DE3739038A1

DE3739038A1 - Schlackenrueckhaltevorrichtung mit wirbelverhueter

Info

Publication number: DE3739038A1
Application number: DE19873739038
Authority: DE
Inventors: Micheal Donald Labate
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-09-23
Filing date: 1987-11-17
Publication date: 1989-04-06
Also published as: GB8728187D0; DE3739038C2; AU594823B2; US4799650A; AU8000387A; GB2210150A; GB2210150B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schlackenrück haltevorrichtung mit Wirbelverhüter zur Verwendung in Abstichkonvertern während des Abstichs von Stahl daraus. Die Verwendung der hier offenbarten Vorrichtung ermöglicht den Abstich von schlackenfreiem Stahl.

Frühere Vorrichtungen zum Blockieren oder Minimieren des Mitreißens von Schlacke beim Abstich einer Metall schmelze aus einem Ofen oder Konverter sind in Fach kreisen bekannt, und typische Offenbarungen solcher Vorrichtungen sind in den US-PS 44 62 574, 44 94 734, 46 01 415 und 46 10 436 ersichtlich.

Aus der am 1. 10. 1987 veröffentlichten DE-OS 36 10 449 ist eine Schlackenrückhaltevorrichtung für einen Metall schmelzebehälter, der ein Stichloch mit einem vorgeformten zylindrischen feuerfesten Rohr in Fluchtung mit dem Stich loch aufweist, zum selektiven Eintritt in das zylin drische feuerfeste Rohr während des Abstechens von Metall aus dem Behälter bekannt, die ein Verschluß element von modifizierter globoidaler Form und solcher Größe ist, daß es nach Eintritt in das zylindrische feuerfeste Rohr dieses wirksam verschließt, wobei die Schlackenrückhaltevorrichtung und das zylindrische feuerfeste Rohr aus feuerfesten Materialien bestehen, die gegen Auflösung in der Metallschmelze und ge schmolzener Schlacke ausreichend lange bständig sind, so daß sich die Schlackenrückhaltevorrichtung in dem zylindrischen feuerfesten Rohr festsetzen kann, und die Schlackenrückhaltevorrichtung eine volumenbezogene Masse zwischen ca. 3,32 und ca. 6,09 g/m³ hat, so daß sie in der Metallschmelze und unterhalb der Schlacke schwimmt. In der Außenfläche der Schlackenrückhalte vorrichtung können mehrere Nuten im wesentlichen in Vertikalrichtung verlaufend ausgebildet und in Umfangs richtung voneinander beabstandet sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine ver besserte schwimmbare Vorrichtung zur Minimierung des Mitreißens von Schlacke während des Abstichs einer Metallschmelze aus einem Ofen oder Konverter zu ent wickeln, welche Vorrichtung die zweifache Funktion hat, einerseits anfänglich die Bildung eines Wirbels oder Strudels im Strom des abgestochenen Metalls zu verhüten, um die Neigung der Schlacke, in diesen hinein gezogen zu werden, zu verringern, und andererseits an schließend ein Verschlußelement zu bilden, das den Strom der Metallschmelze blockiert, bevor die Schlackenschicht auf der Metallschmelze den Abstichpunkt erreicht.

Die Lösung gemäß der Erfindung beruht auf der Kombi nation eines Aufbaus in einer Vorrichtung mit den beiden Funktionen des Verhütens des Wirbels in einem abge stochenen Metallstrom, der zum Hineinziehen von Schlacke neigt, und des gleichzeitigen Wirkens als ein Mittel zum Fernhalten der Schlacke von einem Wirbel oder dem Be reich, in dem sich ein Wirbel in der abgestochenen Metallschmelze bildet.

Gegenstand der Erfindung, womit die genannte Aufgabe gelöst wird, ist daher eine Vorrichtung zum Zurückhalten von Schlacke während des Abstichs einer Metallschmelze aus einem mit einem Stichloch versehenen Behälter, die ein kreisquerschnittförmiges Verschlußelement einer Abmessung zum wirksamen Verschluß des Stichlochs und ein mit dem Verschlußelement verbundenes unteres Ansatz stück zum Einführen in das Stichloch aufweist und ein spezifisches Gewicht hat, das kleiner als das spezifische Gewicht der Metallschmelze und größer als das spezifische Gewicht der Schlacke ist, mit dem Kennzeichen, daß das Ansatzstück zum Unterdrücken des durch die oberhalb des Stichlochs gebildete Wirbelzone erzeugten Sogs dient, von länglicher, sich vom Verschlußelement nach unten verjüngender Form ist und mehrere in Umfangsrichtung angeordnete, allgemein ebene Flächen aufweist, wobei das Verschlußelement und das Ansatzstück allgemein zur Form der Wirbelzone über ihre ganze Länge passen.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran sprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert; darin zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Schlackenrückhalte vorrichtung, teilweise im Schnitt und teil weise weggebrochen;

Fig. 2 eine Unteransicht in Richtung der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 eine Perspektivansicht der Schlackenrückhalte vorrichtung mit dem Wirbelverhüter; und

Fig. 4 eine Querschnittsdarstellung eines Teils eines Konverters, die das Stichloch darin, Stahlschmelze über dem Stichloch und Schlackenschmelze darauf sowie die darin positionierte Schlackenrück haltevorrichtung zeigt.

In der hier offenbarten Form der Erfindung weist die Schlackenrückhaltevorrichtung mit dem Wirbelverhüter ein kreisquerschnittförmiges Verschlußelement 10 mit einem axialen Kanal 11 darin und einem herabhängenden länglichen hexaederförmigen Ansatzstück 12 auf, welches sich von seiner weitesten Abmessung, wo es mit dem kreisquerschnittförmigen Verschlußelement 10 verbunden ist, zu einem querverlaufenden flachen unteren Ende 13 verjüngt. Eine Metallstange 14 ist durch den axialen Kanal 11 des kreisquerschnittförmigen Verschlußelements 10 positioniert und erstreckt sich nach unten in das längliche hexaederförmige Ansatzstück 12 und ist darin durch Verankerungen 14′ befestigt. Sowohl das kreisquerschnittförmige Verschlußelement 10 als auch das hexaederförmige Ansatzstück 12 sind vorzugsweise aus feuerfesten Materialien mit einer Dichte zwischen 3,32 und 6,1 g/cm³ gebildet, welche feuerfesten Materialien in der Metallschmelze und in der Schlackenschmelze im wesent lichen unlöslich sind. Das kreisquerschnittförmige Ver schlußelement 10 weist mehrere über den Umfang beab standete abgerundete Nuten 15 auf, die in seiner äußeren ringförmigen Oberfläche ausgebildet sind und unmittelbar über dem länglichen hexaederförmigen Ansatzstück 12 enden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorzugsweise, wie dargestellt, aus zwei Teilen gebildet und auf der Stange 14 durch eine Halterung 16 im zusammengebauten Zu stand gehalten, wobei die Verbindungsflächen der beiden Teile mit einem geeigneten keramischen Bindemittel ver sehen sind. Alternativ kann die Vorrichtung als ein stückiger zusammenhängender Aufbau ausgebildet werden, wobei die Stange 14 darin während der Bildung positioniert wird.

Besonders in Fig. 2 sieht man, daß das herabhängende längliche untere hexaederförmige Ansatzstück 12 sechs sich nach unten verjüngende Flächen aufweist, von denen drei Flächen 12 A wesentlich breiter als die übrigen, abwechselnd beabstandeten schmaleren Felder 12 B sind. Die allgemeine Gestalt des unteren Ansatzstücks 12 ist eine modifizierte Dreiecksquerschnittsgestalt, deren Längskanten zur Bildung der schmaleren Felder 12 B abgeflacht sind.

In Fig. 1 und 2 erkennt man, daß das unterste Ende 13 des länglichen hexaederförmigen Ansatzstücks 12 querverlaufend flach ist. Man stellt auch fest, daß die durch die Hexaederform des unteren Ansatzstücks 12 geschaffene modifizierte Dreiecksquerschnittsgestalt sechs winkelige Konfigurationen ergibt, deren jede gegen über den anderen in Umfangsrichtung beabstandet ist und die einen geeigneten Eingriff in den wirbelnden Strom der Metallschmelze in der Nähe des Abstichpunktes derart ausreichend sichern, daß der Wirbel oder Strudel ver hütet wird, der sich darin zu bilden neigt.

In Fig. 3 erkennt man, daß die beabstandete Anordnung der Winkelkanten der sechs hexaederförmigen Flächen 12 A und 12 B der Vorrichtung in fester Beziehung den aufwärts und auswärts gekrümmten Nuten 15 entsprechen, die in Umfangsabständen im Verschlußelement 10 der Vorrichtung gebildet sind. Nuten 15 können sich auch weiter nach unten längs der Flächen 12 A erstrecken.

In Fig. 4 erkennt man einen Querschnitt eines Teils eines Abstichkonverters 17 mit einem Stichloch 18 darin, das durch eine keramische Muffe 19 begrenzt wird, und Stahlschmelze 20 darin, die eine Schlackeschicht 21 trägt. Pfeile in der Stahlschmelze 20 deuten den Strömungsweg der Metallschmelze an, und man sieht, daß die besondere Gestaltung der erfindungsgemäßen, hier offenbarten Vorrich tung sowohl die Positionierung der Vorrichtung als auch ihre Eignung zum Verhüten der Bildung eines Wirbels oder Strudels im strömenden Metall, der sonst auftreten würde, und auch die Bildung und Funktion als Verschlußelement für das Stichloch sichert.

Man sieht so, daß die Kombination der sechs Felder oder Flächen 12 A und 12 B des sich verjüngenden hexaeder förmigen Ansatzstücks 12 der Vorrichtung und des runden kreisquerschnittförmigen Verschlußelements 10 mit den in Umfangsrichtung beabstandeten gekrümmten Nuten 15 einen Aufbau bildet, der in einer höchst erwünschten Lage in der Stahlschmelze und der Schlackenschicht schwimmt und die Bildung eines Wirbels oder Strudels verhütet, der zum Hineinziehen von Schlacke in die Bahn des abge stochenen Metalls neigt, und zusätzlich zum Verschluß des Stichlochs dient, wenn die Schicht der verbleibenden Stahlschmelze einen kritischen Punkt erreicht, um so das Zurückhalten der Schlacke im Konverter zu sichern und dadurch die Abgabe reinen Stahls aus dem Abstichkonverter zu ge währleisten. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann aus einer Mischung aus 3,629 kg feuerfestem Zement, 7,257 kg feinem Eisenerzkonzentrat, 13,608 kg Stahlschrot 0,907 kg rostfreien Stahlfasern und 1,361 bis 2,268 kg Wasser geformt werden. Diese Zusammensetzung ergibt einen Körper mit einer Dichte von 4,16 bis 4,71 g/cm³, obwohl irgendeine Dichte zwischen der Dichte 2,17 g/cm³ der Schlacke und der Dichte von Stahlschmelze, d. h. etwa 6,93 g/cm³, geeignet ist.

Obwohl nur ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar gestellt und beschrieben ist, ist es für Fachleute offensichtlich, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen ohne Verlassen des Bereichs der Erfindung vorgenommen werden können.

Claims

1. Vorrichtung zum Zurückhalten von Schlacke während des Abstichs einer Metallschmelze aus einem mit einem Stich loch versehenen Behälter, die ein kreisquerschnittför miges Verschlußelement einer Abmessung zum wirksamen Verschluß des Stichlochs und ein mit dem Verschluß element verbundenes unteres Ansatzstück zum Einführen in das Stichloch aufweist und ein spezifisches Gewicht hat, das kleiner als das spezifische Gewicht der Metall schmelze und größer als das spezifische Gewicht der Schlacke ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansatzstück (12) zum Unterdrücken des durch die oberhalb des Stichlochs (18) gebildete Wirbelzone er zeugten Sogs dient, von länglicher, sich vom Verschluß element (10) nach unten verjüngender Form ist und mehrere in Umfangsrichtung angeordnete, allgemein ebene Flächen (12 A, 12 B) aufweist, wobei das Verschlußelement (10) und das Ansatzstück (12) allgemein zur Form der Wirbel zone über ihre ganze Länge passen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das längliche, sich verjüngende Ansatzstück (12) einen Hexaederkörper aus feuerfestem Material aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das längliche, sich verjüngende Ansatzstück (12) zu seiner Positionierung vom kreisquerschnittförmigen Verschlußelement (10) nach unten und zur Umgebung durch die Metallschmelze (20) beschwert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement (10) und das sich verjüngende Ansatzstück (12) aus einem gießbaren feuerfesten Material gebildet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Nuten (15) im Verschlußelement (10) ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nut (15) längs in jeder der ebenen Flächen (12 A) des länglichen Ansatzstückes (12) ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die spezifischen Gewichte des Verschlußelements (10) und des länglichen Ansatzstücks (12) so eingestellt sind, daß das gesamte Ansatzstück (12) von der Metallschmelze (20) umgeben ist, ein Teil des Verschlußelements (10) durch die Metallschmelze (20) und die Schlacke (21) umgeben ist, die Vorrichtung in der Wirbelzone in der Metallschmelze (20) oberhalb des Stichlochs (18) gehalten ist und damit durch Unterdrücken des durch die Wirbelzone erzeugten Sogs eine Vermischung der Schlacke (21) mit der zum Stich loch (18) fließenden Metallschmelze (20) verhindert.