DE3406076C2 - - 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, um so den Austrag des geschmolzenen Metalls beim Gießen von geschmolzenem Metall oder dgl. zu kontrollieren bzw. zu steuern.

Beim Gießen von geschmolzenem Stahl, 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 Durchgangsbohrung in der stationären Platte für den geschmolzenen Stahl geöffnet oder geschlossen wird. In der vorgenannten Vorrichtung zum Austragen eines geschmolzenen Metalls wird ein Inertgas, wie z. B. Argon, aus der stationären Platte in den geschmolzenen Stahl eingeleitet, um so eine Verstopfung der Durchgangsbohrung zu verhindern, die durch Erstarren der geschmolzenen Stähle und/oder durch Ablagerung von Oxiden eines Metalls oder Metalloids, wie Al, Ti, Ca, Cr, Mn, Si oder Ni, hervorgerufen wird.

Eine konventionelle Vorrichtung zum Austragen von geschmolzenem Metall des vorstehend beschriebenen Typs ist in der Fig. 4 der beiliegenden Zeichnungen dargestellt.

In der Fig. 4 ist eine obere Düse 1 mit einer Durchgangsbohrung 1a für geschmolzenes Metall an einem Bodenabschnitt eines Tundish (nicht dargestellt) befestigt. Unterhalb 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, 3 bzw. 4a für geschmolzenes Metall umfaßt. Die Gleitplatte 3 ist gleitend 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 verschließen, um dadurch die Strömungsrate der die Bohrungen 2a, 3a, 4a passierenden geschmolzenen Stähle einzustellen (zu regeln) und die Bohrungen 2a, 3a, 4a vollständig zu verschließen. Das Rahmenelement 2b der oberen stationären Platte 2 besteht aus einem dichten feuerfesten (schwerschmelzbaren) Material und ein Gaszuführungselement 5 aus einem porösen feuerfesten (schwerschmelzbaren) Material ist dicht eingepaßt über den Gesamtumfang der oberen und vergrößerten inneren Umfangswandoberfläche 2c des Rahmenelements 2b, um so die Durchgangsbohrung 2a zu begrenzen. Zwischen dem ringförmigen porösen Element 5 und dem Rahmenelement 2b der oberen stationären Platte 2 ist eine Gasdruck-Ausgleichszone oder gleichmäßige Druckzone 6 in Form eines ringförmigen Raumes oder einer ringförmigen Kammer angeordnet. Außerdem ist in der oberen stationären Platte 2 eine Gaseinleitungsöffnung 7 vorgesehen, die mit der einheitlichen Druckzone 6 in Verbindung steht, und die Gaseinleitungsöffnung 7 steht mit einem Gaseinleitungsrohr (nicht dargestellt) in Verbindung. Am Boden der unteren stationären Platte 4 ist eine eingetauchte Düse 8 befestigt und am unteren Abschnitt derselben in eine Form 9 eingesetzt. Ein Metallelement 15, das einen Teil des Tundish bildet, ist beispielsweise mit Zementmörtel (Wassermörtel) an der oberen stationären Platte der Vorrichtung 14 zum Auftragen des geschmolzenen Metalls befestigt.

In der dargestellten Vorrichtung 14 wird der aus einem Tundish (nicht dargestellt) vergossene geschmolzene Stahl durch die Durchgangsbohrungen 1a, 2a, 3a 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 unterhalb der Form 9 eine geschmolzene Schicht 10, eine teilweise oder halbgeschmolzene Schicht 11 und eine erstarrte Schicht 12. Oberhalb der geschmolzenen Schicht 10 ist eine Formpulverschicht 13 vorgesehen.

In der vorstehend beschriebenen Vorrichtung 14 zum Austragen eines geschmolzenen Metalls wird durch das Gaszuführungselement 5 aus der Gaseinleitungsöffnung 7 ein Gas in den geschmolzenen Stahl eingeleitet, um den geschmolzenen Stahl durchzurühren, wenn mit dem Vergießen der geschmolzenen Stähle aus der Pfanne in den Tundish begonnen 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 Gaszuführungselement 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 diese Gaseinleitung erhalten werden.

Die vorstehend beschriebene konventionelle Vorrichtung zum Austragen eines geschmolzenen Metalls hat jedoch die folgenden Nachteile:

Da in der oberen stationären Platte 2 nur das Gaseinleitungselement 5 aus porösem feuerfestem Material und das Rahmenelement 2b aus dichtem feuerfestem Material bestehen, weist die stationäre Platte keine ausreichende Wärmeisoliereigenschaften auf. Es besteht daher die Gefahr, daß das Metallelement 15, das die Vorrichtung 14 zum Austragen eines geschmolzenen Metalls bedeckt, verformt wird. Da das Rahmenelement 2b aus dichtem feuerfestem Material außerdem ein verhältnismäßig guter Wärmeleiter ist, durch den die Wärme aus dem geschmolzenen Stahl abgeführt werden kann, kann eine Verstopfung der Durchgangsbohrung 2a, hervorgerufen durch eine Erstarrung der geschmolzenen Stähle oder dgl., nicht wirksam verhindert werden.

Aufgabe und Ziel der hier beschriebenen Erfindung ist es, die obengenannten Probleme zu überwinden und eine Vorrichtung zum Auftragen eines geschmolzenen Metalls zu schaffen, mit deren Hilfe es möglich ist, die Wärmeabführung durch die stationäre Platte zu verringern und dadurch die Gefahr der Verstopfung der Durchgangsbohrung für das geschmolzene Metall in der stationären Platte herabzusetzen.

Gegenstand der Erfindung ist eine Gleitplattenvorrichtung zum gesteuerten Austragen von geschmolzenem Metall aus einem Behälter für die Aufnahme von geschmolzenem Metall, welche umfaßt eine stationäre Platte (21) mit einem Hauptkörper (25) aus feuerfestem Material, die unter einem Bodenabschnitt des Behälters befestigt werden kann und eine Durchgangsbohrung (21a) für geschmolzenes Metall aufweist, die den Austrag des geschmolzenen Metalls aus dem Behälter durch diese hindurch erlaubt, und eine Gleitplatte (22) aus feuerfestem Material, die entlang der Unterseite der stationären Platte (21) verschiebbar ist und die Durchgangsbohrung (21a) durch gleitende Verschiebung relativ zu der stationären Platte (21) öffnen oder schließen kann, dadurch gekennzeichnet, daß ein größerer Teil des Hauptkörpers (25) aus porösem gaspermeablem feuerfestem Material besteht, die stationäre Platte (21) mit einem unteren Teil (24) aus einem dichten, im wesentlichen gasundurchlässigen feuerfesten Material versehen ist, der an der Unterseite des Hauptkörpers (25) befestigt ist, wobei die Unterseite des unteren Teils (24) die Unterseite der stationären Platte (21) bildet, die in gleitendem Kontakt mit der Oberseite der Gleitplatte (22) steht, und der Hauptkörper (25) eine Kammer (26) um den Umfangswandteil der Durchgangsbohrung (21a) herum und eine Gaseinleitungsöffnung (27) aufweist, die zur Einleitung eines Gases von außen in die Kammer (26) mit der Kammer (26) in Verbindung steht, wobei der Umfangswandteil eine Gaseinleitungseinrichtung (21c, 30, 30a) zum Einleiten des Gases durch dieselbe aus der Kammer (26) in die Durchgangsbohrung (21a) aufweist.

Da der größere Teil des Hauptkörpers der stationären Platte mit einer Durchgangsbohrung für geschmolzenes Metall aus porösem feuerfestem Material besteht, kann in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Auftragen eines geschmolzenen Metalls die Menge der Wärmeleitung durch den größeren Teil des Hauptkörpers der stationären Platte relativ gering gehalten werden und die Wärmeabführung durch die stationäre Platte bei einem verhältnismäßig niedrigen Wert gehalten werden, wodurch die Abnahme oder Absenkung der Temperatur des geschmolzenen Metalls in der Durchgangsbohrung der stationären Platte für das geschmolzene Metall, falls eine solche überhaupt auftritt, relativ unbedeutend gemacht wird, so daß die Gefahr der Verstopfung der Durchgangsbohrung, hervorgerufen durch die Erstarrung des geschmolzenen Metalls in der Durchgangsbohrung für geschmolzenes Metall und/oder durch die Ablagerung von Verunreinigungen in dem geschmolzenen Metall (das beispielsweise vergossen werden soll) an der Wand der Durchgangsbohrung, herabgesetzt wird.

Unter den hier verwendeten Ausdrücken "Hauptkörper der stationären Platte", "größerer Teil des Hauptkörpers der stationären Platte" und "Rahmen oder Rahmenteil der stationären Platte" sind diejenigen Abschnitte zu verstehen, die einen größeren oder überwiegenden Teil der stationären Platte ausmachen.

Unter dem hier verwendeten Ausdruck "dichtes feuerfestes (schwerschmelzbares) Material" sind solche feuerfesten (schwerschmelzbaren) Materialien zu verstehen, die aufgrund ihrer Herstellung eine derart hohe Dichte besitzen, daß sie das Hindurchdringen eines Gases praktisch verhindern, und der hier verwendete Ausdruck "poröses feuerfestes (schwerschmelzbares) Material" steht für solche feuerfesten (schwerschmelzbaren) Materialien, die aufgrund ihrer Herstellung Poren aufweisen, die das Gas im wesentlichen hindurchdringen lassen und eine verhältnismäßig niedrige Wärmeleitfähigkeit und verhältnismäßig hohe Wärmeisoliereigenschaften besitzen, verglichen mit dem dichten feuerfesten (schwerschmelzbaren) Material der gleichen Zusammensetzung.

Das poröse feuerfeste Material wird unter Berücksichtigung der Wärmeisoliereigenschaften und der Gasdurchlässigkeitseigenschaften und dgl. ausgewählt aus porösen feuerfesten Materialien, die eine geeignete Zusammensetzung und Porosität und dgl. aufweisen, je nach Funktion des aus dem porösen feuerfesten Material bestehenden Elements. Wenn ein Gas durch das poröse feuerfeste Material hindurchströmen muß, braucht eine Reihe von Poren, die in dem porösen feuerfesten Material vorhanden sind, nicht miteinander in Verbindung zu stehen oder an der Oberfläche des Elements offen zu sein.

Die in den stationären Platten und in den Gleitplatten verwendeten feuerfesten Materialien können vorzugsweise Materialien mit einer hohen Korrosionsbeständigkeit sein, wie z. B. hochfeuerfeste Aluminiumoxidmaterialien, Magnesiumoxidmaterialien, Zirkoniummaterialien oder Zirkoniumdioxidmaterialien.

Das in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Austragen von geschmolzenem Metall verwendete Gas umfaßt vorzugsweise Gase, wie Argon- oder Stickstoffgase, die gegenüber dem geschmolzenen Metall inert sind. Das Inertgas kann vorerwärmt sein oder nicht.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Auftragen von geschmolzenem Metall weist die stationäre Platte einen Teil aus dichtem feuerfestem Material auf, der an einer unteren Oberfläche (Unterseite) des Hauptkörpers der stationären Platte befestigt ist, wobei die stationäre Platte an der Unterseite des Teils aus dem dichten Material in Gleitkontakt mit der Oberseite der Gleitplatte steht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Austragen von geschmolzenem Metall ist der Hauptkörper der stationären Platte als Ganzes geformt. Bei dieser Ausführungsform kann die Gaseinleitungseinrichtung entweder eine Vielzahl von Gaszuführungsöffnungen in dem Umfangswandteil des Hauptkörpers der stationären Platte, um so die Kammer mit der Durchgangsbohrung zu verbinden, oder Poren umfassen, die in dem porösen feuerfesten Material vorhanden sind, das den Umfangswandteil zwischen der Kammer und einer Umfangsoberfläche der Durchgangsbohrung bildet. Außerdem kann die Gaseinleitungseinrichtung beides umfassen.

Wenn die Gaseinleitungseinrichtung Gaszuführungsöffnungen in dem Umfangswandteil der Bohrung umfaßt, kann jede der Gaszuführungsöffnungen in ihrem seitlichen Querschnitt die gewünschte Konfiguration, beispielsweise eine längliche oder schlitzartige Gestalt, sowie eine kreisförmige, elliptische und quadratische oder irgendeine andere polygonale Gestalt, haben.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Gleitplattenvorrichtung zum gesteuerten Austragen von geschmolzenem Metall aus einem Behälter für die Aufnahme von geschmolzenem Metall, welche umfaßt eine stationäre Platte (21) aus feuerfestem Material, die unter einem Bodenabschnitt des Behälters befestigt werden kann und eine Durchgangsbohrung (21a) für geschmolzenes Metall aufweist, die den Austrag des geschmolzenen Metalls aus dem Behälter durch diese hindurch erlaubt, und eine Gleitplatte (22) aus feuerfestem Material, die entlang der Unterseite der stationären Platte (21) verschiebbar ist und die Durchgangsbohrung (21a) durch gleitende Verschiebung relativ zur stationären Platte (21) öffnen oder schließen kann, wobei die stationäre Platte (21) einen Plattenhauptkörper (25) mit der Durchgangsbohrung (21a) darin, eine Kammer (26a) um den Umfangswandteil der Durchgangsbohrung (21a) herum und eine Gaseinleitungsöffnung (27) aufweist, die zur Einhaltung eines Gases von außen in die Kammer (26a) mit der Kammer (26a) in Verbindung steht, wobei der Umfangswandteil ein Gaszuführungselement (31) mit einer Vielzahl von Gaseinleitungsöffnungen (30a) zum Einleiten des Gases durch dieselbe aus der Kammer (26a) in die Durchgangsbohrung (21a) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkörper (25) einen Rahmenteil (25c) aus einem porösen feuerfesten Material umfaßt, in den das Gaszuführungselement (31) fest eingepaßt ist, wobei die Gaseinleitungsöffnung (27) im Rahmenteil (25c) ausgebildet ist und die Kammer (26a) zwischen dem Rahmenteil (25c) und dem Gaszuführungselement (31) vorliegt, und die stationäre Platte (21) mit einem unteren Teil (24) aus einem dichten, im wesentlichen gasundurchlässigen feuerfesten Material versehen ist, der an der Unterseite des Hauptkörpers (25) befestigt ist, wobei die Unterseite des unteren Teils (24) die Unterseite der stationären Platte (21) bildet, die in gleitendem Kontakt mit der Oberseite der Gleitplatte (22) steht.

Wenn die Gaseinleitungseinrichtung eine Vielzahl von Gaszuführungsöffnungen in dem Gaszuführungselement umfaßt, kann jede der Gaszuführungsöffnungen in ihrem seitlichen Querschnitt jede beliebige gewünschte Konfiguration, beispielsweise eine längliche oder schlitzartige Form sowie eine kreisförmige, elliptische und quadratische oder irgendeine andere polygonale Form, haben.

Wenn die Gaseinleitungseinrichtung die Gaszuführungsöffnungen in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Austragen von geschmolzenem Metall umfaßt, kann die Kammer zum Einführen des Gases aus der Gaseinleitungsöffnung in die Gaszuführungsöffnungen unter einem im wesentlichen gleichmäßigen (einheitlichen) Druck entweder vollständig oder teilweise um den Umfangswandteil der Durchgangsbohrung für das geschmolzene Metall herum angeordnet sein. So kann die Kammer beispielsweise nur auf einer Seite um den Umfangswandteil der Bohrung herum angeordnet sein, von der her das Verschließen der Bohrung durch die Gleitplatte beginnt, wenn die Gleitplatte bewegt wird, um die Bohrung zu schließen. In diesem Falle können die Gaseinleitungsöffnungen vorzugsweise nur auf der einen Seite des Umfangswandteils vorgesehen sein.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Auftragen von geschmolzenem Metall ist der Hauptkörper der stationären Platte vorzugsweise von einer Einrichtung zur Verhinderung des Gasaustritts abgedeckt, um so das Austreten von Gas durch eine äußere Oberfläche des Hauptkörpers zu verhindern. Der Überzug kann beispielsweise als Gasleckverhinderungseinrichtung aufgebracht werden, oder es kann auch irgendeine andere Einrichtung, beispielsweise eine Glasur, verwendet werden.

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

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

Fig. 1 eine erläuternde Querschnittsansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Austragen von geschmolzenem Metall;

Fig. 2 eine erläuternde Querschnittsansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Austragen von geschmolzenem Metall; und

Fig. 3 eine erläuternde Querschnittsansicht einer dritten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Austragen von geschmolzenem Metall.

Nachstehend wird eine erste bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 18 zum Austragen von geschmolzenem Metall unter Bezugnahme auf die Fig. 2 näher beschrieben.

In der Fig. 1 umfaßt die Vorrichtung 18 zum Austragen von geschmolzenem Metall eine obere stationäre Platte 21, eine Gleitplatte 22 und eine untere stationäre Platte 23 mit Durchgangsbohrungen 21a, 22a bzw. 23a für geschmolzenes Metall. Die Gleitplatte 22 wird mittels einer Antriebs- und Verschiebeeinrichtung, beispielsweise eines hydraulischen Zylinders oder dgl. (nicht dargestellt), in der Richtung A oder B gleitend verschoben, um die Durchgangsbohrung 21a zu öffnen oder zu schließen. Die obere stationäre Platte 21 umfaßt einen unteren Teil 24 aus einem dichten feuerfesten Material, der auf der Seite der gleitenden Oberfläche 21b der Platte 21 angeordnet ist, und einen Hauptkörper 25 aus einem porösen feuerfesten Material, der darüber angeordnet ist, und die Platte 21 wird durch integrales Formen des Hauptkörpers 25 und des unteren Teils 24 hergestellt. Eine Gasdruckausgleichszone oder einheitliche Druckzone 26 in Form einer ringförmigen Kammer mit einem Querschnitt von 2 mm in der Breite und 25 mm in der Höhe befindet sich im Innern um den Umfangswandteil 25a des Hauptkörpers 25 herum in einer Position in einem Abstand von 15 mm von der gleitenden Oberfläche 21b. In dem Hauptkörper 25 aus porösem feuerfestem Material befindet sich eine Gaseinleitungsöffnung 27, die mit der einheitlichen Druckzone 26 in Verbindung steht, und ein Gaseinleitungsrohr 28 aus Eisen oder einem ähnlichen anderen Metall ist mit der Einleitungsöffnung 27 verbunden. Das eingesetzte Ende des Gaseinleitungsrohres 28 kann sich bis in die Nähe der Kammer 26 erstrecken, wie in Fig. 3 dargestellt. Das Gaseinleitungsrohr 28 kann anstatt aus Metall auch aus feuerfestem Material bestehen. Die obere stationäre Platte 21 ist mit Teer, Pech oder einem Harz nur am unteren Teil 24 aus dichtem feuerfestem Material imprägniert, der sich auf der Seite der gleitenden Oberfläche 21b befindet, während die äußere Oberfläche des Hauptkörpers 25 aus porösem feuerfestem Material mit einer Glasur überzogen oder beschichtet ist, um zu verhindern, daß Gas entweicht oder austritt, d. h. um eine gasdichte Versiegelung zu ergeben. Ein Metallelement 29, das einen Teil des Tundish darstellt, ist beispielsweise mit Zementmörtel (Wassermörtel) an der äußeren Oberfläche der oberen stationären Platte 21 in der Vorrichtung 18 zum Austragen von geschmolzenem Metall befestigt.

Auf die gleiche Weise wie die in Fig. 4 dargestellte konventionelle Vorrichtung zum Austragen von geschmolzenem Metall kann die erfindungsgemäße Vorrichtung 18 zum Austragen von geschmolzenem Metall beispielsweise in dem Zustand verwendet werden, in dem die obere stationäre Platte 21 beispielsweise an einem Bodenabschnitt des Tundish mit der oberen Düse 1 versehen ist und in der die untere stationäre Platte 23 an dem unteren Teil desselben mit der eingetauchten Düse 8 versehen ist.

Die einheitliche Druckzone 26, die sich in der oberen stationären Platte 21 befindet, wurde hergestellt durch Einbetten von Hartpapiermaterial mit einer der Zone 26 entsprechenden Gestalt in den feuerfesten Materialmischkörper beim Formen und anschließendes Herausbrennen desselben in dem Sinter- oder Brennverfahren. Die Gaseinleitungsöffnung 27 wurde hergestellt durch Bohren nach dem Sintern. Die einheitliche Druckzone 26 und die Gaseinleitungsöffnung 27 können natürlich auch nach irgendeinem anderen geeigneten Verfahren hergestellt oder geformt werden.

Die Durchgangsbohrung 21a, die Kammer 26 und dgl. können jeweils eine elliptische, polygonale oder eine ähnliche andere Form anstelle einer kreisförmigen Form im seitlichen Querschnitt haben.

Beim Betrieb der Vorrichtung 18 zum Austragen von geschmolzenem Metall mit dem vorgenannten Aufbau wird dann, wenn die Vorrichtung 18 beispielsweise am Boden des Tundish befestigt ist und wenn mit dem Vergießen von geschmolzenem Stahl aus der Pfanne in den Tundish begonnen wird, aus dem Gaseinleitungsrohr 28 durch die Gaseinleitungsöffnung 27, die Druckausgleichszone 26 und den porösen Umfangswandteil 21c der Durchgangsbohrung 21a in das Innere der Durchgangsbohrung 21a oder in den geschmolzenen Stahl ein Inertgas eingeleitet, wodurch der geschmolzene Stahl durch die Gasblasen durchgeführt wird, um eine Erstarrung des geschmolzenen Stahls in der Durchgangsbohrung 21a in der oberen stationären Platte 21 zu verhindern und die anfängliche Öffnung der Bohrung zu erleichtern. Da das Gas auch während des Vergießens in die Durchgangsbohrung 21a eingeleitet werden kann, um den geschmolzenen Stahl durchzuführen, kann ferner auch eine Erstarrung des geschmolzenen Stahls und/oder eine Ablagerung der Oxide verhindert werden, um so eine Verstopfung der Durchgangsbohrung 21a zu verhindern.

Da der den größeren oder überwiegenden Teil der oberen stationären Platte 21 ausmachende Hauptkörper 25 in der Vorrichtung 18 zum Austragen von geschmolzenem Metall aus porösem feuerfestem Material besteht, können die Wärmeisoliereigenschaften um die Durchgangsbohrung 21a (oder 2a) herum verbessert werden, um so eine Verformung in dem Metallelement 29 zu verhindern sowie die Gefahr der Verstopfung der Durchgangsbohrung 21a (oder 2a) herabzusetzen im Vergleich zur Vorrichtung 24 zum Austragen von geschmolzenem Metall, bei der das Rahmenelement 2b der oberen stationären Platte 2 aus dichtem feuerfestem Material besteht.

Wie in der Fig. 2 dargestellt, können schlitzartige Öffnungen 30 als Gaseinleitungseinrichtungen, die mit der einheitlichen Druckzone 26 in Form einer ringförmigen Kammer mit der Durchgangsbohrung 21a für geschmolzenes Metall in Verbindung stehen, in dem Umfangswandteil 25a des Hauptkörpers 25 aus porösem feuerfestem Material vorgesehen sein, die eine zweite bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung 19 zum Austragen von geschmolzenem Metall darstellen. Jede der Gaseinführungsöffnungen 30 kann eine kleine Öffnung mit kreisförmiger, polygonaler oder einer ähnlichen anderen Form anstelle einer länglichen Form, beispielsweise anstelle eines Schlitzes, im seitlichen Querschnitt sein. Wenn Gaseinleitungsöffnungen 30 vorgesehen sind, die viel größer sind als die in dem porösen feuerfesten Material des Hauptkörpers 25 vorhandenen Poren, wird das Gas in Form von Blasen mit einem größeren Durchmesser, die einen größeren Rühreffekt auf die geschmolzenen Stähle ausüben, in die Durchgangsbohrung 21a eingeleitet und dadurch kann eine Verstopfung der Durchgangsbohrung 21a wirksamer verhindert werden.

In der Vorrichtung 19 zum Austragen von geschmolzenem Metall wird die Querschnittsfläche jeder der Gaszuführungsöffnungen 30 so gewählt, daß sie ausreichend klein ist, um das Eindringen von geschmolzenem Stahl in die Öffnungen 30 durch den Druck des Gases zu verhindern, und daß sie andererseits groß genug ist, um Blasen mit einem solchen Durchmesser zu bilden, der eine wirksame Durchrührung des geschmolzenen Stahls ermöglicht.

In der Vorrichtung 19 zum Austragen von geschmolzenem Metall gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, tragen die gleichen Komponenten wie in der Vorrichtung 18 zum Austragen von geschmolzenem Metall, wie sie in der Fig. 2 dargestellt ist, die gleichen Bezugsziffern. Daraus geht hervor, daß die Vorrichtung 19 zum Austragen von geschmolzenem Metall in der gleichen Weise arbeiten kann wie die Vorrichtung 18.

Obgleich sich das eingesetzte Ende des Gaseinleitungsrohres 28 bis in die Nähe der einheitlichen Druckzone 26 in der Vorrichtung 19 zum Austragen von geschmolzenem Metall erstreckt, kann das Ende des Gaseinleitungsrohres 28 dicht eingepaßt sein in die Gaseinleitungsöffnung 27 in einer Weise, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.

Die Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung 20 zum Austragen von geschmolzenem Metall gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. In der Vorrichtung 20 der Fig. 3 tragen die gleichen Komponenten wie in der Vorrichtung 18 oder 19 die gleichen Bezugsziffern.

In der Vorrichtung 20 zum Austragen von geschmolzenem Metall umfaßt ein oberer Teil oder der Hauptkörper 25 der stationären Platte einen Rahmenteil 25c aus porösem feuerfestem Material und ein ringförmiges Gaseinleitungselement 31 aus porösem feuerfestem Material mit einer Vielzahl von Gaseinleitungsöffnungen 30a, die sich von der äußeren Umfangsoberfläche 31a bis zur inneren Umfangsoberfläche 31b derselben erstrecken. Das Gaszuführungselement 31 ist in eine zentrale Vertiefung 25b des Rahmenteils oder des größeren Teils 25c des Hauptkörpers 25 dicht eingepaßt, so daß es den Umfangswandteil 25a der Durchgangsbohrung 21a darstellt. Das Gaszuführungselement 31 kann auch aus einem dichten feuerfesten Material anstelle eines porösen feuerfesten Materials bestehen. Eine einheitliche Druckzone 26a in Form eines ringförmigen Raumes oder einer ringförmigen Kammer ist zwischen einem Gaszuführungselement 31 und dem Rahmenteil 25c angeordnet. Jede der Gaszuführungsöffnungen 30a, die mit der einheitlichen Druckzone 26a in Verbindung steht, wobei die Durchgangsbohrung 21a allgemein durch die innere Umfangsoberfläche 31b des porösen feuerfesten Elements 31 gebildet wird, kann eine kleine Öffnung eines länglichen Schlitzes als Gaszuführungsöffnung 30, wie in Fig. 3 dargestellt, oder mit einer kreisförmigen Gestalt in ihrem seitlichen Querschnitt sein.

Daraus geht hervor, daß die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung 20 zum Austragen von geschmolzenem Metall auf die gleiche Weise wie die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung 19 arbeiten kann.

In der Vorrichtung 20 zum Austragen von geschmolzenem Metall können das Gaseinleitungselement 31 aus porösem feuerfestem Material und das Rahmenelement 25c aus porösem feuerfestem Material im Hinblick auf ihre Zusammensetzung oder Porosität im wesentlichen identisch oder voneinander verschieden sein. So kann beispielsweise das Gaseinleitungselement 31 aus porösem feuerfestem Material Poren besitzen, die größer sind als diejenigen in dem Rahmenteil 25c aus porösem feuerfestem Material, oder das poröse feuerfeste Element 31 kann aus einem Material mit einer höheren Korrosionsbeständigkeit bestehen als dasjenige des Rahmenteils 25c. Außerdem kann die zentrale Vertiefung 25b in dem Rahmenelement 25c als Penetrieröffnung ausgebildet sein, die sich bis zur unteren Oberfläche 25d des Rahmenelements 25c erstreckt. Außerdem brauchen keine Öffnungen 31a in dem Gaseinleitungselement 31 vorgesehen sein, wenn das Element 31 aus einem porösen feuerfesten Material besteht. In diesem Falle kann das Gas aus der einheitlichen Druckzone 26a nur durch die in dem porösen feuerfesten Element 31 als Gaseinleitungseinrichtung vorhandenen Poren in die Durchgangsbohrung 21a eingeführt werden.

Obgleich die vorstehende Beschreibung sich auf eine Vorrichtung zum Austragen von geschmolzenem Metall vom sogenannten Drei-Platten-Schieber-System bezieht, die umfaßt eine obere stationäre Platte, eine Gleitplatte und eine untere stationäre Platte, ist es für den Fachmann selbstverständlich, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Austragen von geschmolzenem Metall auch die Form eines sogenannten Zwei-Platten-Schieber- Systems haben kann, das umfaßt eine einzige stationäre Platte, die beispielsweise an der oberen Düse eines Tundish befestigt ist, und eine Gleitplatte, die relativ zu der einzigen stationären Platte verschiebbar ist, wobei in diesem Falle die Gleitplatte integral verschoben wird mit einer untergetauchten Düse oder dgl., die am Boden derselben befestigt ist, wobei man der einzigen stationären Platte die gleiche Struktur gibt wie sie die obere stationäre Platte der oben beschriebenen Ausführungsformen hat. Außerdem ist es für den Fachmann auch selbstverständlich, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Austragen von geschmolzenem Metall nicht nur am Boden eines Tundish, sondern auch am Boden einer Pfanne oder dgl. befestigt sein kann.

Beispiel und Vergleichsbeispiel

Zwei konventionelle Vorrichtungen 14 zum Austragen von geschmolzenem Metall und zwei Vorrichtungen 18 zum Austragen von geschmolzenem Metall (das Gaseinleitungsrohr 28 wurde in der Nähe der einheitlichen Druckzone 26 in die Öffnung 27 eingeführt) gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung wurden jeweils mit vier Trichteröffnungen eines Tundish mit einer Kapazität von 30 t verbunden. Insbesondere wurden zwei konventionelle Vorrichtungen 14 mit zwei Trichteröffnungen von oberen Düsen am Boden des Tundish verbunden und zwei Vorrichtungen 18 wurden mit den übrigen beiden Trichteröffnungen von oberen Düsen am Boden des Tundish jeweils verbunden. Das kontinuierliche Gießen wurde durchgeführt, während mit Aluminium beruhigte Stähle mit 0,035% gelöstem Aluminium kontinuierlich aus einer Pfanne mit einer Kapazität von 160 t in den Tundish gegossen wurden. Dabei wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:

Zuerst wurde geschmolzener Stahl aus der Pfanne in den Tundish gegossen, während die Durchgangsbohrungen 2a, 21a der Vorrichtungen 14, 18 zum Austragen von geschmolzenem Metall durch die Gleitplatten 3, 22 geschlossen gehalten wurden und Argongas mit einer Strömungsrate von 150 l/min jeweils in die Durchgangsbohrungen 2a, 21a eingeblasen wurde. Als das Niveau des geschmolzenen Stahls in dem Tundish eine Höhe von etwa 60 cm erreicht hatte, wurden die Durchgangsbohrungen 2a, 21a der Vorrichtungen 14, 18 zum Austragen von geschmolzenem Metall geöffnet und geschmolzener Stahl wurde in einem Volumen entsprechend dem Inhalt von sieben Pfannen kontinuierlich vergossen, während die Strömungsraten des Sauerstoffgases jeweils auf 10 l/min eingestellt wurden. Obgleich die Strömungsraten des geschmolzenen Stahls durch die Durchgangsbohrungen 2a, 21a in die Form 9 für eine vorgegebene Gießrate im Verlaufe des Gießens in jeder der Vorrichtungen 14, 18 zum Austragen von geschmolzenem Metall unzureichend wurden, erreichten die beiden konventionellen Vorrichtungen 14 zum Austragen von geschmolzenem Metall diesen unvorteilhaften Zustand, bevor die erfindungsgemäßen Vorrichtungen 18 den gleichen Zustand erreichten. Der Grund ist offensichtlich der, daß die Vorrichtungen 18 zum Austragen von geschmolzenem Metall gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in bezug auf ihre Wärmeisoliereigenschaften den konventionellen Vorrichtungen 14 zum Austragen von geschmolzenem Metall überlegen sind.

Obgleich der Teil 15a des Metallelements 15 in der Nähe der Durchgangsbohrung 2a nach dem Vergießen von Stahl für 100 Pfannen in jeder der konventionellen Vorrichtungen zum Austragen von geschmolzenem Metall um etwa 1,5 mm verformt wurde, zeigte das Metallelement 29 bei allen Vorrichtungen 18 zum Austragen von geschmolzenem Metall gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung keine derartige Verformung.

Claims (14)

1. Gleitplattenvorrichtung zum gesteuerten Austragen von geschmolzenem Metall aus einem Behälter für die Aufnahme von geschmolzenem Metall, welche umfaßt eine stationäre Platte (21) mit einem Hauptkörper (25) aus feuerfestem Material, die unter einem Bodenabschnitt des Behälters befestigt werden kann und eine Durchgangsbohrung (21a) für geschmolzenes Metall aufweist, die den Austrag des geschmolzenen Metalls aus dem Behälter durch diese hindurch erlaubt, und eine Gleitplatte (22) aus feuerfestem Material, die entlang der Unterseite der stationären Platte (21) verschiebbar ist und die Durchgangsbohrung (21a) durch gleitende Verschiebung relativ zu der stationären Platte (21) öffnen oder schließen kann, dadurch gekennzeichnet, daß ein größerer Teil des Hauptkörpers (25) aus porösem gaspermeablem feuerfestem Material besteht, die stationäre Platte (21) mit einem unteren Teil (24) aus einem dichten, im wesentlichen gasundurchlässigen feuerfesten Material versehen ist, der an der Unterseite des Hauptkörpers (25) befestigt ist, wobei die Unterseite des unteren Teils (24) die Unterseite der stationären Platte (21) bildet, die in gleitendem Kontakt mit der Oberseite der Gleitplatte (22) steht, und der Hauptkörper (25) eine Kammer (26) um den Umfangswandteil der Durchgangsbohrung (21a) herum und eine Gaseinleitungsöffnung (27) aufweist, die zur Einleitung eines Gases von außen in die Kammer (26) mit der Kammer (26) in Verbindung steht, wobei der Umfangswandteil eine Gaseinleitungseinrichtung (21c, 30, 30a) zum Einleiten des Gases durch dieselbe aus der Kammer (26) in die Durchgangsbohrung (21a) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkörper (25) der stationären Platte als Ganzes geformt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaseinleitungseinrichtung eine Vielzahl von Poren umfaßt, die in dem feuerfesten Material vorhanden sind, das den zwischen der Kammer (26) und einer Umfangsfläche der Durchgangsbohrung (21a) angeordneten Umfangswandteil bildet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkörper (25) der stationären Platte ein Gaszuführungselement (31) zum Einleiten eines Gases durch dasselbe in die Durchgangsbohrung (21a), wobei das Gaszuführungselement (31) mindestens einen Teil des Umfangswandteils der Durchgangsbohrung (21a) bildet, und einen Rahmenteil (25c) aus einem porösen feuerfesten Material umfaßt, in den das Gaszuführungselement (31) fest eingepaßt ist, wobei die Gaseinleitungsöffnung (27) im Rahmenteil (25c) ausgebildet ist und zwischen dem Rahmenteil (25c) und dem Gaseinführungselement (31) die Kammer (26a) vorliegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaseinleitungseinrichtung eine Vielzahl von Gaseinleitungsöffnungen (30, 30a) umfaßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaseinleitungseinrichtung eine Vielzahl von Poren umfaßt, die in dem Gaseinführungselement (31) vorhanden sind.

7. Gleitplattenvorrichtung zum gesteuerten Austragen von geschmolzenem Metall aus einem Behälter für die Aufnahme von geschmolzenem Metall, welche umfaßt eine stationäre Platte (21) aus feuerfestem Material, die unter einem Bodenabschnitt des Behälters befestigt werden kann und eine Durchgangsbohrung (21a) für geschmolzenes Metall aufweist, die den Austrag des geschmolzenen Metalls aus dem Behälter durch diese hindurch erlaubt, und eine Gleitplatte (22) aus feuerfestem Material, die entlang der Unterseite der stationären Platte (21) verschiebbar ist und die Durchgangsbohrung (21a) durch gleitende Verschiebung relativ zur stationären Platte (21) öffnen oder schließen kann, wobei die stationäre Platte (21) einen Plattenhauptkörper (25) mit der Durchgangsbohrung (21a) darin, eine Kammer (26a) um den Umfangswandteil der Durchgangsbohrung (21a) herum und eine Gaseinleitungsöffnung (27) aufweist, die zur Einhaltung eines Gases von außen in die Kammer (26a) mit der Kammer (26a) in Verbindung steht, wobei der Umfangswandteil ein Gaszuführungselement (31) mit einer Vielzahl von Gaseinleitungsöffnungen (30a) zum Einleiten des Gases durch dieselbe aus der Kammer (26a) in die Durchgangsbohrung (21a) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkörper (25) einen Rahmenteil (25c) aus einem porösen feuerfesten Material umfaßt, in den das Gaszuführungselement (31) fest eingepaßt ist, wobei die Gaseinleitungsöffnung (27) im Rahmenteil (25c) ausgebildet ist und die Kammer (26a) zwischen dem Rahmenteil (25c) und dem Gaszuführungselement (31) vorliegt, und die stationäre Platte (21) mit einem unteren Teil (24) aus einem dichten, im wesentlichen gasundurchlässigen feuerfesten Material versehen ist, der an der Unterseite des Hauptkörpers (25) befestigt ist, wobei die Unterseite des unteren Teils (24) die Unterseite der stationären Platte (21) bildet, die in gleitendem Kontakt mit der Oberseite der Gleitplatte (22) steht.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Gaseinleitungsöffnungen (30a) in ihrem Querschnitt eine längliche Form hat.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Gaseinleitungsöffnungen (30a) in ihrem Querschnitt eine schlitzartige Form hat.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Gaseinleitungsöffnungen (30a) in ihrem Querschnitt kreisförmig ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkörper (25) der stationären Platte mit einer den Gasaustritt verhindernden Einrichtung überzogen ist, um so das Austreten eines Gases durch eine äußere Oberfläche desselben zu verhindern.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Austragen von geschmolzenem Stahl bestimmt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Zwei-Platten-Schieber-System umfaßt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Drei-Platten-Schieber-System umfaßt.