DE4009291A1

DE4009291A1 - Verfahren und vorrichtung zum abstechen von stahl

Info

Publication number: DE4009291A1
Application number: DE4009291A
Authority: DE
Inventors: Hugo Todzy
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1990-03-20
Filing date: 1990-03-20
Publication date: 1991-09-26
Also published as: DE4009291C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abstechen von Stahl aus einem metallurgischen Schmelzaggregat und die dazu erforderliche Vorrichtung gemäß der in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 4 angegebenen Merkmale.

Beim Abstechen von Stahlschmelze aus einem Schmelzaggregat ist der Gießstrahl auf seinem Weg vom Abstichloch bis zum sich in einem Aufnahmegefäß sammelnden Metallbad atmosphärischen Einflüssen ausgesetzt. In unerwünschter Weise kühlt der Flüssigstahl dabei ab, außerdem reoxidiert er und nimmt Stickstoff auf. Gleichzeitig entwickelt sich Rauch, so daß die Umwelt durch Staub belästigt wird. Darüber hinaus kommt es während des Abstichvorganges zu Verunreinigungen des Stahls durch das Mitreißen von Schlacke, insbesondere während der letzten Phase des Abstichs.

Aus der DE-PS 33 21 576 ist bekannt, während des Abstechens eines mit exzentrischem Bodenabstich versehenen Schmelzofens diesen bis maximal 12 Grad zur Aufrechterhaltung einer Schmelzbadtiefe 200 mm kippend zu bewegen. Bei dieser Abstichtechnik ist ein hoher elektrischer und hydraulischer Steuerungs- und Antriebsaufwand erforderlich, die Kippbewegung des Schmelzofens durchzuführen.

Aus der DE-PS 34 27 086 ist ein metallurgisches Gefäß zur Erzeugung und/oder Behandlung von Stahlschmelzen bekannt, mit einem Hitzeschild und einer um den Hitzeschild gelegenen Absaughaube. Eine solche Abdeckung ist weder vom Gewicht noch vom konstruktiven Aufbau her geeignet, zwischen einer Pfanne und einem Schmelzaggregat installiert zu werden und während des Abstichs den Gießstrahl gegen die Umgebung abzuschirmen.

Aus der EP-PS 01 71 658 ist ein keramisches Rohr bekannt, welches zur Verlängerung der Abstichöffnung eines Schmelzaggregates in der Öffnungsstellung der Verschlußplatte zum Bodenabstich hin verschwenkbar ist. In nachteiliger Weise ist das keramische Rohr erst nach dem Öffnen der Verschlußplatte in seine Arbeitsstellung verschwenkbar, so daß es während des Schwenkens sowohl hin wie zurück durch den Gießstrahl geführt werden muß. Darüber hinaus ist es nicht gasdicht an der Unterseite des Schmelzaggregates anbringbar, und es endet oberhalb der Oberkante des Aufnahmegefäßes. Der Gießstrahl wird somit nur zu einem geringen Teil gegen atmosphärische Einflüsse geschützt. Die geringe Länge des Rohres hat kaum Einfluß auf den Temperaturabfall der Schmelze während des Abgießens. Für das Aufnahmegefäß ist ein gesonderter Deckel vorgesehen. Für diesen Deckel ist ein gesondertes Hubelement vorzusehen, um den Deckel für die nachfolgenden Prozesse nach dem Abstich zu entfernen und für einen folgenden Abstich erneut aufzulegen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren und die dazu erforderliche Vorrichtung zu finden, mit einfachen Mitteln und geringem Aufwand gegenüber bekannten Verfahren die Reinheit des Stahls zu vergrößern, die Abstichverluste zu verringern, Zeitabläufe zu verkürzen, weitere Betriebskosteneinsparungen zu erreichen und die Umwelt weniger zu belasten.

Diese Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den restlichen Patentansprüchen dargelegt.

Bereits von dem Zeitpunkt des Abzugs der Schlacke an wird die Schmelze unter Berücksichtigung höchster Qualitätsanforderungen behandelt. Das Schmelzaggregat wird nach Schmelzende auf einen Abschlackwinkel von maximal 6 Grad nach hinten gekippt. Bei dieser Kippstellung wird ein im Bereich des Bodenabstichs zugeordnetes rohrförmiges Element ausreichend weit angehoben, um ein Aufnahmegefäß, in der Regel eine Pfanne, mit großem Sicherheitsabstand unter das Schmelzaggregat stellen zu können.

Nach dem Abzug der Schlacke wird das Schmelzaggregat ohne Unterbrechung in den Abstichwinkel von je nach Prozeßweise maximal 6 bis 10 Grad nach vorne gekippt. Das Schmelzbad wird dabei äußerst ruhig gehalten, so daß eine exakte Trennung von Schlacke und Schmelze zu verzeichnen ist. Durch das exakte und reproduzierbare Kippen in die Abstichstellung wird das erfindungsgemäße Rohrelement in einen definierten Abstand zum Aufnahmegefäß gebracht. Zur Unterseite des Schmelzaggregates hin ist oder wird, je nach Ausführungsform, das Rohrelement gasdicht verbunden. Der Stahl kann somit nach Öffnen der Abstichöffnung in einen gegen Umwelteinflüsse abgesperrten Raum abgestochen werden. Dieser Raum verhindert nicht nur ein zu großes Absinken der Temperatur der Schmelze beim Abstich, er kann auch vor dem Abstich durch die Einleitung warmer Gase, beispielsweise Rauchgase vorgewärmt werden. Darüber hinaus kann dadurch ebenfalls bereits vor Abstichbeginn der Raum inertisiert werden. Während des Abstichs wird der Raum oberhalb der sich im Aufnahmegefäß sammelnden Schmelze durch den deckelförmigen Teil des Rohrelementes angeordnete Entstaubungsvorrichtung unter leichtem Überdruck gehalten. Beim Einfüllen der Schmelze in das Aufnahmegefäß wird durch den Rauch der Sauerstoff im Freiraum des Aufnahmegefäßes vom Schmelzbad ferngehalten, gleichzeitig kann durch den Überdruck kein Luftsauerstoff von außen in den Innenraum gelangen. Die Druckverhältnisse im Bereich des Aufnahmegefäßes werden dabei so eingestellt, daß eine effektvolle Staubentlastung der Stahlwerkshalle erreicht wird.

Im folgenden sind die Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 das Schmelzaggregat in Arbeitsstellung, Abschirmung mit Sandtasse,

Fig. 2 wie Fig. 1, aber in Abstichstellung,

Fig. 3 das Schmelzaggregat in Abstichstellung, Abschirmung mit Kompensator.

In den Fig. 1 bis 3 weist das Schmelzaggregat 10 den Bodenabstich 11 mit dem Absperrorgan 14 auf. Das Schmelzaggregat 10 ruht auf dem Fundament 40.

Unter das Schmelzaggregat 10 ist ein Aufnahmegefäß 30 bringbar. Das mit Feuerfestmaterial ausgekleidete Aufnahmegefäß 30 besitzt an seinem oberen Rand einen Kragen 31.

In den Fig. 1 und 2 ist auf dem Fundament 40 ein Bock 41 vorgesehen. Unterhalb des Schmelzaggregats 10 ist eine Begrenzung 15 angeordnet. Gegen die Begrenzung 15 oder den Bock 41 ist ein an der Unterseite 12 des Schmelzaggregates 10 ein kippbar beweglicher Hebel 25 angeordnet.

Im Bereich des Bodenabstichs 11 ist am Hebel 25 ein rohrförmiges Element 20 angeordnet. Das rohrförmige Element 20 weist ein Rohrteil 21 sowie ein Deckelteil 22 auf. Der Deckelteil 22 besitzt einen Ring 23 mit einem Durchmesser, der größer ist als der Durchmesser des Kragens 31 des Aufnahmegefäßes 30. An der Mündung des dem Bodenabstich 11 zugeneigten Ende des Rohrteils 31 ist eine Sandtasse 24 angeordnet, die mit einem an der Unterseite des Schmelzaggregates angeordneten Dichtring 13 in dichtende Verbindung gebracht werden kann.

An dem rohrförmigen Element 20 ist eine Absaugung 50 vorgesehen, die eine Absaugleitung 51 und ein Absaugaggregat 52 aufweist.

In der Fig. 1 befindet sich das Schmelzaggregat 10 in Arbeitsstellung. Der Abstand zwischen der Unterkante des Dichtringes 13 und der Oberkante des Aufnahmegefäßes 30 ist größer als die Bauhöhe des Rohrteils 20. In der Abschlackstellung, wenn das Schmelzaggregat nach hinten - bezogen auf den Bodenabstich 11 - gekippt ist, liegt ein noch größerer Abstand zum Einbringen des Rohrteils 20 vor. Die Abmessungen des Hebels und der Begrenzung 15 ist in der Weise bemessen, daß in dieser Stellung das rohrförmige Element 20 frei hängt und unterhalb des Ringes 23 des Deckelteils 22 ein Freiraum besteht, in den ohne Behinderung ein Aufnahmegefäß eingebracht werden kann.

In der Fig. 2 befindet sich das Schmelzaggregat 10 in Abstichstellung, es ist dabei 6 Grad bzw. je nach Prozeßweise maximal 10 Grad nach vorne geneigt. In dieser Position des Schmelzaggregates 10 taucht der Dichtring 13 in die Sandtasse 24 ein und stellt eine gasdichte Verbindung zwischen dem Abstich 11 und dem Aufnahmegefäß 30 her. Der Hebel 25 lehnt sich in dieser Stellung auf dem Bock 41 ab. Dabei sind die Abmessungen des Deckelteils 22 und des Ringes 23 so gewählt, daß das rohrförmige Element nicht auf dem Kragen 31 aufliegt.

In der Fig. 3 ist wie in der Fig. 2 das Schmelzaggregat 10 in seiner Abstichstellung aufgeführt. Das rohrförmige Element 20 weist hierbei ein Deckelteil 22 auf, das über Zugelemente 27 an der Unterseite 12 des Schmelzaggregates 10 aufgehängt ist und mittels eines Kompensators 26 gasdicht mit dem Schmelzaggregat 10 verbunden ist.

An der dem Aufnahmegefäß 30 zugewandten Seite sind am Deckelteil 22 Distanzhalter 28 vorgesehen, die während der Abstichstellung auf dem Kragen 31 des Aufnahmegefäßes 30 aufliegen. Am Deckelteil 22 sind in dem Bereich zwischen dem Ring 23 und dem Distanzhalter 28 Öffnungen vorgesehen, die einen Zutritt zu der Absaugleitung 51 der Absaugung 50 ermöglichen.

Claims

1. Verfahren zum Abstechen von Stahl aus einem metallurgischen Schmelzaggregat, bei dem nach dem Fertigschmelzen des Stahls Schlacke abgezogen wird, daran anschließend zum senkrechten Abstechen der Schmelze ein Verschlußorgan geöffnet und der Gießstrahl in ein Aufnahmegefäß gelenkt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß das Schmelzaggregat vor dem Stahlabstich in eine Kippstellung von 6 bis 10 Grad gebracht wird,
daß anschließend das Schmelzgut durch eine Abstichöffnung abgelassen wird,
daß oberhalb des Gießstrahls im Schmelzgefäß eine Badtiefe nicht unterschritten wird, bei der durch den Abstichstrudel Schlacke mitgerissen wird,
daß der Gießstrahl des Schmelzgutes nach Verlassen des Schmelzgefäßes durch die Abstichöffnung in einem Aufnahmegefäß in inerter Atmosphäre aufgefangen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die inerte Atmosphäre im Aufnahmegefäß unter Überdruck gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Inertisieren der Atmosphäre im Aufnahmegefäß durch Rauchgase bewirkt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem kippbaren, einem einen verschließbaren exzentrisch angeordneten Bodenabstich aufweisenden metallurgischen Schmelzaggregat, unter das ein Aufnahmegefäß anstellbar ist, und einem zwischen der Unterseite des Schmelzaggregates im Bereich des Bodenabstichs und der Oberkante des Aufnahmegefäßes bringbarem rohrförmigem Element, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Element (20) gasdicht an die Unterseite (12) des Schmelzaggregates (10) anlehnbar ist und eine Länge aufweist, die in einer Lage von 0 Grad bis zu einer 6 Grad rückgekippten Lage des Schmelzaggregates (10) ein Anstellen des Aufnahmegefäßes (30) in die Gießstellung zuläßt und daß der dem Aufnahmegefäß (30) zugewandte Teil des rohrförmigen Elementes (20) eine deckelförmige (22) Gestalt hat mit einem dem Aufnahmegefäß (30) entsprechenden Durchmesser (D).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckelteil (22) des rohrförmigen Elementes (20) an seinem äußeren Rand einen zylindrischen Ring (23) aufweist mit einem Durchmesser (D), der größer ist als der Durchmesser (d) des Kragens (31) des Aufnahmegefäßes (30).

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Schmelzaggregat (10) zugewandte Mündung (21) des rohrförmigen Elements (20) als Sandtasse (24) ausgebildet ist und daß an der Unterseite (12) des Schmelzaggregates (10) ein der Sandtasse (24) entsprechender Dichtring (13) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Element (20) über Hebel (25) mit dem Schmelzaggregat (10) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel (25) von an der Unterseite (12) des Schmelzaggregates (10) vorgesehenen Begrenzungen beim Rückkippen derart bewegt werden, daß das rohrförmige Element (20) so weit angehoben wird, daß ein Aufnahmegefäß (30) unter das Schmelzaggregat (10) gestellt werden kann.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel (25) auf am Fundament (40) vorgesehenen Böcken (41) in der Weise auflegbar sind, daß das rohrförmige Element (20) in einem Abstand zwischen 3 bis 15 cm oberhalb des Kragens (31) des Aufnahmegefäßes (30) gehalten werden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Element (20) durch einen Kompensator (26) mit der Unterseite (12) des Schmelzaggregates (10) gasdicht verbunden ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensator (26) einen Innendurchmesser (A) besitzt, der größer ist als der für die Bewegung des Abstich-Absperrorgans erforderliche Freiraumdurchmesser (a).

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Element (20) über Zugelemente (27) an der Unterseite des Schmelzaggregates (10) befestigt ist, die eine Länge (L) aufweisen, das in der rückwärtig um 6 Grad gekippten Lage des Schmelzaggregates (10) ein Aufnahmegefäß (30) anstellbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckelteil (22) über Distanzhalter (28) auf den Kragen (31) des Aufnahmegefäßes (30) beabstandet auflegbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Rand des Deckelteils (22) Öffnungen (29) zum Anschluß einer Absaugleitung (51) vorgesehen sind.