HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Gefäße, die
vorgesehen sind, geschmolzenes Metall bei hohen
Temperaturen aufzunehmen, wie Bessemer-Konverter,
Metallmischer, Elektroöfen, Gießpfannen und Zwischenpfannen.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf
Vorrichtungen zum Ablassen oder Ausgießen von geschmolzenem
Metall durch die Böden solcher Gefäße.
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Ein Gefäß der oben beispielhaft angegebenen Art zum
Aufnehmen von geschmolzenem Metall (im folgenden als
Gefäß bezeichnet) wird benutzt, um geschmolzenes
Metall, das dort hineingegossen wurde, aufzunehmen, zu
schmelzen oder ein Metall darin zu erschmelzen, oder
ein geschmolzenes Metall darin für eine bestimmte Zeit
zum Frischen oder Aufbewahren zu halten und danach das
geschmolzene Metall zum Überbringen zu einem
nachfolgenden Arbeitsschritt auszugießen. Aus diesem Grund
muß ein Gefäß dieser Art über das Aufnehmen und
Aufbewahren des geschmolzenen Metalls hinaus funktionell
befähigt sein, das geschmolzene Metall zweckdienlich
auszugießen. Im allgemeinen können, da die
geschmolzenen Metalle, welche mit diesen Gefäßen gehandhabt
werden, auf hohen Temperaturen sind, gewöhnliche
Absperrvorrichtungen aus Metall an den Ausgießöffnungen an
den Böden dieser Gefäße nicht benutzt werden. Aus
diesem Grund wurde bisher eines der folgenden
grundsätzlichen Verfahren angewandt, um geschmolzenes Metall
aus diesen Gefäßen abzulassen oder auszugießen.
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(a) Das Verfahren des Kippens und Umdrehens des
Gefäßes
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-Dieses Verfahren wird beim Betrieb eines Konverters
des Bessemer-Typs, eines Metallmischers, eines
Elektroofens oder ähnlichem angewandt und umfaßt Kippen
und Umdrehen des Gefäßes, welches das geschmolzene
Metall enthält, und dadurch Ausgießen des
geschmolzenen Metalls aus der offenen Oberseite oder durch ein
Gießloch, das an der Seite des Gefäßes vorgesehen ist.
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(b) Das Verfahren des mechanischen Öffnens/Schließens
einer Ausgießöffnung in dem Gefäßboden
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Dieses Verfahren wird beim Betrieb einer Gießpfanne,
einer Zwischenpfanne oder ähnlichem verwendet und
weist das Anordnen eines mechanischen Verschlusses
oder eines Absperrmechanismus, wie ein Ausgußverschluß
oder eine Schiebesperre, hergestellt aus feuerfestem
Material, an einem Gießloch, das durch den Boden des
Gefäßes gebildet ist, und durch das Betreiben dieses
Mechanismus auf, um das Gießloch zum Aufnehmen des
geschmolzenen Metalls in das Gefäß zu schließen und
das Gießloch zum Ausgießen des geschmolzenen Metalls
aus dem Gefäß zu öffnen.
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Bei einem Drehofen ist ein Gießloch von einer
speziellen Gestalt in dem Ofenboden gebildet und mit einer
Gießvorrichtung derartiger Konstruktion versehen, daß
durch Ändern des Rotationswinkels und des
Neigungswinkels des Ofens das geschmolzene Metall in dem Ofen
ausgegossen werden kann oder sein Ausgießen gestoppt
werden kann, wie es in der offengelegten japanischen
Patentanmeldung Nr. 234915/1985 vorgeschlagen ist.
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Jedoch waren die obigen Verfahren (a) und (b) von den
folgenden Problemen begleitet.
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In dem Fall des Kippens und Umdrehens
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-a-1. Der Umdrehbetrieb erfordert Zeit, wodurch die
Zyklus-Arbeitszeit lang wird.
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a-2. Während das Gefäß das geschmolzene Metall
enthält, befindet sich der obere Bereich des
feuerfesten Materials des Gefäßes, der über dem
geschmolzenen Metall und nicht in Kontakt mit diesem ist auf
einer relativ niedrigen Temperatur. Dann, wenn das
geschmolzene Material ausgegossen wird, berührt es
diesen oberen Bereich, und seine Temperatur fällt.
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a-3. Wenn das Gefäß geneigt wird, berührt die
Schlacke, die auf dem geschmolzenen Metall schwimmt,
das feuerfeste Material auf einem großen Bereich und
erodiert dieses Material, wodurch dessen Nutzungsdauer
verkürzt wird.
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a-4. Wenn das geschmolzene Metall ausgegossen
wird, wird die Schlacke leicht mit diesem gemischt und
hat die Tendenz, in einer großen Menge mit dem
geschmolzenen Metall abgelassen zu werden, wodurch die
Arbeit des Schlackeabziehens in der nachfolgenden
Verarbeitung zu den Betriebskosten hinzukommt und
darüberhinaus die Qualität des Metalls abnehmen kann.
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a-5. Abhängig von Typ und Art des Gefäßes wird
Zusatzausrüstung, wie Kippeinrichtungen und Umdrehkäne
ausschließlich zum Ausgießen, notwendig.
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In dem Fall des mechanischen
Öffnens/Schließens des Gießlochs
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-Da der Öffnungsstopfen oder die Schiebesperre den Fluß
des geschmolzenen Metalls direkt absperrt, wenn das
Gießloch geschlossen wird, ist er/sie thermischem und
mechanischem Verschleiß und Erosion wegen des
geschmolzenen Metalls unterworfen und wird stark
abgenutzt und beschädigt, wodurch seine/ihre Nutzungsdauer
extrem kurz ist. Aus diesem Grund wird die Häufigkeit,
mit der der Öffnungsstopfen und die Schiebesperre
ersetzt werden müssen, hoch. Daher werden Zeit und
Arbeit für diese Austauschtätigkeit eines Teils
benötigt, und darüberhinaus steigen die Betriebskosten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Mit Blick auf die Schwierigkeiten, auf die man bisher
bei Gefäßen der oben beschriebenen Art gestoßen ist,
ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, eine
Gießvorrichtung von solchen Gefäßen zu schaffen, die imstande
ist, geschmolzenes Metall durch den Boden des Gefäßes
auszugießen, nachdem es das geschmolzene Metall
gehalten hat, ohne die Notwendigkeit, das Gefäß zu kippen,
und die darüber hinaus imstande ist, diese
Gießfunktion mit einer langen Nutzungsdauer der verschiedenen
Teile des Gefäßes und der Gießvorrichtung sowie bei
niedrigen Betriebskosten durchzuführen.
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Ein wichtiges Merkmal dieser Erfindung, die in einem
Gefäß der vorliegenden Art eine Gießvorrichtung mit
einem Mechanismus zum Öffnen/Schließen des unteren
Endes eines im Gefäßboden gebildeten Gießlochs
schafft, ist die Bereitstellung eines Kühlsystems zum
Kühlen des oberen Endes des Gießlochs durch Verwendung
eines Kühlmediums. Das Kühlsystem kann zum Einführen
anderer Fluide, wie Argongas, Stickstoffgas und
Sauerstoff,
in das Gefäß für verschiedene Zwecke, wie es
nachfolgend ausführlicher beschrieben wird, benutzt
werden. Eine wichtige Funktion dieses Kühlsystems ist
es, das Kühlmittel durch Blasdüsen in das Gefäß
zuzuführen, um die obere Öffnung des Gießlochs und die
umliegenden Teile zu kühlen, wenn ein Gießzyklus sich
seinem Ende nähert und die auf dem geschmolzenen Stahl
schwimmende Schlacke sich dem Gießloch nähert, und
dadurch den geschmolzenen Stahl oder die Schlacke zu
veranlassen, sich zu verfestigen und eine
verschließende Masse über der oberen Öffnung des
Gießlochs zu bilden und dadurch das Gießen zu stoppen.
Dann, wenn das Gefäß in diesem Zustand ist, wird der
oben erwähnte Öffnungs-/Schließ-Mechanismus betrieben,
um das Gießloch vollständig zu schließen.
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In Übereinstimmung mit dieser Erfindung wird hier,
kurz zusammengefaßt, eine Gießvorrichtung eines
Gefäßes, das geschmolzenes Metall enthält,
bereitgestellt, wobei die Gießvorrichtung aufweist: ein
teuerfestes Gebilde von im wesentlichen rohrförmiger
Gestalt, das eine Auskleidung bildet, die an die
Wandfläche eines durch den Boden des Gefäßes vorgesehenen
Durchgangsloches angebracht ist, und das hierdurch ein
Gießloch mit einer oberen Öffnung zu dem Inneren des
Gefäßes und einer unteren Öffnung zu dem Äußeren des
Gefäßes bildet, gekennzeichnet durch eine
Kühleinrichtung, die beim Betrieb ein Kühlmittel zu dem Bereich
der oberen Öffnung und deren Umgebung zum Kühlen der
oberen Öffnung und des Bereichs in deren Umgebung
blasen kann- und einen Öffnungs-/Schließ-Mechanismus,
der außerhalb des Gefäßes zum mechanischen Öffnen und
Schließen der unteren Öffnung vorgesehen ist, um
dadurch das Ausgießen im Gefäß enthaltenen geschmolzenen
Metalls zu ermöglichen und das Ausgießen zu stoppen.
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Eine Kühleinrichtung gemäß dem vor- kennzeichnenden
Teil ist in JP-A-60-234915 offenbart.
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Die Art, der Nutzen und weitere Merkmale dieser
Erfindung werden aus der folgenden detaillierten
Beschreibung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen der
Erfindung deutlicher, wenn sie in Verbindung mit den
begleitenden Zeichnungen, die unten kurz beschrieben
werden, gelesen wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In den begleitenden Zeichnungen ist:
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Fig. 1 eine vereinfachte Ansicht, im senkrechten
Schnitt, die einen Konverter des Bessemer-
Typs als ein Beispiel eines Gefäßes, das
geschmolzenes Metall enthält zeigt, der mit
einer erfindungsgemäßen Gießvorrichtung
versehen ist, und die zeigt, wie geschmolzenes
Metall aus dem Konverter in eine Gießpfanne
gegossen wird;
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Fig. 2 eine Teilansicht, im senkrechten Schnitt,
die die wesentlichen Teile eines Beispiels
einer erfindungsgemäßen Gießvorrichtung
zeigt;
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Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht derselben
Vorrichtung, die das vorläufige Stoppen des
Gießens von geschmolzenem Metall durch eine
Masse von durch Kühlen verfestigtem Metall
und Schlacke an der oberen Öffnung eines
Gießlochs der Gießvorrichtung zeigt;
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Fig. 4 eine ähnliche Ansicht, die einen
Öffnungsstopfen im vollständig geschlossenen Zustand
in der unteren Öffnung des Gießlochs zeigt;
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Fig. 5 eine ähnliche Ansicht, die das Gefäß im
gekippten Zustand und eine Verwendungsart der
Gießvorrichtung zeigt; und
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Fig. 6 eine Ansicht ähnlich Fig. 2, die ein anderes
Beispiel der erfindungsgemäßen
Gießvorrichtung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Ein Beispiel eines Bessemer-Konverters, der mit einem
Beispiel der Gießvorrichtung nach dieser Erfindung
versehen ist, weist, wie in der Fig. 1 schematisch
dargestellt, im wesentlichen ein Konvertergefäß 1 zum
Beinhalten von geschmolzenem Stahl 3 mit einer die
obere Oberfläche des geschmolzenen Stahls 3
bedeckenden Schicht aus Schlacke 4, eine hängende
Sauerstofflanze 21, die von oben in das Gefäß durch dessen
obere Ofenöffnung 1b einführbar ist, und die am Boden
des Gefäßes 1 vorgesehene Gießvorrichtung 11 auf. Eine
Gießpfanne 22 ist direkt unter der Gießvorrichtung 11
positioniert, um den geschmolzenen Stahl, der daraus
abgelassen oder gegossen wird, aufzunehmen und diesen
geschmolzenen Stahl zu einer nachfolgenden
Verarbeitung zu transportieren. Der Gießvorgang wird im
nachfolgenden vollständiger beschrieben.
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Wie in der Fig. 2 gezeigt, weist der Boden des
Konvertergefäßes 1 eine eiserne Ofenhülle 1a und eine innere
feuerfeste Gefäßauskleidung 2 auf, die in Kontakt mit
der inneren Oberfläche der Eisenhülle 1a permanente
Steine 2b und in Kontakt mit der inneren Oberfläche
der permanenten Steine 2b verbrauchbare Steine 2a
aufweist. Dieser Boden des Gefäßes 1 ist mit der
Gießvorrichtung 11 der Erfindung versehen, die in der
folgenden Art konstruiert und angebracht ist.
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Ein Gieß-Abflußloch 12 ist durch die Mitte des Bodens
des Gefäßes 1 vorgesehen und ist um ihre innere
Umfangsoberfläche herum mit einer Kühleinrichtung 13
versehen, die sich an ihren oberen Enden in die
Innenseite des Gefäßes 1 öffnende Blasdüsen 13a, mit den
unteren Enden der Blasdüsen 13a verbundene
Blasdüsenrohre 13b und eine Verrohrung 13c zum Zuführen eines
Kühlmittels 19 zu den Blasdüsenrohren 13b aufweist.
Die Blasdüsen 13a weisen zum Beispiel eine Mehrzahl
von aus hitzeresistentem Metallmaterial gebildeten und
sich in das Innere des Gefäßes 1 um die innere oder
obere Öffnung 12a des Gieß-Abflußlochs 12 öffnenden
Düsen auf. Rings entlang der Blasdüsenrohre 13b ist
ein feuerfestes Material 14a zum Schutz der inneren
Oberfläche vorgesehen, und feuerfeste Materialien 14b
und 14c sind vorgesehen, die Räume zwischen der
teuerfesten Struktur 2 des Ofens und den Blasdüsen 13a und
den Blasdüsenrohren 13b zu füllen. Diese feuerfesten
Materialien sind durch einen Metallrahmen 15
abgestützt, der seinerseits mit Hilfe von eingesetzten
Versteifungen 16 aus Metall an der eisernen Ofenhülle
1a befestigt ist. Daher können diese feuerfesten
Materialien 14a, 14b und 14c gemeinsam als ein feuerfestes
rohrförmiges Gebilde darstellend betrachtet werden,
das die Kühleinrichtung 13 enthält und eine an die
Wandfläche eines durch den Boden des Gefäßes
vorgesehenen Durchgangslochs angebrachte Auskleidung bildet.
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Die äußere oder untere Öffnung 12b des Gieß-
Abflußlochs 12 und daher das gesamte Abflußloch 12,
kann durch einen Ausflußverschluß 17 geschlossen
werden, der einen schwenkbaren Arm 17b, der an seinem
Basisende an einem (nicht gezeigten) festen Teil der
Konvertergefäßstruktur mittels eines Schwenkbolzen 17a
schwenkbar abgestützt ist, einen Öffnungsstopfen 17c,
der aus einem feuerfesten Material hergestellt ist und
an dem freien Ende des Arms 17b befestigt ist, und
eine Antriebseinrichtung 18 zum Antreiben des Arms 17b
bei Schließ- und Öffnungsbewegungen, um den Stopfen
17c in einen geschlossenen Zustand in und gegen den
Rand der unteren Öffnung 12b und in einen geöffneten
Zustand, wie in Fig. 2 gezeigt, zu bringen.
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In dem in Fig. 1 gezeigten Zustand des Konverters 1
ist der Ausflußverschluß 17 in seinem geöffneten
Zustand, und der geschmolzene Stahl einer Hitze wird
durch das Gießloch 12 in die Gießpfanne 22, die direkt
unter dem Konvertergefäß 1 positioniert ist, gegossen.
Dann, während das Gießen weitergeht, wird die Menge
des geschmolzenen Stahls 3 in dem Gefäß 1 gering, und
die Schlacke 4 ist im Begriff, abgegeben zu werden. An
diesem Punkt, direkt bevor die Schlacke 4 abgegeben
wird, wird der Ablaß- oder Gießvorgang durch die
folgenden Verfahrensschritte (1) bis (4) gestoppt.
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(1) Die Tatsache, daß die Schlacke 4 in die Nähe
der oberen Öffnung 12a des Gießlochs 12 abgesunken
ist, wird detektiert. Zu diesem Zweck können der
geschmolzene Stahl 3 und die Schlacke 4 durch visuelle
Beobachtungen unterschieden werden, eine automatische
Feststellung kann jedoch durch irgendeinen der
verschiedenen bekannten Sensoren durchgeführt werden.
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(2) Das oben genannte Kühlmittel 19 wird
daraufhin durch die Verrohrung 13c und die Blasdüsenrohre
13b zugeführt und durch die Blasdüsen 13a in das
Konverterinnere geblasen. Als Kühlmittel 19 ist zum
Beispiel ein Kohlenwasserstoffgas, das sich bei hohen
Temperaturen zersetzt und während dieser Zersetzung
eine große Wärmemenge absorbiert und dadurch ein
großes Kühlvermögen besitzt, optimal.
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(3) Als Folge dieses Kühlvorgangs des
Kühlmittels 19 wird die Schlacke 4 (oder der geschmolzene
Stahl 3) in der Nähe der Blasdüsen 13a gekühlt und
verfestigt sich. Deswegen wird, wie in Fig. 3 gezeigt,
ein verfestigter Bereich 4a um die Blasdüsen 13a herum
und über die obere Öffnung 12a des Gießlochs 12
gebildet, wodurch die obere Öffnung 12a geschlossen und
Ausströmen des geschmolzenen Stahls 3 und der Schlacke
4 gestoppt wird.
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(4) Wenn der Ausfluß des geschmolzenen Stahls 3
und der Schlacke 4 durch das Gießloch 12 in der obigen
Art vollständig gestoppt worden ist, wird der
Ausflußverschluß 17 durch die Antriebseinrichtung 18 um einen
Winkel von ungefähr 180º in die Schließrichtung
gedreht, um dadurch den Öffnungsstopfen 17c in die
untere Öffnung 12b zu passen und das Gießloch 12 definitiv
zu schließen. Außerdem wird das Injizieren von
Kühlmittel 19 in den Konverter 1 gestoppt.
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Ein wichtiges Merkmal dieser Gießvorrichtung 11 ist,
daß, da der Fluß des geschmolzenen Stahls 3 in das
Gießloch 12 zunächst durch das Schließen der oberen
Öffnung 12a des Gießlochs 12 durch Kühlen und
Verfestigen der Schlacke 4 (oder des geschmolzenen Stahls
3) aufgrund der Injektion des Kühlmittels 19 gestoppt
wird, der Öffnungsstopfen 17 selbst nicht benötigt
wird, um den Ausfluß des geschmolzenen Stahls 3 oder
der Schlacke 4 durch direkten Kontakt abzusperren. Aus
diesem Grund ist eine Beschädigung des
Öffnungsstopfens 17c sehr selten und gering.
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Nachdem der in dem Konverter 1 behandelte geschmolzene
Stahl 3 ausgegossen wurde und die Gießvorrichtung 11
betätigt wurde, um den Ausfluß zu stoppen, wird die
Gießpfanne 22, in die der geschmolzene Stahl gegossen
wurde, zu der nachfolgenden Verarbeitung
wegtransportiert, und der Konverter 1 wird umgedreht, um die
Schlacke 4 in dem Konverter 1 durch seinen Schlund
bzw. obere Öffnung 1b abzulassen. Dann wird der
Konverter 1 in seinen auf rechten Zustand zurückgedreht
und die nächste Charge geschmolzenen Eisens 3b in dem
Konverter 1 zum Frischen aufgenommen. Die
Arbeitsschritte vom Frischen des geschmolzenen Eisens 3b, das
auf diese Art in den Konverter 1 aufgenommen wurde,
bis zum Ausgießen aus diesem sind die folgenden.
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a. Von einem Augenblick an, unmittelbar bevor
das geschmolzene Eisen 3b in den Konverter 1
aufgenommen wird, wird ein inertes (inaktives) Gas 20 durch
die Verrohrung 13c, die Blasdüsenrohre 13b und die
Blasdüsen 13a in den Konverter 1 geblasen. Der Zweck
davon ist, Schmelzen und Beschädigen der Blasdüsen 13a
und das Hineinfließen von geschmolzenem Eisen 3b (oder
geschmolzenem Stahl 3) in die Blasdüsen 13a zu
verhindern und das geschmolzene Eisen 3b in dem Konverter 1
mittels des inerten Gases zu bewegen und dadurch das
Frischen zu fördern. Es ist wünschenswert, daß dieses
Einblasen dieses Gases durchgehend von unmittelbar vor
dem Zuführen des geschmolzenen Eisens 3b in den
Konverter 1 bis zum Ende des Ausgießens des gefrischten
geschmolzenen Stahls 3 durchgeführt wird.
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Als inertes Gas 20 wird üblicherweise Argongas
verwendet, aber abhängig von der Art des zu frischenden
Stahls kann auch Stickstoffgas verwendet werden oder
kann das oben genannte Kohlenwasserstoff-Kühlgas in
einer geringen Menge eingeblasen werden.
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b. Nachdem das geschmolzene Eisen 3b in den
Konverter 1 gefüllt wurde, wird das Frischen mit einer
bekannten hängenden Sauerstofflanze 21 durchgeführt.
In dieser Zeit ergeben sich die folgenden
Veränderungen in der Nähe des Gießlochs 12. Der verfestigte
Bereich, der in dem oben beschriebenen Arbeitsschritt 3
um und über die obere Öffnung 12a des Gießlochs 12
gebildet wurde, wird durch die Rest-Hitze des
geschmolzenen Eisens 3b während des Einfüllens in den
Konverter 1 geschmolzen und nimmt einen geschmolzenen
Zustand an. Die obere Öffnung 12a wird dadurch
geöffnet,
und etwas geschmolzenes Eisen 3b fließt in die
obere Öffnung 12a und erreicht den Öffnungsstopfen 17c
am Boden des Gießlochs 12.
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Da jedoch dieses geschmolzene Eisen 3b in der Nähe des
unteren Endes 12b des Gießlochs 12 dort überall von
feuerfestem Material umgeben ist und durch den
Öffnungsstopfen 17c gekühlt wird, wird es sofort gekühlt
und verfestigt sich, wodurch eine verfestigte Schicht
3a, wie in Fig. 4 gezeigt, gebildet wird. Folglich
wird der Öffnungsstopfen 17c von dieser verfestigten
Schicht 3a bedeckt und ist damit an direktem Kontakt
mit dem geschmolzenen Eisen 3b (oder geschmolzenen
Stahl 3) im geschmolzenen Zustand (bei einer hohen
Temperatur) gehindert. Demzufolge wird
Hitzebeschädigung des Öffnungsstopfens 17c auf einem Minimum
gehalten.
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c. Nach Beendigung des Frischens im Konverter 1
wird der Ausflußverschluß 17 durch die
Antriebsvorrichtung 18 betätigt, um um ungefähr 180º in die
Öffnungsrichtung zu schwenken. Folglich verliert die
verfestigte Schicht 3a, die in dem oben beabsichtigten
Schritt b gebildet wurde, ihre Hauptstütze und wird
sogleich durch den Druck des geschmolzenen Stahls 3 in
den Konverter 1 herausgedrängt, worauf der
geschmolzene Stahl 3 folgt und durch das Gießloch 12 in die
Gießpfanne 22 ausfließt. Der Gießschritt wird somit
gestartet.
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Bei einer bestimmten Betriebsart wird in diesem
Gießschritt zu einer Zeit, zu der eine große Menge von
geschmolzenem Stahl 3 in dem Konverter 1 verbleibt,
das Kühlmittel 19 in den Konverter durch die Blasdüsen
13a injiziert um dadurch die obere Öffnung 12a des
Gießlochs 12 zu schließen und das Gießen des
geschmolzenen Stahls 3 zu stoppen. Durch diesen Vorgang kann
geschmolzener Stahl 3 in einem Zustand, in dem er
überhaupt keine Schlacke 4 enthält, in die Gießpfanne
22 gegossen werden. Außerdem kann der geschmolzene
Stahl in Lose geteilt werden, die in eine Mehrzahl von
Gießpfannen (je in eine Gießpfanne) gegossen werden.
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Für den angenommenen Fall, daß sich geschmolzener
Stahl 3, der in das Gießloch 12 geflossen ist,
verfestigt und wächst, wodurch der geschmolzene Stahl,
selbst wenn der Öffnungsstopfen 17c geöffnet wird,
nicht ausgegossen werden kann, können Maßnahmen wie
die unten beschriebenen durchgeführt werden.
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1) Sauerstoffgas wird durch die Blasdüsen 13a
oder die hängende Sauerstofflanze 21 in den Konverter
1 geblasen, um eine Reaktion mit dem geschmolzenen
Stahl zu verursachen, und die sich daraus ergebende
Reaktionswärme wird benutzt, um die Temperatur des
geschmolzenen Stahls in der Nähe der oberen Öffnung
12a des Gießlochs 12 zu erhöhen und dadurch einen
Bereich der verfestigten Schicht 3a zu schmelzen. Dann
stößt der Druck des geschmolzenen Stahls 3 die
verfestigte Schicht 3a in dem Gießloch 12 aus.
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2) Von der Seite der unteren Öffnung 12b des
Gießlochs 12, das ist von der Außenseite, wird die
verfestigte Schicht 3a in dem Gießloch 12 mittels
einer Durchstoßeinrichtung, die eine mechanische
Einrichtung wie ein Bohrgerät aufweist, durchlocht, oder
eine Durchstoßeinrichtung ist an der Spitze der oben
erwähnten Lanze 21 angebracht, die dann gesenkt wird,
und die verfestigte Schicht 3a in dem Gießloch 12 wird
durch diese Durchstoßeinrichtung durchlocht, um das
Gießloch 12 zu öffnen und dadurch den geschmolzenen
Stahl 3 ausfließen zu lassen.
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Wenn der Konverter 1 umgedreht wird, um die darin
verbleibende Schlacke, wie vorstehend beschrieben,
abzugeben, wird der Ausflußverschluß 17 geöffnet, um im
voraus ein Material wie Sand 25 in das Gießloch 12 zu
packen, und dann wird sich, wenn der Ausflußverschluß
17, wie in Fig. 5 gezeigt, geschlossen bleibt, eine
verfestigte Schicht 3a nicht tief in dem Gießloch 12
bilden können, wodurch, wenn der Ausgußverschluß 17
danach geöffnet wird, der geschmolzene Stahl 3 zügig
gegossen werden kann.
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In einem anderen Beispiel der Gießvorrichtung dieser
Erfindung ist, wie in Fig. 6 gezeigt, eine
Schiebesperre 31 an der unteren Öffnung 12 des Gießlochs 12
anstelle des Ausflußverschlusses 17 des vorhergehenden
Beispiels verschiebbar angebracht. Diese Schiebesperre
31 wird durch eine Betätigungseinrichtung 32 bei
Öffnungs-/Schließbewegungen betätigt. Auch in diesem
Fall sperrt ein feuerfestes Teil 31a, das den größeren
Teil der Schiebesperre 31 bildet, den Fluß des
geschmolzenen Stahls 3 nicht direkt ab, wodurch die
Schiebesperre 31 eine lange Nutzungsdauer standhalten
kann. In Fig. 6 sind die Teile, die gleich oder
äquivalent zu entsprechenden Teilen in dem vorhergehenden
Beispiel sind, mit denselben Bezugsziffern
gekennzeichnet.
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In den beiden oben beschriebenen Beispielen der
Erfindung ist ein Kühlmechanismus 13 am Boden des
Konverters 1 vorgesehen, um ein Kühlmittel 19 dort
hineinzublasen. Als eine alternative Maßnahme ist es auch
möglich, die im vorhergehenden erwähnte hängende Lanze 21
in den Konverter 1 abzusenken und diese zu verwenden,
um das Kühlmittel 19 gegen den geschmolzenen Stahl 3
oder die Schlacke 4 in der Nähe der oberen Öffnung 12a
des Gießlochs 12 zu blasen, um dessen bzw. deren
Verfestigung zu verursachen und dadurch das Gießloch 12
zu schließen und das Gießen zu stoppen.
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Die Gießvorrichtung dieser Erfindung ist nicht auf
ihre Verwendung in einem Konverter vom Typ mit
Sauerstoffeinblasung
von oben beschränkt, wie oben
beschrieben, sondern kann auch bei Bessemer-Konvertern
des bodenblasenden Typs angewendet werden, bei dem der
Sauerstoff in das Innere durch den Konverterboden
geblasen wird. Darüber hinaus ist die Gießvorrichtung
gleichermaßen auch auf eine große Palette von Gefäßen
zum Aufnehmen geschmolzenen Metalls, wie
Metallmischer, Elektroöfen, Zwischenpfannen und verschiedene
Gießpfannen, anwendbar.
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Eine Gießvorrichtung der oben beschriebenen
Konstruktion und Betriebsweise nach dieser Erfindung schafft
die folgenden vorteilhaften Eigenschaften.
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(a) Im Vergleich mit herkömmlichen Gefäßen zum
Aufnehmen geschmolzenen Metalls, wie Bessemer-
Konverter, Metallmischer und Elektroöfen, die zum
Gießen des geschmolzenen Metalls aus ihren oberen
Ausgußöffnungen umgedreht werden, sind diejenigen Gefäße,
die mit der Gießvorrichtung nach dieser Erfindung
versehen sind, darin vorteilhaft, daß
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(a-1) sie nicht zum Ausgießen des geschmolzenen
Metalls umgedreht werden müssen, wodurch es nicht
nötig ist, Zeit zum Umdrehen des Gefäßes aufzuwenden,
und die Zyklus-Betriebszeit verkürzt wird;
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(a-2) es nicht nötig ist, die Temperatur des
geschmolzenen Metalls zu erniedrigen, da das
geschmolzene Metall die Teile niedrigerer Temperatur des
feuerfesten Materials des Gefäßes in dem oberen Teil des
Gefäßes, während das geschmolzene Material aus dem
Gefäß gegossen wird, nicht berührt;
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(a-3) der Erosionsbereich des feuerfesten
Materials infolge der Schlacke klein ist, weil sich der
Kontaktbereich der auf dem geschmolzenen Metall
schwimmenden Schlacke mit dem feuerfesten Material
nicht vergrößert, wodurch die Nutzungsdauer des
feuerfesten Gefäßmaterials verlängert wird;
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(a-4) die Arbeit des Schlackeabziehens bei einer
nachfolgenden Verarbeitung reduziert wird und
darüberhinaus die Menge des Metalls nicht verringert wird, da
während des Gießens fast kein Mischen der Schlacke in
das geschmolzene Metall vorkommt;
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(a-5) spezielle Ausrüstung ausschließlich zum
Gießen, wie Gefäßumdreheinrichtungen und Umdrehkäne, wie
sie für Metallmischer und einige Gießpfannen benötigt
werden, unnötig sind, wodurch die Konstruktion
vereinfacht wird; und
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(a-6) das Gefäß mit einer um seine Achse
symmetrischen Gestalt ausgeführt ist, da das Ausgießloch der
Erfindung in der Mitte des Gefäßbodens vorgesehen ist,
wodurch verschiedene Spannungskonzentrationsanteile,
die in der Behälterhaut (Hülle) und ähnlichen Teilen
sonst auftreten, während der Benutzung des Gefäßes
nicht auftreten, wodurch die Nutzungsdauer des Gefäßes
verlängert wird.
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Im Vergleich mit herkömmlichen Schmelze-
Gießvorrichtungen, bei denen mechanische Verschlüsse,
wie ein Öffnungsstopfen und eine Schiebesperre an dem
Gießloch im Boden des Gefäßes, wie eine Gießpfanne
oder eine Zwischenpfanne, vorgesehen sind und die das
Gießen des geschmolzenen Metalls nur durch das Öffnen
und Schließen dieser Verschlüsse ausführen, ist eine
Gießvorrichtung dieser Erfindung darin vorteilhaft,
daß, da das feuerfeste Material, das den größeren Teil
des Absperrteils zum Öffnen/Schließen bildet, wie der
Öffnungsstopfen oder die Schiebesperre, das Ausfließen
des geschmolzenen Metalls nicht direkt absperrt, wenn
das Gießen gestoppt werden soll, Beschädigung und
Abnutzung des Absperrteils zum Öffnen/Schließen
außerordentlich
reduziert werden, wodurch die Nutzungsdauer
der Gießvorrichtung extrem lang wird. Aus diesem Grund
wird die Häufigkeit, mit der das Absperrteil zum
Öffnen/Schließen und sein feuerfestes Material ersetzt
werden, verringert und werden die Betriebskosten
dadurch ebenfalls erniedrigt.