DE2639712A1

DE2639712A1 - Verfahren und einrichtung zum verschliessen des stichloches eines metallurgischen gefaesses

Info

Publication number: DE2639712A1
Application number: DE19762639712
Authority: DE
Inventors: Johann Hartl; Guenter Ing Poferl; Meinhard Dipl Ing Dr Mo Truppe
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Primetals Technologies Austria GmbH
Priority date: 1975-12-17
Filing date: 1976-09-03
Publication date: 1977-06-30
Also published as: AT350090B; IT1075224B; ES454011A1; US4079918A; JPS5547311B2; DE2639712C2; DD128582A5; CS192569B2; FR2335812A1; BR7608411A; DE7627572U1; SE7613168L; BE849461A; FI763494A; FR2335812B1; GB1564157A; NO143472C; SE421676B; LU76392A1; YU306676A

Description

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

Verfahren und Einrichtung zum Verschließen des Stichloches eines metallurgischen Gefäßes

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Die Erfindung betrifft ei κι Verfahren und ai?ie Einrichtung sum Verschließen des Stiebloches eines metallurgisches! Gefäßes zwecks Trennung von Metall und Schlacke, insbesondere beim Abstich von Stahlschmelzen.

Beim Frischen von Roheisen su Stahl werden durch Oxydationsreaktionen unerwünschte sauerstoffaffine Begleiteiemente der Eisenschmelze an Sauerstoff gebunden und die gebildeten Oxyde gasförmig abgegeben oder in die Schlacke überführt. Nach dem Frischen müssen dem Stahl vielfach Elemente zu Desoxydations- und Legierungszwecken zugesetzt v/erden, «die eine höhere Affinität zu Sauerstoff besitzen als die in der Schlacke abgebundenen unerwünschten Begleitelemente. Die Folge davon ist₉ daß solche Legierungselemente die unerwünschten Begleitelemente aus der Schlacke reduzieren können, wobei sie selbst verschlacken. Frischschlacken können außerdem sehr aggressiv gegenüber dem feuerfesten Material von Schmelzgefäß und Gießpfanne sein. Aus Qualitätsgründen und aus Gründen der Wirtschaftlichkeit ist man daher bestrebt, beim Abstechen und Legieren einer Schmelze in der Pfanne das Mitlaufen von Schlacke möglichst zu verhindern. Für Schmelzgefäße mit Abstichlöchern sind Lösungen bekannt, bei denen die Verwendung von keramischen Körpern in Kugel- und Stopfenform vorgeschlagen wird. Die Dichte dieser Körper ist größer als die Dichte der auf der Schmelze befindlichen Schlackenschicht, jedoch geringer als die des Stahlbades. Sobald der Stahl aus dem Schmelzgefäß ausgelaufen ist, soll der keramische Verschlußkörper das Stichloch dicht abschließen und das Auslaufen der Schlacke unterbinden.

Da sich die Konturen eines Stichloches feuerseitig durch Verschleiß laufend ändern, ist bei dieser Methode des schlackefreien Abstiches immer wieder mit einem Versagen der Verschlußkörper zu rechnen. Außerdem sind die Kosten für die nur einmal verwendbaren Schwimmkörper iund die zum Einbringen notwendigen mechanischen Vorrichtungen beträchtlich. Dies wirkt sich besonders bei Schmelzgefäßen mit kleinen Abstichgewichten aus.

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Di© Erfindung" bezweckt die Vermeidung der gs~ schilderten Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren au schaffen, welches ermöglicht, das Stichloch metallurgischer Gefäß© sh° veylässig-za verschließen? di© Einrichtungen zur Durch«= führung des .Verfahrens sollen einfach zu. handhaben, nicht aufwendig und wiederholt" au verwenden sein₀

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß nach Abgießen des Metalles Druckgas in das Stichloch " des Gefäßes entgegen der Abgießrichtung eingeleitet .wirdö■

Um den richtigen Zeitpunkt zusa Zurückhalten der Schlacke, nach deren Abfließen des Metalles au ermitteln, wird vorteilhaft dar aus dem Stichloch auslaufende Gieß" strahl mit einem Verhältnispyrometer beobachtet, wobei zu Beginn des Schlackenablaufes ein Signal erhalten wird» Anschließend wird das Druckgas in das Stichloch entgegen der Abgießrichtung eingeleitete -

- Wird die Erfindung beim Abstich von gefrischten Stahlschmelzen angewendet, so kann durch das Zurückhalten der reaktionsfreudigen Frischschlacke im Schmelsgefäß diese nicht mit dem Feuerfestmaterial des Stichloches und der Pfanne reagieren, wodurch die Haltbarkeiten von Stichloch und Pfanne wesentlich erhöht werden» Die Schlacke wird. durch das Druckgas so weit abgekühlt, daß sich an der Mantelfläche des Stichloches ein dünner gleichmäßiger SchlackenfiIm anlegt, der.während des nächsten Abstiches als Schutzschicht wirkt und. die Haltbarkeit des Stichlochss wesentlich erhöht»

Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß in das Stichloch ein gegenüber der Stichlochwandung einen.Ring« spa»lt. freilassender, die Druckgasleitung-enthaltender

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schlußkörper einschwenkbar ist₀ Burch den Ringspalt wird Luft in das lauer® des Gefäßes gesaugt, wodurch beim Abstich von Stahlschmelzers während des Abstiches an der Stichlochraiiindung gebildete Bärenansätze durch den Luftsauerstoff abgebrannt t/erden« Bisher mußten solche Ansätze von Zeit zu Zeit abgeschlagen oder abgerissen werden, x-rabei Beschädigungen der Stichlochmündung kaum zu vermeiden waren.

Zweckmäßig wsist der Verschlußkörper einen sich zur Mündung der Druckgasleitung verjüngenden Außenmantel auf und ist aa einem Schwenkarm, der Anschläge sur Begrenzung seiner Schwenkbewegung in. Richtung zur Stichlochöffnung aufweist, angeordnet» Dadurch wird der Verschlußkörper im Ab« staad von der Außenwandung·, des ßefäßes gehalten = die Mündung,

der Bruckgasleitung kann daher auch bei vorhandenen Bär-es-

ausätzen in.das Stichloch eingeschwenkt werden»

Vorteilhaft ist die Schwenkachse des Schwenkarmes in einer zur Stichlochachse senkrecht stehenden Ebene angeordnet ο

Zur Erreichung einer hohen Pruckgasaustrittsgeschwindig» keit ist der Verschlußkörper vorteilhaft als Düsenkopf ausgebildete

Die Erfindung ist anhand der"Zeichnung näher erläutert, wobei Figo 1 einen Schnitt durch das Frischgefäß während des Abgießens einer Stahlschmelze in die ebenfalls geschnitten dargestellte Gießpfanne seigto Fig„ 2 stellt einen Schnitt durch das verschlossene Stichloch entlang .seiner Achse in vergrößertem Maßstab dar»

Im mit 1 bezeichnetem Frischgefäß befindet sich die Stahlschmelze 2 mit der auf ihr schwimmenden Schlackenschicht Der Stahl fließt durch das Stiehloeh k im die darunter befindliche Gießpfanne 5° Zum Abschließen des Stichloches dient ein an eiaessi Schwenkarm 6 befestigter Verschiußkörper 7, an deia

die Druckgasleitung S auge β ch Io ssen isto Der . Schwosakiarsa δ ist am Äußenmantel 9 des FsriscHigefäßes I angelemkt -und ist mittels eines in beide Richtungen betätigbaren Druckmittel« Zylinders 1O₉ der ebenfalls am Außenssaantel des Gefäßes angelenkt ist, schwenkbar. Der Verschlußkörper 7 weist einen sich zur Mündung verjüngenden Außenmantel ii auf» Am Schwenkarm 6 vorgesehene Anschläge 12 verhindern., daß der Verschlußkörper das Stichloch zur Gänze abschließt', es bleibt dadurch ein ringförmiger Spalt 13 frei.

Das Verschließen des Stichloches geht folgendermaßen vor sich: Sobald der Stahl in die Gießpfanne k abgeflossen ist, fließt die Schlacke 3 durch das Stichloch k aus. Durch ein Verhältnispyrometer 14, durch das der ausfließende Strahl beobachtet wird, erhält man beim Wechsel von Stahl zu Schlacke einen Impuls, der über einen Verstärker 16 ein Relais 17 betätigt, das daraufhin ein elektrisches Signal zu den in den Versorgungsleitungen 18,19,8 des Druckmittelzylinders 10 und des Verschlußkörpers 7 eingebauten Magnetventilen 20,21,22 sendet. Das Magnetventil 21 wird geöffnet, wodurch der Druckmittelzylinder 10 den Schwenkarm 6 in die in Fig. 2 dargestellte Schließposition bringt. Gleichzeitig wird das Magnetventil 22 der Versorgungsleitung des Verschlußkörpers betätigt, wodurch der Verschlußkörper, der in der in Fig'· 1 dargestellten, zurückgeschwenkten Lage zum Zweck der Kühlung mit einem Teildruck des Druckgases beaufschlagt ist, mit dem vollen Druck des Druckgases beaufschlagt wird. Nach Erreichen der in Fig. dargestellten Schließstellung bewirkt das ausströmende Druckgas ein in der Fig. 2 durch Pfeile angedeutetes Ansaugen von Luft durch den Ringspalt 13 nach dem Injektorprinzip. Die Schlacke wird durch den Druckgas-Luftstrom in das Frischgefäß zurückgedrängt und kann anschließend in ein eigenes Schlackengefäß abgegossen werden. Als Druckgas kann z.B. Preßluft, Argon oder Stickstoff Verwendung finden.

Der Beginn des Mitlaufens von Schlacke beim Abstich wird vom Verhältriispyrometer 13 nahezu verzögerungsfrei ange-

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zeigt. Die Zeitspanne bis zum Schließen des Stichloches hängt von der Auslegung des Preßluftzylinders ab und kann zusätzlich über ein Zeitrelais beeinflußt werden.

Versuche an einem 5 t-LD-Konverter haben ergeben, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren die nach Gießende gewogene, aus Konverterschlacke, Desoxydationsprodukten und dem Verschleiß der Gießpfannenzustellung bestehende Gießpfannenschlacke von durchschnittlich ^O kg/t Rohstahl auf 10 kg/t Rohstahl gesenkt werden konnte, ohne das Ausbringen von Stahl zu verringern. Bei größeren Konvertereinheiten liegen die Verhältnisse noch wesentlich günstiger·

Der Druckgasverbrauch betrug zum Kühlen des Verschlußkörpers etwa 0,5 Nm /Minute und in Schließposition des Verschlußkörpers etwa 8 Nm /Minute.

Außer der Verminderung der Gie.ßpfannenschlacke und der damit verbundenen Rückphosphorung werden durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch höhere Haltbarkeiten des Stichloches und der Gießpfanne erreicht.

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Claims

Pa tent a η s ρ r ü c h e :

1. Verfahren zum Verschließen des Stichloches eines
metallurgischen Gefäßes zwecks Trennung von Metall und Schlacke, insbesondere beim Abstich von Stahlschmelzen, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abgießen des Metalles Druckgas in das Stichloch des Gefäßes entgegen der
Abgießrichtung eingeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

der aus dem Stichloch auslaufende Gießstrahl mit einem Ver-

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haltnxspyroraeter beobachtet wird, um zu Beginn des Schlackenablaufes ein Signal zu erhalten, worauf das Druckgas in das Stichloch eingeleitet wird.

3· Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 an einem ein Stichloch aufweisenden metallurgischen Gefäß, dadurch gekennzeichnet, daß in das Stichloch (k) ein gegenüber der Stichlochwandung einen Ringspalt (13) freilassender, die Druckgasleitung (8) enthaltender Verschlußkörper (7) einschwenkbar ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper (7) einen sich zur Mündung der Druckgasleitung (8) verjüngenden Außenmantel (11) aufweist und an einem Schwenkarm (6), der Anschläge (12) zur Begrenzung seiner Schwenkbewegung in Richtung zur Stichlochöffnung aufweist, angeordnet ist. ———

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse des Schwenkarmes (6) in einer zur Stichlochachse senkrecht stehenden Ebene angeordnet ist.

6. Einrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5f dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper als Düsenkopf ausgebildet ist.

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