssigen Metalls 5 gespeist wird. Dieser Strahl ist — wie überdies bereits bekannt — exzentrisch zum Querschnitt der Kokille und des Gußstranges 3.

Die Einrichtung umfaßt weiterhin eine Zuleitung 6 zum Speisen einer Düse 7, die für die Zugabe von elektrisch leitender Schlacke bestimmt ist; die Schlacke soll über dem flüssigen Metall in der Kokille stehen und eine das Metall abdeckende Schutzschicht 8 bilden.

Ein kupferner Hohlrohrkörper 9, der durch ein Kühl-Strömungsmittel, wie Wasser gekühlt wird, das in inneren Kühlkanälen 10 umläuft, taucht mit seinem unteren Teil in die elektrisch leitende Schlakkendeckschicht 8 ein.

Dieser zylindrische Hohlrohrkörper hat einen axialen Hohlraum 11, der ein Schlackenabsaugerohr bildet, das Schlacke aus der Deckschicht 8 zu einer Saugvorrichtung 12 führt, die beispielsweise aus einer Pumpe oder eine Ejektorsaugvorrichtung bekannter Art besteht.

Die Stranggießkokille 1 und der rohrförmige Körper 9 sind schließlich jeweils an Klemmen einer elektrischen Stromquelle angeschlossen, beispielsweise in einen Stromkreis eingeschaltet, der mit Einphasenwechselstrom gespeist wird.

Da das untere Ende des Rohrkörpers 9 in die Schlackenschicht 8 eintaucht, wird diese durch elektrische Stromwärme in flüssigem Zustand gehalten, wenn der elektrische Strom zwischen dem Rohrkörper 9 und der Kokille 1 fließt.

Das in Form eines freien Strahles 5 in die Kokille geleitete flüssige Metall geht durch die Schlackenschicht 8 hindurch, bevor es unter dem Einfluß der Schwerkraft den flüssigen Kern 4 innerhalb der Kokille speist, aus dem durch anschließende Verfestigung das Stranggießprodukt wird.

Die Art der Schlacke wird derart ausgewählt, daß das Metall während seines Hindurchspülens durch die Schlacke eine gründliche Feinung erfährt, deren Ergebnis eine Verringerung des Gehalts an Gasen und anderen gewissen Verunreinigungen, wie Schwefel, sowie schließlich das Entfernen von nichtmetallischen Einschlüssen ist.

Die Schlackenschicht 8 bewahrt ihre Wirksamkeit dauernd, weil sie stetig erneuert wird, d. h. daß sie durch die Leitung 6 und die Düse 7 über das sich bildende Metallhalbprodukt stetig zugeführt und andererseits stetig durch den inneren Hohlraum 11 des Tauchkörpers 9 wieder abgesaugt wird. Die elektrisch leitende Schlackenschicht muß eine genügende Dicke haben damit das durch diese Schicht hindurchdringende Metall ausreichend gefeint werden kann. Bei einer Stranggießkokille, deren größte Querabmessung in der Größenordnung von 200 mm liegt, ist eine Schlackenschichtdicke in der Größenordnung von 100 mm zweckmäßig.

Selbstverständlich wird die Zusammensetzung der Schlacke in Abhängigkeit von der gewünschten Art der Feinung und der angestrebten Güte des Stranggießproduktes gewählt.

Es ist darauf hinzuweisen, daß außer den günstigen Auswirkungen auf die Reinheit und die Qualität der Stähle und der stranggegossenen Stahllegierungen das Verfahren auch noch die Qualität der Gießhaut auf dem fertigen Produkt verbessert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Feinen von Stahl mittels Schlacke innerhalb einer Stranggießkokille mit Mitteln zum ständigen Einführen von Stahl und Schlacke oberhalb des Badspiegels, einem die Schlacke flüssig haltenden elektrischen Heizstromkreis, in dem die Stranggießkokille und ein in die Schlacke eintauchender Körper je an Klemmen einer elektrischen Stromquelle angeschlossen sind, und Mitteln zum ständigen Entfernen der Schlacke aus der Stranggießkokille, dadurch gekennzeichnet, daß zum ständigen Entfernen der Schlacke (8) ein in diese eintauchendes Absaugrohr (9) vorgesehen ist, das an eine Saugvorrichtung (12) angeschlossen ist und außerdem den an die eine Klemme der elektrischen Stromquelle angeschlossenen Körper bildet.