DE2628135A1

DE2628135A1 - POURING PAN

Info

Publication number: DE2628135A1
Application number: DE19762628135
Authority: DE
Inventors: Jacques Piret
Original assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Current assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Priority date: 1975-06-25
Filing date: 1976-06-23
Publication date: 1977-01-20
Also published as: FR2317037B3; GB1522764A; BE843324A; FR2317037A1; NL7606560A; LU72816A1

Description

REG. NR.REG. NO.

CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE Association sans but lucratif
Vereniging zonder winstoogmerk
47, rue Montoyer, Brüssel / BELGIENCENTER DE RECHERCHES METALLURGIQUES CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE Association sans but lucratif
Vereniging zonder winstoogmerk
47, rue Montoyer, Brussels / BELGIUM

GießpfanneLadle

Die Erfindung betrifft eine Gießpfanne, mit der sich ein Metall oder eine Metall-Legierung im flüssigen Zustand halten läßt.The invention relates to a ladle with which a Can hold metal or a metal alloy in the liquid state.

Die Flüssighaltung von Metallen oder Legierungen stellt eine unumgängliche Zwischenphase in zahlreichen metallurgischen Prozessen der Aufbereitung bzw. Herstellung dieser Werkstoffe, beispielsweise für das abschließende Frischen, für Behandlungen zur Erzielung spezieller Gütestufen usw. dar.The keeping of metals or alloys in liquid form represents an inevitable intermediate phase in numerous metallurgical processes Processes of preparation or production of these materials, for example for the final Fresh, for treatments to achieve special quality levels, etc.

Diese Flüssighaltung erfolgt im allgemeinen mit Hilfe feuerfester Pfannen in unterschiedlichen Abmessungen, die in den meisten Fällen auf die entsprechende Temperatur vorgewärmt werden. Im allgemeinen werden hierzu bestimmte Arten von Pfannen oder sonstigen Gefässen eingesetzt, die mit einer eigenen Heizvorrichtung, beispielsweise einerThis liquid holding is generally done with the help of refractory pans in different dimensions, which in in most cases must be preheated to the appropriate temperature. In general there are certain Types of pans or other vessels used with their own heating device, for example one

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mit entsprechender Frequenz arbeitenden elektromagnetischen Induktionsheizung, versehen sind, was mit grosserer Sicherheit die Konstanthaltung der Metalltemperatur auf unbestimmte Dauer ohne die Gefahr eines unerwünschten Metalltemperaturabfalls, und sei dieser auch noch so gering, gewährleistet.Electromagnetic induction heating operating at the appropriate frequency, are provided with what is larger The security of keeping the metal temperature constant for an indefinite period of time without the risk of undesirable effects Metal temperature drop, no matter how small, is guaranteed.

Wenngleich sie ihre Aufgabe, nämlich das Metall zu erhitzen, zufriedenstellend erfüllen, bedingen die mit Induktionsheizung ausgestatteten metallurgischen Gefässe selbst bei kleinem Fassungsvermögen das Vorhandensein einer elektrischen Energieversorgungsanlage, die gleichzeitig umfangreich, platzraubend und wartungskostenaufwendig ist.Although they do their job, namely to heat the metal, satisfactorily, they also require Metallurgical vessels equipped with induction heating even with a small capacity, the presence of an electrical power supply system that is at the same time extensive, space-consuming and maintenance-expensive.

Hier ist nämlich zu berücksichtigen, dass der Wirkungsgrad dieser Systeme allgemein ziemlich massig ist, weil die elektrischen Spulen wassergekühlt werden müssen. Ausserdem weisen metallurgische Gefässe dieser Art eine höhere Brüchig- bzw. Sprödigkeit auf, weil zur Sicherstellung eines ausreichenden elektrischen Wirkungsgrades das feuerfeste Ausmauerungsmaterial möglichst dünn auszuführen ist. Nach derzeitigen Schätzungen liegt der Energieverbrauch einer solchen Pfanne zur Vorhaltung der jeweils gewünschten Badtemperatur bei 80 kVA pro Tonne Stahls.Here it must be taken into account that the efficiency of these systems is generally quite massive, because the electrical coils must be water-cooled. In addition, metallurgical vessels of this type have a higher one Fragility or brittleness, because the refractory to ensure sufficient electrical efficiency The lining material should be made as thin as possible. According to current estimates, the energy consumption is such a pan to maintain the required bath temperature at 80 kVA per ton of steel.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine beheizte Pfanne in Spezialausführung, welche die geschilderten Nachteile nicht aufweist, wobei der spezifische Heizkraftbedarf einer erfindungsgemäss ausgeführten Pfanne nur ein Drittel oder weniger des vorgenannten Verbrauchs ausmacht, was eine η grossen wirtschaftlichen Vorteil darstellt.The present invention relates to a heated pan in a special design, which has the disadvantages outlined does not have, whereby the specific heating power requirement of a pan designed according to the invention is only one third or less of the aforementioned consumption, which is a η great economic advantage.

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Die erfindungsgemässe Giesspfanne ist im wesentlichen dadurch, gekennzeichnet, dass an der Innenseite des bei solchen Pfannen üblichen Aussenmantels eine Mehrzahl seitlich aufeinanderfolgender Auskleidungen angeordnet sind, und zwar von aussen nach innen:The ladle according to the invention is essentially characterized in that on the inside of the outer jacket customary in such pans a plurality laterally successive linings are arranged, namely from the outside to the inside:

a. eine Auskleidung aus einem elektrisch isolierenden und sehr schlecht wärmeleitenden feuerfesten Material,a. a lining made of an electrically insulating and very poorly heat-conducting refractory Material,

b. eine Auskleidung aus elektrisch leitendem feuerfesten Material mit hohem spezifischen Widerstand,b. a lining made of electrically conductive refractory material with high resistivity,

c. eine elektrisch isolierende Auskleidung aus hochfeuerfestem und sehr gut wärmeleitenden Material, und c. an electrically insulating lining made of highly refractory and very good heat conducting material, and

d. gegebenenfalls eine Innenlage als feuerfeste Schutzschicht (beispielsweise aus aufgespritztem basischen Feuerfestmaterial), die ebenfalls gute Y/ärmeleiteigenschaften besitzt.d. if necessary, an inner layer as a fireproof protective layer (for example made of sprayed-on basic Refractory material), which also have good Y / conductivity properties owns.

Erfindungsgemäss ist die elektrisch leitende Auskleidung nach b. mit einer elektrischen Einspeisung versehen, die einen starken elektrischen Strom mit entsprechender Spannung zuzuführen vermag, wodurch diese Auskleidung auf einfache Weise auf der zur Flussighaltung des in der Pfanne befindlichen Metalls erforderlichen Temperatur gehalten werden kann.According to the invention, the electrically conductive lining according to b. provided with an electrical feed, which is able to supply a strong electric current with the appropriate voltage, causing this lining to appear easy way to keep the flow in the The metal in the pan can be maintained at the required temperature.

Bei dem erfindungsgemässen Heizsystem hängt die zuzuführende Energiemenge in erster Linie von der Wärmeisolierung des jeweiligen Behälters ab und kann gegenüber konventionellen Pfannenkonstruktionen mit einfachen Mittels auf sehr hohe Werte gebracht werden. Die Energiezufuhr erfolgt zweckmässigerweise so, dass die erreichte Temperatur über der Badtemperatur liegt, um eine Wärmebarriere nach aussen zu errichten und die weiteren Verluste an den Boden bzw. den oberen Teil der Pfanne auszugleichen.In the heating system according to the invention, the amount of energy to be supplied depends primarily on the thermal insulation of the respective container and can be very high compared to conventional pan constructions with simple means Values are brought. The energy supply is expedient so that the temperature reached is above the bath temperature to create a thermal barrier to the outside to build and to compensate for the further losses to the bottom or the upper part of the pan.

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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung liegt darin, dass ihre Aussenabmessungen ziemlich reduziert sind. Für eine Kapazität von einigen Tonnen lässt sich der Transformator auf der Giessbühne selbst installieren, so dass eine vollständig transportable Anlage zur Verfügung steht. Ein derartiger Vorteil wäre bei herkömmlichen Vorrichtungen, selbst von geringerer Leistung, undenkbar.Another advantage of the device according to the invention lies in the fact that its external dimensions are reduced quite a bit are. For a capacity of a few tons, the transformer can be placed on the casting platform itself install so that a completely transportable system is available. Such an advantage would be inconceivable with conventional devices, even of lower power.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung besteht die elektrisch leitende Auskleidung aus Graphit, vorzugsweise in komprimierter Granulatform, durch das in der Auskleidung eine hohe Stromwärme bei relativ geringem Volumen erzielt wird. In Verbindung mit der Isolierung kann so sichergestellt werden, dass die jeweilige Temperatur einer relativ grossen Gewichtsmenge Metalls mit einer weniger hohen spezifischen Energie gehalten werden kann.According to an advantageous embodiment of the invention Device, the electrically conductive lining is made of graphite, preferably in a compressed form Granulate form, through which a high current heat is achieved in the lining with a relatively low volume. In Connection with the insulation can be ensured so that the respective temperature of a relatively large Weight amount of metal can be held with a less high specific energy.

Die aus der Sicht praktischer Wirksamkeit als äusserst zweckraässig festgestellte Graphitkörnung umfasst ein Gemisch aus drei weitgehend gleichen Korngrössen. Zwei dieser Korngrössen weisen eine normale Kornverteilung innerhalb der Grenzen 2.5 - 7 mm für den ersten und 0.07 - 2.5 mm für den zweiten Bereich auf. Die dritte Körnung ist mit weniger als 0.07 mm sehr fein.The graphite grains found to be extremely useful from the point of view of practical effectiveness include a mixture from three largely identical grain sizes. Two of these grain sizes show a normal grain distribution within the limits 2.5 - 7 mm for the first and 0.07 - 2.5 mm for the second area. The third grain is very fine with less than 0.07 mm.

Diese zahlenmässigen Angaben dienen lediglich als Anhalt. Wichtig ist unter Verwendung entsprechender Korngrössenverteilungen die Herstellung eines Gemische, dessen Porosität so gering wie nur möglich ist.This numerical information is only intended as a guide. It is important to use appropriate grain size distributions the production of a mixture whose porosity is as low as possible.

Erfindungsgemäss wird der komprimierte Zustand des granulären Graphits mit Hilfe eines runden Deckels hergestellt und vorgehalten, welcher den oberen umlaufenden Rand derAccording to the invention, the compressed state of the granular Graphite produced with the help of a round lid and held in front of the upper peripheral edge of the

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Pfanne verschliesst und an seiner Unterseite einen kranzförmigen Vorsprung aufweist, der im Augenblick der Befestigung des Deckels auf der Giesspfanne mit dem granulären Graphit in Kontakt gelangt und diesen zusammendrückt .Pan closes and has a ring-shaped projection on its underside, which at the moment of attachment of the lid on the pouring ladle comes into contact with the granular graphite and compresses it .

Das nachstellend mit Bezug auf Fig. 1 und 2 beschriebene Beispiel soll dem besseren Verständnis des Erfindungsgedankens dienen, wobei diese nicht maßstabgerechten Schematas einen Senkrechtschnitt durch ein erfindungsgemässes G-efäss (Fig. 1) bzw. ein Detail desselben (Fig. 2) darstellen.The example described with reference to FIGS. 1 and 2 is intended to provide a better understanding of the concept of the invention, although it is not to scale Schematics a vertical section through a G-efäss according to the invention (FIG. 1) or a detail of the same (Fig. 2).

Wie also aus dem Senkrechtschnitt gemäss Fig. 1 ersichtlich, wird erfindungsgemäss ein zylindrischer Behälter mit einer Achse 1 geschaffen, der aussen von einem Mantel 2 von ebenfalls zylindrischer Form umgeben ist, welcher die verschiedenen Bestandteile des Gefässes zusammenhält.As can be seen from the vertical section according to FIG. 1, becomes a cylindrical container according to the invention created with an axis 1, which is surrounded on the outside by a jacket 2 of also cylindrical shape, which holds the various components of the vessel together.

In Richtung auf das Behälterinnere folgen hintereinander drei dünne Schichten 3, 4, 5 aus einem sehr schlecht wärmeleitenden Material (beispielsweise Keramikfilz). Im Anschluss an diese drei Schichten findet sich sodann eine dicke Schicht 6 aus reinem Sphärolit-Ionerdebeton mit ebenfalls sehr schlechten Wärmeleiteigenschaften» In ihrer Gesamtheit bilden die Schichten 3 bis 6 die unter Punkt a der Beschreibung aufgeführte Auskleidung aus elektrisch isolierendem feuerfesten Material.In the direction of the inside of the container, three thin layers 3, 4, 5 of a very poorly thermally conductive one follow one another Material (e.g. ceramic felt). Following these three layers, there is then a thick one Layer 6 made of pure spherulite ion-earth concrete with also very poor thermal conductivity properties »In its entirety Layers 3 to 6 form the electrically insulating lining listed under point a of the description refractory material.

Auf der Innenseite der Schicht 6 folgen die Schicht 7 aus einem elektrisch leitenden Material (komprimiertem Graphitpulver), sodann eine Schicht 8 aus reinem Tonerdebeton (plattchenartig) mit sehr guten Wärmeleiteigenschaften und schliesslich eine Schicht 9 aus einem feuerfesten Material wie unter Punkt d der Beschreibung aufgeführt.On the inside of the layer 6 follows the layer 7 made of an electrically conductive material (compressed graphite powder), then a layer 8 of pure alumina concrete (plate-like) with very good thermal conductivity properties and finally a layer 9 made of a refractory material as listed under point d of the description.

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Der gesamte zylindrische Teil des Gefässes wird mit einem Deckel 10 aus dem gleichen Material wie zur Herstellung der Schicht 6 verwendet abgeschlossen, der an seiner Unterseite mit einem umlaufenden Vorsprung 11 aus Beton mit heherer Festigkeit als diese Schicht 6 versehen ist. Dieser Vorsprung ist so bemessen, dass er in eine zylindrische Ausnehmung (12) oberhalb der Schicht J zwischen den Schichten 6 und 8 eingreifen kann. In diesen Hohlraum zwischen der Schicht 6 und dem Vorsprung 11 wurde ein Ring aus einem sehr feuerfesten und sehr schlecht wärmeleitenden Granulat 15 (Sphärolittonerde) eingebracht. Der Deckel wird unter Druck gegen diesen Ring I^ gehalten, der unter Einwirkung einer schematisch bei l4 dargestellten entsprechenden Vorrichtung zusammengedrückt wirdj ausserdem ist er in seinem mittleren Teil mit einer kegelstumpfartigen öffnung zur Füllung des Gefässes versehen.The entire cylindrical part of the vessel is closed with a lid 10 made of the same material as used to produce the layer 6, which is provided on its underside with a circumferential projection 11 made of concrete with a higher strength than this layer 6. This projection is dimensioned such that it can engage in a cylindrical recess (12) above the layer J between the layers 6 and 8. In this cavity between the layer 6 and the projection 11, a ring made of a very refractory and very poorly heat-conducting granulate 15 (spherulite clay) was introduced. The lid is held under pressure against this ring 11, which is compressed under the action of a corresponding device shown schematically at 14, and it is provided in its central part with a truncated cone-like opening for filling the vessel.

Der Boden des Behälters besteht weitgehendst aus den gleichen Schichten wie die seitlichen Wände, ausgenommen Schicht 7.The bottom of the container consists largely of the same layers as the side walls, except Layer 7.

Die Heizvorrichtung bzw. die Vorrichtung zur Konstanthaltung der Temperatur des im Behälter befindlichen Metalls besteht aus der zylindrischen Schicht J, in welche zwei Leiterstäbe (beispielsweise aus Graphit) 15» l6 mit im Behälter diametral gegenüberliegendem Anordnung eingelassen sind. Diese beiden Stäbe springen nach oben über den Deckel hinweg vor, von dem sie durch eine Dichtung aus feuerfestem Filz getrennt sind. Die Speisung der Stäbe mit elektrischem Strom erfolgt über wassergekühlte Kupfer-Zwischenringe 18.The heating device or the device for keeping the temperature of the metal in the container constant consists of the cylindrical layer J, in which two conductor bars (for example made of graphite) 15 » 16 are embedded in a diametrically opposite arrangement in the container. These two rods project upwards over the lid, from which they are separated by a seal made of fireproof felt. The rods are supplied with electrical current via water-cooled copper intermediate rings 18.

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Ausführungsbeispiele:Embodiments:

a. Giesspfanne mit einer Flüssigstahlkapazität von 250 bis 500 kg1 Der elektrische Kreis besteht aus zwei halbkreisförmigen zylindrischen Halbrohren (7)* zwischen welche die beiden Leiterstäbe 15 und l6 gegenphasig eingeschaltet sind. Somit ergeben sich zwei parallel geschaltete Widerstände. Der zwischen den beiden Stäben zu verzeichnende Spannungsabfall beträgt 15 bis 20 V je nach Betriebstemperatur. Die effektive Höhe der Halbrohre beträgt 450 mm, ihre Dicke 35 mm und ihre abgewickelte Länge 800 mm. Bei diesen Abmessungen liegt die maximal verfügbare Leistung in der Grössenordnung von 25 kVA (ca. I600 bis 17OO A), während die Badtemperatur mit einer Leistung von 10 kVA absolut konstant gehalten werden kann.a. Ladle with a liquid steel capacity of 250 to 500 kg1 The electrical circuit consists of two semicircular cylindrical half tubes (7) * between which the two conductor bars 15 and l6 are switched on in phase opposition. So there are two resistors connected in parallel. The voltage drop to be recorded between the two bars is 15 to 20 V depending on the operating temperature. the effective height of the half-tubes is 450 mm, their thickness 35 mm and their developed length 800 mm. at With these dimensions, the maximum available power is in the order of 25 kVA (approx. I600 up to 17OO A), while the bath temperature can be kept absolutely constant with an output of 10 kVA.

b. Giesspfanne mit einer Plüssigstahlkapazität vo η 50 t: Der Speisekreis ist identisch mit dem unter Punkt a beschriebenen. Die entsprechenden technischen Daten sind wie folgt:b. Ladle with a Plüssigstahl capacity of η 50 t: The feed circuit is identical to that under point a described. The corresponding technical data are as follows:

- effektive Hche: 2000 mm- effective height: 2000 mm

- Dicke; 35 mm- thickness; 35 mm

- Halbrohrdurchmesser: 2120 mm- Half pipe diameter: 2120 mm

- Spannung zwischen den Stäben: ca. 86 V- Voltage between the bars: approx. 86 V.

- Max. verfügbare Leistung: 603 kVA- Max. Available power: 603 kVA

- Leistungsbedarf zur Konstanthaltung der Stahltemperatur : 150 kVA.- Power requirement to keep the steel temperature constant: 150 kVA.

PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS

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Claims

PATENT CLAIMS:

1. Casting ladle, characterized in that the following, laterally successive linings are arranged on the inside of the outer jacket (2) customary in such spells from the outside to the inside:

a. a lining (3,4,5,6) made of an electrically insulating and very poorly thermally conductive refractory Material,

b. a lining made of electrically conductive refractory Material (7) with high resistivity,

c. an electrically insulating lining made of highly refractory and very good heat conducting material (8), and

d. optionally an inner layer as a fire-resistant protective layer (9), which also has good thermal conductivity properties owns.

2. A pouring ladle according to claim 1, characterized in that the electrically conductive lining according to b_ is provided with an electrical connection (15, 16, 17, 18) which is suitable for supplying a sufficiently strong electric current to heat the ladle is designed.

3. Casting ladle according to claim 1 and 2, characterized in that the eüäctrisch conductive lining made of graphite, preferably in compressed granular form, consists.

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