DE2607379A1

DE2607379A1 - Vorrichtung zum spuelen von stahl

Info

Publication number: DE2607379A1
Application number: DE19762607379
Authority: DE
Inventors: Thorwald Dipl Ing Dr Fastner; Alois Dr Niedermayr
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1975-02-25
Filing date: 1976-02-24
Publication date: 1976-09-02
Also published as: AT339356B; IT1055441B; SE405374B; JPS5317532B2; DE2607379B2; GB1521194A; DE7605442U1; BR7601118A; ATA140375A; JPS51110429A; FR2302156A1; FR2302156B1; CH604969A5; SE7600643L

Description

Pa/tent, nwalt

Dipl.-!ng J Waiter iackisch Δ JJ IHH

7 Stuttgart 1, Menzelstraße 40

2 3. Feb. 1976

Vereinigte Österreichische Eisen- und Stahlwerke - Alpine Montan Aktiengesellschaft in Wien, Österreich

Vorrichtung zum Spülen von Stahl

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spülen von Stahl mit einem Spülgas, insbesondere beim kontinuierlichen Stranggießen mit einem oder mehreren unter den Gießspiegel in der Kokille reichenden Gießrohr(en) und mit mindestens einer in das bzw. die Gießrohr(e) einmündenden Gaszuführung.

Nichtmetallische Einschlüsse im Stahl beeinträchtigen die Qualität in vielerlei Hinsicht. Beispielsweise verschlechtern sie die Oberflächengüte und die Kerbschlagzähigkeit und können Fehler beim Schweißen verursachen. Für eine hohe Stahlqualität ist ein niedriger Einschlußgehalt Voraussetzung.

Für das Stranggießen sind verschiedene Methoden bekannt, um nicht-metallische Verunreinigungen vor der Erstarrung des Stahles abzuscheiden. Den besten Abschexdungseffekt. erzielt man, wenn Spülgas während des Gießens in das unter den Gießspiegel in der Kokille reichende Gießrohr eingeleitet wird. Durch die Turbulenz und die starke Strömung des im Gießrohr geleiteten Gießstrahles wird das Gas in viele kleine Bläschen aufgeteilt. Diese Bläschen gelangen mit dem Gießstrahl in die Kokille. Der Abscheidungseffekt beruht nun darauf, daß die nicht-metallischen Verunreinigungen mit den Gasbläschen in Berührung kommen, an diesen hängen bleiben und mit Ihnen an die Oberfläche des Gießspiegels gespült werden.

Es sind verschiedene Vorschläge gemacht worden, das Gas in das Gießrohr einzubringen. Alle diese Vorschläge haben sich aber bisher wegen betrieblicher Schwierigkeiten, hoher Kosten und aus SJcherheitS'-gründen nicht bewährt. Nach einem der Vorschläge besteht ein Teil des Gießrohrmantels aus gasdurchlässigem Material. Die zur Gaszufuhr notwendige Porosität schwächt jedoch das Gießrohr und führt zu vorzeitigem Verschleiß. Es erfolgt auch keine innige Durchmischung des Gases mit dem Stahl, so daß der erzielte Reinigungseffekt unzureichend ist. Nach einem anderen Vorschlag wird das Spülgas über den Stopfen in das Gießrohr eingeleitet. Bei dieser Art der Gaszufuhr stellen sich gießtechnische Nachteile ein, da das Spülgas den Boden des Stopfens kühlt. Dadurch bilden sich Ansätze am Ausgußstein, die die Regelung der Schmelzenzufuhr zur Kokille beeinträchtigen.

Die Erfindung bezweckt die Vermeidung der geschilderten Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, eine Vorrichtung zu schaffen, die gewährleistet, daß alles Spülgas in das Gießrohr-gelangt,

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während des gesamten Spülvorganges"die Gaszufuhröffnung offen und frei von Schmelze bleibt und eine feste Verbindung zwischen Gießrohr und Gaszufuhrleitung aufrecht erhalten bleibt,

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art dadurch gelöst, daß die Gaszuführung als Lanze ausgebildet ist, deren Mündung federnd in eine eine Dichtfläche aufweisende seitliche Bohrung des Gießrohres einsetz- bzw. anschließbar ist.

Vorteilhaft ist die seitliche Bohrung im Mantel des Gießrohres konisch ausgebildet und die Mündung der Lanze abgerundet. Der Vorteil dieser Ausführung besteht darin, daß die Achse des Konus und die Lanzenmündung immer genau fluchten, so daß eine gute Dichtheit der Verbindung erreicht ist.

Es ist zweckmäßig, die Lanze an einem Steg, der am Zwischengefäß befestigt ist, zu haltern. Dies bringt den Vorteil, daß die Lanze bei Bewegungen des Zwischengefäßes in ihrer Lage zum Gießrohr unverändert bleibt. Außerdem"wird durch diese Art der Halterung der Lanze wenig Platz benötigt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Lanze mittels einer Feder an das Gießrohr anpreßbar, wobei die Feder zwischen dem Steg und einem auf der Lanze angebrachten Widerlager spannbar ist. Die Lanze ist vorteilhaft aus einem metallischen Werkstoff gefertigt.

Die Lanzenmündung kann aus feuerfestem Material, vorzugsweise aus Cermotherm, bestehen. Da dieser Werkstoff eine geringe Benetzbarkeit für Stahl aufweist und temperaturbeständig ist, ist der chemische Angriff durch flüssige Schmelze besonders gering und eine lange Haltbarkeit gewährleistet. Zwischen der Dichtfläche der seitlichen Bohrung und der Mündung der Lanze ist nach einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung eine Dichtungsmasse eingebracht.

Es hat sich auch als besonders günstig erwiesen, wenn die Lanzenmündung höchstens bis zu 2/3 der Tiefe der seitlichen Bohrung reicht und wenn der innenseitige Durchmesser der seitlichen Bohrung des Gießrohres 2 bis IO mm beträgt. Kleinere Öffnungen neigen zum Zuschmieren und bei größeren Öffnungen dringt der Stahl sehr leicht in die Bohrung ein und führt zum Verschweißen der Lanze mit dem Gießrohr.

Im folgenden ist die Vorrichtung anhand der Figuren 1-6 be-

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schrieben. Dabei zeigen Fig. 1 die Vorrichtung in Gießposition und die weiteren Figuren Ausführungsbeispiele für den Anschluß der Lanze an das Gießrohr, jeweils in Schnittdarstellung.

In Fig. 1 ist schematisch ein Zwischengefäß 1 gezeichnet, in dessen Ausgußöffnung ein in die Kokille 2 reichendes Gießrohr 3 eingesetzt ist. Aus der Kokille wird ein Strang 4 mit noch flüssigem Kern 5 ausgezogen. Von dem Zwischengefäß wird über das Gießrohr so viel Stahl 6 nachfließen gelassen, wie über den Strang abgeführt wird. Dabei wird in der Kokille ein konstanter Gießspiegel 7 eingestellt, der mit Schlacke 8 abgedeckt ist. Im Gießrohrmantel 3 befindet sich eine seitliche Bohrung 9, an die eine Lanze 10 angesetzt ist. Die Lanze 10 ist mit der Zufuhrleitung 11 für das Spülgas verbunden.

Das Spülgas strömt durch die Lanze und die seitliche Bohrung im Gießrohrmantel in das Gießrohr. Zufolge der stark turbulenten Strömung des Stahles 6 im Gießrohr wird das Gas in viele kleine Bläschen 12 aufgeteilt und mit dem Stahl in die Kokille gefördert, wo es schließlich an den Badspiegel aufsteigt. Beim Durchlauf der Bläschen durch den Stahl fangen sie die Einschlußteilchen 13 ein und bringen sie in den Gießspiegel.

Damit das Gas an der Kontaktstelle 14 zwischen Lanze 10 und Gießrohr 3 nicht seitlich entweicht sondern zur Gänze in den Stahl gelangt, ist die Lanze federnd an die seitliche Bohrung 9 des Gießrohres angeschlossen, u. zw. mit Hilfe der Feder 15, die zwischen dem Steg 16 und einem Widerlager 17 auf der Lanze gespannt ist. Selbstverständlich kann die Lanze auch auf andere Weise, z.B. hydraulisch an die Dichtfläche der seitlichen Bohrung 9 des Gießrohres gepreßt werden. Der am Zwischengefäß montierte Steg 16 dient" weiters dazu, die Lanze in einer bestimmten Lage zu halten. Das Anpressen der Lanze ist eine Voraussetzung dafür, daß das Gas in das Gießrohr gelangt. Weitere Voraussetzungen sind die richtige Ausführung der Dichtfläche und der Mündung der Lanze.

Besonders günstige Ausführungsformen der Dichtfläche sowie der Mündung der Lanze zeigen die Figuren 2 - 6. In Fig. 2 ist die Bohrung des Gießrohres 3 konisch ausgebildet und die Mündung der Lanze 10 abgerundet. Der abgerundete Mündungsteil 18 der Lanze berührt die konische Dichtfläche 19 immer entlang einer Linie 20 und umschließt so die

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Bohrung der Lanze vollständig, unabhängig von deren jeweiliger Lage. Mit 21 ist eine zwischen der Dichtfläche 19 und der Lanzenmündung 18 eingebrachte Dichtungsmasse bezeichnet.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, durch welche eine besonders hohe Verschleißfestigkeit der Lanzenmündung erreicht wird. Das Ende der Lanze besteht hier aus feuerfestem Material 22, beispielsweise aus Cermotherm.

Ein Beispiel für einen flächigen Sitz der Lanze am Gießrohr gibt Fig. 4 wieder. Das Ende der Lanze 10 ist in eine Bohrung 23 im Gießrohrmantel 3 eingesetzt, wodurch eine große Berührungsfläche 24 entsteht, die eine große Sicherheit gegen Gasverluste bietet. Allerdings ist die Stellung der Lanze durch die Form der Ausnehmung vorgegeben und darf nicht verändert werden. Zwischen der Dichtfläche und der Lanzenmündung ist Dichtungsmasse 21 eingebracht. Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 wird die Mündung der Lanze 10 an der Außenfläche 25 des Gießrohres 3 aufgesetzt und mit Dichtungsmasse 21 gedichtet. Ein Kontakt der Lanze mit dem flüssigen Stahl wird dabei weitgehend ausgeschaltet.

Eine weitere Ausführungsform, die die Mündung der Lanze vor flüssigem Stahl schützt und gleichzeitig eine große Dichtungsfläche 23 aufweist, ist aus Fig. 6 ersichtlich. Wie aus den Darstellungen hervorgeht, reicht die Lanzenmündung nicht bis an die Innenseite der Bohrung 9, sondern höchstens bis zu 2/3 ihrer Tiefe.

Die Kraft, mit der die Lanzenmündung gegen das Gießrohr gedrückt wird, soll mindestens 0,5 kp betragen, um eine gute Dichtwirkung zu erhalten.

Als Spülgas kann jedes inerte Gas verwendet werden. Vorzugsweise wird Stickstoff oder Argon eingesetzt. Die Spülgasmengen, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Spülen benötigt werden, sind sehr gering. Normalerweise reichen 5-15 Nl/min für eine weitgehende Reinigung des Stahles aus.

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Claims

Patentansprüche :

1. Vorrichtung zum Spülen von Stahl mit einem Spülgas, insbesondere beim kontinuierlichen Stranggießen mit einem oder mehreren unter den Gießspiegel· in der Koki^e reichenden Gießrohr(en) und mit mindestens einer in das bzw. die Gießrohr(e) einmündenden Gaszuführung, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszuführung als Lanze (10) ausgebildet ist, deren Mündung (18) federnd in eine eine Dichtfläche (19) aufweisende seitliche Bohrung (9) des Gießrohres (3) einsetz- bzw. anschließbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Bohrung (9) im Mantel des Gießrohres (3) konisch ausgebildet und die Mündung (18) der Lanze abgerundet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lanze an einem Steg (16), der am Zwischengefäß (1) befestigt ist, gehaltert ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lanze (10) mittels einer Feder (15) an das Gießrohr (3) anpreßbar ist, wobei die Feder (15) zwischen dem Steg (16) und einem auf der.Lanze angebrachten Widerlager (17) spannbar ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lanze (10) aus einem metallischen Werkstoff gefertigt ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lanzenmündung (18) aus feuerfestem Material (22), vorzugsweise aus Cermotherm besteht.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Dichtfläche (19) der seitlichen Bohrung (9) und der Lanzenmündung (18) eine Dichtungsmasse (21) eingebracht ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lanzenmündung (18) höchstens bis zu 2/3 der Tiefe der seitlichen Bohrung reicht.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der innenseitige Durchmesser der seitlichen Bohrung des Gießrohres 2 bis 10 mm beträgt.

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