DE2218155C3 - Verfahren zur Behandlung von flüssigem Stahl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von flüssigem Stahl in einem Gießgefäß vor dem Abgießen des Stahls in eine Stranggießkokille, bei dem in den in dem Gießgefäß befindlichen Stahl bis kurz vor Beginn des Abgießens durch einen in einem Gleitschieber vorgesehenen porösen Stopfen hindurch zum Aufrühren des Stahls Inertgas eingeblasen wird.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (US-PS 35 81 948) wird allgemein vorgeschrieben, daß das die Verfestigung von geschmolzenem Metall im Bereich der Gießdüse eines Gleitschiebers dadurch verhindert wird, daß Gas durch den porösen Stopfen eingeblasen wird. Es hat sich aber gezeigt, daß das bloße Einblasen von Inertgas nicht ausreicht, um eine solche Verfestigung der Schmelze zu verhindern oder bereits erstarrtes Material aufzuschmelzen. Vielmehr müssen hierzu besondere Verfahrensbedingungen eingehalten werden, die als Parameter die Länge der Blaszeit, den Zeitpunkt des Einblasbeginns, die Einblasgeschwindigkeit und den Öffnungszeitpunkt des Gleitschiebers beinhalten.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, das bekannte Verfahren bezüglich der genannten Parameter so zu gestalten, daß optimale Verfahrensbedingungen erreicht werden, die die Gießdüse in jedem Fall freihalten und sicherstellen, daß die Stahlschmelze in dem Moment aus der Bodenausgußöffnung des Gießgefäßes auszuströmen beginnt, wo der Gleitschieber geöffnet wird.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Einblasen des Inertgases innerhalb von 15 Sekunden vor dem Zeitpunkt beendet wird, an dem das Abgießen beginnt, daß unmittelbar danach durch den Stopfen sauerstoffreiches Gas in einer Geschwindigkeit von 140 bis 420 l/Min, in den Stahl 5 bis 15 Sekunden lang eingeblasen wird, und daß dann nach Beendigung des Einblasens des sauerstoffreichen Gases der Gleitschieber sofort geöffnet wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsvorschlages sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt die Querschnittsansicht einer Düse eines mit einer Bodenausgußöffnung versehenen ZwischengießgefäSes, das einen Gleitschieber aufweist, in dem sich ein gasdurchlässiger Stopfen und ein Gaszufuhrleitungsanschluß befinden.
Das Gießgefäß 10 weist zur Aufnahme von Metallschmelze eine hitzebeständige Auskleidung 11 auf. Die Bodenwand des Gefäßes hat eine Senke oder Aussparung 12 sowie eine Austrittsöffnung 13 und trägt eine hitzebeständige Düsenplatte 14, die an ihrer Unterseite mit der öffnung fluchtend befestigt ist Unter der Düsenplatte ist ein Gleitschieberverschlußkörper 15 gelagert Der Schieber kann auf beliebige Weise getragen und bedient werden, deshalb sind hier die Trag- und Bedienungsmechanismen nicht dargestellt Der Schieber weist einen massiven, hitzebeständigen Block 16, ferner einen den Block umgebenden Stahlmantel 17 und einen gasdurchlässigen hitzebeständigen Stopfen 18 auf, der in dem oberen Teil des Blockes 16 mittig angeordnet ist. Eine Rohrleitung 19 ist am oberen Ende des Mantels 17 befestigt und bildet zusammen mit dem Stopfen 18 eine zylindrische Gasverteilungskammer 20. Die Rohrleitung 19 steht mit Vorratsbehältern 21 und 22 für Inertgas und sauerstoffangereicheri.es Gas in Verbindung, wobei jedes dieser Gase über ein Drei-Wege-Ventil 23 der Leitung zuführbar ist. Wenn der Mantel 17 aus mehr als einem Stück gefertigt ist, muß er dicht verschweißt werden, um jeglichen Gasaustritt entweder durch den Mantel selbst oder zwischen dem Mantel und der Rohrleitung 19 zu verhindern.

Beim kontinuierlichen Gießen von Stahl, insbesondere bei einem Vielstrangbetrieb, vergehen etwa 16 see von dem Zeitpunkt, da sich der Gießbehälter zu füllen beginnt, bis mit dem Abgießen wenigstens eines Stranges begonnen wird. Während sich der Behälter füllt, wird durch den porösen Stopfen 18 Inertgas (gewöhnlich Argon) eingeleitet, um die Metallschmelze im Düsensenkenbereich aufzurühren. Zwischen 5 und 15 see bevor die Anlage zum Gießen eines Stranges fertig ist, wird das Ventil 23 betätigt, um den Inertgasstrom durch den porösen Stopfen auf sauerstoffangereichertes Gas umzuschalten, vorzugsweise Sauerstoff handelsüblicher Reinheit. Die Sauerstoffströmungsgeschwindigkeit liegt zwischen 140 und 420 l/min. Der Stahl in der Senke wird für jede 28 1 Sauerstoff, der in den Stahl eingeblasen wird, um 1,1° C überhitzt. Der Sauerstoff reagiert mit der Metallschmelze exotherm, wobei alles verfestigte Material in der Düsensenke entfernt wird. Unmittelbar nach dem Sauerstoffeinblasen wird der Schieber 15 gegen einen Schieber 24 ausgetauscht, der eine Gießöffnung 25 aufweist, und der Gießvorgang beginnt.

Vorzugsweise wird eine Sauerstoffströmungsmenge zwischen 224 und 280 l/min über eine Zeitspanne von 7 bis 10 see verwendet. Bei einem speziellen Beispiel, bei dem das hier beschriebene Verfahren bei einer 4-Strang-Gießpfanne benutzt wurde, wurde Argon, das für den Stahl ein Kühlmittel ist, in die Düsensenke 4 Minuten lang eingeblasen, woraufhin für gerade 10 see handelsüblicher, reiner Sauerstoff eingeleitet wurde, und zwar mit einer Geschwindigkeit von 204 l/min. Es ergab sich ein frei fließender Strom mit guten Strömungseigenschaften.
Die obigen Bedingungen sind für den Erfolg des hier

beschriebenen Verfahrens wesentlich. Eine Strömungsgeschwindigkeit von Sauerstoff, die unter 140 l/min liegt oder weniger als 5 see anhält, stellt nicht sicher, daß sich eine Düse öffnet. Umgekehrt wird durch eine Strömungsgeschwindigkeit des Sauerstoffs von Ober 420 i/min oder bei einer Ausströmzeit von über 15 see der Stahl überhitzt, so daß beim Vergießen der Metallschmelze in die Gießform der Stahl die Kühlzapfen im Formuntersatz schmelzen kann, wenn er sie berührt Wenn somit die Abwärtsbewegung der Anfahrstange beginnt, darji trennt sich der Gießformuntersatz von dem Gußkörper, und die ganze Wärme kann verlorengehen. Ferner bewirkt eine zu starke Sauerstoffzufuhr die Oxydierung des im Stahl vorhandenen Kohlenstoffs zu Kohlendioxyd, das den Stahl als Gas verläßt Wenn , Elemente, die in dem Stahl Oxyde bilden, verlorengehen, so verringert sich die Verfestigungsgeschwindigkeit, und Ausbrüche unterhalb der Gießform sind nicht nur möglich, sondern fast sicher zu erwarten.

Der poröse Stopfen 18 im Gleitschieber i j muß einen Durchmesser haben, der kleiner ist als der Öffnungsdurchmesser in der Düsenplatte 14, und die Achse des Stopfens 18 sollte mit der Achse der Düsenplattenöff nung zusammenfallen. Die in der Platte 14 befindliche Düse besteht vorzugsweise aus Zirkonoxyd, das nur bis zu einer Temperatur von 1649° C standhält, darüber jedoch abgetragen wird. Der Sauerstoffstrom durch die Metallschmelze in diesem Bereich brennt den Zirkonoxydeinsatz aus, wenn der oberste Durchmesser des porösen Siu^icns gleich oder größer ist als die öffnung des Zirkonoxydeinsatzes.

Bisher mußte die Düsensenke auf etwa 1316° C vorgeheizt werden, um in der Senke eine ausreichende Wärme sicherzustellen und dadurch eine Verfestigung des Stahls zu Beginn der Einleitung des Stahls in das Zwischengießgefäß zu vermeiden. Für den Fachmann überraschend haben nun das erfindungsgemäße Verfahren und die zugehörige Vorrichtung das Vorheizen der Düsensenke vollständig erübrigt

Obgleich in der Zeichnung ein mit einem porösen Stopfen versehener Schieber an einem mit einer einzigen Düse ausgerüsteten Zwischengießgefäß verwendet wird, hat sich ein solcher Schieber an einem mit vielen Düsen versehenen Gießgefäß sogar noch vorteilhafter erwiesen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Behandlung von flüssigem Stahl in einem Gießgefäß vor dem Abgießen des Stahls in eine Stranggießkokille, bei dem in den in dem Gießgefäß befindlichen Stahl bis kurz vor Beginn des Abgießens durch einen in einem Gleitschieber vorgesehenen porösen Stopfen hindurch zum Aufrühren des Stahls Inertgas eingeblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Einblasen des Inertgases innerhalb von 15 Sekunden vor dem Zeitpunkt beendet wird, an dem das Abgießen beginnt, daß unmittelbar danach durch den Stopfen sauerstoffreiches Gas in einer Geschwindigkeit von 140 bis 420 l/Min, in den Stahl 5 bis 15 Sekunden lang eingeblasen wird, und daß dann nach Beendigung des Einblasens des sauerstoffreichen Gases der Gleitschieber sofort geöffnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als sauerstoffreiches Gas Sauerstoff handelsüblicher Reinheit verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoff mit einer Geschwindigkeit zwischen 224 und 280 l/Min, eingeblasen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoff 7 bis 10 Sekunden lang durch den Stopfen eingeblasen wird.