DE2904635A1

DE2904635A1 - Zylinder zum regulieren des verspruehens von troepfchen geschmolzenen stahls

Info

Publication number: DE2904635A1
Application number: DE19792904635
Authority: DE
Inventors: Masaru Fukumoto; Yoshiyuki Iwanami; Kenji Maeda
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1978-02-07
Filing date: 1979-02-07
Publication date: 1979-08-09
Also published as: US4253645A; JPS571348B2; JPS54106028A

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft einen Zylinder zum Regulieren des Versprühens von Tröpfchen geschmolzenen Stahls zur Verwendung in einem Vakuumstahlgießsystem. Weiter bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Gebrauch in einem Vakuumstahlgießsystem und insbesondere auf einen Regulierungszylinder zur Verhütung des Sprühens von Tröpfchen geschmolzenen Stahls beim Gießen des geschmolzenen Stahls in in einer Vakuumkammer befindliche Form.

Es ist bekannt/ daß bei einem Vakuumstahlgießsystem, wenn der geschmolzene Stahl durch einen Ausguß bzw. Ausgleichsdüse im Boden eines Gefäßes, das auf dem Deckel einer Vakuumkammer angeordnet ist, und in dem der geschmolzene Stahl enthalten ist, in eine in der Vakuumkammer befindliche Form ausgegossen wird, der geschmolzene Stahl heraussprüht und die Form von Tröpfchen annimmt. Damit dabei die Tröpfchen sauber in die Form gegossen werden, ist es nötig, im Deckel einen Zylinder zum Regulieren des Versprühens von Tröpfchen geschmolzenen Stahls direkt unterhalb des Ausgusses anzubringen, um die Tröpfchen zu sammeln. In diesem Fall verfestigt sich der geschmolzene Stahl, der an der inneren Wand des Zylinders zum Regulieren des Versprühens von Tröpfchen geschmolzenen Stahls entlangfließt schließlich am unteren Ende des Zylinders, wegen des Temperaturabfalles und haftet dort an, so daß der verfestigte Stahl mit der Zeit zu einem großen Klumpen heranwächst. Fällt als Ergebnis des Wachsens der so gewachsene Klumpen verfestigten Stahls in den. geschmolzenen Stahl in der Form, verschlechtern sich die inneren Eigenschaften des so hergestellten Stahlbarrens beträchtlich, je nachdem ob das Hereinfallen während des Gießens oder nach dem Ende des Gießens geschieht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der das Vakuumstahlgießen verbessert, und insbesondere der diskutierte Nachteil vermieden wird.

909832/0796

Es soll ein Zylinder zum Regulieren des Versprühens von Tröpfchen geschmolzenen Stahls für ein Vakuumstahlgießsystem geschaffen werden, der wirksam verhindert, daß der geschmolzene Stahl an dem unteren Endteil des Zylinders anhaftet, und dort zu verfestigten Stahlklumpen anwächst.

Weiterhin soll ein Zylinder zum Regulieren des Versprühens von Tröpfchen geschmolzenen Stahls geschaffen werden, der wirksam alle inneren Defekte beseitigt, die in Stahlbarren gefunden werden, wie anormale Struktur, nicht-metallische Einschlüsse, usw. und die durch das Hineinfallen der verfestigten, am unteren Endteil des Zylinders anhaftenden, Stahlklumpen in den geschmolzenen Stahl in der Form,in der der Stahlbarren gegossen wird, entstehen.

Ferner soll ein Zylinder zum Regulieren des Versprühens von Tröpfchen geschmolzenen Stahls geschaffen werden, der einen einfachen Aufbau aufweist und eine leichte Anwendung auf bestehende Zylinder zum Regulieren des Versprühens von Tröpfchen geschmolzenen Stahls durch einfache Modifikation zuläßt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch einen Zylinder zum Hegulieren des Versprühens von Tröpfchen geschmolzenen Stahls zur Verwendung in einem Vakuumstahlgießsystem, gekennzeichnet durch ein im wesentlichen hohles Element aus einem feuerfesten Material, wobei das Element wenigstens in seinem unteren Endteil aus einem Material besteht, das kleines Netzvermögen gegenüber geschmolzenen Stahl aufweist.

Gemäß der Erfindung weist ein Zylinder zum Regulieren des Versprühens von Tröpfchen geschmolzenen Stahls im wesentlichen ein im wesentlichen konisches oder zylindrisches Hohlelement aus feuerfestem Material auf, bei dem wenigstens der untere Endteil des Hohlelements aus Karbiden wie Graphit, Siliciumkarbid, usw. ausgeführt ist, oder aus feuerfesten Materialien, die Kohle, Karbide, usw. enthalten, welche geschmolzenen Stahl nur wenig benetzen, oder kleine Netzfähigkeit gegenüber geschmolzenen Stahl aufweisen. Dadurch wird gemäß der Erfindung die Verweilzeit des

909832/Q79B

geschmolzenen Stahls am unteren Endteil des Zylinders zum Regulieren des Versprühens von Tröpfchen geschmolzenen Stahls klein gehalten, dank des Kontakts der Stahlschmelzetröpfchen mit dem hohlen Element am Endteil aus Karbiden, usw., die den geschmolzenen Stahl wenig benetzen, so daß sich keine Verfestigung oder Wachsen zu einem Klumpen aus Tröpfchen dort ergibt und keine Verschlechterung der inneren Eigenschaften des erzeugten Stahlbarrens geschieht, die etwa durch das Hereinfallen der verfestigten Tröpfchen in den geschmolzenen Stahl in der Form eintritt.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht im Schnitt im Zustand des Gießens geschmolzenen Stahls in einem Vakuumgießsystem aus einem Gefäß in eine Form, die sich in der Vakuumkammer befindet;

Fig. 2 grundlegende Darstellungen, die zeigen, wie geschmolzene Stahltropfen am unteren Endteil eines Zylinders zum Regulieren des Versjjrühens von Tröpfchen geschmolzenen Stahls entstehen;

Fig. 3 eine Ausführungsform eines Zylinders zum Regulieren des Versprühens von Tröpfchen geschmolzenen Stahls gemäß der Erfindung in einem Längsschnitt; und

Fig. 4 zwei Beispiele der Erfindung im Längsschnitt, und 5

Ehe eine detaillierte Erklärung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gegeben wird, wird anhand der Figuren 1 und 2 das Phänomen des Wachsens verfestigten Stahls am unteren Endteil in einem herkömmlichen Zylinder zum Regulieren des Versprühens von Tröpfchen geschmolzenen Stahls qualitativ erklärt. Wie in Figur gezeigt, ist auf dem Deckel 3 einer Vakuumkammer 2 ein Gefäß 4

zentral angeordnet, das den geschmolzenen Stahl aufnimmt, der dafür bestimmt ist, in eine Form 7 ausgegossen zu werden, die sich in einer Vakuumkammer 2 befindet, und zwar durch einen Ausguß 5 im Boden des Gefäßes 4 und einen Zylinder zum Regulieren des Versprühens von Tröpfchen geschmolzenen Stahls 1, der am Deckel 3 unterhalb des Ausgusses bzw. Ausgleichsdüse 5 angebracht ist, wobei der Zylinder 1 zur Führung oder zum Sammeln des im Kessel 4 enthaltenen geschmolzenen Stahls in die Form 7 hinein dient, die in der Vakuumkammer 2 steht, wenn der geschmolzene Stahl durch Ausguß 5 in einen Tröpfchenzustand übergeht. Figur zeigt grundlegend den Vorgang, durch den der geschmolzene Stahl am unteren Endteil des Zylinders zum Regulieren des Versprühens (Fig. 1) anhaftet und dort fest wird. Wie in Figur 2A gezeigt, fällt ein Stahlschmelzetröpfchen 6 entlang der Innenwandoberfläche des Zylinders zum Regulieren des Versprühens 1 und verbleibt an seinem unteren Ende als Tröpfchen 8, wie in Figur 2B gezeigt. Der Teil der Innenwand von Zylinder 1, mit dem Stahlschmelz etröpfchen 6 in Kontakt kommen, ist im allgemeinen aus feuerfestem Material, und da es große Netzfähigkeit gegenüber Stahlschmelzetröpfchen 8 aufweist, das heißt es benetzt den Stahlschmelzetropfen 8 gut, ist der Zeitraum, während dem die Stahlschmelze 8 dort verbleibt, lang, so daß das Stahlschmelzetröpfchen 8 sich dort als Ergebnis seiner Abkühlung verfestigt und als verfestigter Stahlklumpen 9 an der Oberfläche des feuerfesten Materials anhaftet, wie in Figur 2C gezeigt ist. Weiter fällt, wie in Figur 2D gezeigt, weitere Stahlschmelze 6 entlang der Innenwandoberflache des Zylinders zum Regulieren des Versprühens 1 auf den verfestigten Stahl 9, stoppt an seinem unteren Ende, und wenn die Verweilzeit ausreichend lang ist, verfestigt sich die Stahlschmelze 6 zusammen mit dem vorher verfestigten Stahl 9 und wird ein größerer fester Stahlklumpen 10, wie er in Figur 2E gezeigt ist. So wächst der verfestigte Stahlklumpen allmählich zu einem immer größeren festen Stahlklumpen 11 wie in Figur 1 gezeigt. Sollte dieser in den geschmolzenen Stahl hineinfallen, entweder während des Gießens oder nach Ende des Gießens, entstehen Defekte in den inneren Eigenschaften des erzeugten Stahlbarrens, wie etwa.anormale Struktur,große nichtmetallische Ein-

-7-schlüsse, usw., durch die Nichtverschmelzung des Stahlklumpens.

Nun wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand Fig. erklärt, wobei die Ausführungsform darauf gerichtet ist, wirksam zu verhindern, daß die Stahlschmelzetröpfchen am unteren Endteil eines Zylinders zum Regulieren des Versprühens von Tröpfchen anhaften und dort zu festen Stahlklumpen anwachsen.

Wie in Figur 3 gezeigt, enthält der Zylinder zum Regulieren des Versprühens von Tröpfchen geschmolzenen Stahls gemäß der Erfindung einen hohlen, konischen Metallrahmen 20, eine oder mehrere feuerfeste Ringe 21, mit einem zentralaxialen hohlen konischen Durchlaß für den geschmolzenen Stahl, die in dem Metallrahmen 20 aufeinandergesetzt sind, und einen Ring 22, der aus Karbiden wie Graphit, Siliciumkarbid, usw. oder feuerfesten Materialien, die Kohle, Karbide, usw. enthalten, hergestellt ist, wobei der Ring 22 direkt an der Unterseite des untersten feuerfesten Rings 21 durch geeignete Mittel befestigt ist, wie etwa durch Stützen der Unterseite des Rings 22 mit einem Satz Metallhalterungen 23, die geeignet schwenkbar mit ihren oberen Teilen an der äußeren Oberfläche des Metallrahmens 20 in seinem unteren Teil befestigt sind. Ferner kann Ring 22 einteilig als ein einziges Stück ausgeführt sein, oder in mehrere Teile geteilt sein, so daß er als Einheit zusammengebaut wird, wenn er auf den Metallhalterungen aufliegt.

Der Zylinder zum Regulieren des Versprühens von Tröpfchen geschmolzenen Stahls, der gemäß der Erfindung ausgeführt ist, verhindert wirksam die Bildung fester Stahlklumpen an seinem unteren Ende, dank des Vorsehens des Rings 22 aus Karbiden, usw. an seinem unteren Endteil, welche geschmolzenen Stahl nicht wesentlich benetzen , und so das Stahlschmelzetröpfchen fallenlassen, ehe es sich verfestigt oder wächst. Folglich kann der Zylinder zum Regulieren des Versprühens von Tröpfchen geschmolzenen Stahls gemäß der Erfindung völlig das Auftreten solcher inneren Defekte beseitigen, die in Stahlbarren gefunden werden, wie anormale Struktur, große nichtmetallische Einschlüsse, usw., wie es üblich war im Falle eines herkömmlichen Zylinders zum Regulieren des Versprühens von Tröpfchen geschmolzenen Stahls wegen des Hereinfallens fester

909832/0796

Stahlklumpen in die Formen, wenn die Stahlschmelze in die in
einer Vakuumkammer befindlichen Formen gegossen wird.

Folgend sind zwei Beispiele der Erfindung angegeben, die beweisen, daß das Ziel erwartungsgemäß erreicht wird. Sie haben im einzelnen solche Abmessungen wie in Figur 4 und 5 in Millimetern gezeigt ist, die erste ist zum Gebrauch beim Gießen eines Barrens mit einem Gewicht über 75 Tonnen gedacht, die letztere für einen unter 40 Tonnen.

In beiden Beispielen sind die feuerfesten Ringe 21 aus herkömmlichen Tonerdematerial hergestellt, das enthält:

SiO₂ 38,28 Gew.-%, Al₃O₃ 58,56 Gew.-%, Fe₃O 1,42 Gew.-%,
wobei Ring 22 aus einem Tonerde-Kohlematerial gemäß der Erfindung
hergestellt ist, das enthält:

C 20,5 Gew.-%, Al₃O₃ 65,2 Gew.-%, SiC 6,0 Gew.-%.

909832/0796

Claims

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER · D-8OOO MÜNCHEN 9O ST 6-1177 P/Pe/ma THE JAPAN STEEL WORKS, LTD., Tokyo/Japan Zylinder zum Regulieren des Versprühens von Tröpfchen geschmolzenen Stahls PATENTANS PRÜCHE

1. Zylinder zum Regulieren des Versprühens von Tröpfchen geschmolzenen Stahls zur Verwendung in einem Vakuumstahlgießsystem, gekennzeichnet durch ein im wesentlichen hohles Element aus einem feuerfesten Material, wobei das Element wenigstens in seinem unteren Endteil aus einem Material besteht, das kleines Netzvermögen gegenüber geschmolzenen Stahl aufweist.

2. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Material Karbide wie Graphit, Siliciumkarbid usw. oder feuerfeste Materialien, die Kohle, Karbide, usw. enthalten, oder ähnliches sind.

3. Zylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Elements, das aus einem Material, das kleines Netzvermögen gegenüber geschmolzenen Stahl aufweist, einteilig ausgebildet ist.

PATENTANWALT OIPL.-PHYS. LUTZ H.PRÜFER · D-8OOO MÜNCHEN 9O · WILLROlDERSTR.e · TEL. X089) 64O64O

4. Zylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Elementes, das aus einem Material, das kleines Netzvermögen gegenüber geschmolzenen Stahl aufweist, getrennt ausgebildet ist.