DE3443281C2

DE3443281C2 -

Info

Publication number: DE3443281C2
Application number: DE3443281A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl.-Ing. 4020 Mettmann De Ottawa
Original assignee: Lichtenberg Feuerfest 5200 Siegburg De GmbH
Current assignee: Lichtenberg Feuerfest 5200 Siegburg De GmbH
Priority date: 1984-11-28
Filing date: 1984-11-28
Publication date: 1987-12-17
Also published as: NO166219B; EP0184634B1; ES296282Y; ES296282U; NO854744L; DE3443281A1; ATE36480T1; EP0184634A1; PT81395A; PT81395B; NO166219C

Description

Die Erfindung betrifft eine Pfanne zum Aufnehmen und ggf. Nachbehandeln und/oder Transportieren von heißen, flüssigen Metallen, die aus einem vorgeschalteten Schmelz aggregat in die Pfanne eingegossen werden, mit einer Ausmauerung aus hochtemperaturbeständigem Material, wie Schamottesteinen od. dgl., die nebeneinanderliegend den Boden und die Seitenwände der Pfanne bedecken und im Bereich der Auftreffstelle des Gießstrahles eine Erhöhung aufweisen, deren Durchmesser größer ist als der Durch messer des Gießstrahles.

Pfannen für flüssige Metalle, insbesondere Stahlgieß pfannen, werden nicht nur zum Transport, sondern auch als Reaktionsgefäße zum Nachbehandeln der Metalle benutzt. Sie werden deshalb mit einem Deckel verschlossen, der nur eine mäßig große Öffnung aufweist, durch die das flüssige Metall aus dem Schmelzaggregat in die Pfanne eingegossen wird. Der Gießstrahl trifft hierdurch immer an der glei chen Stelle auf den Pfannenboden auf, wodurch diese Auf treffstelle stärker beansprucht wird als die übrigen Bereiche der Bodenausmauerung. Ausgehend von den Fugen zwischen den nebeneinander im Verband gemauerten Scha mottesteinen, wird die Bodenausmauerung an der Auftreff stelle des Gießstrahles früher und in höherem Maße zer stört als im übrigen Bereich. Die Pfanne muß deshalb bei fortgeschrittenem Verschleiß an der Auftreffstelle des Gießstrahles schon aus dem Betrieb genommen und neu aus gemauert werden, bevor die übrigen Teile des Pfannen bodens verschlissen sind-

Um dem Verschleiß der Ausmauerung an der Auftreffstelle des Gießstrahles Rechnung zu tragen, ist es bei Torpedo pfannen bekannt, die Ausmauerung dadurch zu verstärken, daß im Auftreffbereich des Gießstrahles dickere Steine verwendet sind (DE-PS 31 14 069). Die Ausmauerung muß auch hier dem gekrümmten Boden der Torpedopfanne ange paßt und deshalb aus mehreren kleineren Steinen gemauert werden, zwischen denen sich Fugen befinden, in denen der auftreffende Gießstrahl sein Zerstörungswerk beginnen kann. Durch die konkave Ausbildung der Torpedopfanne und ihrer Auskleidung kommt es außerdem im Bereich der Auf treffstellle zu erheblichen Turbulenzen, die zu einer vorzeitigen Zerstörung der Ausmauerung an dieser Stelle führen.

Um diese Turbulenzen zu begrenzen, ist es bei Torpedo pfannen auch bekannt, im Bereich der Auftreffstelle des Gießstrahles einen Muldenstein vorzusehen (DE-AS 11 82 679), durch den gleich zu Beginn des Eingießens eine Lache oder ein Sumpf aufrechterhalten wird, in den das Metall eingegossen wird. Dieser Sumpf entfaltet seine Wirksamkeit jedoch erst, nachdem eine gewisse Menge des Metalles eingegossen ist. Beim Beginn der Neubefüllung liegt die Ausmauerung schutzlos frei, so daß der Gieß strahl voll auf den Ausmauerungsboden trifft und dort seine zerstörerische Wirkung entfalten kann.

Bei einer anderen Gießpfanne, die als Zwischenbehälter beim Stranggießen dient (DE-PS 28 13 350), ist es be kannt, ein Aufprallkissen für den Gießstrahl zu verwenden, das aus mehreren, nebeneinandergesetzten Schamottesteinen besteht, die auf die eigentliche Ausmauerung aufgelegt sind und seitlich durch eine Mörtelschicht abgestützt werden. Auch hier ist das Aufprallkissen von zahlreichen Stoßfugen durchzogen, die sich zwischen den einzelnen Schamottesteinen des Aufprallkissens ergeben und die für den Gießstrahl Angriffsstellen zur voreilenden Zerstörung bieten.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Gießstrahl beim Auf treffen auf den Boden der Pfanne ohne wesentliche Turbu lenzen auszubreiten und die Auftreffstelle so auszubilden, daß ein voreilender Verschleiß der Ausmauerung an dieser Stelle verhindert wird.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß die Erhöhung von einem in die Ausmauerung eingefügten Buckelelement gebildet wird, das über die Oberfläche der Ausmauerung mit seiner Buckelfläche herausragt, die ohne Absatz in die Oberfläche der benachbarten Ausmauerung übergeht.

Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß der Gieß strahl beim Auftreffen auf den Pfannenboden von dem Buckelelement ohne nennenswerte Verwirbelung des flüssigen Metalles über die Buckelfläche ausgebreitet wird und an dessen Rändern mit im wesentlichen laminarer Strömung auf die übrige Oberfläche der benachbarten Ausmauerung fließt, in die das Buckelelement ohne Absatz übergeht.

Das Buckelelement ist zweckmäßig ein monolithischer Buckelstein, der etwa ein Sechstel bis ein Viertel der Oberfläche der Bodenausmauerung einnimmt. Es gibt hier durch im Bereich der ganzen Auftreffstelle keine Fuge, an der das mit hoher Energie herabströmende Metall an greifen könnte.

Das Buckelelement kann verschiedenartig gestaltete Buckel flächen haben. So kann die Buckelfläche sphärisch, pyra midenförmig oder nach Art einer Kreuzgewölbefläche gestaltet sein. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Buckel fläche einen mittleren, konvexen Teil aufweist, der in konkave Randteile übergeht, die sich tangential an die umgebende Oberfläche der Ausmauerung anschließen. Die gesamte Umlenkung der Bewegungsrichtung erfolgt dann im Bereich des Buckelelementes.

Je nach der Stelle, an der der Gießstrahl auf die Bodenaus mauerung auftrifft, kann das Buckelelement mehr in der Mitte oder am Rand der Pfanne angeordnet sein. Im letzteren Falle ist es zweckmäßig, wenn ein Rand des Basisteiles des Buckel elementes, das in die Ausmauerung eingefügt wird, der Krüm mung der Seitenwandausmauerung angepaßt ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen Ausführungsformen der Erfindung an Beispielen näher erläutert sind. Es zeigt:

Fig. 1 eine Stahlgießpfanne nach der Erfindung in einem senkrechten Querschnitt,

Fig. 2 die Stahlgießpfanne nach Fig. 1 in einem Horizontalschnitt nach Linie II-II,

Fig. 3 eine erste Ausführungsform eines für eine Pfanne nach der Erfindung verwendeten Buckel elementes in einem senkrechten Querschnitt nach Linie III-III der Fig. 4,

Fig. 4 das Buckelelement nach Fig. 3 in einer Drauf sicht,

Fig. 5 eine zweite Ausführungsform eines bei einer Pfanne nach der Erfindung verwendeten Buckel elementes in einer seitlichen Ansicht,

Fig. 6 den Gegenstand der Fig. 5 in einer Draufsicht,

Fig. 7 eine dritte Ausführungsform eines Buckelelementes nach der Erfindung in einer seitlichen Ansicht,

Fig. 8 das Buckelelement nach Fig. 7 in einer Drauf sicht,

Fig. 9 eine vierte Ausführungform eines Buckelelementes in einem vertikalen Querschnitt der Fig. 10 und

Fig. 10 das Buckelelement nach Fig. 9 in einer Drauf sicht.

In den Zeichnungen ist mit 10 eine Pfanne zum Nachbehandeln und Transportieren von flüssigen Metallen, beispielsweise flüssigem Stahl, bezeichnet, die aus einem Behälter 11 aus Stahl oder Stahlguß besteht, der an seiner Oberseite mit einem Deckel 12 abgedeckt ist, der eine Eingußöffnung 13 auf weist. Der Behälter 11 ist mit einer Ausmauerung 14 aus hoch temperaturbeständigen Schamottesteinen 15 versehen, die im Verband angeordnet sind und die Seitenwandausmauerung 16 und die Bodenausmauerung 17 der Pfanne bilden.

Unterhalb der Eingießöffnung 13 im Deckel 12 ist an der Auf treffstelle 18 des Gießstrahles 19 ein Buckelelement 20 in die Bodenausmauerung 17 eingefügt, das als monolithischer Buckelstein ausgebildet ist und ebenfalls aus einem hochtem peraturbeständigen Material besteht. Der Buckelstein ist im Grundriß wesentlich größer als die einzelnen Schamottesteine 15 der Bodenausmauerung 17, sein Basisteil 21 hat jedoch die gleich Höhe h wie die Schamottesteine.

Oberhalb des Basisteiles 21 hat der Buckelstein eine Buckel fläche 22, die über die Oberfläche 23 der benachbarten Boden ausmauerung 17 hinausragt und an den Rändern 24 des Buckel steines 20 in diese benachbarte Ausmauerung 17 übergeht.

Man erkennt aus Fig. 1, daß der kleinste Durchmesser D des Buckelsteines 20 wesentlich größer ist als der Durchmesser d des Gießstrahles 19.

Der Buckelstein 20 kann, je nach Art der Ausmauerung 14, unterschiedliche Grundrisse haben. Er kann kreisrund, quadratisch, rechteckig oder auch derart ausgebildet sein, daß einer der Ränder 24 des Basisteiles 21 der Krümmung der Seitenwandausmauerung 16 angepaßt ist. Dies ist dann zweckmäßig, wenn die Pfanne 10 einen kreisrunden Grundriß hat und die Auftreffstelle 18 des Gießstrahles 19 etwa an der Stelle liegt, wo die Bodenausmauerung 17 in die Seiten wandausmauerung 16 übergeht.

Man erkennt aus Fig. 1, daß der Gießstrahl 19 auf die kon vex gekrümmte Buckelfläche 22 des Buckelsteines 20 auf trifft und dort sogleich ohne zu spritzen und ohne wesent liche Turbulenzen ausgebreitet wird und nach allen Seiten über die Buckelfläche 22 in laminarer Strömung auf die Oberfläche 23 der Bodenausmauerung 17 fließt, wie dies in Fig. 1 durch die Pfeile angedeutet ist. Hierdurch kann an der Auftreffstelle in der Bodenausmauerung 17 kein Kolk entstehen und die Bodenausmauerung wird nicht angegriffen, da sich im Bereich der Auftreffstelle 18 keine Fugen be finden und der Gießstrahl in verteilter Form und unter einem sehr flachen Winkel auf die Oberfläche 23 der Boden ausmauerung fließt, die mit Fugen im Verband gemauert ist.

In den Fig. 3 bis 10 sind verschiedene Ausführungsformen von Buckelsteinen nach der Erfindung gezeigt, die bei spielsweise aus Schamotte oder auch aus einem hochtempe raturbeständigen Hartgestein hergestellt sein können.

Der in den Fig. 3 und 4 dargestellte Buckelstein hat eine gewölbte Buckelfläche 22, die in der Mitte etwa sphärische Gestalt hat, nach den Rändern 24 zu jedoch in gradlinig Kanten übergeht, so daß auch in der Mitte der Ränder 24 kein Absatz entsteht.

Bei dem in den Fig. 5 und 6 dargestellten Buckelstein wird die Buckelfläche 22 von einer flachen, vierseitigen Pyra mide gebildet, die sich über den Basisteil 21 erhebt.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 7 und 8 hat die Buckelfläche 22 die Form einer Kreuzgewölbefläche, deren vier Wölbeflächen 22 a, 22 b, 22 c und 22 d in einer Spitze 25 zusammenstoßen.

Bei dem Buckelstein nach den Fig. 9 und 10 hat die Buckelfläche 22 einen mittleren, konvexen Teil 22 e, der in konkave Randteile 22 f, 22 g, 22 h und 22 i übergeht.

Bei allen Buckelsteinen hat der Basisteil 21 an jeder Stelle des Steines die gleiche Höhe h, die der Dicke der Ausmauerung entspricht. Alle Ränder 24 des Buckelsteines liegen deshalb in der gleichen Ebene wie die Oberfläche 23 der Bodenausmauerung 17, ohne Rücksicht darauf, in welcher Weise die Buckelfläche 22 gestaltet ist, ob sie nun sphärisch, pyramidenförmig oder konvex-konkav ge krümmt oder als Kreuzgewölbefläche ausgebildet ist.

Praktische Versuche haben gezeigt, daß es günstig ist, wenn der monolithische Buckelstein etwa ein Sechstel bis ein Viertel der Oberfläche der Bodenausmauerung einnimmt. Die Größe des Buckelsteines ist abhängig von der Höhe des Gießstrahles und der Stahlmenge pro Zeiteinheit, die in die Pfanne eingegossen wird.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und be schriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern es sind mehrere Änderungen und Ergänzungen möglich, ohne den Rah men der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann der Buckelstein 20 auch am unteren Rand der Pfanne angeordnet und mit seiner Buckelfläche am Pfannenrand hochgezogen sein, wenn die Auftreffstelle an der Innenkante zwischen Bodenausmauerung 17 und Seitenwandausmauerung 14 liegt. Ferner sind andere Ausgestaltungen der Buckelfläche mög lich. Wesentlich ist aber, daß die Buckelfläche sich über die Oberfläche der benachbarten Ausmauerung erhebt und nach allen Seiten ein stufenloser Übergang in die Ober fläche der Ausmauerung gegeben ist, damit der abfließende Gießstrahl keine Stufen oder Vorsprünge findet.

Claims

1. Pfanne zum Aufnehmen und ggf. Nachbehandeln und/oder Transportieren von heißen, flüssigen Metallen, die aus einem vorgeschalteten Schmelzaggregat in die Pfanne eingegossen werden, mit einer Ausmauerung aus hoch temperaturbeständigem Material, wie Schamottesteinen od. dgl., die nebeneinanderliegend den Boden und die Seitenwände der Pfanne bedecken und im Bereich der Auftreffstelle des Gießstrahles eine Erhöhung, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Gieß strahles, aufweisen, dadurch gekenn zeichnet, daß die Erhöhung von einem in die Ausmauerung (14) eingefügten Buckelelement (20) ge bildet wird, das über die Oberfläche (23) der Aus mauerung (14) mit seiner Buckelfläche (22) herausragt, die ohne Absatz in die Oberfläche (23) der benachbarten Ausmauerung (17) übergeht.

2. Pfanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Buckelelement (20) eine sphärische Buckelfläche (22) hat.

3. Pfanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Buckelelement (20) eine pyramidenförmige Buckel fläche (22) aufweist.

4. Pfanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Buckelfläche (22) des Buckelelementes (20) eine Kreuzgewölbefläche (22 a, 22 b, 22 c, 22 d) ist.

5. Pfanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Buckelfläche (22) einen mittleren, konvexen Teil (22 e) aufweist, der in konkave Randteile (22 f, 22 g, 22 h, 22 i) übergeht.

6. Pfanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Buckelelement (20) ein monolithischer Buckelstein ist, der etwa ein Sechstel bis ein Viertel der Ober fläche (23) der Bodenausmauerung (17) einnimmt.

7. Pfanne nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß ein Rand (24) des Basisteiles (21) des Buckelelementes (20) der Krümmung der Seitenwand ausmauerung (16) angepaßt ist.