DE4036775A1

DE4036775A1 - Durchflusssicherer anguss bei metallurgischen gefaessen durch den einsatz von anpassungsfaehigen schiebersandfuellkoerpern

Info

Publication number: DE4036775A1
Application number: DE19904036775
Authority: DE
Inventors: Manfred Guenther
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-08-24
Filing date: 1990-11-15
Publication date: 1992-02-27
Also published as: DE9106699U1; DD301654A5; DE4039477A1; CS241991A3

Description

a) Titel der Erfindung

Durchflußsicherer Anguß bei metallurgischen Gefäßen durch den Einsatz von anpassungsfähigen Schiebersandfüllkörpern.

b) Anwendungsgebiet der Erfindung

Einsatz von mit Schiebersand gefüllten Metallkörpern im Gießkanal von metallurgischen Gefäßen mit Schiebersystemen, insbesondere bei Stahlgießpfannen anwendbar.

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der Verwendung von Stahlgieß- und/oder Behandlungspfannen mit Schieberverschlüssen kommt es vor allem darauf an, daß der flüssige Stahl beim Füllen der Pfanne nicht in den Gießkanal oberhalb der Schieberplatte gelangt und dort erstarrt. Um diesen Umstand zu verhindern, sind eine Vielzahl von Lösungen bekannt. Die am weitesten verbreitete und angewandte Methode ist, den Gießkanal von oben zu füllen.

Die Praxis zeigt jedoch, daß bei diesem Verfahren nicht immer der gewünschte Erfolg erreicht wird. (Ca. 30% der Chargen müssen mit Sauerstoff aufgebrannt werden.)

1. Gemäß DD-AP 1 17 379 ist eine Lösung bekannt, bei der durch Einsatz einer Patrone in den Gießkanal der Pfanne ein Aufbrennen vermieden werden soll. Die Patrone ist mit einem durch einen Brennstoff angereicherten Füllstoff gefüllt und besteht aus einem unter Gießbedingungen zerstörbarem Material.
Als Füllstoff wird dabei ein Gemisch aus einem feuerfesten und exothermen Material verwendet oder eine schichtenweise Einlagerung dieser Materialien vorgenommen. Das Prinzip dieser Lösung besteht darin, durch eine exotherme Reaktion des Füllmaterials den Gießkanal vor Verstopfungen beim Öffnen des Schiebers zu schützen.
Gemäß der Modifikation der Erfindung kann der Kohlenstoffanteil im Füllstoff auch weggelassen werden.
Bleibt die Schmelze längere Zeit in der Pfanne, ist bei einer derartigen Ausführung, wie bei der Verwendung von Schiebersand eine starke Sinterschichtbildung zu erwarten. Die Patrone aber kann nicht fest im Gießkanal eingepreßt sein, da dieser dem Verschleiß unterworfen ist und somit immer eine Fuge vorhanden ist.
Da die Papphülse nicht sofort verbrennt, besteht die Gefahr, daß beim Abstich der Pfanne die bestehende Fuge zwischen Gießkanal und Patrone durch den Flüssigstahl gefüllt wird und dann dort erstarrt.
Aufbrennen ist die Folge.
2. In der DD-EB 2 49 651 wird eine Freilaufsicherung für metallurgische Gefäße mit Schieberverschluß beschrieben, bei der vor dem Füllen des Gefäßes mit schmelzflüssigem Material, Schiebersande mit unterschiedlicher Sintertemperatur in den Gießkanal (in den Schiebersandfüllkörper) eingebracht werden, die vorzugsweise voneinander räumlich getrennt eingelagert sind und durch eine Metallscheibe zum Gefäßinneren hin gegen Ausspülen gesichert sind.
Das Verhältnis Herstellungsaufwand zum Nutzen ist nicht vertretbar; z. B. die Beschaffung der verschiedenen Schiebersandsorten. Aber auch der große Herstellungsaufwand aufgrund der vielen Zwischenarbeitsgänge ist unökono misch.
Bei den durchgeführten Versuchen wurde jeweils ein Sack Schiebersand (15,-kg) zusätzlich hinzugegeben, das ist also unwirtschaftlich.
3. In der DD-EB 2 80 270 wird eine Schieberhülse für metallurgische Gefäße beschrieben, die insbesondere im Bereich des Gießkanals unabhängig von dessen Zustand und Verschleiß in ihrem Durchmesser kleiner ist als dieser und zur Gießkanalwandung weisende Distanzstücke auf der Hülsenaußenmantelfläche mit schlitzförmigen Verfüllöffnungen der Mantelfläche innerhalb des Gießkanals mit Papier o. ä. hitzeempfindlichen Materialien abgedeckt ist.
Bei dieser Erfindung besteht die Hülse aus einem dicken Pappmaterial, das bis zum Abstich nicht zerstört wird, so daß:
- - der Flüssigstahl in die verschieden großen Gieß kanalfugen eindringt, sich dort eventuell in die Pappwandung einfrißt und beim Anguß verstopfend wirkt.
- - der Gießkanal durch die dicke Pappröhrenwand im Querschnitt kleiner wird und der Gießprozeß behindert wird.
- - der Schiebersand nur zu einem bestimmten Betrag durch die Längsschlitze in die Fuge eindringt. Bei größerem Gießkanalverschleiß liegt der Schiebersandspiegel sehr tief, so daß durch die obere Papphülsenöffnung der Flüssigstahl in den Innenraum der Hülse eindringt und es zur Stahlpfropfenbildung kommen kann.
- - die seitlich am Hülsenkörper angebrachten Distanzklötze den Anguß verhindern können, durch Blockieren an der verbärten Gießkanalwandung.
Auch hier ist das Verhältnis Aufwand zum Nutzen anzuzweifeln; zumal nicht immer genügend leere Meßlanzenleerhülsen vorrätig vorhanden sind.
Die Funktionstüchtigkeit dieser Hülsen wurde nicht be wiesen.
4. In der DE-EB 24 53 245 wird eine zum Ausguß geöffnete Stahltasse in den Ausgußkanal eines metallurgischen Gefäßes gesteckt, welche mit einer FF-Masse als Schutzschicht bestrichen ist. Da die Mulde nicht mit Schiebersand ausgefüllt ist, kann es im Bereich des Gießkanals zur Sumpfbildung kommen. Das bedeutet Aufbrennen der Pfanne; somit ist keine Verbesserung des bisherigen Zustandes erreicht.

d) Ziel der Erfindung

Folgende Ziele sollen durch diese Erfindung erreicht werden:

- störungsfreier Anguß mit Schattenrohr bei metallurgischen Gefäßen mit Schieberverschluß, unabhängig vom Verschleiß des Gießkanals.
- Sparsamer Schiebersandverbrauch, das heißt optimale Ver brauchsmengen entsprechend der Gießkanalvolumina, das entspricht etwa 25% vom jetzigen Schiebersandverbrauch.
- Verhinderung des Eindringens von Flüssigschlacke bzw. Schlackeresten der Pfanne.
- kein zusätzliches Kippen der Stahlpfannen, d. h. Energie- und Zeitsparen durch weniger Kranspiele.
- kein Aufbrennen der metallurgischen Gefäße mit Sauerstoff, das heißt Einsparung von Sauerstoff.
- keine Qualitätsminderung des Stahles durch Angießen mit Schattenrohr.

e) Darlegung des Wesens der Erfindung

Das Besondere an dieser Erfindung ist, daß ein mit Schiebersand gefüllter Metallkörper entwickelt wurde, der es ermöglicht, in den Schieberverschluß einer liegenden Gießpfanne eingesetzt zu werden, ohne vor dem Aufrichten der Pfanne schon vorher Sand zu verlieren; und der durch seine Funktionstüchtigkeit den jeweiligen Verschleißzustand der Ausgußöffnung des Gefäßes ausgleichen kann und einen sicheren Anguß ermöglicht. Die Erfindung besteht im Wesentlichen darin, daß aus einer dünnwandigen Metallfläche eine offen Hülse geformt wird, die das 2,5fache der Körperlänge eines jeweiligen Gießkanals besitzt, bei der längsdurchgängig ein Spalt von einer Breite eines Zehntels vom Durchmesser des Gießkanals vorhanden ist. Dieser Längsspalt wird mit einem durch Wärmeeinwirkung leicht zerstörbarem Material abgedeckt.

Die Stirnplatte, die zum Innenraum z. B. einer Gießpfanne zeigt, besteht aus einem hitzebeständigen Material und dient zum Einen als Hitzeschild und zum Anderen als Wandung gegen Ausströmen von Schiebersand in den Pfanneninnenraum.

Die zur Schieberplatte gerichtete Seite ist mit einem leicht durch Wärme zerstörbaren Material verschlossen.

Beim Einsatz des Körpers in eine liegende Pfanne wird der nach oben zeigende Längsspalt durch Wärmeeinwirkung frei, so daß das zur offenen Hülse geformte Flächenmaterial sich seitlich ausdehnt und der Schiebersand wie eine Schaufel gehalten wird.

Beim Aufrichten der Pfanne werden die freien Räume zwischen Schieberhülsenkörper und Gießkanalwandung sowie der Muldenraum über der Oberhülse optimal durch das Ausströmen des Schiebersands aus dem Längsspalt nach einer definierten Verweilzeit ausgefüllt.

Der leer zurückbleibende Metallkörper verhindert beim Abstich, daß der ankommende Flüssigstahl die obere Schiebersandmenge in dem fast leeren Hülsenteil wegspülen kann.

Nach wenigen Sekungen wird der Metallkörper zerstört und der erwünschte Effekt, ein mit Schiebersand satt gefüllter Ausgußkanal mit einer gewollten Sinterschicht, ist erreicht.

f) Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Dazu zeigt

Fig. 1 Aufbau des Hülsenfüllkörpers

Fig. 2 Hülsenfüllkörper in horizontaler Lage im Schieberkanal, mit geöffnetem Längs spalt

Fig. 3 Hülsenfüllkörper in senkrechter Lage im Schieberkanal, in Funktion

Beispiel

Eine Freilaufsicherung für Schieberpfannen mit Schieberverschluß besteht aus einem dünnwandigen, zu einer offenen Hülse (1) geformten Hohlkörper, der mit Schiebersand gefüllt ist. Der im Inneren dieses Körpers befindliche Schiebersand (5) ist über seine natürliche Schüttdichte verdichtet.

Der in einem Ausgußkanal liegende Füllkörper besitzt einen durchgehenden Längsspalt (6), der sich auf der Oberseite befindet und den Sand (5) wie in einer Schaufel hält.

Die zum Pfanneninnenraum zeigende Stirnseite besitzt ein Hitzeschutzschild (2) aus asbestfreiem Material und verhindert gleichzeitig bei liegender Pfanne ein Ausströmen des Schiebersandes (5) in den Pfanneninnenraum.

Die Gegenseite ist mit einem leicht zerstörbaren Material (3) verschlossen, das hitzeempfindlich ist.

Der Längsspalt ist auch mit einem durch Wärmeeinwirkung zerstörbaren Material (4) bedeckt, das nach einer bestimmten Ver weilzeit verbrennt.

Vor dem Abstich (Befüllen der Pfanne mit Flüssigstahl) wird diese in die horizontale Lage gebracht; der Schiebersandfüllkörper in den Ausgußkanal mittels eines Hilfsgestänges hineingeschoben und der Schieber hydraulisch geschlossen. Beim Hineinschieben der Hülse zeigt der verklebte Längsspalt (6) nach oben und die Hitzeschutzscheibe (2) nach vorn. Während des Aufrichtens der erwärmten Pfanne in die senkrechte Lage sind durch hohe Wärmeeinwirkungen alle leichtbrennbaren Materialien verbrannt und der Schiebersand (5) rieselt aus dem Längsspalt (6) um den Gießkanal vollständig auszufüllen. Der 2,5fach längere Zylinderteil, der in das Pfanneninnere hineinragt, ist so dimensioniert, daß selbst bei starkem Gießkanalverschleiß dessen vollständige Ausfüllung mit Schiebersand (5) garantiert wird.

Ein besonderer Fall tritt dann ein, wenn beim Befüllen der Pfanne mit Flüssigstahl der hochstehende Füllkörper im Ausgußbereich wie ein Hindernis wirkt und somit ein Wegspülen des Schiebersandes verhindert wird. Im Anschluß geht der übriggebliebene Metallkörper in Lösung.

Claims

1. Freilaufsicherung für metallurgische Gefäße mit Schieberverschluß, insbesondere bei der Stahlherstellung, die im Bereich des Gießkanals unabhängig von dessen Zustand und Verschleiß in ihrem Durchmesser kleiner ist als dieser und aus einem metallischen Hohlzylinder, der mit Schiebersand gefüllt ist, besteht, dadurch gekennzeichnet, daß

- der metallische Hohlzylinder aus einer dünnwandigen Metallfläche zu einer offenen Hülse (1) geformt ist;
- somit ein Längsspalt (6) von einem Zehntel des jeweiligen Durchmessers einer Hülse entsteht;
- dieser Längsspalt (6) mit einem hitzeempfindlichen Klebematerial abgedeckt und somit der Hohlzylinder geschlossen ist;
- sich ein Hitzeschutzschild (2) auf der Stirnseite des zum metallurgischen Gefäßinnenraumes befindet und durch den umgebürtelten Metallflächenrand gehalten wird.
- die zur Schieberplatte gerichtete Seite mit einer dünnen Folie (3) verschlossen ist.

2. Freilaufsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schiebersandfüllkörper, wenn er bündig mit dem Pfannenboden abschließt, um das 2,5fache in den Pfanneninnenraum hineinragt.

3. Freilaufsicherung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Schiebersandvolumen (5) dem notwendigen Raumvolumen des kompletten Gießkanals, einschließlich Fuge (7) und (8) entspricht.

4. Freilaufsicherung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der im Füllkörper (1) enthaltene Schiebersand (5) über seine natürliche Schüttdichte verdichtet ist.

5. Freilaufsicherung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hitzeschutzschild (2) aus einer asbestfreien Isolierplatte besteht.

6. Freilaufsicherung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einwirkung von Wärme der sich in horizontaler Lage befindliche Füllkörper den Schiebesand wie in einer Schaufel hält.

7. Freilaufsicherung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beim Umschwenken des metallurgischen Gefäßes in die Senkrechte die freien Räume (7) und (8) optimal durch Ausströmen des Schiebersandes (5) nach einer bestimmten Verweilzeit abhängig von der Längsspaltöffnung (6) ausgefüllt werden, so daß ein Restbestand an Schiebersand (5) in dem Hülsenkörper (1) in Höhe des Schüttwalls verbleibt.

8. Freilaufsicherung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der leere, in den Pfanneninnenraum ragende Hülsenkörper beim Abstich den ankommenden Flüssigstahl zunächst bremst und somit der vor der Hülse (1) befindliche Schiebersandwall (5) nicht weggespült, sondern ein bestimmter Sandberg (5) um den Hülsenkörper geschoben wird.

9. Freilaufsicherung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigstahl in den Längsspalt (6) der Hülse (1) eindringt und beim Auflösen der Hülse (1) den Restbestand an Schiebersand (5) auf der Mulde (8) des Ausgangskanals ver teilt.

10. Freilaufsicherung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der komplette Schiebersandfüllkörper (1) kurz vor dem Aufrichten des aufgeheizten, metallurgischen Gefäßes durch die Ausgußöffnung des Schiebers mittels Gestänge geschoben wird.