DE3406075C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Austragen von geschmolzenem Metall, die auf einem Bodenabschnitt eines Behälters, beispielsweise einer Pfanne oder eines Tundish, befestigt sein kann, für die Verwen­ dung beim Gießen von geschmolzenem Metall oder dgl.

Beim Gießen von geschmolzenen Stählen, beispielsweise unter Anwendung eines konventionellen kontinuierlichen Gießverfahrens, ist an dem Bodenabschnitt einer Pfanne oder eines Tundish für die Aufnahme des geschmolzenen Stahls eine Vorrichtung zum Austragen des geschmolzenen Metalls befestigt, die eine stationäre (ortsfeste) Platte und eine Gleitplatte (verschiebbare Platte) umfaßt, wobei die Strömungsrate des geschmolzenen Stahls durch eine gleitende Verschiebung der Gleitplatte in bezug auf die stationäre Platte eingestellt wird, wodurch eine Durch­ gangsbohrung in der stationären Platte für den geschmolze­ nen Stahl geöffnet oder geschlossen wird. In der vorge­ nannten Vorrichtung zum Austragen eines geschmolzenen Metalls wird ein Inertgas, wie z. B. Argon, aus der sta­ tionären Platte in den geschmolzenen Stahl eingeleitet, um so eine Verstopfung der Durchgangsbohrung zu verhin­ dern, die durch Erstarren der geschmolzenen Stähle und/ oder durch Ablagerung von Oxiden eines Metalls oder Me­ talloids, wie Al, Ti, Ca, Cr, Mn, Si oder Ni, hervorge­ rufen wird.

Eine konventionelle Vorrichtung zum Austragen von geschmol­ zenem Metall dieses Typs ist in der Fig. 4 der Zeichnungen dargestellt.

In der Fig. 4 ist eine obere Düse 1 mit einer Durchgangs­ bohrung 1a für geschmolzenes Metall an einem Bodenab­ schnitt eines Tundish (nicht dargestellt) befestigt. Unter­ halb der Düse 1 ist eine Vorrichtung 14 zum Austragen von geschmolzenem Metall befestigt, die eine obere stationäre Platte 2, eine Gleitplatte 3 und eine untere stationäre Platte 4 mit den Durchgangsbohrungen 2a, 3a bzw. 4a für geschmolzenes Metall umfaßt. Die Gleitplatte 3 ist glei­ tend verschiebbar zwischen der oberen stationären Platte 2 und der unteren stationären Platte 4 in der Richtung A oder B, um die Durchgangsbohrungen 2a, 3a, 4a zu öffnen oder zu schließen, um dadurch die Strömungsrate der die Bohrungen 2a, 3a, 4a passierenden geschmolzenen Stähle einzustellen (zu regeln) und die Bohrungen 2a, 3a, 4a vollständig zu schließen. Der Hauptkörper 2b der oberen stationären Platte 2 besteht aus einem dichten feuer­ festen (schwerschmelzbaren) Material und ein ringförmi­ ges Gaszuführungselement 5 aus einem porösen feuerfesten (schwerschmelzbaren) Material ist dicht eingepaßt über dem gesamten Umfang der oberen und vergrößerten inneren Umfangswandoberfläche 2c des Hauptkörpers 2b. Zwischen dem ringförmigen porösen Element 5 und dem Hauptkörper 2b der oberen stationären Platte 2 ist eine Gasdruck- Ausgleichszone oder gleichmäßige Druckzone 6 in Form eines ringförmigen Raumes (Kammer) angeordnet. Außerdem ist in der oberen stationären Platte 2 eine Gaseinlei­ tungsöffnung 7 vorgesehen, die mit der Gasdruck-Ausgleichs­ zone 6 in Verbindung steht, und die Gaseinleitungsöff­ nung 7 steht mit einem Gaseinleitungsrohr (nicht darge­ stellt) in Verbindung. Am Boden der unteren stationären Platte 4 ist eine eingetauchte Düse 8 befestigt und in den unteren Abschnitt derselben in eine Form 9 eingesetzt.

In der dargestellten konventionellen Vorrichtung 14 wer­ den die aus einem Tundish (nicht dargestellt) vergosse­ nen geschmolzenen Stähle durch die Durchgangsbohrungen 1a, 2a, 3a, 4a und 8a, die jeweils in der oberen Düse 1, der oberen stationären Platte 2, der Gleitplatte 3, der unteren stationären Platte 4 und der eingetauchten Düse 8 vorgesehen sind, in die Form 9 eingeführt und dann innerhalb derselben und unterhalb der Form 9 gekühlt.

Als Folge davon bilden sich innerhalb und nach oder unter­ halb der Form 9 eine geschmolzene Schicht 10, eine teilwei­ se geschmolzene Schicht 11 und eine erstarrte Schicht 12. Oberhalb der geschmolzenen Schicht 10 ist eine Formpulver­ schicht 13 vorgesehen.

In der vorstehend beschriebenen Vorrichtung 14 zum Aus­ tragen von geschmolzenem Metall wird durch das Gaszufüh­ rungselement 5 aus der Gaseinleitungsöffnung 7 ein Gas in den geschmolzenen Stahl eingeleitet, um den geschmol­ zenen Stahl durchzurühren, wenn mit dem Vergießen der geschmolzenen Stähle aus der Pfanne in den Tundish begon­ nen wird, um dadurch eine Erstarrung des geschmolzenen Stahls innerhalb der Durchgangsbohrung 2a in der oberen stationären Platte 2 zu verhindern und das anfängliche Öffnen der Bohrung 2a zu erleichtern. Außerdem wird das Gas auch während des Gießens durch das poröse Gaszufüh­ rungselement 5 eingeleitet, um den geschmolzenen Stahl durchzurühren, um ein Erstarren des geschmolzenen Stahls und/oder eine Ablagerung von Metalloxiden zu verhindern, um dadurch eine Verstopfung in der Bohrung 2a und dgl. zu verhindern. Außerdem dient die Einführung des Gases dazu, die Oxide oder Verunreinigungen in dem geschmolzenen Stahl zum Aufschwimmen zu bringen, um dadurch den Gehalt an Oxiden oder Verunreinigungen in den Stählen auf 1/5 bis 1/10 derjenigen Stahlprodukte herabzusetzen, die ohne ei­ ne derartige Gaseinleitung erhalten werden.

Die vorstehend beschriebene konventionelle Vorrichtung zum Austragen von geschmolzenem Metall hat jedoch aufgrund der Verwendung des Gaseinleitungselements 5 aus porösem feuerfestem (schwerschmelzbarem) Material für die Einlei­ tung des Gases in den geschmolzenen Stahl die folgenden Nachteile:

• a) Da die Größe der in den geschmolzenen Stahl eingelei­ teten Gasblasen verhältnismäßig gering ist, ist der durch die Gasblasen hervorgerufene Rühreffekt verhältnis­ mäßig gering, so daß eine zuverlässige Verhinderung der Verstopfung in der Durchgangsbohrung 2a und dgl. nicht immer gewährleistet werden kann.
• b) das Gaseinleitungselement weist eine geringe Korrosionsbeständigkeit auf wegen seiner porösen Struktur.

Aufgabe und Ziel der hier beschriebenen Erfindung ist es, die obengenannten Probleme zu überwinden und eine Vorrichtung zum Austragen von geschmol­ zenem Metall zu schaffen, mit deren Hilfe es mög­ lich ist, mindestens die obengenannten Probleme mi­ nimal zu halten, d. h., eine Vorrichtung zum Austra­ gen von geschmolzenem Metall zu schaffen, bei der die Gefahr geringer ist, daß die Durchgangsbohrung für das geschmolzene Metall durch Erstarrung des geschmolzenen Metalls und/oder durch Ablagerung von Metalloxiden blockiert werden kann, und die eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit gegenüber dem geschmolzenen Metall aufweist.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Austragen von geschmolzenem Me­ tall, welche umfaßt
eine stationäre Platte (21), die an einem Bodenabschnitt eines Behälters für die Aufnahme von geschmolzenem Metall befestigt sein kann, wobei die stationäre Platte (21) eine Durchgangsbohrung (21a) für geschmolzenes Metall aufweist, die den Austrag des geschmolzenen Metalls aus dem Behälter durch diese hindurch erlaubt und
eine Gleitplatte (22), die entlang einer unteren Oberfläche (Unterseite) der stationären Platte (21) verschiebbar ist und die Durchgangsbohrung (21a) durch gleitende Verschiebung relativ zu der stationären Platte (21) Öffnen oder schließen kann, wobei eine Umfangswand der Durchgangsbohrung (21a) in der stationären Platte (21) aus dichtem feuerfesten Material be­ steht und die Umfangswand aus dem dichten feuer­ festen Material eine Vielzahl von mit einer Kam­ mer (24b, 24c) verbundenen Gaszuführungsöffnun­ gen (27a, 27b) aufweist, welche die Einleitung eines Gases in die Durchgangsbohrung (21a) er­ lauben, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszuführungsöffnungen (27a, 27b) auf der Seite (21f) der Umfangswand, von der aus das Verschließen der Durchgangsbohrung (21a) durch die Gleitplatte (22) beginnt, wenn die Gleitplatte (22) bewegt wird, um die Durchgangsbohrung (21a) zu verschließen, innerhalb eines Bereiches vorgesehen sind, der zwischen 1/3 und 2/8 des Gesamtumfangs der Durchgangsbohrung (21a) ausmacht.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Austragen von geschmolzenem Metall kann die Gefahr der Ver­ stopfung der Durchgangsbohrung verringert werden, da Gas mit verhältnismäßig großen Gasblasen oder einem verhältnismäßig großen Gasblasendurchmesser durch eine Vielzahl von Gaseinleitungsöffnungen, die in dem dichten feuerfesten Material vorgesehen sind, in die Durchgangsbohrung eingeleitet werden kann. Da die Umfangswand der Durchgangsbohrung aus dichtem feuerfesten (schwerschmelzbarem) Material besteht, weist sie eine bessere Korrosionsbestän­ digkeit gegenüber dem geschmolzenen Metall auf.

Unter dem hier verwendeten Ausdruck "dichtes feuer­ festes (schwerschmelzbares) Material" ist ein sol­ ches feuerfestes (schwerschmelzbares) Material zu verstehen, das aufgrund seiner Herstellung eine derart hohe Dichte besitzt, daß praktisch kein Gas dieses durchdringen kann.

Das für die stationäre Platte und die Gleitplatte verwendete feuerfeste Material kann vorzugsweise ein Material mit hoher Korrosionsbeständigkeit sein, wie z. B. hochfeuerfestes Aluminiumoxid­ material, Magnesiumoxidmaterial, Zirkoniummaterial oder Zirkoniumdioxidmaterial.

Erfindungsgemäß weist die stationäre Platte eine Gaseinleitungsöffnung auf, die mit einer Vielzahl von Gaszuführungsöffnungen in Verbindung steht, um das Gas von außen in die Vielzahl der Gaszufüh­ rungsöffnungen einzuleiten. Dazu weist die statio­ näre Platte im Innern eine Kammer auf, welche die Gaseinleitungsöffnung mit der Vielzahl von Gaszu­ führungsöffnungen verbindet. Die Kammer ist so ge­ staltet, daß das Gas aus jeder der vielzahl von Gaszuführungsöffnungen praktisch unter dem gleichen Druck in die Durchgangsbohrung für das geschmolzene Metall eingeführt werden kann.

Erfindungsgemäß sind die Gaszuführungsöffnungen in­ nerhalb eines vorgegebenen Bereiches in der Um­ fangsrichtung der Durchgangsbohrung nur auf der Seite der Umfangswand angeordnet, von der her das Schließen der Bohrung durch die Gleitplatte be­ ginnt, wenn die Gleitplatte so bewegt wird, daß sie die Durchgangsbohrung schließt. Der vorgegebene Be­ reich, in dem die Gaseinleitungsöffnungen vorgese­ hen sind, ist ein Bereich zwischen 1/3 und 2/3, be­ zogen auf den Gesamtumfang der Durchgangsbohrung.

Wenn der Bereich, in dem die Gaszuführungsöffnungen ange­ ordnet sein sollen, kleiner als 1/3 des Gesamtumfangs der Durchgangsbohrung ist, kann die Gasmenge unzureichend werden oder das Gas kann nicht der Gesamtfläche in der Durchgangsbohrung zugeführt werden, was zu einer Abnahme des Effekts der Verhinderung der Verstopfung in der Durchgangsbohrung führt. Wenn andererseits der Bereich größer als 2/3 des Gesamtumfanges ist, besteht die Gefahr, daß eine übermäßige Menge Gas in dem in die Form gegosse­ nen geschmolzenen Metall eingeschlossen ist, was zu mangel­ haften Stahlprodukten beispielsweise beim beschränkten oder gedrosselten Gießen des geschmolzenen Metalls führt.

Bei der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung zum Austragen von geschmolzenem Metall kann die stationäre Platte integral aus dichtem feuerfe­ stem Material geformt sein oder alternativ ein Gaseinleitungselement aus dichtem feuerfestem Material, das mindestens einen Teil der Umfangswand der Durchgangsbohrung bildet, und einen Hauptkörper der stationären Platte aus dichtem feuer­ festem Material, in den das Gaseinleitungselement dicht eingepaßt ist, umfassen wobei die Gaseinleitungsöffnungen in dem Gaseinleitungselement vorgesehen sind. Im letzteren Falle sind die Gaseinleitungsöffnungen vorzugsweise im Haupt­ körper der stationären Platte angeordnet, wobei die Kammer durch das Gaseinleitungselement und den Hauptkörper der stationären Platte begrenzt ist.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Austragen von geschmolzenem Metall kann jede der Gaszuführungsöffnun­ gen im seitlichen Querschnitt eine längliche oder kreis­ förmige oder irgendeine andere gewünschte Form haben.

Wenn die Gaszuführungsöffnung einen länglichen oder schlitzartigen oder rinnenförmigen seitlichen Querschnitt hat, ist es bevorzugt, daß der Schlitz oder die Rinne eine Breite oder Seitendimension zwischen 0,1 und 0,5 mm und eine Länge oder Längsdimension zwischen 1 und 5 mm hat. Wenn die Querschnittsgröße des Schlitzes weniger als 0,1 mm in der Breite oder weniger als 1 mm in der Länge beträgt, kann die zugeführte Gasmenge unzureichend sein, so daß der Effekt der Verhinderung der Verstopfung der Durchgangsbohrung abnimmt, und wenn sie mehr als 0,5 mm in der Breite beträgt, kann geschmolzenes Metall in den Schlitz eindringen, was möglicherweise zu einer Ver­ stopfung des Schlitzes führen kann. Wenn sie mehr als 5 mm in der Länge beträgt, weist die stationäre Platte möglicherweise keine ausreichende Festigkeit auf.

Wenn die Gaszuführungsöffnung einen kreisförmigen seitli­ chen Querschnitt hat, hat die Öffnung vorzugsweise einen Durchmesser zwischen 0,1 und 1,0 mm und die Abstände zwischen den Zentren der Öffnungen betragen vorzugsweise 2 bis 20 mm. Wenn die Gaszuführungsöffnung einen Durch­ messer von weniger als 0,1 mm hat, ist die Größe der Gas­ blasen zu gering, um einen ausreichenden Effekt zur Ver­ hinderung der Verstopfung der Durchgangsbohrung zu er­ geben, und wenn ihr Durchmesser 1,0 mm übersteigt, kann geschmolzenes Metall in die Öffnung oder in den Schlitz eindringen, was möglicherweise zu einer Verstopfung der Gaszuführungsöffnung führen kann. Wenn der Abstand zwi­ schen den Zentren der Gaszuführungsöffnungen 20 mm über­ steigt, kann die zugeführte Gasmenge unzureichend sein, was zu einer Abnahme des Effekts der Verhinderung der Verstopfung der Durchgangsbohrung führt, während anderer­ seits dann, wenn er weniger als 2 mm beträgt, die Festig­ keit der Umfangswand abnehmen kann und auch die Korro­ sionsbeständigkeit derselben geringer sein kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Austragen von geschmol­ zenem Metall kann ein Zwei-Platten-Schieber-System oder ein Drei-Platten-Schieber-System umfassen.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, wodurch die obengenannten Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung verdeutlicht werden sollen. Dabei zeigen:

Fig. 4 eine erläuternde Querschnittsansicht eines Bei­ spiels für eine konventionelle Vorrichtung zum Austragen von geschmolzenem Metall, die zwischen einem Tundish und einer Form einer kontinuierli­ chen Gießapparatur angeordnet ist;

Fig. 1 eine erläuternde Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung zum Austragen von geschmol­ zenem Metall;

Fig. 2 eine erläuternde ebene Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung; und

Fig. 3 eine erläuternde Querschnittsansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung zum Austragen von geschmolzenem Metall:

Nachstehend wird die Erfindung an Hand einer Vorrichtung 18 zum Austragen von geschmolzenem Metall als einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnah­ me auf die Fig. 1 näher erläutert.

Dabei sind die Gaszuführungsöffnungen in der oberen stationären Platte nur auf der Seite 21f oder 28f der Umfangswand der Durchgangsbohrung 21a oder 28a angeordnet. Die Seite 21f oder 28f ist eine Seite, von der aus das Ver­ schließen der Bohrung 21a oder 28a durch die Gleitplat­ te 22 beginnt, wenn die Gleitplatte so bewegt wird, daß sie die Durchgangsbohrung 21a oder 28a in der Rich­ tung B schließt.

Die Fig. 1 erläutert eine Vorrichtung zum Austragen von geschmolzenem Metall die eine obere stationäre Platte 21, eine Gleitplatte 22 und eine untere Platte 23 umfaßt, jeweils Durchgangsbohrungen 21a, 22a und 23a mit einem Durchmesser von jeweils 60 mm aufweisen. In der Vorrich­ tung 18 zum Austragen von geschmolzenem Metall ist in der oberen stationären Platte 21 aus dichtem feuerfestem Ma­ terial in einer Position in einem Abstand von 15 mm von der gleitenden Oberfläche 21b, bezogen auf die Gleit­ platte 22, eine Gasdruck-Ausgleichszone oder eine einheit­ liche Druckzone 24b in Form eines halbkreisförmigen Raumes oder einer halbkreisförmigen Kammer mit einem Querschnitt von 2 mm in der Breite und 25 mm in der Höhe vorgesehen. Außerdem sind, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, kleine Öffnungen 27a, 27a, ... jeweils mit einem kreisförmigen Querschnitt und mit einem Durch­ messer von 0,2 mm auf der Seite 21f der Umfangswand in einer Anzahl von insgesamt 30 angeordnet, d. h. sie sind in drei Halbumfangsreihen mit einem vertikalen Abstand von 10 mm voneinander angeordnet, wobei jede der Reihen 10 Öffnungen aufweist, als Gaseinleitungsöffnungen, um die einheitliche Druckzone 24b mit der Durchgangsöffnung 21a zu verbinden.

Die Vorrichtung 18 zum Austragen von geschmolzenem Metall kann in der gleichen Weise wie die konventionelle Vor­ richtung 14 zum Austragen von geschmolzenem Metall, die in Fig. dargestellt ist, in einem Zustand verwendet werden, in dem die obere stationäre Platte 21 an der oberen Düse 1 des Tundish (nicht dargestellt) befestigt ist und die untere stationäre Platte 23 mit der einge­ tauchten Düse 8 darunter verbunden ist.

Die Gaseinleitungsöffnung 25, die einheitliche Druckzone 24b und die kleinen Öffnungen 27a der Vorrichtung 18 kön­ nen beispielsweise wie folgt hergestellt werden.

So wurden beispielsweise die Kammer 24b und die kleinen Öffnungen 27a, 27a, ... in der oberen stationären Platte 21 hergestellt durch Einbetten von Hartpapieren mit einer der einheitlichen Druckzone 24b entsprechenden Gestalt und durch Einbetten von Vinylchloriddrähten mit einer den kleinen Öffnungen 27a, 27a, ... entsprechenden Gestalt in einen feuerfesten Mischkörper beim Formen und anschließendes Herausbrennen derselben während eines Sin­ ter- oder Brennverfahrens.

Bei der Vorrichtung 18 zum Austragen von geschmolzenem Metall mit einem solchen Aufbau kann die Gefahr der Ver­ stopfung der Durchgangsbohrung 21a mit Sicherheit herab­ gesetzt werden, da das Inertgas mit verhältnismäßig gro­ ßen Gasblasen durch die kleinen Öffnungen 27a, 27a, ... in das Innere der Durchgangsbohrung 21a eingeführt wird. Da die Umfangswand der Durchgangsbohrung 21a der oberen stationären Platte 21 aus dichtem feuerfestem Material besteht, weist sie auch eine zufriedenstellende Korro­ sionsbeständigkeit gegenüber dem geschmolzenen Metall auf.

In der Vorrichtung 18 zum Austragen von geschmolzenem Me­ tall ist die einheitliche Druckzone 24b in Form eines Halbkreises innerhalb der oberen stationären Platte 21 auf der Seite 21f vorgesehen, von der her die Bohrung 21a durch die Gleitplatte 22 verschlossen wird, wenn die Gleitplatte so bewegt wird, daß sie die Durchgangsboh­ rung 21a schließt, und die kleinen Öffnungen 27a, 27a, ... welche die einheitliche Druckzone 24b mit der Durchgangs­ bohrung 21a verbinden, sind auf der Seite 21f der Umfangs­ wand der Durchgangsbohrung 21a angeordnet. Diese kleinen Öffnungen 27a, 27a, ... sind innerhalb eines Bereiches zwischen 1/3 und 2/3 des Gesamtumfangs auf der Seite 21f der Umfangswand der Durchgangsbohrung 21a in der oberen stationären Platte 21 aus den weiter unten angegebenen Gründen angeordnet.

Die Vorrichtung zum Austragen von geschmolzenem Metall, beispielsweise die konventionelle Vorrichtung 14, muß gegenüber den Bedingungen während des Gießens für einen langen Zeitraum (beispielsweise 5 bis 10 Stunden) in dem kontinuierlichen Gießverfahren beständig sein. Daher ist die Querschnittsfläche der Durchgangsbohrung 2a und dgl. der Vorrichtung 14 3,5 bis 4,5 mal so groß wie die Quer­ schnittsfläche, durch die die erforderliche Strömungsrate des geschmolzenen Stahls gegossen werden kann, um eine solche Strömungsrate auch dann aufrechtzuerhalten, wenn verschiedene Oxide sich auf der Umfangswandoberfläche der Durchgangsbohrungen 2a und dgl. abgelagert haben und der Grad der Öffnung der Durchgangsbohrung 2a auf 35 bis 45% der Gesamtfläche in der Anfangsstufe des Gießens sich eingestellt oder verengt hat, zur Durchführung des sogenannten verengten oder gedrosselten Gießens, indem man die Gleitplatte 3 in einer Position anordnet, wie sie beispielsweise in Fig. 1 dargestellt ist. In diesem Falle kann die Wärme des geschmolzenen Stahls in dem Eckenbereich 15 durch das umgebende feuerfeste Material um den Bereich 15 herum abgeführt werden und der Stahl kann bis auf einen teilweise geschmolzenen Zustand im Bereich 15 abgekühlt werden, da nur ein geringer Strom des geschmolzenen Stahls den Eckenbereich 15 passiert, der durch die obere Ober­ fläche 3b der Gleitplatte 3 (Verschlußteil) und die inne­ ren Wandoberflächen 2c, 5a des Körpers 2b der oberen stationären Platte und das Gaszuführungselement 5 begrenzt (gebildet) wird. Außerdem besteht die Wahrscheinlichkeit, daß sich die Metalloxide auf den den Bereich 15 begrenzenden feuerfesten Materialien abscheiden, was möglicherweise zu einer Verstopfung der Durchgangsbohrung 2a führen kann. Daher muß der geschmolzene Stahl durch Einleitung des In­ ertgases durchgerührt werden.

Wenn jedoch eine große Gasmenge aus dem Gesamtumfang der Durchgangsbohrung 5a, wie in der Austragsvorrichtung 14 gemäß Fig. 4 dargestellt, eingeführt wird, besteht die Gefahr, daß eine übermäßige Gasmenge in den geschmolzenen Stahl eingeführt und in die Form 9 überführt werden kann, was möglicherweise zum Einschluß des Formpulvers 13 in den geschmolzenen Stahl oder zur Bildung von Lunkern in der erstarrten Schicht 12 in der Form 9 als Folge der Anwesenheit des Gases führen kann, so daß mangelhafte Stahlprodukte erhalten werden. Wenn dagegen die zugeführte Gasmenge in der Vorrichtung 14 unzureichend ist, kann eine Verstopfung in der Durchgangsbohrung 2a kaum vermieden werden. Dagegen kann andererseits in der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung 18 zum Austragen von geschmol­ zenem Metall, da die kleinen Öffnungen 27a als Gaszufüh­ rungsöffnungen auf der Seite 21f der Umfangswand der Bohrung 21a der oberen stationären Platte 21 angeordnet sind und keine oder nur einige wenige Öffnungen 27a auf der gegenüberliegenden Seite 21f der Umfangswand ange­ ordnet sind, wo die Durchgangsbohrung 21a beim beschränk­ ten oder gedrosselten Gießen geöffnet wird, eine Stagnation der geschmolzenen Stähle in einem Eckenbereich 29, der durch den Wandabschnitt 21f und die obere Oberfläche 22b der Gleitplatte 22 begrenzt (gebildet wird), im wesentli­ chen vermieden werden durch das aus den Öffnungen 27a eingeführte Gas, um so eine Verstopfung der Durchgangs­ bohrung 21a zu verhindern und es kann auch die Gefahr der wesentlichen Einführung von Gas in die Form 9 vermieden werden.

Die Vorrichtung 18 zum Austragen von geschmolzenem Metall kann daher über einen längeren Zeitraum hinweg stabil betrieben werden auch beim begrenzten oder gedrosselten Gießen bei einem verminderten Grad der Öffnung der Durch­ gangsbohrung 21a und daher eignet sich die Vorrichtung be­ sonders gut zur Durchführung des kontinuierlichen Gieß­ verfahrens.

Wenn der Bereich, in dem die kleinen Öffnungen 27a auf der Seite 21f der Umfangswand angeordnet sind, weniger als 1/3 des Gesamtumfanges beträgt, kann die Gasmenge unzureichend sein, wodurch der Effekt der Verhinderung der Verstopfung in der Durchgangsbohrung 21a vermindert wird, während an­ dererseits dann, wenn er mehr als 2/3 beträgt, eine über­ mäßige Menge Gas in die Form 9 eingeführt wird, was zu mangelhaften Stahlprodukten führt.

Obgleich die kleinen Öffnungen mit einem Durchmesser von 0,2 mm in der oberen stationären Platte 21 als Gaseinfüh­ rungsöffnungen in dieser Vorrichtung 18 vorgesehen sind, kann der Durchmesser der Öffnung auch geändert werden. Es ist jedoch bevorzugt, den Durchmesser jeder kleinen Öffnung innerhalb eines Bereiches zwischen 0,1 und 1,0 mm auszuwählen.

Obgleich die kleinen Öffnungen 27a, 27a, ... sich in der in den Fig. 1 und 5 dargestellten Vorrichtung 18 zum Aus­ tragen von geschmolzenem Metall in der oberen stationären Platte selbst befinden, kann die obere stationäre Platte 21 auch umfassen einen Hauptkörper 21j aus dichtem feuer­ festem Material mit einer halbkreisförmigen Vertiefung 21h in einem oberen Abschnitt einer Seite des Umfangs der Durchgangsbohrung 21a sowie ein halbkreisförmiges Gaszu­ führungselement 28b aus dichtem feuerfestem Material, das dicht eingepaßt ist in die halbkreisförmige Vertiefung 21h durch Zementmörtel (Wassermörtel), wobei diese Vorrich­ tung 19 zum Austragen von geschmolzenem Metall eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellt, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist.

In der Vorrichtung 19 zum Austragen von geschmolzenem Me­ tall begrenzt (definiert) das Gaszuführungselement 28b eine einheitliche Druckzone 24c in Form eines halbkreis­ förmigen Raumes zusammen mit dem Hauptkörper 21j der oberen stationären Platte und sie weist kleine Öffnungen 27b, 27b, ... darin auf, welche die Kammer 24c mit der Durchgangsbohrung 21a für das geschmolzene Metall verbin­ den.

Die konkave Oberfläche 28c des Gaszuführungselements 28b ist kontinuierlich mit der Umfangsoberfläche der Bohrung 21a in dem Hauptkörper 21j verbunden und sowohl die Ober­ fläche 28c als auch die Umfangsoberfläche der Bohrung 21a in dem Körper 21j stellen zusammen eine zylindrische Durchgangsbohrung 21a für geschmolzenes Metall dar.

Die Vorrichtung 19 zum Austragen von geschmolzenem Metall bietet die gleichen vorteilhaften Effekte wie die Vorrich­ tung 18 und außerdem kann sie in einer vorgegebenen Konfi­ guration leichter als die Vorrichtung 18 hergestellt werden.

Obgleich sich die vorstehende Beschreibung auf Vorrichtungen zum Austragen von geschmolzenem Metall vom soge­ nannten Drei-Platten-Schieber-System, das eine obere stationäre Platte, eine Gleitplatte und eine untere stationäre Platte umfaßt, bezieht, ist es für den Fachmann selbstverständlich, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Austragen von geschmolzenem Metall auch in Form eines sogenannten Zwei-Platten-Schieber-Systems vorliegen kann, das eine einzige stationäre Platte, die beispiels­ weise an der oberen Düse eines Tundish befestigt sein kann, und eine Gleitplatte, die gegenüber der einzigen stationä­ ren Platte gleitend verschiebbar ist, umfaßt, wobei die Gleitplatte integral mit einer eingetauchten Düse oder dgl., die an dem Boden derselben zu befestigen ist, ver­ schoben wird, indem man der einzigen stationären Platte beim Formen die gleiche Struktur gibt wie jeder der oberen stationären Platten in den weiter oben beschriebenen Aus­ führungsformen.

Es ist auch für den Fachmann selbstverständlich, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Austragen von geschmolzenem Metall nicht nur am Boden des Tundish, sondern auch am Boden der Pfanne oder dgl. befestigt sein kann.

Beispiel 1 (Erläuterung der Arbeitsweise)

Es wurde ein kontinuierliches Gießen durchgeführt, indem man zwei konventionelle Vorrichtungen 14 zum Austragen von geschmolzenem Metall und zwei Vorrichtungen 16 zum Austra­ gen von geschmolzenem Metall mit vier Trichteröffnungen eines Tun­ dish mit einer Kapazität von 30 t verband, in den aus ei­ ner Pfanne mit einer Kapazität von 160 t ein mit Aluminium beruhigter Stahl mit 0,035% gelöstem Aluminium kontinu­ ierlich gegossen wurde. Insbesondere wurden die zwei kon­ ventionellen Vorrichtungen 14 mit zwei Trichteröffnungen der oberen Düsen am Boden des Tundish verbunden und die zwei Vorrichtungen 16 wurden mit den übrigen zwei Trich­ teröffnungen der oberen Düsen am Boden des Tundish ver­ bunden. Dabei wurden die nachstehend angegebenen Ergebnis­ se erhalten.

Zuerst wurde geschmolzener Stahl aus der Pfanne in den Tundish gegossen, während die Durchgangsbohrungen 2a, 21a der Vorrichtungen 14, 16 zum Austragen von geschmolze­ nem Metall durch die Gleitplatten 3, 22 geschlossen gehal­ ten wurden, und Argongas mit einer Strömungsrate von 150 l/min jeweils in die Durchgangsbohrungen 2a, 21a einge­ blasen wurde. Als das Niveau des geschmolzenen Stahls in dem Tundish eine Höhe von etwa 60 cm erreicht hatte, wurden die Gleitplatten 3, 22 in der Richtung A so ver­ schoben, daß die Durchgangsbohrungen 2a, 21a der Vorrich­ tungen 14, 16 zum Austragen von geschmolzenem Metall sich öffneten. In diesem Falle strömte aus einer der konventionel­ len Vorrichtungen 14 zum Austragen von geschmolzenem Me­ tall kein geschmolzener Stahl aus und die Durchgangsbohrung mußte mittels Sauerstoff geöffnet werden. Dann wurde der geschmolzene Stahl in einem Volumen entsprechend dem Inhalt von sieben Pfannen kontinuierlich vergossen, während die Argongas-Strömungsrate in die Durchgangsbohrungen 2a, 21a jeweils auf 10 l/min eingestellt wurde. Da die Strömungs­ rate des geschmolzenen Stahls in die Form 9 bei einer vorge­ gebenen Gießrate in der späteren Halbstufe des Vergießens aus der sechsten Pfanne in jeder der Vorrichtungen 14, 16 zum Austragen von geschmolzenem Metall unzureichend wurde, wurde die Strömungsrate des Argongases in jede der Durch­ gangsbohrungen 2a, 21a vorübergehend auf 50 l/min erhöht, um das Verstopfungsmaterial in den Durchgangsbohrungen 2a, 21a zu entfernen, und danach wurde die Strömungsrate wieder auf 10 l/min herabgesetzt. In diesem Falle kehrte die Strömungsrate des geschmolzenen Stahls auf den Normalwert in jeder der Trichteröffnungen zurück bei der Kombina­ tion mit den Vorrichtungen 16 zum Austragen von geschmolze­ nem Metall die Strömungsrate des geschmolzenen Stahls nahm jedoch allmählich ab, was zu einem Zustand führte, in dem das Gießen in jeder der Trichteröffnungen, die mit den konven­ tionellen Vorrichtungen 14 zum Austragen von geschmolzenem Metall kombiniert waren, unmöglich war. Es wird angenommen, daß die Unterschiede zurückzuführen sind auf die Unter­ schiede in den Effekten, wonach die Verstopfung in der Durchgangsbohrung 2a durch Einleitung des Gases in die konventionellen Vorrichtungen 14 zum Austragen von ge­ schmolzenem Metall nicht wirksam verhindert werden konnte wegen der unzureichenden Durchrührung des geschmolzenen Stahls durch die kleinen Gasblasen und daß die Verstopfung in der Durchgangsbohrung 21a in den Vorrichtungen 16 zum Austragen von geschmolzenem Metall wirksam verhindert werden konnte wegen der starken Durchrührung des geschmolzenen Stahls durch die verhältnismäßig großen Gasblasen.

Beispiel 2

Der Gießtest wurde mit zwei Vorrichtungen 18 zum Austragen von geschmolzenem Metall gemäß der Erfindung und zwei konventionellen Vorrichtungen 14 zum Austragen von geschmolzenem Metall auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, wobei diesmal jedoch die Strömungsrate des Argongases zu Beginn und in den nach­ folgenden Gießstufen auf 7,l/min anstatt auf 10 l/min einge­ stellt wurde. Dann wurden genau die gleichen Effekte wie in Beispiel 1 angegeben erhalten, wonach die Vorrich­ tungen 18 besser arbeiten als die Vorrichtungen 14.

Aus den Ergebnissen des Beispiels 2 ist zu ersehen, daß zwar bei der konventionellen Vorrichtung 14 zum Austragen von geschmolzenem Metall keine ausreichende Verhinderung der Verstopfung der Durchgangsbohrung 2a erzielt werden konnte wegen der ungenügenden Rührwirkung des Gases auf den geschmolzenen Stahl, daß jedoch die Verstopfung in dem Durchgang 21a in der Vorrichtung 18 zum Austragen von ge­ schmolzenem Metall gemäß der Erfindung wirksam verhindert werden konnte wegen der starken Rührwirkung des Gases auf den geschmolzenen Stahl.

Claims (15)

1. Vorrichtung zum Austragen von geschmolzenem Me­ tall, welche umfaßt
eine stationäre Platte (21), die an einem Bodenabschnitt eines Behälters für die Aufnahme von geschmolzenem Metall befestigt sein kann, wobei die stationäre Platte (21) eine Durchgangsbohrung (21a) für geschmolzenes Metall aufweist, die den Austrag des geschmolzenen Metalls aus dem Behälter durch diese hindurch erlaubt und
eine Gleitplatte (22), die entlang einer unteren Oberfläche (Unterseite) der stationären Platte (21) verschiebbar ist und die Durchgangsbohrung (21a) durch gleitende Verschiebung relativ zu der stationären Platte (21) öffnen oder schließen kann, wobei eine Umfangswand der Durchgangsbohrung (21a) in der stationären Platte (21) aus dichtem feuersten Material be­ steht und die Umfangswand aus dem dichten feuer­ festen Material eine Vielzahl von mit einer Kam­ mer (24b, 24c) verbundenen Gaszuführungsöffnun­ gen (27a, 27b) aufweist, welche die Einleitung eines Gases in die Durchgangsbohrung (21a) er­ lauben, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszuführungsöffnungen (27a, 27b) auf der Seite (21f) der Umfangswand, von der aus das Verschließen der Durchgangsbohrung (21a) durch die Gleitplatte (22) beginnt, wenn die Gleitplatte (22) bewegt wird, um die Durchgangsbohrung (21a) zu verschließen, innerhalb eines Bereiches vorgesehen sind, der zwischen 1/3 und 2/3 des Gesamtumfangs der Durchgangsbohrung (21a) ausmacht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die stationäre Platte (21) eine Gaseinleitungsöffnung (25) aufweist, die über die Kammer (24b, 24c) mit der Vielzahl von Gas­ zuführungsöffnungen (27a, 27b) in Verbinung steht, um so das Gas von außen in die Vielzahl von Gaszuführungsöffnungen (27a, 27b) einzufüh­ ren.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kammer (24b, 24c) so gestaltet ist, daß das Gas aus jeder der Vielzahl von Gaszuführungsöffnungen (27a, 27b) im wesentlichen unter dem gleichen Druck in die Durchgangsbohrung (21a) eingeführt werden kann.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die stationäre Platte (21) als Ganzes aus einem dichten feuerfesten Material geformt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die stationäre Platte (21) ein Gaszuführungselement (28b) aus dichtem feuerfe­ sten Material, das die Umfangswand (28c) der gegebenen Bereiches darstellt, und einen Haupt­ körper (21j) der stationären Platte (21) aus dichtem feuerfesten Material umfaßt, in den das Gaszuführungselement (28b) dicht eingepaßt ist, und daß in dem Gaszuführungselement (28b) Gaszu­ führungsöffnungen (27b) vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gaseinleitungsöffnung (25) in dem Hauptkörper (21j) der stätionären Platte (21) vorgesehen ist und daß die Kammer (24c) durch das Gaszuführungselement (28b) und den Hauptkörper (21j) der stationären Platte (21) begrenzt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Gaszufüh­ rungsöffnungen (27a, 27b) im Querschnitt eine längliche Konfiguration hat.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede der Gaszuführungsöffnungen (27a, 27b) im Querschnitt eine schlitzartige Konfiguration hat.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schlitz eine Breite von 0,1 bis 0,5 mm und eine Länge von 1 bis 5 mm hat.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Gaszufüh­ rungsöffnungen (27a, 27b) in ihrem Querschnitt eine kreisförmige Konfiguration hat.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kreis einen Durchmesser von 0,1 bis 1,0 mm hat.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Abstand zwischen den Mittel­ punkten der Gaszuführungsöffnungen 2 bis 20 mm beträgt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie für die Ver­ wendung in geschmolzenem Stahl bestimmt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie ein Zwei-Platten-Schieber- System umfaßt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie ein Drei-Platten-Schieber- System umfaßt.