DE3345015A1 - Process and apparatus for preventing the horizontal circulatory flow arising in the metal on emptying molten metals from a melt container with bottom tapping - Google Patents
Process and apparatus for preventing the horizontal circulatory flow arising in the metal on emptying molten metals from a melt container with bottom tappingInfo
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Abstract
Description
Verfahren und Vorrichtungen zum Vermeiden der Methods and devices for avoiding the
beim Ausleeren schmelzflüssflger Metalle aus einem Schmelzbehälter mit Bodenausguß im Metall entstehenden horizontalen Zirkulationsströmung. when emptying molten metals from a melting container horizontal circulation flow created in the metal with a bottom spout.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Vermeiden der beim Ausleeren schmelzflüssiger Metalle aus einem Schmelzbehälter mit Bodenausguß im Metall entstestehenden horizontalen Zirkulationsströmung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to a method for avoiding the during Emptying molten metals from a melting container with a bottom spout in the Metal arising horizontal circulation flow according to the generic term of Main claim.
Die Erfindung umfaßt weiterhin Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens.The invention further comprises devices for performing the Procedure.
Beim Ausleeren schmelzflüssiger Metalle aus einem Schmelzbehälter über einen Bodenausguß entsteht im etall obernalb des Ausgusses durch den sogenannten Strudeleffekt eine horizontale Zirkulationsströmung und dadurch bedingt eine Sogwirkung, die auf der Oberfläche des Metalles schwimmende Schlacke mit in den Ausgußstrahl reißen kann. Diese mitgerissene Schlacke ist insbesondere in den Fällen, wo das Metall aus einem Schmelzgefäß mit Bodenausguß oder Hutabstich in eine Pfanne entleert.und daraus in Kokillen zu Blöcken oder - @ über einen Zwisc,henbehälter (Tundish) mit Bodenausguß in Stranggießànlagen zu einem Strang vergossen wird, unerwünscht. (Archiv Eisenhüttenwesen (1983) Nr. 5, Seiten 187 ff.) Die Schlacke führt in der Pfanne zu unerwünschten Reaktionen mit den im Metall gelösten Elementen, wie Abbrand von Aluminiums und Rückphoporung im Stahl.When emptying molten metals from a melting container via a bottom spout arises in the metal above the spout through the so-called Vortex effect a horizontal circulation flow and thus a suction effect, the slag floating on the surface of the metal into the pouring stream can tear. This entrained slag is especially in those cases where the Metal emptied from a melting vessel with a bottom spout or hat cut into a pan. And from it in molds to form blocks or - @ via an intermediate container (tundish) with Bottom pouring in continuous casting systems to form a strand is undesirable. (Archive Eisenhüttenwesen (1983) No. 5, pages 187 ff.) The slag leads in the pan to undesirable reactions with the elements dissolved in the metal, like burn-off of aluminum and re-phosphorus in steel.
Im flüssigen Metall. des Blockes oder Stranges können Schlackenteilchen von dem erstarrenden Metall eingeschlossen werden und führen zu einer Beeinträchtigung des Fertigproduktes.In liquid metal. of the block or strand can contain slag particles become trapped by the solidifying metal and lead to deterioration of the finished product.
Es sind bisher keine Methoden bekannt geworden, daß Mitlaufen von Schlacke aus einem Schmelzgefäß z.B. einem Sauerstoffaufbla konverter während des Entleerungsvorganges wirksam zu verhinder Zwar sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, zum Ende des Entleerungsvorganges die Ausflußöffnung durch Stopfen, Schieber Preßluft oder Kugel zu verschließen, sie vermeiden jedoch nicht während des Entleerungsvorganges das Mitlaufen von Schlacke infolge der Zirkulationsströmung. Dasselbe gilt für die Pfanne, besonders wenn der Metallspiegel zum Gießende abgesunken ist.So far, no methods have become known that running along with Slag from a melting vessel e.g. an oxygen inflation converter during the To prevent the emptying process effectively, there are methods and devices known, at the end of the emptying process, the outflow opening by stopper, slide To close compressed air or ball, but do not avoid them during the emptying process the entrainment of slag as a result of the circulation flow. The same goes for that Pan, especially when the metal level has sunk towards the end of pouring.
Beim Vergießen von Stahl im Stranggießverfahen kann durch den Ausguß des Zwischenbehälters in die Stranggußkokille mitgerissene Schlacke den Reinheitsgrad des Stahlstranges erheblich verschlechtern. Die die Oberfläche des flüssigen Stahls im Zwischenbehälter bedeckende Schlacke wird insbesondere mitgerissen, wenn der Füllstand des metalls im Behälter zum Gießende hin gering ist, weil sich dann die durch die Rotation des metalls hervorgerufene Sogwirkung bis in die Oberfläche auswirkt. In der Praxis begegnet man einem solchen Mitlaufen von Schlacke, das durch eine geeignete Meßvorrichtung erkannt werden kann (z.B. DE-PS 30 37 658) durch Schlieren des Ausgusses.When casting steel in the continuous casting process, through the spout of the intermediate container in the continuous casting mold entrained slag the degree of purity of the steel strand deteriorate considerably. The the surface of molten steel Slag covering in the intermediate container is particularly entrained when the The fill level of the metal in the container is low towards the end of casting, because then the The suction effect caused by the rotation of the metal extends into the surface. In practice, one encounters such slag running along, which is caused by a suitable measuring device can be recognized (e.g. DE-PS 30 37 658) by streaks of the sink.
Ein weit größeres und-bisher noch nicht gelöstes Problem liegt aber darin daß auch bei vollen Rullstand des Zwischenbehälters sich Ausflußwirbel bilden können, die in ihrem Kern Schlacke aus der Oberfläche mit in den ausließenden Strahl reißen. Dies ist besonders beim sogenannten Sequenzguß von Nachteil, wo mehrere Schmelzen hintereinander kontinuierlich über den Zwischenbehälter zum Strang vergossen werden und der Zwischenbehälter während des Pfannenwechsels einen niedrigen Stand aufweist.However, there is a much larger problem that has not yet been resolved in that outflow eddies are formed even when the intermediate container is at full zero can, at their core, slag from the surface with into the outflowing jet tear. This is particularly disadvantageous in the so-called sequence casting, where several Melts continuously poured one after the other via the intermediate container to form the strand and the intermediate container one during the pan change has a low level.
Bei jedem Ausleervorgang von Metall aus einem SchmeBbehalter kommt erschwerend hinzu, daß die Drehrichtung solcher AusflußwirKung zufällig ist. Auch in einem durch seine räumlichen Abmessensen gleichbleibenden Schmelzbehälter können in AbhEngigkeit der im Gefäß vorherschenden Grundströmungen entgegengesetzt drehende Wirbel beobachtet werden. Da die Drehrichtung nicht konstannt ist, sind bisherige Versuche fehlgeschlagenj die Drehbewegung des Metalls zu verhindern, so z.B mittels elektromagnetischer am Behälter angebrachter RUhrspulen die Drehbewegung des ausfließenden Metalles zu konpensieren. Da'die Drehrichtung der Wirbel zufällig ist und auch die Drehstärke im praktischen Betrieb kaum ermittelbar ist, kann auch e'n elektroluagnetisch erzwungener Umlauf des Metalls die Sogwirkung im ausfließenden Metall nicht verhindern.Every time metal comes out of a SchmeBbehalter aggravating the fact that the direction of rotation of such outflow effect is random. Even in a melting container that is constant due to its spatial dimensions Depending on the basic currents prevailing in the vessel, they rotate in the opposite direction Vortices are observed. Since the direction of rotation is not constant, the previous Attempts to prevent the metal from rotating, for example by means of electromagnetic stirring coils attached to the container control the rotary movement of the outflowing To compensate metal. Because the direction of rotation of the vortices is random and so is the Rotational strength can hardly be determined in practical operation, it can also be electromagnetic Forced circulation of the metal does not prevent the suction effect in the outflowing metal.
Eine elektrolaagnetisch herbeigeführte Umlaufbewegung des metalls würde sogar für den Fall, daß de Drehung der Ausflußwirbel zufällig mit dieser Umlauf, bewegung gleichgerichtet ist, die-Sogwirkung und somit das Mitreißen von Schlacke noch verstärken.An electromagnetic orbital movement of the metal would even in the event that the rotation of the outflow vortex accidentally coincides with this orbit, movement is in the same direction, the suction effect and thus the entrainment of slag still amplify.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, mit denen es möglich ist, die beim Ausfließen flüssiger Metalle aus einem Schmelzbehälter über einen Bodenausguß im Metall auftretende horizontale Zirkulationströmung unabhängig von deren zufälliger Drehrichtung zu bremsen und/oder ganz zu beseitigen und somit das Mitreißen von Schlacke zu vermeiden.It is the object of the present invention to provide a method and devices to carry out the procedure to indicate with which it is possible to prevent the leakage liquid metals from a melting container via a bottom drain in the metal horizontal circulation flow regardless of their random direction of rotation brake and / or eliminate it entirely and thus avoid slag being carried away.
.Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den Ansprüchen niedergelegten Merkmale.This problem is solved by what is laid down in the claims Characteristics.
XaDnahmen,die Zirkulationsströmung des Metalls durch. annähen senkrecht zu dieser das Metall durchsetzende magnetische Kraftlinien abzubremsen, machen Gebrauch von zwei an und für bekannten Prinzipien nämlich 1. dem Linearmotor (Induktor) mi wechselndem und 2. der elektromagnetischen W!irbelstrombremse mit stehendem magnetischen Feld.Assumptions that the circulating flow of the metal through. sew on vertically to slow down this magnetic lines of force penetrating the metal, make use of it of two well-known principles namely 1. the linear motor (inductor) mi alternating and 2. the electromagnetic eddy current brake with stationary magnetic Field.
Der Induktoren erzeugt ein magnetisches Wanderfeld, welches grund der im Metall entstehenden Wirbelströme eine elektromag netische Kraft und eine daraus entstehende Bewegung des Metal erzeugt. Bei der Maßgabe der vorliegenden Erfindung bewirkt e: Induktor unterhalb des Bodens des Cchmelzbehalters,unmittelbt neben dem Ausguß angebracht, mit Drehstrom betrieben, eine im Metall senkrcht ausgebildete Querströmung(Fig.1), die die Zirkulationsströmung unabhängig vom Drehsinn stört, Nach dem Prinzip der elektromagnetischen Wirbelstrombremse entstehen durch die Bewegung eines elektrischen Leiters in einem stehenden, senkrecht zuieser Bewegung ausgebildetem magnetischen Feld durch Induktion Wirbelströme. Sie verursacht zusammen mit dem magnetischen Feld eine elektromotorische Kr3f ( Lorenzkraft), welche der Bewegung des elektrischen Leiters entgegengesetzt ist, infolgedessen die Bewegung des Leiters ( Schmelze) gebremst wird.The inductors generate a traveling magnetic field, which is reason the eddy currents created in the metal have an electromagnetic force and a resulting movement of the metal generated. Given the present Invention causes e: inductor below the bottom of the melting container, immediately mounted next to the sink, operated with three-phase current, one formed vertically in the metal Cross flow (Fig. 1), which disturbs the circulation flow regardless of the direction of rotation, According to the principle of the electromagnetic eddy current brake are created by the movement of an electrical conductor in a standing position perpendicular to this movement magnetic field by induction eddy currents. It creates along with that magnetic field an electromotive force Kr3f (Lorenz force), which the movement of the electrical conductor is opposite, consequently the movement of the conductor (Melt) is braked.
Bei der Maßgabe der vorliegenden Erfindung wirkt das horizonta: rotierende metall als senkrecht bewegter Leiter zu einem das Metall durchsetzendem stehendem Magnetfeld, wodurch die besagte Gegenkraft verursacht wird, die immer mit entgegengesetzter Richtung die Zirkulationsströmung abbremst.In accordance with the present invention, the horizonta: rotating acts metal as a vertically moving conductor to a standing one penetrating the metal Magnetic field, which causes the said opposing force, which is always opposite Direction slows down the circulation flow.
Die Wirkung beider Maßnahmen ist am größten, wenn gemäß Anspruch 2 die magnetischen Kraftlinien möglichst parallel und möglichst eng zur Auslaufachse, die gleichzeitig Rotationsachse der Zirkulationsströmung ist, verlaufen.The effect of both measures is greatest if, according to claim 2 the magnetic lines of force as parallel as possible and as close as possible to the outlet axis, which is also the axis of rotation of the circulation flow.
Gemäß der in Anspruch 3 beanspruchten Vorrichtung wird das magnetische Feld über zwei beidseitig nahe dem Ausguß unterhalb des Bodens des Schmelzbehälters angebrachte elektromagnetische Induktoren erzeugt (Fig. 2a und 2b), die mit Drehstrom in gleicher Richtung für das bewegte und mit Gleich- oder Wechsel strom für das stehende magnetische Feld betrieben werden. According to the device claimed in claim 3, the magnetic Field over two on both sides near the spout below the bottom of the melting pot attached electromagnetic inductors generated (Fig. 2a and 2b) with three-phase current in the same direction for the moving and with direct or alternating current for the standing magnetic field are operated.
Die Anordnung von zwei Induktoren ist wegen der symetrischen Ausbildung des Stagnetfeldes erforderlich. Die Polteilung der Induktoren muß möglichst groß im Vergleich zur leuerEsten wandstärke des Bodens des Schmelzgefäßes sein, um den nach Anspruch 2 beanspruchten Verlauf der. magnetischen Kraftlinien zu bewirken. The arrangement of two inductors is due to the symmetrical training of the magnetic field required. The pole pitch of the inductors must be as large as possible compared to the wall thickness of the bottom of the melting vessel according to claim 2 claimed course of the. to effect magnetic lines of force.
Gemäß der in Anspruch 4 beanspruchten Vorrichtung wird das magnetische Feld über zwei Induktoren erzeugt,von denen der eine als magnetischer Pol unterhalb des Bodens neben dem Ausgu£' der andere als magnetischer Gegenpol so an einer Außenwand des Schmelzbehälters angebracht ist, daß ein Teil des magnetischen Feldes senkrecht zur horizontalen Zirkulationsströmung angeordnet ist ( Fig.3 ). Diese Vorrichtung kann auch bei großen feuerfesten \andstrken verwendet werden, wenn die n-:ch Anspruch beanspruchte Vorrichtung wegen zu großer Polteilung nicht anwendbar ist. Beide Induktoren werden bei der nach Anspruch 4 beanspruchten Vorrichtung nur mit echsel- oder Gleichstrom betrieben, da mit dieser Anordnung der Induktoren nur ein stehendes Magnetfeld erzeugt werden kann. According to the device claimed in claim 4, the magnetic Field generated via two inductors, one of which acts as a magnetic pole below of the bottom next to the outlet, the other as a magnetic opposite pole so on an outer wall of the melting container is attached that part of the magnetic field is perpendicular is arranged for the horizontal circulation flow (Fig. 3). This device can also be used for large refractory \ and strengths if the n-: ch requirement claimed device is not applicable because of too large a pole pitch. Both inductors are in the device claimed according to claim 4 only with echsel or direct current operated because with this arrangement of the inductors only a stationary magnetic field is generated can be.
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Country Status (1)
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DE (1) | DE3345015A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0305319A1 (en) * | 1987-08-20 | 1989-03-01 | Preussag Stahl Aktiengesellschaft | Device and method for reducing slag carry-over with a minimal amount of steel remaining in the converter |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3037658C2 (en) * | 1980-10-04 | 1983-04-07 | Krupp Stahl Ag, 4630 Bochum | Method and device for indicating the end of pouring when pouring metals from casting vessels |
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1983
- 1983-12-13 DE DE19833345015 patent/DE3345015A1/en active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3037658C2 (en) * | 1980-10-04 | 1983-04-07 | Krupp Stahl Ag, 4630 Bochum | Method and device for indicating the end of pouring when pouring metals from casting vessels |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
DE-Z.: Archiv für Eisenhüttenwesen, 1983, 5, 187 ff * |
Cited By (1)
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EP0305319A1 (en) * | 1987-08-20 | 1989-03-01 | Preussag Stahl Aktiengesellschaft | Device and method for reducing slag carry-over with a minimal amount of steel remaining in the converter |
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DE3345015C2 (en) | 1991-10-10 |
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