DE3037658C2

DE3037658C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Anzeigen des Gießendes beim Vergießen von Metallen aus Gießgefäßen

Info

Publication number: DE3037658C2
Application number: DE19803037658
Authority: DE
Inventors: Peter Dr.-Ing. 4000 Düsseldorf Hammerschmid
Original assignee: Krupp Stahl AG
Current assignee: Krupp Stahl AG
Priority date: 1980-10-04
Filing date: 1980-10-04
Publication date: 1983-04-07
Also published as: DE3037658A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1, bekannt durch die DE-PS 37 421. Bei dem bekannten Verfahren wird die Strahlungsintensität des Gießstrahls unmittelbar nach dem Austreten aus dem Ausguß erfaßt und ihre Änderung beim Übergang Metall/Schlacke zum Beenden des Gießvorganges benutzt. Da sich beim Mitlaufen von Schlacke diese gerade zu Beginn des Mitlaufens aufgrund der Strudelwirkung im Innern befindet, ist bei dem bekannten Verfahren erst dann mit einer verwertbaren Anzeige zu rechnen, wenn größere Schlackenmengen mitlaufen. Erst bei größeren Schlakkenmengen sind diese auf oder dicht unter der Oberfläche meßbar und teilweise als intermittierend an die Oberfläche tretende Schlackenschlieren feststellbar.

Neben dieser Messung der optischen Eigenschaft des Gießstrahles ist durch die DE-OS 27 45 799 ein weiteres Verfahren bekannt, bei dem die elektrische Leitfähigkeit des Gießstrahles, die sicli ändert, wenn plötzlich große Mengen Schlacke in den Gießstrahl gelangen, als Indikator für das Auftreten von Schlacke im Gießstrahl dient.

Aufgabe der Erfindung ist es, das gattungsgemäße Verfahren derart weiterzuentwickeln, daß auch im Innern des Gießstrahles mitlaufende Schlacke zur Bestimmung des Gießendes frühzeitig erkannt werden kann, um die durch den Stand der Technik zur Verfügung stehenden Verfahren durch ein weiteres Verfahren zu bereichern. Auch ist es Aufgabe der Erfindung, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtungen, insbesondere auch für den verdeckten Guß, bereitzustellen.

Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, das gattungsgemäße Verfahren gemäß den im Patentanspruch 1 niedergelegten kennzeichnenden Merkmalen zu gestalten.

Auf Ausgestaltungen der Erfindung durch die Verfahrensansprüche 2 und 3 und die vorrichtungsgemäßen Lösungen gemäß den Ansprüchen 4 und 5 wird verwiesen.

Die Erfindung nutzt die durch den Schlackengehalt des Gießstrahles bedingte Veränderung des Sauerstoffgehaltes zum frühzeitigen Erkennen des Gießendes aus. Es können so schon kleinere Schlackenmengen erfaßt und deutlich angezeigt werden. Dies ist von besonderer Bedeutung, weil der sich am Ende des Vergießens bildende Strudel im Gießgefäß nicht immer spontan entsteht, sondern überlagert von sonstigen Bewegungen der Metallschmelze sich über eine zeitlich gestreckte Entstehungsphase hinziehen kann.

Die nach Anspruch 3 vorgeschlagene Verwendung der sogenannten EMK-Sonden, die dem Stahlwerker zur Sauerstoffbestimmung an sich bekannt sind und zu sonstigen Zwecken häufig zum Einsatz kommen, ermöglicht den Einsatz eines an sich bekannten Gerätes. Im weserulichen ist eine Meßsonde zur kontinuierlichen Bestimmung des Sauerstoffgehaltes in Schmelzen auch durch das DE-GM 76 36 912 bekannt. Derartige Sonden ermöglichen die praktische Realisierung des Erfindungsgedankens, der darin besteht, den Anstieg des gelösten Sauerstoffs im Stahl beim Mitlaufen von Schlacke im Gießstrahl selbst oder im unmittelbaren Wirkungsbereich des Gießstrahles im Sinne der Aufgabe der Erfindung einzusetzen.

Während nach dem Vorrichtungsanspruch 4 die Sonde mit dem Gießstrahl selbst Kontakt haben kann, sieht Patentanspruch 5 vor, daß die Sonde in das, das einfließende Metall aufnehmende Gefäß im Einströmbereich des Gießstrahles eingetaucht ist und ermöglicht so in vorteilhafter Weise den Einsatz der Erfindung beim verdeckten Gießen, d. h., in all den Fällen, wo der Gießstrahl durch ein sogenanntes Schattenrohr abgeschirmt ist.

Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung in schematischer Darstellung. Es zeigt

Fig. 1 eine Stranggußanlage mit einer in den Verteiler eintauchenden Sonde,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Verteiler gemäß Fig. 1,

F i g. 3 eine Einzelheit aus Fig. 1,

Fig.4 drei verschiedene Sondenanordnungen in einer Stranggußanlage,

Fig. 5 zwei verschiedene Sondenanordnungen in einem Verteiler einer Stranggußanlage.

Die in F i g. 1 dargestellte Stranggußanlage besteht im wesentlichen aus einem Gießgefäß (2), welches flüssiges Metall (1) und Schlacke (7) enthält, einem Verteiler (4) mit zwei Tauchrohren (5) und zwei Kokillen (6), an die sich entsprechende Rollenführungen (19) für Gießstränge (18) anschließen.

Das Gießgefäß (2) hat einen am Boden angeordneten Ausguß (2a), der durch einen Schieberverschluß (2b) verschließbar ist. An den Ausguß (2a) schließt sich ein Schattenrohr (3) an, welches das aus dem Gießgefäß (2) in Form eines Gießstrahles (Xa) in den Verteiler (4)

strömende Metall vor Oxydation schützt Das Schattenrohr taucht in die Metallschmelze des Verteilers (4) ein, dessen Badspiegel (15) im übrigen durch eine Gießpulverschicht (16) abgedeckt ist Der Gießstrahl (la) erzeugt in seinem Einlaufbereich Strömungen, die durch gestrichelte Pfeile (!^angedeutet sind.

In diesem stark durchwirbelten Bereich, der durch Beruhigungsstege (12) begrenzt ist, ist eine Sonde (8) angeordnet und über ein Hüllrohr (13) am Verteiler (4) befestigt. Von der Sonde (8) führen Meßlehungen (20) zu einem Anzeigegerät (21), welches insbesondere den Sauerstoffgehalt im Meßbereich der Sonde (8) anzeigt

Der Verteiler (4) enthält darüber hinaus über den beiden Tauchrohren (5) Stopfen (17) zum Schließen der entsprechenden Ausflüsse.

Fig.2 zeigt die Befestigung des Hüllrohres (13) der Sonde am Verteiler über eine von unten gegen Wärmestrahlung geschützte Brücke (9), die auf dem Rand des Verteilers (4) befestigt ist. Zur Sicherung des Hullrohres (13) der Sonde (8) gegen Auftrieb ist am Hüllrohr (13) ein flanschartiger Ansatz (10* vorgesehen (Fig. 3), der mit einem lösbaren Bügel (11) der Brücke (9) gehalten ist.

F i g. 4 sjeigt verschiedene Positionen A bis C einer Sonde, insbesondere einer EMK-Meßsonde. Neben der in F i g. ] gezeigten senkrecht eintauchenden Sonde (8) ist in Fig.4 unter A ein schräger Einbau vorgesehen, wobei die Sonde (8) unmittelbar unter dem Ausfluß des Schattenrohres (3) liegt. Die Positionen ßund C zeigen einen geraden oder schrägen Einbau im Schattenrohr selbst.

In F i g. 5 ist der Einbau der Sonde (8) in der Wand des Verteilers (4) vorgenommen und zwar in der Seitenwand (Position D) und im Boden (Position E). Das Hüllrohr (13) der Sonde (8) sitzt jeweils in entsprechenden Einbauelementen (14), die durchbruchsicher zu gestalten sind.

Die kontinuierliche Messung des Sauerstoffgehaltes des Gießstrahles braucht erst aktiviert zn werden, wenn sich der Badspiegel des Gießgefäßes alimählich dem Gießende nähert. Nach Aktivierung des Meßvorganges liefert die Sonde noch so lange einen stabilen Sauerstoffwert, als keine Schlacke mitläuft. Sobald es zum Mitlaufen von Schlacke kommt, steigt der gelöste Sauerstoffgehalt sofort an und führt damit auch zu einer entsprechenden Veränderung des Meßwertes der Sonde. Daraufhin wird der Schieberverschluß (2b) (Fig. 1) geschlossen. Es besteht auch die Möglichkeit, den Gießstrahl so stark zu drosseln, daß das Einsaugen von Schlacke noch für eine vorübergehende Zeit unterbleibt. Der Erfolg dieser Maßnahme läßt sich am Wert des gelösten Sauerstoffgehaltes kontrollieren und der Gießvorgang kann unter Umständen noch eine gewisse Zeit aufrechterhalten werden, bis der erneute Anstieg des gelösten Sauerstoffgehaltes Veranlassung gibt, den Gießvorgang endgültig zu beenden. So können Stahlverlust; weiter reduziert werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Anzeigen des Gießendes beim Vergießen von Metallen aus Gießgefäßen mit am Boden angeordnetem Ausguß, wobei eine charakteristische Eigenschaft des ausfließenden Metalls kontinuierlich gemessen und eine Änderung dieser Eigenschaft zum Erkennen des Übergangs Metall/ Schlacke benutzt wird, dadurch gekenn- ,₀ zeichnet, daß als charakteristische Eigenschaft der Sauerstoffgehalt der Metallschmelze gemessen und eine sprunghafte Änderung des Meßwertes als Anzeige des Überganges gewertet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ,₅ zeichnet, daß die kontinuierliche Messung des Sauerstoffgehaltes aktiviert wird, sobald der Badspiegel der Metallschmelze im Gießgefäß einen vorgegebenen Mindestabstand vom Boden desselben erreicht hat.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung eine für die Sauerstoffbestimmung an sich bekannte EMK-Sonde dient.

4. Vorrichtung zum Anzeigen des Gießendes beim Vergießen von Metallen aus Gießgefäßen mit am Boden angeordnetem Ausguß und mit einer im Bereich des Ausgusses den Gießstrahl erfassenden Meßvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßvorrichtung eine den Sauerstoffgehalt der Metallschmelze erfassende Sonde vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde in das, das einfließende Metall aufnehmende Gefäß im Einströmbereich des Gießstrahles eingetaucht ist.