DE8511939U1 - Stranggießzwischengefäß mit Reaktorfunktionen der Nachläuterungsbehandlung - Google Patents
Stranggießzwischengefäß mit Reaktorfunktionen der NachläuterungsbehandlungInfo
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Description
-1-Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Zwischengefäß für das Strang-B gießen mit Reaktorfunktionen der Nachläuterungsbehandlung.
Insbesondere befaßt sie sich mit einem Zwischengefäß,
WQlches die Energie flüssigen Stahls ausnützt, der von der Gießpfanne ausströmt, um so ein wirksames Durchmischen
von Stahl und Additiven, wie beispielsweise legierenden und desoxidierenden und/oder desulphurierenden Mitteln
sicherzustellen, um den Ablauf der Reaktionen ohne Verluste in der Gasphase sicherzustellen und hierdurch die .Abtrennung
der Reaktionsprodukte zu verbessern und eine wirksamere Stahltemperatur und Homogenisierungszusammen-Setzungsbedingungen
hervorzurufen.
Es ist natürlich bekannt, daß bei der Stahlherstellung technologischer Fortschritt in der Entwicklung von der
Behandlung von Stahl außerhalb des Ofens (Nach-Läuterungssysteme) schnell fortgeschritten ist. Dies ist darauf
zurückzuführen, daß die Übertragung solcher Behandlungen an eine Stelle in der Produktionsstraße, die immer näher
an der Stelle liegt, wo die Verfestigung eintritt, eine Verminderung in Störungen erlaubt, die durch Reoxidation,
beispielsweise als Ergebnis des Kontaktes mit Luft und den hochwarmfesten Materialien,hervorgerufen wird.
Die infrage stehenden Behandlungen bestehen darin, dem
flüssigen Stahl verschiedene Mittel zuzusetzen, um die gegebenen metallurgischen Ziele, wie Desoxidation,
Desulphurierung und Modifikation von Art und Morphologie der Einschlüsse zu erreichen. Diese Zusätze erfolgen
normalerweise in der Pfanne, welche u.a.den Vorteil einer
ausreichenden Stahlhöhe bzw. eines ausreichenden Stahldruckes hat, um sicherzustellen, daß die Reaktionen
zwischen den Additiven und dem Stahl bis zur Vollständigkeit ablaufen und daß eine zufriedenstellende Ausbeute
mit den Reagenzien erhalten wird, die sich bei der Temperatur des schmelzflüssigen Stahls und bei normalem Druck
verflüssigen oder gasifizieren.
im Stahlwerk mit Stranggießanordnungen existiert die Möglichkeit,
metallurgische Behandlungen im letzten Behälter {Zwischengefäß), der vom flüssigen Stahl, bevor er in der
Form sich verfestigt, eingenommen wird, durchzuführen.
Um dies zu tun, müssen iedoch am Zwischengefäß gewisse Modifikationen vorgenommen werden, und zwar aufgrund des
kurzen Zeitraums, den der Stahl hierin bleibt und der Stahlhöhe, die viel geringer als in der Gießpfanne ist.
Bauliche Veränderungen, die bis heute vorgenommen wurden, um das Mischverfahren zu modifizieren und den Zeitraum zu
steigern, währenddessen der Stahl im Zwischengefäß verbleibt, erscheinen nicht als wirklich geeignet, um entweder
eine wirksame Mischung oder eine ausreichende Kontaktzeit zwischen den Additiven und dem flüssigen Stahl
zu garantieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierig- f
keiten durch einen preiswerten und einfachen Umbau der $
Zwxschengefaßstruktur zu erreichen. \
I Erreicht wird dies dadurch, daß in einem solchen Strang- |
gießzwischengefäß die Energie des flüssigen von der Gießpfanne oder Gießwanne ausströmenden Stahls ausgenutzt wird,
um eine wirksame Mischung von Legierungs- und/oder Läuterungsmittelzusätzen
sicherzustellen, wodurch der Ablauf der Reaktionen vereinfacht wird und die Trennung der Reaktionsprodukte
verbessert wird, wodurch wirksamere Homogenisierungsbedingungen der Stahltemperaturen und Zusammensetzung
hervorgerufen werden.
Erfindungsgemäß ist hierzu das Zwischengefäß mit einem
horizontalen Scheideblech ausgestattet, welches zwei übereinander lagernde Zonen in zwei unterteilt, von denen die
untere vorzugsweise mit einem kleineren Querschnitt als die obere ausgestattet ist. Das Scheideblech ist wenigstens
an einer der langen Vertikalwandungen des Zwischengefässes befestigt und läßt sich aber auch an einer der
kurzen Wandungen befestigen. Das Scheide- oder Umlenkblech verfügt auch über Vorsprünge oder Rippen, die von den
freien Rändern nach unten reichen sowie über eine Leitung an der Stelle, wo der flüssige Stahl aus der Pfanne in
das Zwischengefäß läuft; diese Leitung verfügt über einen größeren Querschnitt als den des flüssigen Stahlstroms
und reicht in die untere Zone des Zwischengefäßes.
Im Falle des Stranggießens von Brammen ist es möglich, ein oder höchstens zwei Stränge für jedes Zwischengefäß
zu haben. Sind zwei Stränge vorgesehen und verfügt das Zwischengefäß also über zwei Gießlöcher, so wird das horizontale
Scheideblech vorzugsweise an beiden langen Wandungen des Zwischengefäßes befestigt - die genannte Leitung ist
mittig angeordnet - und endet gegen die Enden des Zwischengefäßes vor jedem der Gießlöcher.
Ist nur ein Strang gegeben, so läßt sich das Scheideblech an den beiden langen Wandungen des Zwischengefäßes und
an der kurzen Wandung befestigen, die vom Gießloch am weitesten entfernt liegt; in diesem Fall ist die Leitung
nahe der kurzen Seite des Zwischengefäßes, die am weitesten vom Gießloch entfernt ist, positioniert.
Alternativ läßt sich das horizontale Scheideblech an gerade einer der langen Wandungen des Zwischengefäßes befestigen
und endet gegen die andere lange Wandung und in Richtung des Gießloches mit einer vertikalen Verlängerung, die am
Boden des Zwischengefäßes befestigt ist, so daß ein Kanal begrenzt wird, der nur am Ende des Zwischengefäßes offen ist,
das vom Gießloch am weitesten entfernt sich befindet. In diesem Fall ist die Leitung im horizontalen Scheideblech
nahe dem Gießloch angeordnet, vom dem sie mittels der vertikalen Verlängerung getrennt ist. Auf diese Weise wird
ein völlig freier Durchlaß längs des geschlossenen Kanals erzeugt; dieser freie Durchlaß erstreckt sich über die
gesamte Länge des Zwischengefäßes und wird benötigt, damit
das Zwischengefäß, wenn der Gießvorgang beendet ist, völlig
entleert werden kann.
Im Falle des Stranggießens von Rohlingen oder Strängen, dient das Zwischengefäß wenigstens vier Strängen; daher
wird das horizontale Scheideblech nur an einer der langen vertikalen Wandungen befestigt und endet in Richtung auf
die andere lange Wandung gegen eine weitere vertikale Wandung, die in Längsrichtung innerhalb des Zwischengefäßes·
eingesetzt ist und sich vom Boden des Zwischengefäßes nach oben bis hinter das horizontale Scheideblech erstreckt,
um so über das Ruhezustandsniveau des flüssigen Stahls aufzutauchen.
Diese weitere vertikale Wandung begrenzt also einen Kanal, der oben durch das horizontale Umlenk- oder Scheideblech
geschlossen ist sowie einen oben offenen Kanal, der am Boden über die Gießlöcher verfügt- Mit dieser Anordnung
ist die Leitung im horizontalen Scheideblech mittig angeordnet.
Während des Beharrungszustandes strömt der flüssige Stahl aus der Gießpfanne in das Zwischengefäß durch ein feuerfestes
Rohr, den sog. "Snorkel", der teilweise in den Stahl in dem Zwischengefäß taucht und endet auf der Mittellinie
der Leitung des horizontalen Scheideblechs und nicht weit von dieser. Die notwendigen Additive, wie Kalziummetall,
werden nahe dieser Leitung über Einrichtungan eingeführt, die bereits bekannt sind, so daß sie hier
nicht beschrieben werden.
Erfindungsgemäß wirkt die oben genannte Anordnung (Endteil
des Snorkels - Leitung durch" das horizontale Scheideblech) als ein Ejektor, so daß der Strom flüssigen Stahls
aus dem Snorkel zur Leitung in dem horizontalen Scheide-
• 111
«Iff Ml·
blech, flüssigen Stahl durch die Leitung von den oberen Teilen zu den unteren Teilen des Zwischengefäßes saugt.
Diese Saugwirkung stellt sicher, daß die nahe der Leitung eingeführten Additive in die untere Zone gesaugt werden,
wo sie leicht nach oben gehen, da sie im allgemeinen weniger dicht als der flüssige Stahl sind; ihr Aufsteigen wird jedoch
durch die Unterseite des horizontalen Scheideblechs unterbunden, wo sie durch die Rippen aufgehalten werden,
die sich von den freien Rändern des Scheideblechs nach unten erstrecken.
Die gegenseitige Bemessung der oberen und unteren Zonen des Zwischengefäßes zusammen mit der Kraft des von der
Gießwanne fließenden Stroms und das Vorhandensein horizontaler Scheidebleche sind derart, daß sichergestellt
wird, daß die Stahlströmung sehr turbulent nur in der unteren Zone wird, wodurch ein gutes Mischen des flüssigen
Stahls und seiner Additive sichergestellt wird.
In der oberen Zone dagegen ist die Strömung des Stahls
langsamer als in der unteren Zone und ist laminar: hierdurch können die Verunreinigungspartikel, welche durch
die Reaktion zwischen Additiv und schmelzflüssigem Stahl geformt wurden, leicht an die Oberfläche aufsteigen,
wo sie in der Schlackenschicht eingeschlossen werden.
Weiterhin ist die gegenseitige Bemessung der oberen und unteren Zone der Gießlöcher derart, daß statistisch der
von der Gießpfanne abgestochene Stahl wenigstens zwei- oder dreimal zwischen den oberen und unteren Zonen zirkuliert,
bevor er in die Form vergossen wird. Dies stellt die richtigen Reaktionszeiten zwischen Metall und Additiv sicher und
schafft auch geeignete Plotationszeiten, um zu garantieren, daß die Verunreinigungspartikel entfernt werden.
Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun
mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden* Diese zeigen in
• &igr; &igr;
-6-
10 | Fig. | 4 |
Fig. | 5 | |
Fig. | 6 | |
15 | Fig. | 7 |
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Zwischengefäß nach der
Erfindung in der Ausführung für das Stranggießen von Brammen in zwei Strängen; Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch ein Zwischengefäß bei
einer Ausführungsform für das Stranggießen von
Brammen oder Strängen längs nur einer Gießbahn; Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch ein Zwischengefäß
nach einer anderen Ausführungsform des Stranggießens
von Brammen längs nur einer Gießbahn; ist ein Querschnitt längs der Linie A-A1 der
Fig. 3;
ist eine Draufsicht auf ein Zwischengefäß für das Stranggießen von Brammen mit sieben Leitungen;
ist ein Querschnitt längs B-B1 der Fig. 5; und ist ein Längsschnitt längs C-C1 der Fig. 5.
Nach Fig. 1 fließt der flüssige in der Pfanne 1 enthaltene Stahl durch eine Düse 2 und den "Snorkel" 3 in das Zwischengefäß
4. Im Beharrungszustand führt der flüssige durch den Endteil des "Snorkels" 3 über die Leitung 7 strömende flüssige
Stahl eine ganze Reihe sehr wichtiger Funktionen aufgrund der besonderen Wechselwirkung von Snorkel 3, Leitung 7 und
horizontalem Umlenkblech 5 (baffle) durch, das an beiden langen Wandungen des Zwisbhengefäßes 4 befestigt ist. Offensichtlich
wird durch diese besondere Anordnung ein Ejektor gebildet, der die Energie des Stahls ausnutzt, der aus der
Gießpfanne in das Zwischengefäß fließt, um eine sehr turbulente Strömung des Stahls in der unteren durch das Umlenkblech
5 begrenzten Zone 6 zu erzeugen. Die Turbulenz nimmt
gO allmählich gegen die rechten und linken Enden dieser unteren
Zone ab, wo der Stahl in den Endteilen 9 und 9' des Zwischengefäßes in die obere Zone 8 aufsteigt. Hier wird aufgrund
des Saugeffekts des Ejektors und wegen der Tatsache, daß
die Zone 8 einen größeren Querschnitt als die Zone 6 auf-
gg weist, die Stahlströmung langsamer und laminar.
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• »I
-7-
Die Pfeile in Fig. 1 geben die Strömungsbedingungen des Stahls in den verschiedenen Zonen des Zwischengefäßes an.
Läuterungsmittel und Legierungselemente in Partikelform beispielsweise können in der Ejektorsaugzone nahe dem Endteil
des Snorkels 3 über ein Tauchrohr oder andere bekannte Einrichtungen zugesetzt werden. Diese Additive werden dann
durch die Leitung 7 in die untere Zone 6 gezogen, wo sie wirksam durch die turbulente Strömung des Stahls gemischt
werden. Ist das Additiv leichter als der Stahl, wie dies im Falle von desoxidierenden und/oder desulphurxerenden
Substanzen wie Ca, Mg etc. der Fall ist, neigt das Material zum Aufsteigen; das meiste hiervon wird jedoch als flüssige
oder gasförmige Schicht 15 gegen die Unterseite des Umlenkblechs durch die Rippen 11 eingefangen.
Die 3inschlüsse von Oxiden und/oder Sulfiden, die gebildet werden, werden in die obere Zone 8 mitgeschleppt, wo sie
dank der untert.i laminaren Strömung des Stahls an die Oberfläche
aufsteigen können und durch die Schlackenschicht 12 eingefangen werden.
Die untere Zone 6, die obere Zone 8 und die Gießlöcher und 13' sind so bemessen, daß statistisch eine gegebene
Stahlmenge, die im Zwischengefäß ankommt, wenigstens zwei- oder dreimal um die unteren und oberen Zonen zirkuliert,
bevor sie in die Formen 14 und 14' über die Löcher 13 und 13'
vergossen wird.
Es wird so möglich, sicherzustellen, daß das vergossene Produkt bei weitem weniger Einschlüsse hat als es normalerweise
mit üblichen bekannten Zwischengefäßen der Fall ist.
Die Ausführungsformen nach den übrigen Figuren arbeiten
alle in der gleichen Weise wie mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben.
litt ■ I · ·
Fig. 2 insbesondere zeigt das Stranggießen eines einzigen Strangs; das Umlenkblech 5 ist an einer der kurzen Wandungen
- nämlich der vom Gießloch am weitesten entfernten - sowie an den beiden langen Wandungen befestigt. In diesem Fall
wird natürlich die Leitung 7 soweit wie möglich vom Gießloch 13 angeordnet.
Die Figuren. 3 und 4 zeigen eine andere mögliche Lösung
für eine Stranggießeinheit mit einem Strang. Um zu garantieren, daß eine gegebene Menge Stahl wenigstens einmal
durch die obere Zone 8 passiert, bevor sie in die Form
vergossen wird, wird das horizontale Umlenkblech 5 an einer der langen Wandungen des Zwischengefäßes befestigt und
endet gegen die andere lange Wandung und das Gießloch 13 mit vertikalen Verlängerungen 16 in Fig. 4 und 17 in Fig. 3,
die auch am Boden 18 des Zwischengefäßes 4 befestigt sind.
In diesem Fall ist die Leitung 7 nahe der Verlängerung 17 angeordnet. Wie Fig. 4 erkennen läßt, führt diese Speziallösung
dazu, daß die vorhandene untere Zone 6 die Gestalt eines schmalen Kanals (Fig. 3 und 4) aufweist, der nur an
einem seiner Enden offen ist. Die obere Zone 8 liegt über der unteren Zone und verfügt an der Seite über einen Kanalteil
8', der dazu beiträgt, die Strömung schmelzflüssigen
Stahls zu verringern und diese laminar zu machen, die dabei auch die Funktion hat, eine totale Entleerung der unteren
Zone 6 herbeizuführen, sobald einmal der Gießvorgang beendet ist.
Die Figuren 5, 6 und 7 zeigen line mögliche Ausführungsform
der Erfindung für den Fall eines Stranggießens von Rohlingen bzw. Knüppeln (billets) mit mehreren Strängen:
sieben im vorliegenden Fall.
Hierzu ist - aus der Vogelperspektive der Fig. 5 beim Zwischengefäß nach der Erfindung die Leitung 7 im
Umlenkblech 5 auf der Mittelquerebene atis Zwischengefäßes
angeordnet und gegen die lange Wandung versetzt, die von
den Gießlöchern 13 am weitesten entfernt liegt. Das Umlenkblech 5 ist an jener langen Wandung befestigt und endet in
Richtung der Gießlöcher 13, jedoch vor diesen in einer vertikalen Verlängerung 19, die vom Boden des Zwischengefäßes
18 bis über das Maximalniveau der Schlackenschicht 12 reicht. Diese Verlängerung 19 ist länger als das horizontale Umlenkblech
5 und steht so von diesem gegen die kurzen Wandungen des Zwischengefäßes mit den Vorsprüngen 19' und 19'' vor.
Auf diese Weise (siehe auch Fig. 6) werden drei Zonen qebildet, wo der schmelzflüssige Stahl in unterschiedlicher
Weise strömt. In den unteren und oberen Zonen jeweils verhält sich der Stahl wie bereits mit Bezug auf Fig. 1 diskutiert.
Versuche an Pilotanlagen haben gezeigt, daß es mit den Zwischengefäßen der Erfindung beispielsweise möglich wird?
den Schwefelgehalt von 50 bis 80 auf 15 bis 20 ppm zu senken und dabei Kalzium enthaltende Legierungen als Entschwefelungsmittel
zu verwenden, während eine große Verbesserung sowohl hinsichtlich der Gestalt der Einschlüsse
gegeben ist, die vollständig globularisiert werden und die Verbesserung stellt sich auch hinsichtlich ihrer Anzahl,
die auf etwa 60 % reduziert ist, ein. Weiterhin wird eine ausgezeichnete Gleichförmigkeit in der Stahltemperatur
innerhalb der Grenzen der Temperatur Messungsgenauigkeiten mit PtRh6-PtRh30 Thermopaaren (± 5°c) erreicht.
Claims (4)
- Patentanwälte · European Patent Attorneys Dr. W. Müller-Bore fDietridi LewaldDipL-Ing.Dr. Paul DenfelDipL-Chem., DipL-WirteA.-Ing.Dr. Alfred SdiönDr. Mfilln-Bori und Pirteer. POB 210247 · D-&bgr;&Ogr;&Ogr;&Ogr; MOndua 2&bgr; *»·*»»— uuu»uDipL-Chem.Werner HertelDipL-Phys.Drying. Dieter OttoDipL-Ing.C 3545 Lw/Ge Case C 148CENTRO SPERIMENTALE METALLURGICO S.p.A. Via di Castel Romano, 1-00129 Rom, Italienfcranggießzwischengefäß mit: Reaktorfunktionen der NachläuterungsbehandlungNSPRÜCHE1. Zwischengefäß für das Stranggießen, das die Reaktorfunktionen der Nachläuterbehandlung aufweist, gekennzeichnet durch ein horizontales Umlenkblech (5 ...), das an wenigstens einer der langen vertikalen Wandungen des Zwichengefäßes (4) befestigt ist, wobei das Umlenkblech (5) das Innenvolumen des Zwischengefäßes (4) in zwei übereinanderliegende Zonen (6; 8) unterteilt, die mit von den freien Rändern nach unten reichenden Rippen und mit einer Leitung (7) an der Stelle versehen ist, wo der Stahl aus der Pfanne (1) einfließt, wobei die Leitung (7) die oberen und unteren Zonen (6; 8) verbindet und sich innerhalb der unteren Zone (6) erstreckt und über eine nicht-behinderte Querschnittsfläche verfügt, die größer als der in das Zwischengefäß eintretende Strom flüssigen Stahls ist.D-8000 MOncfaen 2 POB 26 02 47 ., .,K»btU . ..Telefon· Telecopier Infotec 6400 B TelexIsartorplatz &bgr; D-8000 Mfinchen|ae \ !. Mueljopatj ·..· 088*^251*83-7 GH-I-III (089)229643 5-24205•··» ftf·-2-
- 2. Zwischengefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das horizontale Umlenkblech (5) an einer der kurzen Wandungen des Zwischengefäßes (4) ebenfalls befestigbar ist„
- 3. Zwischengefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf wenigstens einem der Ränder des horizontalen Umlenkblechs (5), der nicht an den Wandungen des Zwischengefaßes befestigt ist, eine vertikale am Boden des Zwischengefaßes (4) befestigte Verlängerung vorgesehen ist.
- 4. Zwischengefäß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Verlängerung in Längsrichtung im Zwischengefäß eingesetzt ist und nach oben über das Maximalniveau des Stahls im Zwischengefäß selbst verläuft.
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