DE69233135T2

DE69233135T2 - Vorrichtung zum entfernen nichtmetallischer Einschlüsse im flüssigen Metal

Info

Publication number: DE69233135T2
Application number: DE69233135T
Authority: DE
Inventors: Shigeru Ogura; M. Onishi; H. Kitaoka; M. Sakurai; T. Sakuraya; Yozo Tanino; T. Terashima; Y. Tomiyama; Y. Nabeshima; Y. Miki; S. Moriwaki; N. Yasukawa
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1991-03-27
Filing date: 1992-03-27
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2012-03-28
Also published as: AU1434592A; AU649321B2; DE69233135D1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Entfernen eines nichtmetallischen Fremdstoffs in einer Metallschmelze.
Hintergrund der Erfindung
Bei einer Herstellungstechnologie für hochwertige Bleche ist das Entfernen von nichtmetallischen Fremdstoffen oder Verunreinigung im Stahlschmelzestadium eine entscheidende Technologie zum Bestimmen eines mangelhaften Teils des Erzeugnisses. Der jüngste Trend bei Stahlschmelze-Reinigungstechnologien besteht darin,

(1) die Größe eines Zwischenbehälters, das heißt eines Tiegels zwischen einer Gießpfanne und einer Form bei einem kontinuierlichen Gießvorgang zu erhöhen, um eine Zeitspanne zu verlängern, während der die Stahlschmelze in dem Tiegel gehalten wird, wobei ein Flotieren des Fremdstoffs nach oben erwartet wird;
(2) Gatter in Mehrfachstufen in dem Tiegel zum Steuern des Strömungswegs der Stahlschmelze vorzusehen, um die Zeitspanne, in der die Stahlschmelze in dem Tiegel gehalten wird, zu verlängern, und
(3) in der Gießform zu verhindern, dass Gießpulver bzw. Gießstaub eindringt, der durch eine Stahlschmelzeströmung aus einer Austragsöffnung einer Düse erzeugt wird, indem die Konfiguration einer Eintauchdüse modifiziert wird, um die Strömung der Stahlschmelze innerhalb der Gießform zu steuern.

Bei diesem Verfahren kann jedoch keine zufriedenstellende Verbesserung der Qualität erzielt werden. Insbesondere ist die Qualität beim nicht-stetigen Gießen, ein sogenannter Gießpfannen-Austausch (ladle exchange), eine Stufe, bei der es zu einem Problem kommt. Daher gibt es als Lösungswege, wie sie in den ungeprüften japanischen Patentveröffentlichungen (Kokai) Nummer 58-22317, 55-107743, 01-312024 und 02-217430 veröffentlicht wurden, Verfahren zur Erzeugung einer horizontalen Wirbelströmung der Metallschmelze, um den Fremdstoff nach oben flotieren zu lassen. Diese Technologie vermittelt der Stahlschmelze und dem nichtmetallischen Fremdstoff durch horizontale Drehung eine Zentrifugalkraft, um so den nichtmetallischen Fremdstoff zum Wirbelzentrum hin zu konzentrieren, und zwar infolge eines Unterschieds der spezifischen Gewichte, um durch Fördern von Kollision, Absorption und Aggregation eine Trennung herbeizuführen. Diese Technologie kann eine Verbesserung in dem Fremdstoff-Trenneffekt im Vergleich zu denjenigen Verfahren erzielen, die einfach die Verweildauer verlängern oder den Stahlschmelze-Strömungsweg in dem Tiegel steuern. Mit anderen Worten, wenn eine gleiche Trennkapazität erforderlich ist, kann die letztgenannte Methode einen Vorteil in einer signifikanten Verkleinerung der Größe des Schmelztiegels bieten.
Andererseits können bei dem oben genannten Verfahren zum Reinigen der Stahlschmelze, welches eine horizontale Wirbelströmung anwendet, wie sie in den ungeprüften japanischen Patentveröffentlichungen 58-22317 oder 55-107743 offenbart ist, die folgenden Probleme auftreten:

(1) Wenn die Stahlschmelze horizontal gedreht wird, steht der Außenumfangsabschnitt der Stahlschmelze in Form einer Parabel vor, deren Höhe proportional zum Quadrat des Radius und der Drehgeschwindigkeit ist. Daher ergibt eine Vergrößerung des Radius eine wesentliche Zunahme der Höhe der Anlage. Außerdem ist zum Antrieb der gesamten Stahlschmelze für eine horizontale Drehung eine wesentlich größere elektromagnetische Spule erforderlich, womit die Kostender Anlage derart erhöht werden, dass sie unpraktisch wird.
(2) Eine Verringerung des Drehradius kann hinsichtlich der an die Anlage gestellten Anforderungen erwünscht sein. Eine Verringerung der Kapazität des Schmelztiegels kann es jedoch unmöglich machen, eine Pufferfunktion zum Ausführen eines Gießpfannen-Austauschs zu erfüllen.
(3) Infolge des Eindringens von Luft in die Metallschmelze, die sich aus der Wirbelströmung ergibt, kommt es zu einer fortgesetzten Luftoxidation der oberen Oberfläche der Metallschmelze oder zum gleichzeitigen Schmelzen von feuerfestem Material, womit der nichtmetallische Fremdstoff, der im Behälter erzeugt wird, abrupt zunimmt und die große Menge an nichtmetallischem Fremdstoff ausströmt. Als Lösung hierfür wird es notwendig, teures, feuerfestes Material mit hoher Verschleissfestigkeit im Gesamtbereich des Behälters zu verwenden, und den gesamten Behälter mit Gas und so weiter abzudichten, was zu einer Kostenerhöhung führt.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Entfernen von nichtmetallischem Fremdstoff in einer Metallschmelze bereitzustellen, um wirksam und wirtschaftlich eine Trennung und Entfernung des nichtmetallischen Fremdstoffs in der Metallschmelze auszuführen. Gemäß der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Entfernen eines nichtmetallischen Fremdstoffs in einer Metallschmelze, bei der eine horizontale Wirbelströmung für die Metallschmelze zum Trennen und Entfernen des nichtmetallischen Fremdstoffs in der Metallschmelze vorgesehen ist, ein Wirbelströmungsbad, das die Metallschmelze aufnimmt, und die Metallschmelze in der Art eines Horizontalwirbels strömen lässt, und ein mit einer Ausströmöffnung versehenes Flotationsbad, das in Verbindung mit dem Wirbelströmungsbad steht und den nichtmetallischen Fremdstoff in der Metallschmelze nach oben flotieren lässt, wobei das Wirbelströmungsbad eine Dimension aufweist, die erfüllt: h ≥ 0,47 × q1/3 (1) tm ≥ 2 (2)wobei:
h: minimaler Stahlschmelzepegel in dem Wirbelströmungsbad (m);
q: Stahlschmelze-Ausströmmenge aus dem Flotationsbad (ton/min); und
t_m: durchschnittliche Verweildauer der Stahlschmelze in dem Wirbelströmungsbad (min).
Ferner umfasst gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Entfernen eines nichtmetallischen Fremdstoffs in einer Metallschmelze, bei der eine horizontale Wirbelströmung für die Metallschmelze zum Trennen und Entfernen des nichtmetallischen Fremdstoffs in der Metallschmelze vorgesehen ist, ein Wirbelströmungsbad, das die Metallschmelze aufnimmt und die Metallschmelze in der Art eines Horizontalwirbels strömen lässt, und ein mit einer Ausströmöffnung versehenes Flotationsbad, das in Verbindung mit dem Wirbelströmungsbad steht und den nichtmetallischen Fremdstoff in der Metallschmelze nach oben flotieren lässt, wobei das Wirbelströmungsbad und das Flotationsbad Abmessungen aufweisen, die basierend auf h festgelegt sind, wie es oben definiert wurde, und folgendes erfüllen:
wobei:
h: minimaler Stahlschmelzepegel in dem Wirbelströmungsbad (m),
H: maximaler Stahlschmelzepegel in dem Wirbelströmungsbad (m),
q: Stahlschmelze-Ausströmmenge aus dem Flotationsbad (ton/min),
t_m: durchschnittliche Verweildauer der Stahlschmelze in dem Wirbelströmungsbad (min),
ρ: spezifisches Gewicht der Stahlschmelze (ton/m3),
r: Radius des Wirbelströmungsbads (m),
ω: horizontale Drehgeschwindigkeit im Wirbelströmungsbad (rad/min);
g: Schwerkraftbeschleunigung (m/min²),
t_c: maximale Unterbrechungsperiode beim Gießen in das Wirbelströmungsbad (min),
a: Vertikalabmessung des Flotationsbads (m), und
b: Lateralabmessung des Flotationsbads (m).
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Entfernen eines nichtmetallischen Fremdstoffs mit einem Wirbelströmungsbad und einem Flotationsbad der Erfindung, wobei (a) eine Draufsicht und (b) eine Schnittansicht ist,
2 eine Darstellung der Konfiguration eines Meniskus, wenn eine Metallschmelze horizontal gedreht wird,
3 eine schematische Darstellung eines Zustands unterhalb der Metallschmelze-Oberfläche beim Austausch einer Gießpfanne,
4 eine schematische Darstellung der Abmessungen der Anlage gemäß der vorliegenden Erfindung, die in der Ausführungsform verwendet wird, wobei (a) eine Draufsicht und (b) eine Schnittansicht ist,
5 eine Darstellung einer Beziehung zwischen einem Radius des Wirbelströmungsbades und einem maximalen Stahlschmelzepegel in dem Fall einer Anlage, die lediglich ein Wirbelströmungsbad auf weist, und
6 eine Darstellung der Ergebnisse von an der Ausführungsform ausgeführten Experimenten.
Nachstehend wird eine Vorrichtung zum Entfernen eines nichtmetallischen Fremdstoffs in einer Metallschmelze gemäß der vorliegenden Erfindung im Detail erläutert.
Eine Vorrichtung (Schmelztiegel) 50 zum Entfernen des nichtmetallischen Fremdstoffs in der Metallschmelze gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Wirbelströmungsbad 41 und ein Flotationsbad 42. Die Metallschmelze wird aus der Gießpfanne (nicht dargestellt) durch eine Düse 43 in das Wirbelströmungsbad 41 gegossen, wie durch einen Pfeil in 1 angedeutet ist. Die eingegossene Metallschmelze wird vorzugsweise in der Art des Horizontalwirbels durch eine Drehfeld- oder Verschiebefeld-Erzeugungsvorrichtung 44 strömen gelassen. Dadurch wird der nichtmetallische Fremdstoff in der Stahlschmelze oder der nichtmetallische Fremdstoff infolge des Schmelzens des feuerfesten Materials des Gießtiegels 50 losgetrennt und in der parabolischen Wirbelströmung im Wirbelströmungsbad zum Flotieren gebracht.
Die so gereinigte Stahlschmelze strömt in das Flotationsbad 42 durch eine Verbindungsöffnung 45 an der Unterseite des Wirbelströmungsbads 41. Der restliche nichtmetallische Fremdstoff in der statisch angeordneten Metallschmelze flotiert in dem Flotationsbad 42 nach oben und wird somit getrennt. Die Stahlschmelze, die so weiter gereinigt wird, wird in die Gießform (nicht dargestellt) über einen Austragsausgang 46 gegossen und als ein gegossenes Erzeugnis hergestellt.
Es war erwünscht, die Vorrichtung zum Entfernen von nichtmetallischem Fremdstoff mit einem solchen Wirbelströmungsbad und dem Flotationsbad optimal zu gestalten. Dabei kommt es speziell bei der Höhe des Wirbelströmungsbads infolge einer parabolischen Protuberanz der Stahlschmelze durch die Wirbelströmung im Zeitverlauf des stetigen Zustands, nämlich während die Stahlschmelze aus der Gießpfanne in das Wirbelströmungsbad gegossen wird, zu einem Problem. Es ist auch wichtig, zu verhindern, dass der nichtmetallische Fremdstoff, der auf dem Wirbelströmungsbad flotiert, aus der Gießform durch die Austragsöffnung 46 über die Verbindungsöffnung 45 beider Bäder in einem Zeitbereich des nicht-stetigen Zustands ausströmt, nämlich während die Stahlschmelze während des Gießpfannenaustauschs nur durch die Austragsöffnung ausströmt. Insbesondere ist eine Verhinderung des oben genannten Problems, das in dem nicht-stetigen Zustand anzutreffen ist, absolut notwendig.
Als Ergebnis einer energetischen Untersuchung in der Gestaltung der Vorrichtung zum Entfernen von nichtmetallischen Fremdstoff hinsichtlich der oben dargelegten Probleme sind die Erfinder auf die folgende Bedingung durch Computersimulation, Wassermodell-Experimente und vorläufige Experimente im Maßstab der tatsächlichen Anlage gestoßen. Die Bedingungen sind so, wie sie durch die folgenden Gleichungen (1), (2) (3) und (4) ausgedrückt sind.
Verfahren zum Ableiten dieser Formeln werden nachstehend erläutert.
Wenn die Metallschmelze horizontal gedreht wird, wird ihre Oberfläche relativ zu statischen Badoberfläche 9 zu der parabolischen Konfiguration ausgebildet, wie in 2 gezeigt ist. Die Höhe ΔH der Protuberanz wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt:
wobei
r: Radius des Wirbelströmungsbads (m),
ω: horizontale Drehgeschwindigkeit in dem Wirbelströmungsbad (rad/min);
g: Schwerkraftbeschleunigung (m/min²).
Andererseits wird beim Gießpfannen-Austausch durch das Ausströmen der Metallschmelze der Metallschmelzepegel in dem Behälter in einer Größe bzw. in einem Umfang gesenkt, wie er in der folgenden Formel ausgedrückt ist: **
wobei:
q: Metallschmelze-Ausströmmenge (ton/min) aus dem Flotationsbad (ton/min),
t_c: Unterbrechungsperiode für das Gießen in das Wirbelströmungsbad (min)
a: Vertikalabmessung des Flotationsbads (m),
b; Lateralabmessung des Flotationsbads (m),
ρ: spezifisches Gewicht der Stahlschmelze (ton/m³).
Um andererseits einen Fremdstoff-Trennungs- und Entfernungseffekt durch die Horizontaldrehung zu erzielen, kann der nötige Stahlschmelzepegel, der für eine sichere Aufrechterhaltung der notwendigen minimalen Durchschnitts- Verweildauer t_m (= Menge der Stahlschmelze in dem Wirbelströmungsbad ./. Stahlschmelze-Ausströmmenge pro Periodeneinheit) in dem Wirbelströmungsbad durch die folgende Formel ausgedrückt werden:
Demgemäß wird ausgehend von der Pufferfunktion während des Gießpfannen-Austauschs der notwendige maximale Stahlschmelzepegel H (siehe 3) in dem Wirbelströmungsbad, während die Stahlschmelze stetig ein- und ausströmt, gleich der Höhe der Summe des minimalen Stahlschmelzepegels, der Protuberanzhöhe der Stahlschmelze-Oberfläche und der Pegel-Verringerungsgröße während des Gießpfannen-Austauschs, und kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden. Es ist zur 3 anzumerken, dass 47 den Stahlschmelzepegel in dem Flotationsbad bezeichnet, welcher dem minimalen Stahlschmelzepegel in dem Wirbelströmungsbad entspricht, und 48 einen Stahlschmelzepegel bezeichnet, der dem maximalen Stahlschmelzepegel in dem Wirbelströmungsbad entspricht.
Andererseits kann der minimale Stahlschmelzepegel h (siehe 3), der während des Gießpfannen-Austauschs erforderlich ist, durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:
Dabei werden die notwendige minimale Durchschnitts-Verweildauer in dem Wirbelströmungsbad und der notwendige minimale Stahlschmelzepegel, der zum Erzielen eines Fremdstoff-Trenn- und Entfernungseffekts durch die horizontale Drehung notwendig ist, durch Wassermodell-Experimente erreicht. Im Ergebnis hat sich herausgestellt, dass die notwendige minimale Durchschnitts-Verweildauer t_m 2 min unabhängig von der Ausströmgeschwindigkeit der Stahlschmelze ist, und dass der notwendige minimale Stahlschmelzepegel h_min proportional zu 1/3 Leistung der Stahlschmelze-Ausströmgeschwindigkeit ist und durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden kann: hmin = 0,47 × q1/3 (8)
Dadurch stellen sich die folgenden Bedingungen zum Erzielen des Fremdstoff-Trenn- und Entfernungseffekts heraus, wobei die Pufferfunktion der Stahlschmelze beim Gießpfannen-Austausch beibehalten wird. h ≥ 0, 47 × q1/3 (1) tm ≥ 2 (2)
Um nämlich zu verhindern, dass der nichtmetallische Fremdstoff die Gießform von dem Wirbelströmungsbad über die Austragsöffnung des Flotationsbads erreicht, wird es notwendig, dass die Formeln (1) und (2) erfüllt werden.
In dem die Formeln (1) und (2) erfüllenden Bereich wird der Radiusbereich des Wirbelströmungsbads, der den in dem nicht-stetigen Zustand erforderlichen minimalen Stahlschmelze-Pegelstand erfüllt, wie zum Beispiel bei einem Gießpfannen-Austausch usw., durch die Gleichung (3) bestimmt. Durch Auswahl des Radius des Wirbelströmungsbad in dem Radiusbereich, wie er in Gleichung (4) gezeigt ist, bei dem der notwendige maximale Stahlschmelzepegel minimal wird, wird es möglich, die Vorrichtung zum Entfernen von nichtmetallischem Fremdstoff mit einer minimalen Höhe der Anlage zu gestalten, wobei der beabsichtigte Trenn- und Entfernungseffekt von nichtmetallischem Fremdstoff erzielt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das wirksame Entfernen des nichtmetallischen Fremdstoffs, das eine Ursache für Defekte in den Erzeugnissen wie z. B. Blech sein kann, ohne eine übermäßige Vergrößerung der Anlage gebildet werden. Durch Einsatz der Vorrichtung kann ferner der nichtmetallische Fremdstoff selbst in dem nicht-stetigen Zustand stetig entfernt werden, wie zum Beispiel während des Gießpfannen-Austauschs usw., um die Fehlerrate des Erzeugnisses zu senken und um eine wesentliche Verbesserung der Ergiebigkeit zu ermöglichen.
Infolgedessen wird es auch möglich, einen hochgereinigten Stahl ohne erforderliche erhebliche Investition in die Ausrüstung und mit geringen Kosten herzustellen.
Es ist anzumerken, dass, wenn die Stahlschmelze in die Wirbelströmungsphase in dem Schmelztiegel von der Düse der Gießpfanne gegossen wird, sie in das Wirbelstromzentrum der Wirbelströmungsphase oder an einer gewünschten Stelle, die vom Wirbelstromzentrum versetzt ist, eingegossen werden kann. Ferner kann die Düse der Gießpfanne entweder in die Wirbelströmungsphase im Schmelztiegel eingetaucht oder nicht eingetaucht sein.
Eine konkrete Erläuterung für die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand eines Beispiels gegeben.
(Beispiel)
Ein Beispiel (Erfindung) der Vorrichtung zum Entfernen eines nichtmetallischen Fremdstoffs mit dem Wirbelströmungsbad der Erfindung und dem Flotationsbad, die gemäß den Formeln (1) und (8) minimiert und optimiert ist, um die Betriebsbedingung gemäß Tabelle 1 zu erfüllen, ist in 4 mit a Dimensionen dargestellt (Einheit: mm).
Demgegenüber muss unter der Bedingung von Tabelle 1 in dem Fall der in 2 dargestellten Anlage (Vergleichsbeispiel), die kein Flotationsbad aufweist, bei einem angenommenen minimalen Metallschmelzepegel von mehr als oder gleich 0,5 m (= 0,47 × 1,2^1/3), um die eingestellte Verweildauer im Wirbelströmungsbad sicher 3 Minuten aufrechtzuerhalten, die Höhe auf der Basis der Einschränkung der eingestellten Verweildauer in dem Wirbelströmungsbad in dem Fall, in. dem der Wirbelströmungsbad-Radius kleiner als oder gleich 0,46 m ist, und auf der Basis der Einschränkung des minimalen Metallschmelzepegels beim Austausch der Gießpfanne in dem Fall, in dem der Radius des Wirbelströmungsbads größer oder gleich 0,46 m ist, aus der Formel (1) und (3) bestimmt werden. Daher ist im Fall des Vergleichsbeispiels die Höhe der Anlage, wie sie in 5 dargestellt ist, erforderlich. Selbst bei der Minimalhöhe in 5 erreicht der maximale Pegel der Metallschmelze 1,52 m. Daher muss die Höhe der Anlage etwa 400 mm höher sein als das in 4 dargestellte Beispiel der Erfindung. Eine Zunahme der Höhe des Schmelztiegels bewirkt eine wesentliche Zunahme der Kosten für die Anlage infolge der Zunahme der Höhe des Gebäudes. Auch wenn dies auf die bestehende kontinuierliche Gießanlage angewandt wird, ist sie oft infolge der Einschränkung gegenüber der Anlage unmöglich zu realisieren. Wenn ferner der Radius des Wirbelströmungsbads zur Minimierung der Anlage angewandt wird, können nur etwa 4 Tonnen Stahlschmelze erhalten werden, wobei man auf das Problem stößt, dass es schwierig ist, den Stahlschmelzepegel sicher aufrechtzuerhalten. Demgegenüber wird es gemäß dem Beispiel der Erfindung möglich, nicht nur die notwendige Höhe gegenüber derjenigen im Vergleichsbeispiel zu senken, sondern auch die Stahlschmelzekapazität durch die Größe des Flotationsbads anzupassen bzw. einzustellen.
In den Experimenten wurde die Menge bzw. der Umfang an nichtmetallischem Fremdstoff durch Analyse der Proben gemessen, die an der Austragsöffnung während des Gießens bei der in 4 und der Tabelle 1 dargestellten Bedingung erhalten wurden. In 6 ist der Vergleich des Verhältnisses des nichtmetallischen Fremdstoffs in den Fällen dargestellt, in denen im Wirbelströmungsbad eine Wirbelströmung vorgesehen und nicht vorgesehen ist. Aus
6 ist ersichtlich, dass die wesentliche Menge an nichtmetallischem Fremdstoff in der Metallschmelze durch die Entfernungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung entfernt werden kann und die Wirkung auch beim Gießpfannen- Austausch aufrechterhalten werden kann.
Industrielle Anwendbarkeit
Es ist sehr wichtig, dass der Gießform gereinigte Stahlschmelze, bei der der nichtmetallische Fremdstoff aus der Stahlschmelze entfernt wurde, zugeführt wird. Um die Stahlschmelze zu reinigen, wird der Schmelztiegel mit dem Wirbelströmungsbad und dem Flotationsbad versehen. Mit der am Umfang des Wirbelströmungsbads angeordneten Spule wird die Stahlschmelze in einer wirbelnden Art strömen gelassen, um den nichtmetallischen Fremdstoff an die Oberfläche der Stahlschmelze flotieren zu lassen, und der flotierte nichtmetallische Fremdstoff wird dann entfernt. Die Stahlschmelze, aus der der nichtmetallische Fremdstoff entfernt worden ist, strömt in das Flotationsbad aus. Mit der statischen Strömung im Flotationsbad flotiert der restliche nichtmetallische Fremdstoff nach oben. Die so gereinigte Stahlschmelze wird der Gießform vom Boden des Flotationsbads aus zugeführt. Mit einem solchen System kann der Grad bzw. der Umfang des Entfernens des nichtmetallischen Fremdstoffs in der Stahlschmelze gegenüber demjenigen des Standes der Technik signifikant verbessert werden.
Andererseits sind der Schmelztiegel und die Spule separat in einem Aufbau ausgebildet, der eine Relativverschiebung zueinander ermöglicht. Daher kann die Anzahl der Spulen geringer sein als die Anzahl der Schmelztiegel, um zu einem Absenken der Kosten für die Anlage beizutragen. Da auch der Schmelztiegel separat von der Spule ausgebildet ist und relativ zu letzterer beweglich ist, kann der reguläre Austauschvorgang des Schmelztiegels, eine Reparatur der feuerfesten Ruskleidungsziegel des Schmelztiegels, einfach und in kurzer Zeit vorgenommen werden.

Claims

Vorrichtung (50) zum Trennen und Entfernen eines nichtmetallischen Fremdstoffs in einer Metallschmelze, mit einem Wirbelströmungsbad (41), welches die Metallschmelze aufnimmt und die Metallschmelze in der Art eines Horizontalwirbels strömen lässt, und einem mit einer Ausströmöffnung (46) versehenen Flotationsbad (42), das in Verbindung mit dem Wirbelströmungsbad (41) ist und den nichtmetallischen Fremdstoff in der Metallschmelze nach oben flotieren lässt, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirbelströmungsbad (41) eine Abmessung aufweist, die erfüllt: h ≥ 0,47 × q1/3 (1) tm ≥ 2 (2)wobei: h: minimaler Stahlschmelzepegel in dem Wirbelströmungsbad (41) (m), q: Stahlschmelze-Ausströmmenge aus dem Flotationsbad (42) (ton/min), und t_m: durchschnittliche Verweildauer der Stahlschmelze in dem Wirbelströmungsbad (41) (min).
Vorrichtung (50) zum Trennen und Entfernen eines nichtmetallischen Fremdstoffs in einer Metallschmelze mit einem Wirbelströmungsbad (41), das die Metallschmelze aufnimmt und die Metallschmelze in der Art eines Horizontalwirbels strömen lässt, und einem mit einer Ausströmöffnung (46) versehenen Flotationsbad (42), das in Verbindung mit dem Wirbelströmungsbad (41) ist und den nichtmetallischen Fremdstoff in der Metallschmelze nach oben flotieren lässt, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirbelströmungsbad (41) und das Flotationsbad (42) Abmessungen aufweisen, die basierend auf h festgelegt sind bzw. werden, das abgeleitet ist aus h ≥ 0,47 × q1/3 (1)wobei folgendes erfüllt ist:
wobei: h: minimaler Stahlschmelzepegel in dem Wirbelströmungsbad (41) (m), H: maximaler Stahlschmelzepegel in dem Wirbelströmungsbad (41) (m), q: Stahlschmelze-Ausströmmenge aus dem Flotationsbad (42) (ton/min), t_m: durchschnittliche Verweildauer der Stahlschmelze in dem Wirbelströmungsbad (41) (min), ρ: spezifisches Gewicht der Stahlschmelze (ton/m³), r: Radius des Wirbelströmungsbads (41) (m), ω: horizontale Drehgeschwindigkeit im Wirbelströmungsbad (41) (rad/min), g: Schwerkraftbeschleunigung (m/min2), t_c: maximale Unterbrechungsperiode beim Gießen in das Wirbelströmungsbad (41) (min), a: Vertikalabmessung des Flotationsbads (42) (m), und b: Lateralabmessung des Flotationsbads (42) (m).