EP0551581A1 - Stopfen für metallurgische Gefässe - Google Patents

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EP0551581A1 EP92119190A EP92119190A EP0551581A1 EP 0551581 A1 EP0551581 A1 EP 0551581A1 EP 92119190 A EP92119190 A EP 92119190A EP 92119190 A EP92119190 A EP 92119190A EP 0551581 A1 EP0551581 A1 EP 0551581A1
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channel
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D2/00—Arrangement of indicating or measuring devices, e.g. for temperature or viscosity of the fused mass
    • B22D2/006—Arrangement of indicating or measuring devices, e.g. for temperature or viscosity of the fused mass for the temperature of the molten metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/14—Closures
    • B22D41/16—Closures stopper-rod type, i.e. a stopper-rod being positioned downwardly through the vessel and the metal therein, for selective registry with the pouring opening
    • B22D41/18—Stopper-rods therefor
    • B22D41/186—Stopper-rods therefor with means for injecting a fluid into the melt

Definitions

  • the invention relates to a stopper made of refractory material in the form of a rod for a metallurgical casting vessel, in particular with an axial channel leading to an outlet in the stopper cap for gas, additives or the like.
  • a temperature measuring device in the form of a thermocouple arranged in a protective tube made of refractory material is arranged between the outlet of the casting vessel and a pouring jet protective tube that supplies the melt.
  • This protective tube is mounted on a cover of the casting vessel.
  • thermocouple with the measuring lines in a central axial channel closed at the bottom of a plug designed as a rod.
  • the disadvantage of this type of arrangement is that it is not possible to supply gas and / or additives to the melt via the stopper, and that the thermocouple only indicates the temperature of the melt with a certain time delay and inaccurately because of the thick wall of the stopper rod .
  • the invention has for its object to provide a device for temperature measurement in a metallurgical casting vessel, which is robust with little manufacturing effort and the temperature of the melt leaving the casting vessel as accurately as possible indicates.
  • thermocouple with measuring lines is accommodated.
  • thermocouple with its measuring lines benefits from the necessary structural robustness of the plug. That's why The wall thickness where the thermocouple with the measuring lines is housed can be very small, which benefits the requirement for the smallest possible delay time in the temperature measurement and the measuring accuracy.
  • the temperature is measured immediately before the outlet of the casting vessel. This is particularly advantageous if the casting vessel has several outlets, as is the case with a multi-strand casting system. In this case, the temperature can be measured individually for each outlet.
  • the otherwise necessary mounting and installation means for the thermocouple and its leads are eliminated in the invention. Since the axial channel for the thermocouple is arranged eccentrically in the stopper, there is also enough space for accommodating the further axial channel for gas, additives or the like leading to an outlet in the stopper cap, so that the stopper can fulfill a double function.
  • the stopper above the stopper cap has an integrally formed rib which extends in the axial direction and in which the channel for the thermocouple is located.
  • This rib is advantageous because, in this case, a wall thickness which is small, in particular uniformly thick, for heat conduction can be achieved over approximately half the circumference.
  • the wall thickness of the rib should not exceed 15 mm.
  • Molten metal is introduced into a casting vessel 1 via a pouring jet protection tube 2 and flows out of the vessel 1 via an outlet 3.
  • the casting vessel 1 is covered by a lid 4.
  • the outlet 3 can be closed with the stopper cap 5a formed at the lower end of the stopper 5.
  • an axial central channel 5d extends through which gas, additives or the like can be conveyed directly into the outlet 3 and added to the melt.
  • the plug 5 has the basic shape of a circle in cross section.
  • a rib 5c is formed on the stopper 5, in which a further axial channel 5d extends.
  • a thermocouple 6 with its measuring lines is accommodated in this axial channel 5d.
  • the wall thickness of this channel 5d is comparatively thin and is at most 15 mm.
  • thermocouple 6 Since the thermocouple 6 is located immediately above the stopper cap 5a and the wall thickness in the area of the thermocouple 6 is small on all sides and the thermocouple 6 with as little play as possible in the channel 5d is to sit, it is ensured that the temperature of the casting vessel 1 leaving the outlet 3 is determined very quickly and very accurately.
  • the manufacturing effort for the stopper with integrated temperature measurement is low.
  • the molding of the bulge 5c does not require any additional effort in the usual pressing of the refractory material into the plug 5.
  • the channel 5d is either drilled or molded during the pressing.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen aus Feuerfestmaterial bestehenden Stopfen für ein metallurgisches Gießgefäß. Der Stopfen 5, der einen zentralen axialen Kanal 5b aufweisen kann, weist einen exzentrisch vor der Stopfenkappe 5a endenden axialen Kanal 5d auf, der in einer an dem Stopfen 5 angeformten, sich axial erstreckenden Rippe 5c befindet. In diesem weiteren axialen Kanal 5d ist ein Thermoelement 6 mit seinen Meßleitungen untergebracht. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen aus Feuerfestmaterial bestehenden Stopfen in Form einer Stange für ein metallurgisches Gießgefäß insbesondere mit einem zu einem Ausgang in der Stopfenkappe führenden axialen Kanal für Gas, Zusatzstoffe od.dgl.
  • Beim Gießen ist die Überwachung der Gießtemperatur der Schmelze, insbesondere der das Gießgefäß über dessen Auslaß verlassenden Schmelze, wichtig. Deshalb ist bei einem bekannten Gießgefäß vorgesehen, zwischen dem Auslaß des Gießgefäßes und einem die Schmelze zuführenden Gießstrahlschutzrohr eine Temperaturmeßeinrichtung in Form eines in einem Schutzrohr aus Feuerfestmaterial angeordneten Thermoelementes anzuordnen. Dieses Schutzrohr ist auf einer Abdeckung des Gießgefäßes montiert. Bei der Vorbereitung eines jeden Gusses ist es erforderlich, diese Meßeinrichtung zu installieren. Die Manipulation mit dem Schutzrohr auf dem Deckel des Gießgefäßes ist für die Bedienungspersonen umständlich. Hinzu kommt, daß bei dicken Schlackendecken auf dem Stahlbad das wegen des geforderten geringen Wärmeisolationswiderstandes dünnwandig ausgebildete Schutzrohr und das darin befindliche Thermoelement leicht beschädigt wird.
  • Ferner ist es bekannt, das Thermoelement mit den Meßleitungen in einem zentralen, unten verschlossenen axialen Kanal eines als Stange ausgebildeten Stopfens unterzubringen. Der Nachteil bei dieser Art der Anordnung besteht darin, daß es nicht möglich ist, über den Stopfen Gas und/oder Zusatzstoffe der Schmelze zuzuführen, und daß das Thermoelement wegen der dicken Wandung der Stopfenstange die Temperatur der Schmelze nur mit einer gewissen Zeitverzögerung und ungenau anzeigt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Temperaturmessung in einem metallurgischen Gießgefäß zu schaffen, die bei geringem Herstellungsaufwand robust ist und die Temperatur der über den Ausgang das Gießgefäß verlassenen Schmelze möglichst genau anzeigt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Stopfen der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß im Stopfen exzentrisch ein vor der Stopfenkappe endender axialer Kanal vorgesehen ist, in dem ein Thermoelement mit Meßleitungen untergebracht ist.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Stopfen ist der für die Unterbringung des Thermoelementes und der Meßleitungen erforderliche zusätzliche Aufwand gering. Das Thermoelement mit seinen Meßleitungen profitiert von der ohnehin notwendigen konstruktiven Robustheit des Stopfens. Deshalb kann die Wandstärke, wo das Thermoelement mit den Meßleitungen untergebracht ist, sehr gering sein, was der Forderung nach einer möglichst kleinen Verzögerungszeit bei der Temperaturmessung und der Meßgenauigkeit zugute kommt. Für die Meßgenauigkeit ist ferner von Vorteil, daß die Temperatur unmittelbar vor dem Auslaß des Gießgefäßes gemessen wird. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Gießgefäß mehrere Auslässe hat, wie es bei einer mehrsträngigen Gießanlage der Fall ist. In diesem Fall kann für jeden Auslaß individuell die Temperatur gemessen werden. Schließlich entfallen bei der Erfindung die sonst notwendigen Halterungs- und Installationsmittel für das Thermoelement und dessen Zuleitungen. Da der axiale Kanal für das Thermoelement exzentrisch im Stopfen angeordnet ist, bleibt auch genügend Raum für die Unterbringung des weiteren bis zu einem Ausgang in der Stopfenkappe führenden axialen Kanal für Gas, Zusatzstoffe od.dgl., so daß der Stopfen eine Doppelfunktion erfüllen kann.
  • Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Stopfen oberhalb der Stopfenkappe eine sich in axialer Richtung erstreckende, angeformte Rippe auf, in der sich der Kanal für das Thermoelement befindet. Diese Rippe ist deshalb von Vorteil, weil sich in diesem Fall über etwa den halben Umfang eine für die Wärmeleitung geringe, insbesondere gleichmäßig dicke Wandstärke erzielen läßt. Die Wandstärke der Rippe sollte höchstens 15 mm betragen.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.
  • Im einzelnen zeigen:
    • Fig. 1
    ein Gießgefäß mit einem Gießstrahlschutzrohr für die zuzuführende Schmelze und einem Stopfen im Vertikalschnitt und Seitenansicht in schematischer Darstellung,
    Fig. 2
    der Stopfen gemäß Fig. 1 in vergrößerter Darstellung im Axialschnitt und
    Fig. 3
    der Stopfen gemäß Fig. 2 im Querschnitt nach Linie I-I der Fig. 2.
  • In ein Gießgefäß 1 wird über ein Gießstrahlschutzrohr 2 schmelzflüssiges Metall eingeführt, das über einen Auslaß 3 aus dem Gefäß 1 fließt. Das Gießgefäß 1 ist durch einen Deckel 4 abgedeckt. Ein Stopfen 5 in Form einer Stange, der über einen Tragarm 6 von einem heb- und senkbaren Antrieb 7 getragen ist, taucht über eine Öffnung in dem Deckel 4 in die Schmelze ein. Mit der am unteren Ende des Stopfens 5 ausgebildeten Stopfenkappe 5a kann der Auslaß 3 verschlossen werden.
  • Durch den aus gepreßtem Feuerfestmaterial geformten Stopfen 5 erstreckt sich ein axialer zentraler Kanal 5d, über den Gas, Zusatzstoffe od. dgl. direkt in den Auslaß 3 gefördert und der Schmelze zugesetzt werden können. Der Stopfen 5 hat im Querschnitt die Grundform eines Kreises. Oberhalb der Stopfenkappe 5a ist am Stopfen 5 eine Rippe 5c angeformt, in der ein weiterer axialer Kanal 5d sich erstreckt. In diesem axialen Kanal 5d ist ein Thermoelement 6 mit seinen Meßleitungen untergebracht. Die Wandstärke dieses Kanals 5d ist vergleichsweise dünn und beträgt höchstens 15 mm. Da das Thermoelement 6 sich unmittelbar oberhalb der Stopfenkappe 5a befindet und die Wandstärke im Bereich des Thermoelementes 6 allseits klein ist und das Thermoelement 6 mit möglichst wenig Spiel in dem Kanal 5d sitzen soll, ist gewährleistet, daß die Temperatur der das Gießgefäß 1 über den Auslaß 3 verlassenden Schmelze sehr schnell und sehr genau festgestellt wird.
  • Der Herstellungsaufwand für den Stopfen mit integrierter Temperaturmessung ist gering. Die Anformung der Ausbuchtung 5c erfordert bei dem üblichen Verpressen des Feuerfestmaterials zum Stopfen 5 keinen zusätzlichen Aufwand. Entweder wird der Kanal 5d gebohrt oder beim Verpressen angeformt.

Claims (3)

  1. Aus Feuerfestmaterial bestehender Stopfen (5) in Form einer Stange für ein metallurgisches Gießgefäß (1) insbesondere mit einem zu einem Ausgang (5d') in der Stopfenkappe (5a) führenden axialen Kanal (5b) für Gas, Zusatzstoffe und dergleichen,
    dadurch gekennzeichnet, daß in dem Stopfen (5) exzentrisch ein vor der Stopfenkappe (5a) endender axialer Kanal (5d) vorgesehen ist, in dem ein Thermoelement (6) mit Meßleitungen untergebracht ist.
  2. Stopfen nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (5) oberhalb der Stopfenkappe (5a) eine sich in axialer Richtung erstreckende, angeformte Rippe (5c) aufweist, in der sich der Kanal (5d) für das Thermoelement (6) befindet.
  3. Stopfen nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Rippe (5c) höchstens 15 mm beträgt.
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