DE2049826C - Vorrichtung zum Zuführen einer Stahl schmelze zu einer Stranggießkokille - Google Patents

Description

30

Vorrichtung zum Zuführen einer Stahlschmelze zu einer Stranggießkokille, bestehend aus einer Gießpfanne und einem trommeiförmigen Zwischengefäß mit einer Füllöffnung für den aus der Pfanne ausfließenden Stahlstrahl und mit mindestens zwei im trommel förmigen Mantel befindlichen Ausgußöffnungen mit Schiebeverschlüssen, wobei eine Ausgußöffnung in Gießstellung über der Kokille und die andere, um einen Drehwinkel zum Einschwenken in die Gießstellung versetzt, außerhalb des Stahlnades angeordnet ist.

Beim Stranggießen von Stahl wird zwischen der Kokille und der Gießpfanne in der Regel ein Zwischengefaß verwendet. Diesem ist die Aufgabe zugeordnet, Schwankungen oder Unterbrüche in der Stahlzufuhr, speziell auch beim Sequenzgießen, zu überbrücken. Zwischengefäße werden im besonderen bei Anlagen mit größeren Strangformaten mit Stopfen- oder Schiebeverschlüssen ausgerüstet, wobei die letzteren immer mehr an Bedeutung gewinnen. Zur Vermeidung von Schlackeneinschwemmungen, zur Verbesserung der Strömung im Sumpf des Stranges und zum Schutz gegen ein Oxydieren des Stahles zwischen dem Zwischengefäß und dem Badspiegel in der Kokille werden mit Erfolg Gießrohre eingesetzt.

Durch die Erhöhung der Chargengewichte einerseits und durch das Einführen des Sequenzgießens anderseits sind erheblich längere Gießzeiten erforder-Hch. Die Schiebeverschlüssc und die Gießrohrc aus feuerfesten Materialien sind dadurch starken Beanspruchungen ausgesetzt, so daß ihre Standzeiten der Gießdauer Grenzen setzen. Bereits nach relativ kurzen Gießzeiten sind Erosionen am Gießrohr festzustellen, speziell beim Vergießen von manganlegierten Stählen und bei mit Gießpulver abgedecktem Badspiegel in der Kokille. Diese genannten Erosionen bewirken oftmals ein Abbrechen des Gießrohres, wobei im besonderen bei solchen mit seitlichen Ausgußoffnungen unerwünschte Einschwemmungen von Verunreinigungen durch die Strömung in tiefere Lagen des Sumpfes\ind damit in die erstarrende Randzone eineebracht werden. Bei Bogenanlagen wird zusätzlich ein Erodieren der Kruste bewirkt, was die Durchbruchsgefahr und die Rißanfälligkeit erhöht. Bei mehreren Sequenzeüssen ist aber auch ein erodierender Verschleiß an feilen des Schiebeverschlusses nicht zu verhindern, der zu Gußabbrüchen zwingen kann.

Es ist ein trommeiförmiger Rinneninduktionsofen mit horizontaler Längsachse bekannt, welcher im Trommelmantel in Umfangsrichtung eine sich erstrekkende Füllöffnung und mehrere Ausgußöffnungen in der Stirnwand aufweist. Solche Induktionsöfen sind aber als Zwischengefäße für Stahlstranggießanlagen nicht ereignet, weil die Anordnung von seitlichen Ausgußöffnungen im Bereich des Badspiegels einerseits" ein schlackenfreies Gießen nicht gewährleistet und andererseits die Metallzuführung \n die Kokille gegenüber einem Bodenausguß wesentlich kompli zierter sowie störungsamälliger ist.

Es ist weiter ein als Warmhalleofen ausgebildetes Zwischengefäß bekannt, das zwei mit Verschließvorrichtungen und Gießichren ausgerüstete Ausgußöffnungen aufweist, wobei sich eine Ausgußöffnung in Gießstellung über einer Stranggießkokille, die andere sich außer Betrieb außerhalb dem Metallbad befindet. Bei diesem Zwischengefäß kann die nicht in Gießstellung befindliche Ausgußöffnung nrt dem Gießrohr und einem Teil des Gefäßes währen, des Gießbetriebes ausgewechselt werden. Dieses / ,uswechseln hat aber den Nachteil, daß der Teil des (Meßgefäßes mit der zusammengesinterten und verschlackten feuerfesten Auskleidung getrennt und anschließend wieder -iurch Mörtel dicht verbunden werden muß. Während dieser zeitraubenden Arbeit ist aber ein eventuell weiter notwendig werdender Stellungswechsel der Ausgußdüse nicht möglich, so daß bei Störungen diese Vorrichtung nicht jederzeit einsatzbereit ist. Weitere durch die Form des Zwischengefäßes bedingte Nachteile sind die gegenüber dem Gefäßboden um ein beträchtliches Maß höher angeordneten Ausgußöffnungen, die in gekipptem Zustand nur von einem Bruchteil der Badhöhe des Gefäßes überdeckt werden. Bei Stranggießanlagen mit hohen Gießleistungen entsteht deshalb eine starke Strömung und Wirbelbildung über der Ausgußöffnung, die das Einbringen von Schlacke in die Kokille zur Folge haben. Auch kann ein Teil des unterhalb der Ausgußöffnung sieb befindlichen Mctallbades am Ende eines Gusses nicht in die Kokille vergossen werden, wodurch sich das Ausbringen verschlechtert.

im weiteren ist ein als Trommel mit horizontaler Längsachse ausgebildeter Schmelz- und Warmhalteofen mit einer Vielzahl von Ausgußöffnungen bekannt, die im trommeiförmigen Mantel angeordnet sind.und in einer Slranggießanlage ofenabhängige Kokillen mit Metall versorgen. Die einander gegenüberliegenden Ausgußöffnungen können wechselweise die auf beiden Seiten der Trommel vorhandenen Kokillen bedienen, wobei jede Ausgußöffnung nur die ihr zugeordnete Kokille mit Schmelze versorgen kann und außer Betrieb sich außerhalb dem Stahlbad befindet.

Es ist weiter ein tonnenförmiges Zwischengefäß für.Stranggießanlagen bekannt, das um eine horizontale Achse drehbar ist. Im tonncnförmigcn Mantel

sind in einer vertikalen Ebene zwei mit Schiebeverschlüssen versehene Ausgußöffnungen angeordnet, wobei eine Ausgußöffnung sich in Gießstellung über einer Kokille und die andere sich außer Betrieb außerhalb des Metallbades befindet. Der Drehwinkel zum Einschwenken der sich außer Betrieb befindlichen Au>gußöffnung in die Gießs'ellung beträgt 90". Eine Zufl-.Crinne zur Speisung des tonnenförmigen Gefäßes mit Metall ist an seiner Stirnseite angebracht. Durch die stirnseitige Anordnung der Eingußöffnung und der unterhalb dieser Eingußöffnung angeordnete!; Überlaufkante ist das nutzbare Füilungsvolumen für da? Metallbad gegenüber dem Gesamtvolumen bei solchen Zwischengefäßen ungünstig. Für Anlasen mit hoiier Gießleistung sind solche Zwischengefäße desh;i!b nicht geeignet, weil durch die notwendig werdende» großen Durchmesser sowohl die Anlagen!,öhe, als auch die Ausmauerungs- und Unterhahskostcn ungünstig beeinflußt wurden.

1 "!er Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein tp.rnrnelförmiges Zwischengefäß mit Schiebeversciiiüssen und Gießrohren zu schaffen, welches das wöJiNelweise Inbetriebsetzen solcher Ausgußeinrichtuntien während des Gießbetriebes erlaubt und ein ra-Si'r.es Auswechseln der sich außer Betrieb befindliel:· α Ausgußeinrichtungen ermöglicht. Auch soll eine gicßtmögliche Ausnutzung des Trommelinhaltes er-Ki .ht werden, um einerseits die Bauhöhe der Stranggi._''.anlage niedrig und anderseits die Ausmauerungskosien tief zu halten.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabenstellung ti:.■ lurch gelöst, daß die im Trommelmantel in Umf.thgsrichtung sich erstreckende Füllöffnung einen Oi'.nungswinkel besitzt, der gleich oder kleiner ist als cic Drehwinkel, und daß eine horizontale Verschiebevorrichtung für die Gießpfanne und/Oder eine Ablenkvorrichtung für den Stahlstrahl aus seiner vertikalen Richtung angeordnet ist.

Damit die Stahl- und Schlackenrückstände oberhalb der Schiebcplatte nach dem Ausdrehen der Ausgußeinrichtung aus der Gießsteilung in die Stellung außer Betrieb aus der Ausgußöffnung ausfließen können, ist es vorteilhaft, ocn Drehwinkel größer als 90° zu wählen.

Um zusätzlich eine gute Ausnutzung des Trommelinhaltes zu erhalten, wird mit Vorteil ein Drchwinkel von etwa 100^; mit einem Winkel der Öffnung von etwa 80° angewendet.

Beispiele des Erfindimgsgegenstandes werden im Nachfolgenden an Hand von Figuren beschrieben. Dabei zeigt

F i g. 1 eine Ansicht einer teilweise dargestellten Pfanne und einen Schnitt durch ein Irommelförmiges Zwischengefäß mit dazugehöriger Kokille,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie il-ll der Fig. 1,

F i g. 3 ein Zwischengefäß mit einer Ablenkrinne für den Stahlstrahl.

In Fig. 1 ist dn trommeiförmiges, drehbares Zwischengefäß 1 mit Ausgußöffnungen 2, 2' versehen. Es ist mit feuerfestem Material ausgekleidet, und zum Verschließen und Regulieren der Ausgußöffnungen 2, T ist je ein Schiebeverschluß 3, 3' am Trommclmantcl 4 befestigt. Uir< Schlackcneinschwemmungen im Sumpf 5 des sich bildenden Stranges 6 und um die Oxydation des Stahles zwischen dem Zwischengcfäß 1 und der Kokille 7 zu verhindern, ist ein Gießrohr8 dem Sc'iicbeverschluß 3 nnchgeordnct.

Die beiden Ausgußöffnungen 2,2' sind im trommeiförmigen Mantel auf den Schenkeln eines Drehwinkels 11 angebracht. Die Ausgußöffnung 2. der Schiebeverschluß 3 und das Gießrohr 8, welche euch Ausgußeinrichtungen genannt werden, sind in Gießstellung über der Kokille 7, während die Ausgußöffnung 2'. der Schiebeverschluß 3' und ein Gießrohr 8' sich außer Betrieb befinden. Der Drehwinkel 11 zwischen der Gießstellung und der Stellung außer Betrieb ist bei diesem Beispiel etwa 100°, so daß die Ausguß-Öffnung 2' oberhalb einem Stahlbad 12 liegt. In der Stellung außer Betrieb ist es je nach Bedarf möglich, sowohl das Gießrohr 8' als auch den Schieber 3' rasch auszuwechseln. Bei Drehwinkeln über 90^r können Stahl- und Schlackenrückstände, die sich nach dem Schwenken in die Stellung außer Betrieb über de; geschlossenen Schiebeplatie stau.-n, wieder in das Stahlbad 12 zurückfließen, und eine Erstarrung dieser Rückstände in der Ausgußöffnung 2' wird dadurch vermieden. Auch kann bei Drehwinkeln über 90 die Höhe des Stahlbades 12 im Zwischengefäß 1 höher gewählt werden, wodurch die Ausnutzung des Trommelinhaltes verbessert wird.

Das Zwischengefäß 1 wird durch einen einfließenden Stahlstrahl 13 aus einer Pfanne 14, die sich beispielsweise auf einem horizontal beweglichen Pfannenwagen befindet, gespeist. Für den Stahlstrahl 13 ist eine im Trommelmantel in Umfangrichtung sich erstreckende Füllöffnung 16 vorgesehen. Diese Öffnung 16 ist durch Schenkel eines Winkels 17 der öffnung begrenzt. Um eine gute Volumenausnutzung der Trommel zu erreichen, soll dieser Winkel Xl gleich oder kleiner als der Drehwinkel 11 gewählt werden. Im gezeichneten Beispiel beträft der Winkel 17 etwa 30°.

Wird das Zwischengefäß, beispielsweise wegen einer Störung verursacht entweder durch das Gießrohr 8 oder den Schiebeverschluß 3, um den Drehwinkcl 11 gedreht, so muß auch der senkrecht eintreffende Stahlstrahl 13 horizontal in eine durch einen strichpunktierten Stahlstrahl 13' dargestellten Lage verschoben werden. Diese Verschiebung kann gleichzeitig während der Drehung des Zwischengefäßes 1 durch Verfahren des Pfannenwagens bewerkstelligt werden. Es ist aber auch möglich, den Pfannenverschluß zu schließen und die Verschiebung der Pfanne nach dem Stellungswechsel der Ausgußöffnungen des Z ,vischengefäßes vorzunehmen. Auf einem Pfannendrehturm gelagerte Gießpfannen können ohne Nachteil auch eine bogenförmige Verschiebung in der horizontalen Ebene ausführen. Es muß dabei lediglich die Einfüllöffnung 16 in der Breite entsprechend dimensioniert werden.

Eine Überlauföffnung 18 ist dafür besorgt, daß eine bestimmte Maximalfüllhöhe des Stahlbades 12 nicht überschritten werden kann. Durch strichpunktierte Linien 16', 18', 13', 8" sind die Einfüllöffnungen, die Überlauföffnung, der Stahlstrahl und ein Teil des Gießrohres in ucr Wechselstellung dargestellt.

Das Zwischengefäß 1 ist in der Regel heb- und senkbar, um mit dem Gießrohr in die Kokille einfahren zu können. Bei breiten Brammenformaten ist es aber auch möglich, das Gießrohr in die Kokille einzufahren, ohne das Zwischengefäß anzuheben.

In F i g. 2 ist das Zwischengefäß 1 im Längsschnitt dargestellt. Die Sollliöhc des Stahlbades 12 liegt um ein Maß IX unter der Trommellängsachse 22. Die Überlaufkante der Überlauföffnung 18 ist zwischen

der Trommellängsachse 22 und der Sollhöhe des Stahlbades 12 angeordnet.

Die öffnung 16 zum Einfüllen kann parallel zur Trommelachsc 22 beliebig breit gewählt werden, um die Zugänglichkeit bei Reparaturarbeiten zu erleichtern. Auf beiden Stirnseiten sind Tragringe 23 zur drehbaren Lagerung des Zwischengefäßes auf nicht gezeichneten Rollenlagern angebracht. Das Zwischengefäß kann aber auch mit Schienen am Mantelumfang versehen werden, welche mit Rollen zusammenwirken.

Ein Zwischengefäß mit den angenommenen Abmessungen lichter Durchmesser 1600 mm, lichte Länge 2000 mm und einer Sollfüllhöhe von 700 mm erreicht ein Sollfüllgewicht von 11,8t und ein Maximalfüllgewicht von 12,9 t bei einer Überlauf höhe von 750 mm.

Diese Füllgewichte genügen, um auch bei einer Großanlagc mit mehreren Tonnen Gießleistung pro Minute einen Pfannenwechsel ohne Gießabbruch vorzunehmen.

Um die Ausgußeinrichtung aus ihrer Stellung außer Betrieb in die Gießstellung zu bringen, ergibt sich ein Unterbruch der Metallzufuhr in die Kokille von etwa 15 Sekunden. Dieser kurze Unterbruch zwingt nicht zu einem Gießabbruch des laufenden Gusses.

Die runde Trommelform kann zur Vergrößerung des nutzbaren Inhaltes Su äugewanueli werden, daß der etwa halbkreisförmige Badquerschnitt in eine angenäherte durch Bogenlinien begrenzte Rccliteekform ausgeweitet wird.

Wenn eine Reduktion der Gesamthöhe der Anlage notwendig ist, so ist es auch möglich, den sich unter der Gießpfanne befindlichen Teil des Zwischengeiüßes mit abgeflachtem Gewölbe auszuführen.

Fig. 3 zeigt ein Zwischengefäß 30, das mit einer Ablenkvorrichtung 31 zusammenwirkt und die den

ίο Stahlstrahl 13 so führt, daß er etwa mittig auf das Stahlbad 12 auftrifft, örtliche Erosionen an der feuerfesten Auskleidung des Zwischengefäßes 30 werden dadurch reduziert. Auch kann bei Anwendung einer Ablenkvorrichtung der Winkel 17 der Einfüllöffnung 16 weiter verkleinert und dabei durch Erhöhung des Bades 12 die Ausnutzung des Trommelinhaltcs verbessert werden. Bei einem Stellungswechsel der Ausgußöffnung muß bei dieser Anordnung der Stahlstrahl 13 horizontal verschiebbar und aus seiner vertikalen Richtung durch entsprechende Anordnung der Verrichtung 31 ablenkbar sein, wie strichpunktiert durch den Stahlstrahl 13' und die Ablenkvorrichtung 31 'angedeutet ist.

In bestimmten Fällen kann es von Vorteil sein, die Gießpfanne in der horizontalen Ebene nicht zu bewegen. Dabei ist aber zur Führung des Gicßstrahlcs ein> Gießrinne notwendig, welche den Gicßstrahl zwischen der Gießpfanne und dem Zwischengefäß zweimal' nacheinander ablenkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Zuführen einer Stahlschmelze zu einer Stranggießkokille, bestehend aus einer Gießpfanne und einem trommeiförmigen Zwischengefäß mit einer Füllöffnung für den aus der Pfanne ausfließenden Stahlstrahl und mit mindestens zwei im trommeiförmigen Mantel befindlichen Ausgußöffnungen mit Schiebeverschlüssen, wobei eine AusguBoi.-.ung in Gießstellung über der Kokille und die andere, um einen Drehwinkel zum Einschwenken in die Gießstellung versetzt, außerhalb des Stahlbades angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die i.n Trommelmantel in Umfangsrichtung sich erstrekk^nde Füllöffnung (16) einen Öffnungswinkel (17) t itzt, der gleich oder kleiner ist als der Drehwinke! (11), und daß eine horizontale Verschiebevorrichtung für die. Gießpfanne (14) und'oder eine Ablenkvorrichtung (31) für den Stahlstrahl (13) aus seiner vertikalen Richtung angeordnet ist.

2. Vorrichtung nrch Anspruch ', dadurch gekennzeichnet, daß der Drehwinkel (11) größer als 90 ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dab der Drehwinkel (11) etwa 100° und der Winkel (kV) der Füllöffnung (16) etwa 80- ist.