DE3617215C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schlackenrückhaltevor­ richtung in Form eines Verschlußelements oder -bolzens, der in einem Abstichtiegel beim Abstechen von Stahlschmelze verwendet wird.

Bekannte Konstruktionen dieser Art sind z. B. in den US-PS 34 59 209 und 44 94 734 sowie in "Iron and Steel Engineer", S. 55-57, 1985 beschrieben.

Aufgabe der Erfindung war es, die in der US-PS 44 94 734 angegebene Schlackenrückhaltevorrichtung zu verbessern, d. h. eine Schlackenrückhaltevorrichtung zu schaffen, die das Abstichloch verschließt, bevor die auf der Stahlschmelze schwimmende Schlacke das Stichloch erreicht und das bereits abgegossene Metall verunreinigt.

Diese Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst durch eine Schlackenrückhaltevorrichtug, die beim Abstechen von Stahl­ schmelze aus einem ein Abstichloch aufweisenden Abstichtie­ gel Schlacke zurückhält, mit einem Verschlußelement, dessen volumenbezogene Masse geringer als die von Stahl, jedoch höher als die der Schlacke ist, und das solche Größe hat, daß es das Abstichloch wirksam verschließt, wobei das Ver­ schlußelement nach unten verlaufende und in das Abstichloch eintretende Führungsmittel aus einem langen Führungs­ organ bekannten Durchmessers und ein Vorderende, dessen Durchmesser wenigstens ebenso groß ist wie der bekannte Durch­ messer des Führungsorgans, aufweist, so daß das Vorder­ ende des Führungselements in Ausrichtung mit dem und durch das Abstichloch bewegt wird, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Vorderende Taschen oder Öffnungen aufweist, die von der aus dem Abstichloch des Konverters abzuziehenden Stahlschmelze kontaktierbar sind.

Die erfindungsgemäße Schlackenrückhaltevorrichtung mit selbstausrichtender Spitze kann mechanisch in einen Kon­ verter eingebaut werden, z. B. mit der Vorrichtung zum Einbau von Schlackenrückhaltevorrichtungen gemäß der US-PS 44 68 013.

Die erfindungsgemäße Schlackenrückhaltevorrichtung und speziell ihr langes Führungsorgan weisen ein neuartiges Vorderende auf: Die in dem Konverter befindliche und in das Abstichloch fließende Stahlschmelze füllt die Taschen im Vorderende aus, das relative Gewicht des Vorderendes wird erhöht, es bewegt sich leichter in Richtung Abstichloch und auch im Abstichloch. Die äußere Form des Vorderendes der erfindungsgemäßen Schlackenrückhaltevorrichtung er­ leichtert es der fließenden Metallschmelze, die in das Abstichloch eintritt, das Führungsorgan der Rückhaltevorrich­ tung auszurichten und in das Abstichloch zu bewegen, so daß dadurch der ordnungsgemäße Sitz der Vorrichtung gewährlei­ stet ist, wenn sich die Schlackenschicht auf der Stahl­ schmelze der Höhe des Abstichlochs im Konverter nähert; da­ durch wird der ordnungsgemäße Sitz der Verschlußvorrichtung zum richtigen Zeitpunkt gewährleistet, und die Schlacke am Durchtritt durch das Abstichloch des Konverters gehin­ dert.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Teils eines Konverters mit Abstichloch, Metallschmelze im Konverter, der darauf schwimmenden Schlacke und der darin positionierten Schlackenrück­ haltevorrichtung; Pfeile zeigen die Strömungs­ richtung der Stahlschmelze zum und durch das Abstichloch;

Fig. 2 einen vergrößerten Vertikalschnitt durch das Vorderende einer Schlackenrückhaltevor­ richtung, die gegenüber Fig. 1 modifiziert ist; und

Fig. 3 einen vergrößerten Vertikalschnitt durch das Vorderende einer weiteren Aus­ führungsform der erfindungsgemäßen Schlackerückhaltevorrich­ tung.

In der einfachsten Ausführungsform ist die Schlackenrück­ haltevorrichtung mit selbstausrichtender Spitze in Fig. 1 gezeigt, wobei ein Teil 10 eines Konverters, wie er in der Stahlindustrie eingesetzt wird, mit einem Abstichloch 11 dargestellt ist. Der Konverter 10 hat eine bekannte feuerfeste Auskleidung 12; Stahlschmelze oder eine andere Schmelze ist mit M bezeichnet, und die Schlackenschicht darauf ist mit S bezeichnet. Die Schlackenrückhaltevorrich­ tung umfaßt ein Verschlußelement 13 mit einem es vertikal durchsetzenden und beträchtlich weit nach unten verlaufen­ den langen Führungsorgan 14, das eine Stahlstange sein kann. Mehrere feuerfeste Buchsen 15 sind auf dem Führungs­ organ 14 unmittelbar unter dem Verschlußelement 13 posi­ tioniert und verlaufen entlang dem Führungsorgan nach unten bis zu einem Vorderende 16. Das Vorderende 16 ist ein ein­ stückiger zylindrischer Körper aus einem geeigneten feuer­ festen Werkstoff und hat wenigstens in seinem obersten Ab­ schnitt 17 einen größeren Durchmesser als die darüber befindli­ chen feuerfesten Buchsen 15. In den Seiten des Vorderendes 16 sind Vertiefungen bzw. Taschen 18 ausgebildet, und eine Abschlußkappe 19 bedeckt das Ende des Führungsorgans 14.

Aus Fig. 1 ist ferner ein Teil eines Einbauauslegers 20 über dem Verschlußelement 13 und dem obersten Teil des Führungsorgans 14 gezeigt, wobei das Führungsorgan 14 gerade vom Einbauausleger 20 freigegeben wurde, wie für den Fachmann ersichtlich ist.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 bewegt sich abwärts zum Ab­ stichloch 11 im Konverter; das Abstichloch 11 ist offen, und die Pfeile in Fig. 1 bezeichnen die Strömungs­ richtung der Stahlschmelze zum und durch das Abstichloch 11. Die Erstpositionierung einer Schlackenrückhaltevorrich­ tung im Abstichloch eines Konverters war bisher mit Schwierig­ keiten verbunden, da die Schlackenschicht und die Turbulenz in der strömenden Metallschmelze die Ausrichtung und Pla­ zierung der Schlackenrückhaltevorrichtung schwierig und unsicher machen.

Bei der erfindungsgemäßen Schlackenrückhaltevorrichtung tritt die Metallschmelze in die Ta­ schen 18 ein und erhöht das relative Gewicht des Führungs­ organs 14 und des Verschlußelements, während gleichzeitig vorteilhafte Strukturen geschaffen werden, die von der strömenden Metallschmelze kontaktiert werden, so daß das Vorderende 16 der Vorrichtung dazu tendiert, sich nach unten in das Abstichloch zu bewegen. Für den Fachmann ist ersichtlich, daß das Führungsorgan 14 mit seinen feuer­ festen Buchsen 15 und das vergrößerte Vorderende 16 sich abwärts in und teilweise durch das Abstichloch 11 bewegen, während die Metallschmelze weiter durch dieses abläuft, da das Verschlußelement 13 eine solche volumenbezogene Masse hat, daß es auf der Metallschmelze und im wesentlichen unter der Schlackeschicht S schwimmt. Wenn sich der Spiegel der Metallschmelze dem Abstichloch 11 nähert, setzt sich das schwimmende Verschlußelement 13 im Abstichloch 11 fest, und zwar unmittelbar, bevor die Schlackeschicht S dieses erreicht, so daß keine Schlacke durch das Abstichloch ablau­ fen und die abgestochene Stahlschmelze verunreinigen kann. Abwandlungen der beschriebenen Vorrichtung werden unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 beschrieben.

Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Vertikalschnitt durch eine modifizierte Schlackenrückhaltevorrichtung mit selbstaus­ richtender Spitze. Das Führungsorgan, etwa eine Stahlstange 22, ist von einer feuerfesten Buchse 23 umgeben, ein feuerfester Bundring 24 umschließt das untere Ende der feuerfesten Buchse 23 und liegt auf dem oberen vergrößerten Ende 25 des vergrößerten feuerfesten Vorderendes 26 auf. In dem feuerfesten Vorderende 26 ist ein Hohlraum 27 mit Öffnungen 28 ausgebildet. Ein ebenfalls aus einem feuerfesten Werkstoff bestehender Endverschluß 29 überdeckt die Befestigungsmittel, mit denen das feuerfeste Vorderende 26 und die Buchsen 23 an dem Füh­ rungsorgan 22 gehaltert sind. Die in Fig. 2 gezeigte selbstausrichtende Spitze ersetzt die in Fig. 1 gezeigte, und sie arbeitet mit besserem Wirkungsgrad bei der Sicher­ stellung der Selbstausrichtung des Führungsorgans und der schließlichen richtigen Anordnung des Verschlußelements im Abstichloch.

Fig. 3 ist ein vergrößerter Vertikalschnitt durch eine wei­ tere Abwandlung der Vorrichtung mit einem Führungsorgan 31, das bevorzugt eine Stahlstange mit feuerfestem Vorderende in Form eines zylindrischen Körpers 32 ist, der im unteren Ende des Führungsorgans 31 mit einem Befestigungselement 33 gesichert ist. Ein feuerfester Endverschluß 34 ist vorge­ sehen, und es ist ersichtlich, daß der obere Abschnitt des feuerfesten Vorderendes 32 einen kleineren Durchmesser als der untere Abschnitt hat und daß darauf eine wärmeabgebende Buchse 35 festgelegt ist. Feuerfeste Buchsen sind um das Führungsorgan 31 über der wärmeabgebenden Buchse 35 angeordnet, und der Zwischenraum zwischen dem unteren Außenrand der wärmeabgebenden Buchse 35 und dem unteren Teil des feuerfesten Vorderendes 32 ergibt eine Konfiguration, die die selbstausrichtende Wirkung der damit versehenen Schlackenrückhaltevorrichtung unterstützt.

Es ist zu beachten, daß die durch die Reaktion des wärme­ abgebenden Materials in der Metallschmelze entwickelte Wärme die Anhäufung von geschmolzenem Metall an der selbstaus­ richtenden Spitze der Schlackenrückhaltevorrichtung unter­ bindet und damit das kontinuierliche Fließen von Metall­ schmelze um die Vorrichtung herum sicherstellt, während diese sich abwärts durch das Stichloch bewegt und schließ­ lich mit dem Verschlußorgan 13 im Abstichloch sitzt, so daß die Schlackeschicht S nicht in das Abstichloch eindringen und die bereits abgestochene Metallschmelze, etwa Stahlschmel­ ze, verunreinigen kann.

Die erfindungsgemäße Schlackenrückhaltevorrichtung gewährleistet somit in einem Konverter die Positionierung und den schließlich festen Sitz des Verschlußorgans im Abstichloch, und zwar vor dem Eintritt in das Abstichloch der sonst das Abstichloch passierenden Schlacke.

Claims (4)

1. Vorrichtung, die beim Abstechen von Stahlschmelze aus einem ein Abstichloch aufweisenden Konverter Schlacke zurückhält, mit einem Verschluß­ element, dessen volumenbezogene Masse geringer als die von Stahl, jedoch höher als die der Schlacke ist und das solche Größe hat, daß es das Abstichloch wirksam verschließt, wobei das Verschlußelement nach unten verlaufende und in das Abstichloch eintretende Führungs­ mittel aus einem langen Führungsorgan (14) bekannten Durchmessers und ein Vorderende (16), dessen Durch­ messer wenigstens ebenso groß ist wie der bekannte Durch­ messer des Führungsorgans (14), aufweist, so daß das Vorderende (16) des Führungselements (14) in Aus­ richtung mit dem und durch das Abstichloch (11) bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorderende (16) Taschen (18) oder Öffnungen (28) aufweist, die von der aus dem Abstichloch (11) des Konverters abzuziehenden Stahlschmelze kontaktier­ bar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Vorderende (16) ausgebildeten Taschen (18) sich derart in das Vorderende erstrecken, daß wenig­ stens ein Hohlraum darin gebildet wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf dem Vorderende (26) angrenzend an das lange Führungselement (22) ein Ringbund (24) mit einem Außendurchmesser größer als der des Vorderendes (26) angebracht ist, und daß in dem Vorderende (26) ein Hohlraum (27) mit Öffnungen (28) ausgebildet ist, so daß der Eintritt von Stahlschmelze zur Erhöhung des Gewichts des Vorderendes (26) erleichtert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorderende ein zweiteiliger zylindrischer Kör­ per (32) ist, dessen einer Teil aus einem feuerfesten Werkstoff und dessen anderer Teil aus einem wärmeabge­ benden Werkstoff besteht, der bei Entzündung Wärme an die aus dem Abstichloch des Konverters abzuziehende Stahlschmelze abgeben kann.