DE1917367C - Zwischenpfanne in einer Stahl-Stranggießanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zwischenpfanne (Zwischengefäß) in einer Stahl-Stranggießanlage mit darüber angeordneter Gießpfanne.

Die Fabrikation von Stahlstrangguß ist verhältnismäßig billig, teilweise, weil einerseits die beim klassischen Kokillenguß durch Beschneiden jeder Stange am unteren und vor allem am oberen Ende auftretenden Stahlverluste vermieden werden und weil andererseits das Gießen mit kleinem Querschnitt erfolgt, wodurch die Bearbeitungskosten gegenüber dem Kokillenguß mit großem Stangenquerschnitt herabgesetzt werden. Darüber hinaus wird die Qualität des Stahls verbessert, einerseits wegen der besseren Querschnittseigenschaften, die eine geringere Bearbeitung

ίο zur Egalisierung des endgültigen Querschnitts erforderlich machen, und andererseits, weil die schnelle Verfestigung, die fortlaufend in parallelen Streifen erfolgt, jede Steigerung oder Aussonderung verhindert, so daß die Eigenschaften des Stahls vom An-

fang bis zum Ende der Gußstange gleichmäßig sind und die chemische Zusammensetzung gleichmäßig vom Rande bis zum Kern der gegossenen Stange ist. Diese Homogenität ist aus sehr vielen Gründen erwünscht, z. B. wegen der größeren Konstanz der Ver-

formungen, die beim Härten der bearbeiteten Teile auftreten.

Es ist bereits bekannt, einem flüssigen Stahl zur Verbesserung seiner späteren Bearbeitbarkeit Tellur oder Selen oder ein Gemisch beider zuzusetzen.

Ferner ist es bekannt, beim ununterbrochenen Gießwalzen von Metallrohren, dem in die Zuführungsrinne fließenden, flüssigen Stahl einen Zusatzstoff, z. B. Aluminium, kontinuierlich zuzugeben.
Auch ist es bekannt, dem flüssigen Stahl, ehe er die Strangpreßkokille erreicht, in einer an eine Vakuumleilung angeschlossenen Entgasungskammer kontinuierlich gasförmige Reinigungsstoffe zuzuführen.

Bei der Herstellung von Formgußkörpern aus porösem Metall ist es bekannt, dem kontinuierlich in ein Mischgefäß einströmenden flüssigen Metall kontinuierlich eine Gas oder Dampf entwickelnde Substanz zuzumischen. Flüssiges Metall und Substanz treten durch öffnungen an zwei verschiedenen Stel-

len des Bodens des Mischgefäßes in dieses ein.

Ferner ist eine Stranggießanlage bekannt, bei der dem aus einer Zwischenpfanne zur Kokille strömenden Gießstrahl ein Aluminiumdraht zugeführt wird, der in der Nähe des Gießstrahls von einem strömenden inerten oder reduzierenden Gas umgeben ist.

Bei einer bekannten Vorrichtung zum Stranggießen von Stahl oder anderen Metallen gelangt das flüssige Metall aus einer Einfüllpfanne in ein darunter befindliches Evakuierungsgefäß und von dort in ein Staubecken und in die darunter befindliche Stranggießeinrichtung. Die durch eine öffnung in der Decke des Evakuierungsgefäßes eingeführten Legierungsoder Beruhigungsmittel werden bei der Berührung mit der Oberfläche des Metallbades mindestens zum Teil verdampfen und gelangen nicht zur Legierung mit dem Metallbad.

Sollen dem flüssigen Stahl einer Stranggießanlage Zusatzstoffe beigemischt werden, kann die große Neigung zum Oxidieren und Verdampfen von Tellur und Selen oder ihrer Mischungen dann, wenn die Zuführung des Zusatzstoffes zu früh erfolgt, zu erheblichen Verlusten und einer unsicheren Einstellbarkeit der Zusammensetzung der Legierung führen. Umgekehrt führt eine zu späte und dem Erstarrungsort des Stahls zu nahe Zuführung des Zusatzstoffes zu einer mangelhaften Homogenität der Verteilung der Legierungselemente in dem Stahl. Diese können sich aus Mangel an Zeit und einer hinreichenden Durchwirbelung

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nicht vollständig vermischen und verteilen. Aus die- der oberen Schichten des Bades, wo die Elemente

iem Grund ist der Ort, wo diese Zusatzstoffe zu- der Legierung vollkommen gelöst sind, strömt über

geführt werden, für die Erreichung richtiger und kon- die Quermauern, und die schweren Elemente werden

stanter Ergebnisse von großer Bedeutung. von ihrer Verdünnung am Boden des Stahlbades fest-

Versuche, einen Tellurstrahlstrangguß herzustel- 5 gehalten.

len, sind bisher fehlgeschlagen. Der Grund für diese Der in einer erfindungsgemäßen Anlage erzeugte Mißerfolge ist darin zu sehen, daß bei dem Versuch, Stahl weist eine Gleichförmigkeit in der Verteilung einen Tellurstahlstrangguß herzustellen, eine Folge der Zusatzstoffe auf, die bei klassischem Kokillensehr heftiger Explosionen in der Kokille auftrat, die guß nicht zu erreichen ist. Daraus resultiert eine für schwere Schaden anrichteten, wenn man den Ver^ io die Bearbeitbarkeit des Stahls sehr günstige Gleichsuch nicht sofort abbrach. mäßigkeit, und man kann sich mit Sicherheit auf sehr

Um bei einer Stranggießanlage die Zusatzstoffe hohe Schnittgeschwindigkeit und sehr geringen Verdem flüssigen Stahl an der richtigen Stelle zuzufüh- schleiß an den Schnittwerkzeugen einstellen,
ren, schlägt die Erfindung vor, daß die Zwischen- Nachstehend werden verschiedene Ausführungspfanne mindestens eine Zuführleitung für das Zufüh- 15 beispiele der Erfindung beschrieben und deren Beren eines Zusatzstoffes aufweist, die in dem Stahl- Sonderheiten an Hand von Zeichnungen erläutert, die bad nahe der Stelle mündet, an der der von der Gieß- die Ausführungsformen schematisch darstellen,
pfanne herkommende Gießstrahl in das in die F i g. 1 ist eine Schnittdarstellung einer Anordnung Zwischenpfanne befindliche Stahlbad von oben ein- für das Einführen von Aluminium in das in der dringt. 20 Zwischenpfanne (Zwischengefäß) befindliche Stahl-

Die Zuführung des Zusatzstoffes in der Nähe des bad;

Eintritts des Gießstrahles sichert eine besonders F i g. 2 zeigt eine andere Ausführungsfürm der in

schnelle Diffusion des Zusatzstoffes. Fig. 1 gezeigten Bauweise; das Zwischengefäß ist

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Er- hiernach mit einem seitlichen Ansatz ausgestattet;

lindung, bei der die Zwischenpfanne mit einem 25 F i g. 3 gibt eine Anordnung wieder, bei welcher

waagerecht vorspringenden seitlichen Ansatz ver- Substanzen von sehr hoher Dichte einzuführen sind

sehen ist, an dessen Oberseite eine Öffnung zum Auf- und bei dem im Zwischengefäß eine niedrige Mauer

fangen des aus der Gießpfanne kommenden Gieß- vorgesehen ist;

Strahls vorgesehen ist, liegt die öffnung für das Zu- F i g. 4 zeigt eine Abwandlung des Zwischen-

fiihren des Zusatzstoffes in dem seitlichen Ansatz 30 gefäßes mit Ansatz und niedriger Mauer; die Anord-

unterhalb des Badspiegels. Dadurch wird eine bessere nung ist so getroffen, daß Schlacke leicht abzuzie-

Verteilung des Zusatzes in dem flüssigen Stahl erzielt, hen ist;

und zwar ehe der Stahl einen der in die Kokille mün- F i g. 5 bis F i g. 7 geben Schnittbilder einer An-

denden Ausläufe erreicht. Ordnung mit vier Kokillen wieder, wobei das

Ein solches Zwischengefäß erlaubt nicht nur, die 35 Zwischengefäß mit zwei niedrigen Längsmauern vergenannten Zusätze in das Bad einzuführen, sondern sehen ist.

außerdem Aluminium als Beruhigungsmittel zu ver- Alle Halterungen, Verschließvorrichtungen, Überwenden oder in sehr gleichmäßiger Weise sehr dichte wachungsgeräte, Einrichtungen für die Bedienung, die Zusätze, etwa Blei, Bleiglanz oder Schwefeleisen usw., Wartung, zum Kühlen und zum Heizen usw., die an in das Stahlbad zu geben. 40 Stranggußanlagen an sich bekannt sind, sind hier nicht

Zweckmäßig ist durch die Wand der Zwischen- dargestellt worden.

pfanne ein Tauchrohr aus porös gesintertem glasigem Gemäß F i g. 1 wird ein mit einem Gewölbe 3 ab-

Siliciumdioxid geführt, das unterhalb des vorgesehe- gedecktes Zwischengefäß 2 von einer Gießpfanne 1

nen Niveaus des flüssigen Stahls nahe de.r Stelle mün- beschickt. Nach dem Austreten aus dem Auslauf 4

det, an der der Gießstrahl in das Zwischengefäß ein- 45 der Gießpfanne 1 fließt der Strahl 5 von flüssigem

tritt. Stahl durch eine öffnung 6 in dem Gewölbe 3.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform Zwischen dem Gewölbe und dem Spiegel des flüssi-

der Erfindung ist im Tauchrohr eine Transporteinrich- gen Metalls 7 wird eine Atmosphäre aus einem ge-

tung vorgesehen, mit der ein Band oder ein Draht eigneten, durch die durch das Gewölbe 3 geführte

aus Leichtmetall in das Tauchrohr mi; einer Ge- 50 Rohrleitung 8 hinzutretenden Gas aufrechterhalten,

schwindigkeit geschoben werden kann, die nicht so Ein Tauchrohr 9 aus porös gesintertem glasigem

groß ist, daß das Metallband noch in festem Zustand Siliciumdioxyd tritt durch die Wand des Zwischen-

in den flüssigen Stahl in dem Gefäß gelangt. gefäßes 2 ein und mündet unterhalb des vorgesehe-

Um eine gute Gleichmäßigkeit der Zusammen- nen Spiegels des flüssigen Stahls nahe der Stelle, wo

Setzung des flüssigen Stahls zu gewährleisten, bevor 55 der Strahl 5 aus flüssigem Stahl sich mit dem Stahl-

dieser durch einen Auslauf in die Kokille gelangt, bad 7 vermischt. Von einer Zuführungsspule 10 kann

kann nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ein Aluminiumdraht oder -band 11 abgewickelt und

in dem Zwischengefäß mindestens eine niedrige mittels einer Fördereinrichtung, die etwa aus zwei

Zwischenmauer aus feuerfestem Material vorgesehen gegenläufig bewegten Förderwalzen 12 bestehen

sein, die den Innenraum zwischen dem Bereich des 60 kann, in das Rohr 9 geschoben werden,

eindringenden Gießstrahles und des bzw. der Das Zwischengefäß 2 weist sovielc Auslaufe auf

Zwischenpfannenauslässe durchquert und daß der wie Kokillen aus dem Gefäß zu versorgen sind. Sei

Oberrand der niedrigen Mauer unterhalb des vor- den in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausfülirungs-

gesehenen Mindestniveaus des in der Zwischenpfanne formen ist an dem Zwischengcfüß nur jeweils ein

befindlichen flüssigen Stahles liegt. Die Quermauern 65 Auslauf 13 vorgesehen, der ebenso wie der Auslauf 4

aus feuerfestem Material halten ein bestimmtes Vo- der Gießpfanne 1 mit einem nicht dargestellten Ver-

lumen des Metallbades zurück und verbessern die schlußstück verschlossen werden kann, etwa mit

Homogenität der gebildeten Legierung. Das Metall einem Stopfen und zugehörigem, von Hand, halhauto-

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matiscli oder vollautomatisch gesteuerten Stopfen- Ausscheidungen und Reaktionsprodukte aufsteigen

gestänge. Der Auslauf 13 setzt sich fort in ein feuer- können und in der Schlacke 18 aufgefangen werden,

festes Rohr 14 aus porös gesintertem glasigem SiIi- die das Stahlbad in dem Behälter 24 überdeckt,

ciumdioxyd, dessen unteres Ende ein bestimmtes Übrigens läßt sich die atmosphärische Oxydation

Stück weit in eine übliche, !otrecht stehende Rohr- 5 des Stahls auf dem Weg zwischen der Gießpfanne 1

kokille 15, etwa eine doppelwandige, wassergekühlte und dem seitlichen Ansatz 19 dadurch verhindern,

Kupferkokille hineinragt. Die Länge des Rohrs 14 ist daß unter der Gießpfanne ein Tauchrohr 26 aus porös

so groß gewählt, daß der Rohrauslauf beim Gieß- gesintertem glasigem Siliciumdioxyd angebracht wird

Vorgang in den flüssigen Stahl eintaucht, der von und weiterhin der Stahl in dem seitlichen Ansatz mit

einer Schlackenschicht 16 bedeckt ist; dabei wird die io einer Abdeckung 27 aus synthetischem, ausreichend

Spicgelhöhe des flüssigen Stahls genau konstant ge- feuerfestem Schlackenmaterial versehen wird,

halten, weil die Stange 17 unter Schwerkraftwirkung Die Einführungsöffnung für die Zusatzstoffe kann

odet angetrieben von einer nicht gezeichneten An- als Tauchrohr9 (Fig. 5) ausgebildet sein, oder man

Ordnung von Mitnehmerwalzen abgezogen wird. kann dafür die obere Öffnung 28 wählen, durch die

Auch der Stahl in dem Zwischengefäß 2 ist von 15 der Stahlstrahl 5 in den Ansatz 19 (F i g. 3) eintritt,

einer Schlackenschicht 18 bedeckt. Man erkennt aus den Zeichnungen, daß beim Zu-

Dic Rohre 9 und 14 aus porös gesintertem glasi- fügen von schweren Stoffen, etwa von Blei, diese

gern Siliciumdioxyd sind nach den üblichen Verfahren Stoffe den Auslauf 13, der in die Kokille 15 mündet,

hergestellt. Sie lassen sich fertigen, indem glasiges nicht unmittelbar durch Schwerewirkung erreichen

Siliciumdioxyd hergestellt, pulvrig vermählen und 20 können. Diese Schwerewanderung wird durch die

in reinem, mit einem Emulgator versetzten Wasser niedrige Mauer 25 verhindert. Daher kann bei dieser

aufgenommen wird; als Emulgatoren werden Vorzugs- Anordnung das Blei die niedrige Mauer 25 nur in

weise organische Substanzen gewählt, und der ent- einer von unten nach oben führenden Bewegung

stehende Brei wird in eine Form aus porösem Gips überwinden; dazu muß es entweder in dem Stahl

gegeben, in der das Pulver sich gleichförmig als kon- as gelöst sein oder sehr fein verteilt vorliegen. Die

sistente Kruste an den Wänden absetzt; der Über- Wirbelbewegungen in dem Ansatz 19 und in dem

schuß an Brei wird aus der Form gegossen, durch Verbindungskanal 23 zwischen dem Ansatz 19 und

öffnen der Gipsform wird das Rohr entformt, an- dem eigentlichen Gefäß erleichtern sowohl die Dis-

schließcnd getrocknet und gesintert; diese Technik ist persion wie die Lösung des schweren Materials,

für die Herstellung keramischer Teile allgemein be- 30 Das in F i g. 4 dargestellte Zwischengefäß 29 weist

kannt. einerseits eine niedrige Mauer 30 auf, deren oberer

Die in F i g. 2 dargestellte abgeänderte Ausfüh- Rand von einer scharfen Kante 31 gebildet wird, die

rungsform unterscheidet sich von der Ausführung mit einer geneigten Ebene 32 in den Boden 33 des

nach F i g. 1 durch einen nach oben offenen seit- Zwischengefäßes übergeht und andererseits einen ab-

liclicn Ansatz 19, der von einer Seite des Zwischen- 35 gewinkelten Auslauf 34, der in der waagerechten Ver-

gefäßes 20 ausgeht. Der Ansatz ist von dem Innen- längerung des Ansatzes liegt und mit dessen unterem

raum 21 des Zwischengefäßes durch eine Scheide- Teil verbunden ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht

wand 22 aus feuerfestem Material abgetrennt, die in es, nach Abschluß des Gießprozesses die synthetische

ihrem unteren Teil einen ganz in dem Stahlbad be- Schlacke 35 durch einfaches Kippen des Gefäßes um

findlichen Kanal 23 freiläßt, über den der Ansatz 19 40 den Auslauf 34 oder besser um eine Achse 37 in

mit dem Innenraum 21 in Verbindung steht. Pfeilrichtung 38 vollständig in eine Schlackenwanne

Wie bei der zuvor beschriebenen Anordnung mün- 36 abzulassen.

det auch hier eine Anordnung 9 bis 12 zum Ein- Tritt während des Gießprozesses eine Störung auf,

führen von Zusatzstoffen an der Stelle ein, an der der die zum Unterbrechen des Gießens zwingt, so kann

Strahl 5 von flüssigem Stahl in das Metallbad ein- 45 der noch in dem Zwischengefäß befindliche Stahl

dringt, in diesem Fall in das im Ansatz 19 befind- durch Kippen in eine an die Stelle der Wanne 36

liehe Stahlbad. gesetzte normale Kokille vergossen werden.

Das Zwischengefäß 24 nach F i g. 3 weist noch Aus den F i g. 5 bis 7 ergibt sich, daß die niedrige

eine niedrige Mauer 25 auf, die auf dem Boden des Mauer in zwei parallel zueinander angebrachte nied-

Zwischengefäßes, unmittelbar stromabwärts im Ver- 5° nge Mauern 39 und 40 aufgeteilt werden kann, die

gleich zu der Scheidewand 22 und stromauf gegen- das Zwischengefäß in seiner ganzen Länge durch-

über dem Auslauf 13 steht; der obere Rand der nied- ziehen und beiderseits der vertikalen Schnittebene

rigen Mauer 25 liegt unter dem vorgesehenen der Fig.5 angeordnet sind; damit wird eine sym-

Mindestniveau des Stahlbades 7. metrische Ausschaltung der Ausläufe erreicht. Die

Der Strom des flüssigen Stahls bewegt sich auf der 55 Pfeile kennzeichnen die Bahn des schmelzflüssigen

durch die Pfeile angedeuteten Bahn, und die feuer- Metalls.

feste Scheidewand 22 bewirkt den luftdichten Ab- Beim Zufügen von Blei ermöglicht diese Anschluß zwischen dem Gewölbe 3 und der Oberfläche Ordnung eine sehr gleichmäßige Verteilung des des Stahlbades 7 in dem Zwischengefäß 20 und hält Schwermetalls in Einrichtungen zum Vierstrangdie Schlacke 18 in dem Gefäß zurück, so daß sie 60 gießen, bei denen die Gießstränge symmetrisch nach nicht in den Ansatz 19 übertreten kann, während Art eines Quadrats angeordnet sind (Fig. 6).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1 9i7 367 Patentansprüche:

1. Zwischenpfanne in einer Stahl-Stranggießanlage mit darüber angeordneter Gießpfanne, d a durchgekennzeichnet, daß die Zwischenpfanne (2; 20; 24; 29) mindestens eine Zuführleitung für das Zuführen eines Zusatzstoffes aufweist, die in dem Stahlbad nahe der Stelle mündet, an der der von der Gießpfanne (1) herkommende Gießstrahl (5) in das in der Zwischenpfanne befindliche Stahlbad (7) von oben eindringt.

2. Zwischenpfanne nach Anspruch 1, die mit einem waagerecht vorspringenden seitlichen Ansatz versehen ist, an dessen Oberseite eine öffnung zum Auffangen des aus der Gießpfanne kommenden Gießstrahls vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung für das Zuführen des Zusatzstoffes in dem seitlichen Ansatz (19) unterhalb des Badspiegels vorgesehen ist.

3. Zwischenpfanne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführleitung aus einem Tauchrohr (9) aus porös gesintertem glasigem Siliciumdioxid besteht und durch die Wand des Zwischenbehälters (2,20,24) hindurchgeführt ist.

4. Zwischenpfanne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Tauchrohr (9) eine Fördervorrichtung (12) für den Zusatzstoff in Draht- oder Bandform vorgeordnet ist.

5. Zwischenpfanne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenpfanne (24, 29) mindestens eine niedrige, aus feuerfestem Material bestehende Mauer (25, 30) aufweist, die den Innenraum zwischen dem Bereich des eindringenden Gießstrahles und des bzw. der Zwischenpfannenauslässe durchquert und daß der Oberrand der niedrigen Mauer unterhalb des vorgesehenen Mindestniveaus des in der Zwischenpfanne befindlichen flüssigen Stahles liegt.

6. Zwischenpfanne nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Rand der Mauer von einer Schrägkante (31) gebildet ist, die in eine gegenüber dem Boden (33) geneigte Schrägfläche (32) übergeht, daß eine Auslaßöffnung (34) in der waagerechten Verlängerung des Ansatzbodens angeordnet ist, und daß ferner die Zwischenpfanne (29) um eine waagerechte, senkrecht zur vertikalen Symmetrie-Ebene der Auslaßöffnung des Ansatzes und des Innenraumes verlaufende Achse (37) kippbar ist.

7. Zwischenpfanne nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei niedrige Mauern (39, 40) beiderseits der längsverlaufenden vertikalen Symmetrie-Ebene, die den Ansatz und den Innenraum durchquert, angeordnet sind.

8. Verwendung von Selen und/oder Tellur oder eines Gemisches davon oder einer chemischen Verbindung eines dieser Elemente als Zusatzstoff nach Anspruch 1.