DE19753026C1

DE19753026C1 - Ausgießeinrichtung für metallurgische Gefäße

Info

Publication number: DE19753026C1
Application number: DE19753026A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl Ing Horbach
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 1997-11-17
Filing date: 1997-11-17
Publication date: 1998-12-10
Anticipated expiration: 2017-11-18
Also published as: EP1032481B1; US6485673B1; ATE208240T1; EP1032481A1; AU1481799A; WO1999025513A1; ES2163302T3; KR20010031718A; JP2001523578A; DE59802098D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Ausgießeinrichtung für metallurgische Gefäße, insbesondere für Stahlschmelzen, mit in Reihe hintereinander unter eine Gefäßöffnung stellbare und wieder ausschiebbare Schieberplatten, in die Filter einbringbar sind und einem in eine Kokille hineinragenden Tauchrohr sowie ein Verfahren zur Steuerung der Abflußmenge einer Schmelze.

Aus DE 40 12 093 ist zum Reinigen von metallurgischen Schmelzen, insbesondere von Stahlschmelzen, ein keramischer Filter bekannt, der in von Schmelze durchflossenen feuerfesten Verschleißteilen einbaubar ist. In einer Ausgestaltungsform sind mehrere unterschiedliche Funktionen ausübende Schieberplatten als Durchschieberverschluß ausgestaltet, wobei auf Schienen in Reihe hintereinander unter eine Gefäßöffnung stellbar und wieder herausschiebbar einzelne Platten angeordnet sind.

Der aus dieser Schrift bekannte Ausgußverschluß soll ein schnelles betriebssicheres Austauschen verstopfter Filter während des Gießbetriebes ermöglichen.

Nachteil dieser Vorrichtung ist es, daß während des Gießbetriebes sich der Filter langsam zusetzt und sich der Widerstand in der Ausgießöffnung kontinuierlich erhöht. Das langsame Zusetzen bewirkt dabei einen Anstieg des Druckverlustes, den der Filter ausübt. Dieser Anstieg muß durch das Öffnen einer zusätzlichen Regelarmatur ausgeglichen werden, die sich bei vollständig freiem Filter in einer teilweise geschlossenen Stellung befindet. Über dieses Gerät hat auch die Regelung des Gießspiegelniveaus stattzufinden.

Das allmähliche Zusetzen des Filters bewirkt weiterhin eine Erhöhung der Filterwirkung, so daß bei völlig freiem Filter der Reinheitsgrad der Schmelze relativ schlecht ist, bei nahezu zugesetztem Filter der Reinheitsgrad der Schmelze aber relativ gut ist. Ein über längere Gießzeit konstanter Reinheitsgrad der Schmelze ist somit nicht möglich.

Der Austausch eines Filters ist nur als Komplettbauteil vorgesehen. Das Austauschen des Filterelementes ist mit einer Unterbrechung der Schmelzenzufuhr in die Kokille verbunden. Je nach Dauer dieser Störung muß die Gießgeschwindigkeit deutlich reduziert werden, um den Gießbetrieb fortsetzen zu können. Beim Wiederangießen kommt es zu starken Turbulenzen in der Kokille, was zu einer deutlichen Qualitätseinbuße des betroffenen Stranges führt.

Die Erfindung hat sich das Ziel gesetzt, eine Ausgießeinrichtung für metallurgische Gefäße zu schaffen, bei der das ausfließende Flüssigmetall konstant bei gleichmäßigen Strömungsverhältnissen im Tauchrohr gefiltert wird.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die kennzeichnenden Merkmale des Vorrichtungsanspruches 1 und des Verfahrensanspruches 7. Die übrigen Ansprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Erfindungsgemäß wird das Tauchgießrohr durch eine Schieberplatte verschlossen, welche einen Filterteil aufweist, der quer zur Ausgießrichtung vorgebbar verschiebbar ist und den freien Durchtrittsquerschnitt im Tauchgießrohr konstant hält. Hierzu wird die Durchflußmenge der durch das Tauchgießrohr abfließenden Schmelze erfaßt, die gleichzeitig ein Maß für das Zusetzen der Filteröffnungen darstellt, und die Schieberplatten werden in geeigneter Weise verschoben.

Hierzu werden Schieberplatten eingesetzt, die einen Filterteil besitzen, der in Gießrichtung angeordnete Öffnungen aufweist, und mindestens einen vollwandigen Plattenteil aufweisen. Weiterhin sind Aktuatoren vorgesehen, mit denen die Schieberplatten in Förderrichtung (x-Richtung), sowie zusätzlich in gleicher Ebene, aber senkrecht zu dieser (d. h. in y-Richtung) verschiebbar sind. Diese Aktuatoren stehen über Regeleinrichtungen mit Meßelementen in Verbindung, mit denen der Durchfluß durch das Tauchgießrohr erfaßbar ist.

Durch die einzelnen Teile der Schieberplatten, dem Filterteil und dem vollwandigen Teil, läßt sich der freie Querschnitt während des Gießbetriebes beliebig vergrößern oder auch verkleinern.

Der Durchmesser der im Filterteil vorgesehenen Öffnungen hat eine Größe von d = 0,2 bis 1 mm. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Öffnungen schlitzförmig mit einem Längen-/Breitenverhältnis von l/b = 5/1 bis 8/1.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht einen konstanten Betriebsablauf über beliebig lange Zeitabläufe, da die Filtersegmente ausgetauscht werden können, ohne den Betriebsablauf zu beeinflußen.

Eine zusätzliche Regelarmatur ist nicht erforderlich, da die Regelung des Gießniveaus in der Kokille über den Filter selbst erfolgt. Hierzu werden die Verschiebungsmöglichkeiten in x- und y Richtung ausgenutzt, oder die bereits zugesetzten Filterbohrungen werden als geschlossene Regelplatte verwendet.

Durch die gleichmäßig aus dem Filterteil der Schieberplatte abfließenden Schmelze ergeben sich in dem darunter befindlichen Strömungskanal sowie in der Kokille günstige Strömungsverhältnisse mit positivem Einfluß auf die Stahlqualität.

Ein Beispiel der Erfindung ist in der Fig. 1 dargelegt.

Die Fig. 1 zeigt einen nicht näher dargestellten Verteiler 11, der einen Verteilerausgußstein 12 mit einem Gießkanal 13 besitzt.

Der Verteilerausgußstein 11 ist mit einer oberen Führungsplatte 21 und einer in der Figur nicht dargestellten unteren Führungsplatte 22 verbunden.

Zwischen der oberen Führungsplatte 21 und der unteren Führungsplatte 22 sind Schieberplatten 23 durchschiebbar.

Die einzelnen Schieberplatten weisen in der vorliegenden Darstellung zwei vollwandige Plattenteile 24 auf, die zu beiden Seiten eines Filterteils 25 angeordnet sind. Im Filterteil 25 sind Öffnungen 27 vorgesehen, die im linken Teil der Figur noch vollständig offen sind und im rechten Teil der Figur als Filterteil 26 zumindestens teilweise zugesetzt sind.

Die Schieberplatten 23 sind mit Aktuatoren 31 in Förderrichtung (x-Richtung) wirkend und Aktuatoren 32 quer zur Förderrichtung (d. h. in y-Richtung) wirkend verbunden. Die Aktuatoren 31 und 32 stehen mit einer Regeleinrichtung 33 in Verbindung, welche mit Meßelementen 34 zur Durchflußmengenerfassung und mit Meßelementen 35 zur Höhenstandsmessung verbunden sind.

Der Verteilerausgußstein 12 besitzt einen Gießkanal 13, welcher sich unterhalb der Schieberplatten als Tauchgießrohr 28 fortsetzt, welches in eine nicht weiter dargestellten Kokille 41 hineinragt.

Durch die beiden Aktuatoren 31 und 32 lassen sich - wie angegeben - die Schieberplatten 23 verschieben. Zu Beginn eines Gießvorganges kann sich beispielsweise unter dem Gießrohr ein Teilbereich des Filterteiles 26 und ein Teilbereich des vollwandigen Plattenteils 24 befinden. Wenn sich nun im Laufe des Abgießens das Filterteil langsam zusetzt, dann wird der Aktuator 32 betätigt. Dieser verschiebt dann die Schieberplatten 23 in y-Richtung derart, daß mehr Filterfläche freigegeben wird, d. h. der Teilbereich des vollwandigen Plattenteiles 24 unter dem Gießrohr wird verringert. Ist der gesamte Filter zugesetzt, so werden durch die Aktuatoren die Schieberplatten in der x- und der y-Richtung verschoben, bis wieder der vorbeschriebene Anfangszustand hergestellt ist oder eine andere gewünschte Stellung eingestellt worden ist. Es ist ersichtlich, daß selbstverständlich auch ein vollständiges Verschließen der Austrittsöffnung des Gießrohres auf diese Weise möglich ist.

Bezugszeichenliste

Zufuhr

11

Verteiler

12

Verteilerausgußstein

13

Gießkanal (

12

)
Montageeinheit

21

Obere Führungsplatte

22

Untere Führungsplatte

23

Schieberplatte

24

Vollwandiger Plattenteil

25

Filterteil neu

26

Filterteil zugesetzt

27

Öffnung

28

Tauchgießrohr
Meß- und Regeleinrichtung

31

Aktuator in Förderrichtung (x-Richtung) wirkend

32

Aktuator senkrecht zur Förderrichtung (d. h. in y-Richtung) wirkend

33

Regeleinrichtung

34

Durchflußmeßelement

35

Höhenstandsanzeiger
Abfuhr

41

Kokille
dDurchmesser der Filteröffnung
lLänge Filteröffnung Langloch
bBreite Filteröffnung Langloch

Claims

1. Ausgießeinrichtung für metallurgische Gefäße, insbesondere für Stahlschmelzen, mit in Reihe hintereinander unter eine Gefäßöffnung stellbare und wieder ausschiebbare Schieberplatten, in die Filter einbringbar sind, und einem in eine Kokille hineinragenden Tauchrohr,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schieberplatten (23) einen mit in Gießrichtung angeordneten Öffnungen (27) versehenen Filterteil (25) und mindestens einen vollwandigen Plattenteil (24) aufweisen, und
daß Aktuatoren (31, 32) vorgesehen sind, mit denen die Schieberplatten (23) in Förderrichtung (x-Richtung) sowie zusätzlich in gleicher Ebene, aber senkrecht zur Förderrichtung (d. h. in y-Richtung) verschiebbar sind.

2. Ausgießeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuatoren (31, 32) über eine Regeleinrichtung (33) mit Meßelementen (34) verbunden sind, mit denen der Durchfluß durch das Tauchgießrohr (28) erfaßbar ist.

3. Ausgießeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuatoren (31, 32) über eine Regeleinrichtung (33) mit Meßelementen (35) verbunden sind, die den Pegel der Schmelze in der dem Tauchgießrohr (28) nachgeordneten Kokille (41) anzeigt.

4. Ausgießeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche (F) des Filterteils (25) im Vergleich zur Fläche (P) des vollwandigen Plattenteils (24) sich flächenmäßig verhält wie F/P = 0,3 bis 0,7.

5. Ausgießeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterteil (25) Öffnungen (27) aufweist, mit einem Durchmesser (d) mit einer Größe von d = 0,2 bis 1,0 mm.

6. Ausgießeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (27) schlitzförmig ausgestaltet sind mit einem Längen/Breitenverhältnis von l/b = 5/1 bis 8/1.

7. Verfahren zur Steuerung der Abflußmenge einer Schmelze, insbesondere einer Stahlschmelze, die aus einem metallurgischen Gefäß über ein Tauchrohr abfließt, welches mit Schieberplatten entsprechend Anspruch 1 absperrbar ist, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

1. die durch das Tauchgießrohr abfließende Schmelze wird durch einen Filter geführt
2. gleichzeitig wird die Durchflußmenge der durch das Tauchgießrohr abfließenden Schmelze erfaßt und
3. der freie Querschnitt des Filters wird in der Weise eingestellt, daß die Durchflußmenge der Schmelze konstant bleibt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter einen Teil einer ebenfalls vollwandige Plattenteile aufweisende Schieberplatte darstellt, und erst dann in Förderrichtung (x-Richtung) verschoben wird, wenn die volle Breite des Filterteils der Schieberplatte senkrecht zur Förderrichtung ausgenutzt wurde.