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Verfahren und Vorrichtungen zur Ausscheidung von Desoxydationsschlacken
aus unberuhigt vergossenem Stahl Es ist von dem Erfinder vorgeschlagen worden, beim
Gießen von ohne verlorenen Kopf gegossenen Rohblöcken aus unberuhigtem Stahl durch
einen auf die Kokille aufgesetzten Strahlungsschutz den Wärmeverlust des flüssigen
Stahls am oberen Blockende zu verringern und so für das Aufsteigen der sich aus
dem flüssigen Stahl abscheidenden Desoxydationsschlacke günstigere Bedingungen zu
schaffen. Die Anwendung und Wirkung eines solchen Strahlungsschutzes ist aber naturgemäß
in dem Augenblick beendet, in dem er von der Kokille wieder abgenommen «erden muß,
damit die Kokille selbst von dem Block abgezogen und letzterer mit noch flüssigem
Kern in die Ausgleichgrube gesetzt werden kann. Noch nicht beendet ist aber zu diesem
Zeitpunkt der Vorgang der Schlackenausscheidung aus dem flüssigen Blockkern. Infolgedessen
kann die mit dem Strahlungsschutz nachweislich erzielte günstige Wirkung nur dann
völlig befriedigend sein, wenn auch in dem Zeitraum vom Abziehen der Kokille bis
zur vollkommen beendeten Erstarrung solche Bedingungen obwalten, daß die im flüssigen
Blockkern befindlichen Schlacken (Desoxydations- bzw. Blockschaumschlacke) so weit
nach oben gelangen können, daß sie sich zum Schluß im Bereich des normalen Schrottendes
befinden. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die Erstarrung des flüssigen Blockkerns
im Sinne eines Voreilens der Erstarrung des unteren Blockteiles gegenüber der Erstarrung
des Blockkopfinnern zu beeinflussen. Bei diesem Vorschlag, bei dem im übrigen nur
an beruhigten, mit trichterförmigem Lunker erstarrenden Stahl gedacht -,N ar, wird
die Lage des Lunkers aber besonders dadurch ungünstig beeinflußt, daß die Wärme
im Blockkopf nicht nur durch die Blockseitenflächen, sondern auch durch die Kopffläche
nach oben abgeführt wird. Es ist also gerade in demjenigen Teil des Blockes, der
am langsamsten erstarren soll, das Verhältnis von wärmeabführender Oberfläche zum
Inhalt besonders ungünstig. Außerdem wird bei dem b--kannten Verfahren durch das
frühzeitige Abziehen der Kokille der ganze Block schneller zur Erstarrung gebracht,
und nur der unteren Blockhälfte wird noch eine zusätzliche Abkühlungsbeschleunigung
erteilt. Ferner kann hierbei eine Einwirkung des der unteren Blockhälfte zugeführten
Abkühlungsmittels auch auf die obere Blockhälfte nicht vermieden werden. Hinzu kommt
noch, daß man einen Rohblock nicht beliebig schroff abkühlen kann, ganz besonders
dann nicht, wenn es sich wie bei dem erwähnten, schon bekanntgewordenen Vorschlag
um beruhigten Stahl handelt.
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Das bekannte Verfahren hat sich infolgedessen auch nicht in die Praxis
einzuführen vermocht. Es hätte sich zweifellos auch dann nicht eingeführt, wenn
es auf unberuhigten
Stahl angewandt worden wäre. Denn hier ist es
für die Abscheidung des Desoxydations-und Blockschaumschlacke von besonderem Belang,
daß nicht nur eine voreilende Erstarrung im unteren Blockteil, sondern vor allem
eine Verlängerung der Erstarrungsdauer des oberen Blockteils durch Warmhalten erzielt
,wird.
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Der Erfindungsgedanke beruht nun darauf, den bisher nicht erkannten
Zusammenhängen durch Verfahren Rechnung zu tragen, welche in dem Zeitraum vom Abziehen
der Kokille, das bei noch flüssigem Blockkern zu erfolgen hat, bis zur völlig beendeten
Erstarrung des Blockes ein Warmhalten des Blockkopfes bewirken, während der untere
Blockteil natürlicher oder beschleunigter Abkühlung ausgesetzt ist. Unter den normalen
Betriebsverhältnissen, unter denen Blöcke aus unberuhigtem Stahl erstarren, findet
nämlich die umgekehrte Erstarrungsfolge oder doch eine Erstarrung des letzten Flüssigkeitsrestes
in der Gegend der Blockmitte statt, und zwar aus folgenden Gründen: i. Es wird beim
unberuhigten Stahl praktisch ausnahmslos mit der sich nach oben verjüngendenBlockformgearbeibet.
Daraus.ergibt sich, daß innerhalb des Blockbereiches, in dem der Wärmeabfluß ausschließlich
durch die Blockseitenwände erfolgt, die in der Ausgleichgrube zu Ende gehende Erstarrung
im oberen Blockteil früher beendet ist als im unteren Blockteil. Diese Wirkung der
nach oben sich verjüngenden Blockform wird noch verstärkt durch den beim unberuhigten
Stahl in der unteren Blockhälfte auftretenden sogenannten äußeren Blasenkranz, der
beispielsweise aus der Abb. i der Arbeit von W ü s t und F e 1 s e r (Stahl und
Eisen igio, S. 2,54 usw.) zu ersehen ist und der in seiner wärmetechnischen Auswirkung
einer verringerten Wärmeleitfähigkeit des unteren Blockteils gleichkommt.
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z. Bei Ausgleichgruben, die nicht sehr gut warm sind, eilt die Abkühlung
von Blockkopf und Blockfuß derjenigen der Blockmitte vor. Hierzu kommt bei nicht
gut schließenden Grubendeckeln unter Umständen noch eine zusätzliche Abkühlung des
Blockkopfes durch einfallende kalte Luft.
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Gemäß der Erfindung wird nun eine Verzögerung der Erstarrung des Blockkopfinnern
und damit das Voreilen der Erstarrung des unteren Blockteils auf folgende Weise
bewirkt: Entweder wird unmittelbar nach dem Abziehen der Kokille über den Block
bzw. über mehrere Blöcke eine zweckmäßig ausgemauerte Wärmeschutzhaube (Abb. i)
mit oder ohne Beheizungseinrichtung gestülpt, die den unteren Blockteil frei läßt;
oder aber es wird die Ausgleichgrube mit einer Beheizungseinrichtung versehen, durch
die nur der obere Blockteil beheizt wird. Eine einfache Ausführungsform zeigt Abb.
2, die sich von der normalen Ausführungsform für beheizte Tieföfen (Abb. 3) durch
eine andere Anordnung der für die Flammenführung vorgesehenen Aussparungen in den
Zwischenwänden unterscheidet, so daß nur der obere Blockteil von den Heizgasen bestrichen
wird. Ferner zeigt Abb. q. einen im unteren Teile einer Tiefgrube angeordneten wassergekühlten
Ring, vor .dem eine Wand aufgemauert ist, Abb.5 einen wassergekühlten Ring ohne
Vormauerung und Abb. 6 die in Abb. i der Erfindung wiedergegebene ausgemauerte Haube,
durch einen wassergekühlten Ring ergänzt, der nach Belieben an der gemauerten Haube
befestigt werden kann. Der Innendurchmesser des Kühlringes ist größer gewählt als
derjenige der gemauerten Haube, damit ein Strahlungsausgleich zwischen beiden Behältnissen
möglichst vermieden wird. Selbstverständlich kann für die Kühlung an Stelle der
Behälterform auch eine andere Ausführungsform, etwa eine Rohrschlange, treten. Ferner
kann dem Erfordernis, mehrere Blöcke gleichzeitig mit Haube (mit oder ohne Kühlkörper)
zu versehen, durch beliebige Aneinanderreihung und Zusammenfügung bzw. konstruktive
Verbindung von Hauben Rechnung getragen werden.
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Da für den zum Walzen fertigen Block eine möglichst gleichförmige
Temperatur erwünscht ist, so kann sich noch eine Nachbehandlung des Blockes nach
völlig beendeter Erstarrung im Sinne einer verstärkten Beheizung des unteren, nunmehr
kälteren Blockteils als zweckmäßig erweisen. Hierfür können die neben den unbeheizten,
gemäß der Erfindung für die Beheizung des Blockkopfes einzurichtenden Ausgleichgruben,
stets vorhandenen beheizten Tieföfen zugerichtet werden.
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Selbstverständlich wird durch das beschriebene Verfahren die beim
unberuhigt erstarrenden Stahl stets auftretende starke Blockseigerung nicht beseitigt,
ebensowenig das Auftreten von Gasblasenhohlräumen. Letztere sind aber so lange unschädlich,
als sie metallisch blank sind, weil sie dann beim Walzen bei ausreichender Walztemperatur
völlig verschweißen. Die Blasen von Schlackeneinlagerungen frei zu halten, ist aber
gerade der Hauptzweck des vorstehenden Verfahrens.
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Da bei vielen Walzerzeugnissen die Blockseigerung praktisch keine
Rolle spielt, ist man also auf diese Weise in der Lage, abgesehen von kurzem Schopfen,
den ganzen Block für einwandfreie Erzeugnisse auszunützen.