EP1172447A1 - Method and device for slag free pouring of metal, especially steel, from an upright metallurgical vessel - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method and a device for slag-free tapping a molten metal, especially steel, from a vertical metallurgical vessel through a tap hole, being on the melt floating slag is lowered with the bathroom mirror.
- the invention has for its object to take measures by which The formation of the vertebrae is significantly delayed or completely prevented.
- the object is achieved according to the invention in that before the start of a expected potential vortex in the area of the tap opening and the formation of a Trombe around the axis of the tap opening from the outside about a body in the area Outflow is inserted or previously introduced. This disability of the Rotational movement of the flow prevents the slag from running into the tap opening. It also simplifies the required device.
- One embodiment provides that the body is introduced in such a way that it the level of the critical fill level is recorded. A height above this therefore needs not to be considered.
- Another measure can also prevent potential vortex formation the body is brought in close to the tap hole. This causes the desired disturbance in the formation of vertebrae, so that such vertebrae cannot form from the start.
- the body passes through the tap opening is introduced.
- Another improvement is that the body is introduced approximately horizontally becomes.
- the internals can e.g. star-shaped, be shaped like a beam or with other projections. This design delays or even completely prevents the formation of potential vortices and avoids one great effort in device parts. They are just dams made of refractory material to erect, each expanded or restored between batches can be.
- the internals close to the tap opening come close. This can have a major impact on the outflow be exercised.
- This design can then be carried out such that the two sides or on several sides of the tapping opening arranged internals over the Tap hole are connected together. Thereby the Increased effectiveness and created a longer shelf life.
- connection can also be designed in such a way that the tap opening on both sides arranged fittings provided a cutout above the tap hole is. This creates a simple and functional construction.
- the racking to be interrupted.
- a body 10 in the region of the outflow 11 inserted through the tap opening 2 or the body 10 is already in the Masonry of the metallurgical vessel 1 has been installed.
- the body 10 will installed with a height 12 which corresponds to the height of the critical filling level, i.e. a bathroom mirror in which a potential vortex 4 would form shortly.
- the body 10 thus detects the height 12 in a state in which the formation of troughs used to occur began.
- the body 10 is pushed close to the tap opening 2 (see Figs. 2A and 2B).
- Such internals 13 consisting of one or more bodies 10 become general in the plane 14 of the entrance 2a of the tap opening 2 up to a flow deflection area 15 inserted briefly before the tap opening 2 or have already been installed when the vessel 1 is delivered. Its cheap, that the internals 13 comes close to the tap hole 2, as drawn is. It should be noted that with an established main flow 16 the internals 13 to lie downstream behind the tap opening 2 come.
- FIGS. 3A and 3B are on both sides of the tap opening 2 internals 13a and 13b arranged. This can be done via the tap hole 2 are connected together. Such a connection can also be carried out in such a way that they are arranged on both sides of the tap opening 2 Internals 13a; 13b, a cutout 17 is provided above the tap opening 2 is.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum schlackenfreien Abstechen einer Metall-, insbesondere Stahlschmelze, aus einem senkrecht stehenden metallurgischen Gefäß durch eine Abstichöffnung, wobei die auf der Schmelze schwimmende Schlacke mit dem Badspiegel abgesenkt wird.The invention relates to a method and a device for slag-free tapping a molten metal, especially steel, from a vertical metallurgical vessel through a tap hole, being on the melt floating slag is lowered with the bathroom mirror.
Beim Entleeren von metallurgischen Gefäßen mit Bodenausguss tritt beim Unterschreiten einer bestimmten Badspiegelhöhe ein unerwünschtes Mitlaufen der oben auf der Metallschmelze befindlichen Schlacke auf. Dieses Mitlaufen der Schlacke wird durch einen Potentialwirbel der ablaufenden Flüssigkeit verursacht, wobei sich im Innern des Wirbels die Dreh-Geschwindigkeit derart erhöht, dass die Metallschmelze eine Trombe bildet, in die die Schlacke förmlich miteingesogen wird. Die Umfangsgeschwindigkeit nimmt dabei mit sinkendem Abstand zur Abstichöffnung zu. Die Form der Trombe wird von der lokal wirkenden Trägheits-, Schwer-, Auftriebs-und Coriolis-Kraft bestimmt. Die Ausbildung der Trombe geschieht ab einer von den geometrischen Gestaltungen abhängigen kritischen Füllhöhe. Das Mitlaufen und die dadurch verursachte Vermischung von Schlacke und flüssigem Metall führt zu einer starken Beeinträchtigung der Schmelzenqualität und daher zu einem vorzeitigen Schließen des Gefäßabstichs. When emptying metallurgical vessels with bottom pouring occurs when falling below a certain bath level an undesirable running along the top slag on the molten metal. This running of the slag is caused by a potential vortex of the flowing liquid, whereby inside the vortex the rotation speed increases so that the metal melt forms a drum into which the slag is literally sucked in. The The peripheral speed increases with decreasing distance from the tap opening. The shape of the trombone is determined by the locally acting inertia, gravity, and buoyancy Coriolis force determined. The formation of the trombone happens from one of the Geometric designs dependent critical fill level. The running and the the resulting mixture of slag and liquid metal leads to a severe impairment of the melt quality and therefore premature Closing the vascular rack.
Es sind eine ganze Reihe von Verfahren bekannt, den beschriebenen Effekt zu beeinflussen oder zu vermeiden. Um einen Gewinn von über 95% an Schmelze zu erzielen, ist z.B. schon vorgeschlagen worden ( DE 33 27 671 A1), ein vertikal fluchtend zur Abstichöffnung eines Schieber oder Klappenverschlusses an einer Hubvorrichtung befestigter Strömungskörper in einer oberen Stellung zur Schmelze zu halten und bei einer kritischen Schmelzbadhöhe von 200-500 mm über der Abstichöffnungs-Oberkante des offenen Schieber- bzw. Klappenverschlusses den Strömungskörper auf eine untere Stellung von ca. 30 - 50 mm über dem Gefäßbodengrund abzusenken und schließlich ganz zu schließen. Diese Verfahrensweise geht jedoch davon aus, dass der Potentialwirbel ohnehin nicht vermieden werden kann und setzt eine entsprechende zusätzliche verhältnismäßig aufwendige Einrichtung voraus. Eine ähnliche Maßnahme ergibt sich aus der EP 0 974 801 A1, wobei allerdings die Halterung für den Strömungskörper aufwendig gekühlt werden muss.A whole series of methods are known to influence the described effect or to avoid. To achieve a melt profit of over 95%, is e.g. have already been proposed (DE 33 27 671 A1), a vertically aligned for tapping a slide or flap lock on a lifting device to keep attached flow body in an upper position to the melt and with a critical melt pool height of 200-500 mm above the top edge of the tap opening of the open slide or flap closure the flow body to a lower position of approx. 30 - 50 mm above the bottom of the vessel and finally close completely. However, this procedure works assume that the potential vortex cannot be avoided anyway and sets a corresponding additional, relatively complex facility in advance. A Similar measure results from EP 0 974 801 A1, although the Bracket for the flow body must be cooled consuming.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu ergreifen, durch die die Entstehung der Wirbel deutlich verzögert oder ganz verhindert wird.The invention has for its object to take measures by which The formation of the vertebrae is significantly delayed or completely prevented.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass vor Beginn eines zu erwartenden Potentialwirbels im Bereich der Abstichöffnung und der Bildung einer Trombe um die Achse der Abstichöffnung von außen etwa ein Körper in Bereich der Abströmung eingeschoben oder vorher eingebracht wird. Diese Behinderung der Drehbewegung der Strömung hindert die Schlacke daran, in die Abstichöffnung mit-einzulaufen. Außerdem wird dadurch die erforderliche Vorrichtung einfacher.The object is achieved according to the invention in that before the start of a expected potential vortex in the area of the tap opening and the formation of a Trombe around the axis of the tap opening from the outside about a body in the area Outflow is inserted or previously introduced. This disability of the Rotational movement of the flow prevents the slag from running into the tap opening. It also simplifies the required device.
In Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Körper derart eingebracht wird, dass er die Höhe des kritischen Füllnivaus erfasst. Eine darüber liegende Höhe braucht deshalb nicht berücksichtigt zu werden.One embodiment provides that the body is introduced in such a way that it the level of the critical fill level is recorded. A height above this therefore needs not to be considered.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Körper die Höhe im Zustand einer ohne Körper eintretenden Trombenbildung erfasst. Der Einfluss des Körper wird nur darauf abgestellt, dass Maßnahmen für eine kritische Badspiegel-Höhe erforderlich sind. Die höher liegenden Bereiche brauchen nicht berücksichtigt zu werden.It is also suggested that the body's height in the state of a bodyless occurring trombone formation recorded. The body's influence is only there turned off that measures are required for a critical bath level. The higher areas need not be taken into account.
Eine Potentialwirbel-Bildung kann nach einer anderen Maßnahme auch dadurch verhindert werden, dass der Körper bis nahe an die Abstichöffnung eingebracht wird. Dadurch tritt die gewollte Störung der Wirbelbildung ein, so dass sich solche Wirbel von Anfang an nicht bilden können.Another measure can also prevent potential vortex formation the body is brought in close to the tap hole. This causes the desired disturbance in the formation of vertebrae, so that such vertebrae cannot form from the start.
In Ausgestaltung ist weiter vorgesehen, dass der Körper über die Abstichöffnung eingebracht wird.In an embodiment, it is further provided that the body passes through the tap opening is introduced.
Eine andere Verbesserung besteht darin, dass der Körper etwa horizontal eingebracht wird.Another improvement is that the body is introduced approximately horizontally becomes.
Die Vorrichtung zum Abstechen einer Metallschmelze, insbesondere einer StahlSchmelze, aus einem in Abstechstellung befindlichen metallurgischen Gefäß, das eine geöffnete Abstichöffnung aufweist, löst die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass in der Ebene des Eingangs der Abstichöffnung ein oder mehrere einander zugeordnete Einbauten bis in den Strömungs-Umlenkungsbereich vor der Abstichöffnung einbringbar oder fest eingebaut sind. Die Einbauten können z.B. sternförmig, strahlenförmig oder mit anderen Vorsprüngen geformt sein. Diese Gestaltung verzögert oder verhindert sogar ganz die Potentialwirbelbildung und vermeidet einen großen Aufwand an Vorrichtungsteilen. Es sind lediglich Dämme aus Feuerfestmaterial zu errichten, die jeweils zwischen den Chargen ausgebaut oder wiederhergestellt werden können.The device for tapping a molten metal, in particular a molten steel, from a metallurgical vessel in the cut-off position, the has an open tap opening, the object is achieved according to the invention in that in the plane of the entrance of the tap opening one or more each other assigned internals up to the flow deflection area in front of the tap opening can be inserted or permanently installed. The internals can e.g. star-shaped, be shaped like a beam or with other projections. This design delays or even completely prevents the formation of potential vortices and avoids one great effort in device parts. They are just dams made of refractory material to erect, each expanded or restored between batches can be.
Nach einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Einbauten bis nahe an die Abstichöffnung heranreichen. Dadurch kann auf die Abströmung ein großer Einfluss ausgeübt werden. According to one embodiment, it is provided that the internals close to the tap opening come close. This can have a major impact on the outflow be exercised.
Nach weiteren Merkmalen wird vorgeschlagen, dass bei einer sich einstellenden Hauptströmungsrichtung die Einbauten stromabwärts hinter der Abstichöffnung liegen. Dadurch wird ebenfalls eine Potentialwirbel-Bildung mit einfachsten Mitteln verhindert.According to further features, it is proposed that when an In the main flow direction, the internals are downstream behind the tap opening. This also prevents potential vortex formation with the simplest of means.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass beidseitig oder nach mehreren seiten, zur Abstichöffnung gerichtet, Einbauten angeordnet sind. Diese Gestaltung ist besonders wirkungsvoll, weil etwaige Potentialwirbel sowohl vor als auch hinter der Abstichöffnung gestört werden.In a development of the invention it is provided that on both sides or after several sides, facing the tap hole, internals are arranged. This design is particularly effective because potential vortices both in front of and behind the Tap opening can be disturbed.
Diese Gestaltung kann dann noch derart vorgenommen werden, dass die beidseitig oder nach mehreren Seiten zur Abstichöffnung angeordneten Einbauten über die Abstichöffnung hinweg miteinander verbunden sind. Dadurch wird gleichzeitig die Wirksamkeit erhöht und eine größere Haltbarkeit geschaffen.This design can then be carried out such that the two sides or on several sides of the tapping opening arranged internals over the Tap hole are connected together. Thereby the Increased effectiveness and created a longer shelf life.
Die Verbindung kann auch dahingehend gestaltet werden, dass in beidseitig zur Abstichöffnung angeordneten Einbauten ein Ausschnitt über der Abstichöffnung vorgesehen ist. Dadurch entsteht eine einfache und zweckmäßig zu erstellende Bauweise.The connection can also be designed in such a way that the tap opening on both sides arranged fittings provided a cutout above the tap hole is. This creates a simple and functional construction.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die nachstehend näher erläutert werden.In the drawing, embodiments of the invention are shown, the following are explained in more detail.
Es zeigen:
- Fig. 1
- einen senkrechten Schnitt durch die Abstichöffnung eines metallurgischen Gefäßes mit der Trombenbildung beim Abstich,
- Fig. 2A
- einen senkrechten Schnitt durch die Abstichöffnung mit einem ersten Ausführungsbeispiel von Einbauten,
- Fig. 2B
- die zu Fig.2A gehörende Draufsicht,
- Fig. 3A
- einen senkrechten Schnitt durch die Abstichöffnung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel von Einbauten und
- Fig. 3B
- die zu Fig. 3A gehörende Draufsicht.
- Fig. 1
- a vertical section through the tapping opening of a metallurgical vessel with the formation of troughs during tapping,
- Figure 2A
- 2 shows a vertical section through the tap opening with a first exemplary embodiment of internals,
- Figure 2B
- the top view belonging to FIG. 2A,
- Figure 3A
- a vertical section through the tap hole with a second embodiment of internals and
- Figure 3B
- the top view belonging to FIG. 3A.
Gemäß Fig. 1 bildet sich ohne jede Maßnahme gegen einen Potentialwirbel bei einem
metallurgischen Gefäß 1 in der Abstichöffnung 2 des Gefäßbodens 3 am Ende
des Abstechens ein Potentialwirbel 4, der Schlacke 5 aus einer Gasphase 6 in das
flüssige Metall 7 hineinreißt, und eine Trombe 8 bildet, so dass das flüssige Metall
später unzulässige Einschlüsse aufweisen würde. In diesem Fall muss der Abstich
unterbrochen werden.1 forms without any measure against a potential vortex in one
Gemäß Fig. 2A wird vor Beginn eines zu erwartenden Potentialwirbels 4 im Bereich
der Abstichöffnung 2 und der Bildung einer Trombe 8 um die Achse 9 der Abstichöffnung
2 von außen etwa horizontal ein Körper 10 in den Bereich der Abströmung 11
über die Abstichöffnung 2 eingeschoben oder der Körper 10 ist vorher schon in das
Mauerwerk des metallurgischen Gefäßes 1 eingebaut worden. Der Körper 10 wird
mit einer Höhe 12 eingebaut, die der Höhe des kritischen Füllniveaus entspricht, d.h.
ein Badspiegel in dem sich in Kürze ein Potentialwirbel 4 bilden würde. Der Körper
10 erfasst damit die Höhe 12 in einem Zustand, in dem früher die Trombenbildung
einsetzte. Dabei wird der Körper 10 bis nahe an die Abstichöffnung 2 herangeschoben
(vgl. Fig. 2A und 2B).2A, before an expected
Solche aus einem oder mehreren Körpern 10 bestehende Einbauten 13 werden allgemein
in der Ebene 14 des Eingangs 2a der Abstichöffnung 2 bis in einen Strömungs-Umlenkungsbereich
15 vor der Abstichöffnung 2 kurzfristig eingeschoben
oder sind schon bei der Zustellung des Gefäßes 1 fest eingebaut worden. Es ist günstig,
dass die Einbauten 13 bis nahe an die Abstichöffnung 2 heranreicht, wie gezeichnet
ist. Dabei sollte beachtet werden, dass bei einer sich einstellenden Hauptströmung
16 die Einbauten 13 stromabwärts hinter der Abstichöffnung 2 zu liegen
kommen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel (Fig. 3A und 3B) sind beidseitig zur Abstichöffnung
2 Einbauten 13a und 13b angeordnet. Diese können über die Abstichöffnung
2 hinweg miteinander verbunden werden. Eine solche Verbindung kann
auch derart vorgenommen werden, dass in den beidseitig zur Abstichöffnung 2 angeordneten
Einbauten 13a; 13b ein Ausschnitt 17 über der Abstichöffnung 2 vorgesehen
ist. In a further exemplary embodiment (FIGS. 3A and 3B) are on both sides of the
- 11
- metallurgisches Gefäßmetallurgical vessel
- 22
- Abstichöffnungtapping opening
- 2a2a
- Eingangentrance
- 33
- Gefäßbodenvessel bottom
- 44
- Potentialwirbelpotential vortex
- 55
- Schlackeslag
- 66
- Gasphasegas phase
- 77
- flüssiges Metallliquid metal
- 88th
- TrombeTrombe
- 99
- Achse d. AbstichöffnungAxis d. tapping opening
- 1010
- Körperbody
- 1111
- Abströmungoutflow
- 1212
- Höhe der EinbautenHeight of the internals
- 1313
- Einbautenfixtures
- 13a13a
- seitliche Einbautenside fixtures
- 13b13b
- seitliche Einbautenside fixtures
- 1414
- Ebenelevel
- 1515
- Strömungs-UmlenkungsbereichFlow deflection region
- 1616
- Hauptströmungmainstream
- 1717
- Ausschnittneckline
Claims (12)
dadurch gekennzeichnet, dass vor Beginn eines zu erwartenden Potentialwirbels im Bereich der Abstichöffnung und der Bildung einer Trombe um die Achse der Abstichöffnung von außen ein Körper in den Bereich der Abströmung eingeschoben oder vorher eingebracht wird.Process for slag-free tapping of a molten metal, in particular a steel, from a vertical metallurgical vessel through a tap hole, the slag floating on the melt being lowered together with the bath level,
characterized in that, before the beginning of an expected potential vortex in the region of the tap opening and the formation of a trombon about the axis of the tap opening, a body is inserted into the area of the outflow from the outside or previously introduced.
dadurch gekennzeichnet, dass der Körper derart eingebracht wird, dass er die Höhe des kritischen Füllniveaus erfasst.Method according to claim 1,
characterized in that the body is introduced in such a way that it detects the level of the critical filling level.
dadurch gekennzeichnet, dass der Körper die Höhe im Zustand einer ohne Körper eintretenden Trombenbildung erfasst. Method according to one of claims 1 or 2,
characterized in that the body detects the height in the state of a tomb formation occurring without a body.
dadurch gekennzeichnet, dass der Körper bis nahe an die Abstichöffnung eingebracht wird.Method according to one of claims 1 to 3,
characterized in that the body is introduced close to the tap opening.
dadurch gekennzeichnet, dass der Körper über die Abstichöffnung eingebracht wird.Method according to one of claims 1 to 4,
characterized in that the body is introduced through the tap opening.
dadurch gekennzeichnet, dass der Körper etwa horizontal eingebracht wird.Method according to one of claims 1 to 5,
characterized in that the body is introduced approximately horizontally.
dadurch gekennzeichnet, dass in der Ebene (14) des Eingangs (2a) der Abstichöffnung (2) ein oder mehrere einander zugeordnete Einbauten (13) bis in den Strömungs-Umlenkungsbereich (15) vor der Abstichöffnung (2) einbringbar oder fest eingebaut sind.Device for tapping a molten metal, in particular a molten steel, from a metallurgical vessel in the tapping position, which has an open tapping opening,
characterized in that in the plane (14) of the inlet (2a) of the tap opening (2) one or more mutually associated internals (13) can be inserted or permanently installed into the flow deflection region (15) in front of the tap opening (2).
dadurch gekennzeichnet, dass die Einbauten (13) bis nahe an die Abstichöffnung (2) heranreichen. Device according to claim 7,
characterized in that the internals (13) reach close to the tap opening (2).
dadurch gekennzeichnet, dass bei einer sich einstellenden Hauptströmungsrichtung (16) die Einbauten (13) stromabwärts hinter der Abstichöffnung (2) liegen.Device according to one of claims 7 or 8,
characterized in that when the main flow direction (16) is established, the internals (13) lie downstream behind the tap opening (2).
dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig oder nach mehreren Seiten zur Abstichöffnung (2) gerichtet Einbauten (13a; 13b) angeordnet sind.Device according to one of claims 7 to 9,
characterized in that internals (13a; 13b) are arranged on both sides or on several sides towards the tap opening (2).
dadurch gekennzeichnet, dass die beidseitig oder nach mehreren Seiten zur Abstichöffnung (2) angeordneten Einbauten (13a; 13b) über die Abstichöffnung (2) hinweg miteinander verbunden sind.Device according to one of claims 7 to 10,
characterized in that the internals (13a; 13b) arranged on both sides or on several sides of the tap opening (2) are connected to one another via the tap opening (2).
dadurch gekennzeichnet, dass die beidseitig zur Abstichöffnung (2) angeordneten Einbauten (13a; 13b) einstückig mit einem Ausschnitt (17) über der Abstichöffnung (2) ausgebildet sind.Device according to one of claims 7 to 11,
characterized in that the internals (13a; 13b) arranged on both sides of the tap opening (2) are formed in one piece with a cutout (17) above the tap opening (2).
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