NL1006304C2 - Gietpijp. - Google Patents

Description

GIETPIJP

De uitvinding heeft betrekking op een gietpijp geschikt voor het transporteren van vloeibaar metaal van een eerste metallurgisch vat naar een tweede metallurgisch vat zoals van een gietpan naar een verdeelbak of van een verdeelbak naar een gietvorm bij het gieten 5 van vloeibaar staal.

Het gieten van staal kan betrekking hebben op het gieten van dikke of dunne plakken, blooms of knuppels.

Een van de functies van de gietpijp naast het transporteren van het vloeibare metaal, is het afschermen van het vloeibare metaal van 10 de buitenlucht om oxidatie door zuurstof uit de buitenlucht te voorkomen. In het geval dat het eerste metallurgische vat boven het tweede metallurgische vat geplaatst is, reikt de gietpijp daarom in het algemeen tot onder het bovenoppervlak van het bad van vloeibare metaal in het tweede metallurgische vat. Op het vloeibare metaal in 15 het tweede metallurgische vat wordt vaak een laag van een gesmolten afschermend materiaal, zoals slak, verdeelbakpoeder en/of een gietpoeder in stand gehouden, mede om het bovenoppervlak van het vloeibare metaal af te schermen van de zuurstof uit de buitenlucht. In dat geval reikt de gietpijp door de laag afschermend materiaal 20 tot in het vloeibare metaal. De gietpijp is in het algemeen vervaardigd uit een keramisch materiaal omvattende ondermeer grafiethoudend dolomiet of magnesiet. Tijdens gebruik van de gietpijp slijt deze, vooral vanaf de buitenzijde door enerzijds erosie, maar anderzijds in nog veel sterkere mate door chemische 25 aantasting. Om de chemische aantasting te vertragen is het bekend om de gietpijp, althans op het deel dat in contact is met vloeibaar materiaal, metaal of afschermend materiaal, te voorzien van een slijtvaste laag zoals zirconiumoxide.

Tijdens het gieten van het vloeibare metaal kan als gevolg van 30 erosie en / of chemische aantasting de wand van de gietpijp dermate slijten dat een gat in de wand van de gietpijp ontstaat, een 100 63 u 4 - 2 - verschijnsel dat bekend staat als een doorbraak. Vloeibaar metaal stroomt dan door het ontstane gat op een onvoorziene wijze in het tweede metallurgische vat en verstoort de gewenste of gebruikelijke stroming. Daardoor kunnen insluitsels zoals vaste deeltjes van het 5 afschermend materiaal of zuurstof danwel stikstof in het vloeibare metaal terecht komen. Dit kan ertoe leiden dat een hoeveelheid gegoten metaal gedeclasseerd moet worden hetgeen economische schade betekent.

In een extreem geval kan zelfs een deel van de gietpijp 10 afbreken en in het bad vloeibare metaal en uiteindelijk in de daaruit verkregen plak, bloom of knuppel terechtkomen. In een dergelijk geval moet een nog grotere hoeveelheid metaal worden gedeclasseerd.

Met de uitvinding wordt beoogd een gietpijp te verschaffen 15 waarmee de hiervoor beschreven problemen veroorzaakt door een doorbraak of door het afbreken van de gietpijp vermeden of althans in aanmerkelijke mate verminderd worden. Dit doel wordt bereikt met een gietpijp welke volgens de uitvinding erdoor gekenmerkt is dat de gietpijp detectiemiddelen omvat welke geschikt zijn om tijdens 20 gebruik van de gietpijp gebruikt te worden bij het detecteren van een beschadiging aan de gietpijp, in het bijzonder een beschadiging ter plaatse van het vloeibare metaal of ter plaatse van een op het vloeibare metaal aanwezige laag materiaal zoals een slaklaag of gietpoederlaag.

25 De detectiemiddelen maken het mogelijk te signaleren dat de gietpijp, door erosie of chemische aantasting beschadigd is zodat tijdig maatregelen kunnen worden genomen om doorbraak of afbreken te voorkomen. De detectiemiddelen zijn bij voorkeur werkzaam in de wand van de gietpijp en meer bij voorkeur op dat deel van de 30 gietpijp dat tijdens het gieten in contact is of komt met vloeibaar staal of afschermend materiaal.

Een mogelijk te nemen maatregel na het detecteren van een beschadiging is het vergroten van de afstand tussen de beide metallurgische vaten waardoor het beschadigde deel van de gietpijp 35 uit het vloeibare materiaal komt en niet verder wordt aangetast.

Een voorkeursuitvoering van de gietpijp volgens de uitvinding is erdoor gekenmerkt dat de detectiemiddelen geschikt zijn om bij beschadiging van de gietpijp een verandering in een elektrisch meetbare grootheid te veroorzaken.

40 Deze uitvoeringsvorm levert het voordeel dat er een grote keuze 1006304 - 3 - is aan uitvoeringen van de detectiemiddelen. Daarnaast zijn elektrische grootheden in het algemeen eenvoudig en op afstand te meten en is het meetresultaat meestal op eenvoudige wijze geschikt te maken voor presentatie aan het bedienend personeel of voor 5 ingrijpen in het gietproces.

Een eenvoudige en robuuste uitvoeringsvorm van de gietpijp volgens de uitvinding is erdoor gekenmerkt dat de detectiemiddelen een weerstandselement omvatten.

Weerstandselementen zijn, in het bijzonder in de uitvoering als 10 draad, op eenvoudige wijze in de wand van de gietpijp op te nemen. De weerstandselementen kunnen vervaardigd worden uit weerstandsdraad of uit goed geleidend metaal zoals koper of ijzer.

Een uitvoeringsvorm van de gietpijp welke bijzonder geschikt is om uitgevoerd te worden met weerstandsdraad maar daartoe niet 15 beperkt is is erdoor gekenmerkt dat het weerstandselement een aantal tot een spoel gewikkelde en in de gietpijp ingebedde windingen omvat.

Deze uitvoeringsvorm is in het bijzonder geschikt voor gebruik bij een gietpijp die voorzien is van een slijtvaste laag. De 20 windingen worden daarbij op de gietpijp gewikkeld voordat de slijtvaste laag daar overheen wordt aangebracht.

Zolang de draden ingebed liggen in de wand van de gietpijp hebben de tot een spoel gewikkelde windingen een zekere weerstand. Bij aantasting van de wand van de gietpijp zullen op een zeker 25 moment een of meer windingen bloot komen te liggen en in contact komen met vloeibaar materiaal dat een betrekkelijk lage weerstand heeft en dus de blootliggende windingen in meer of mindere mate kortsluit. De daardoor veroorzaakte weerstandsverandering is met eenvoudige middelen meetbaar en detecteerbaar.

30 Een andere uitvoeringsvorm welke bijzonder geschikt is om uitgevoerd te worden in goed geleidend materiaal, maar daartoe niet beperkt is, is erdoor gekenmerkt dat het weerstandselement een aantal zich in hoofdzaak in de langsrichting van de gietpijp uitstrekkende en in de gietpijp ingebedde draadvormige elementen 35 omvat.

Zolang bij deze uitvoeringsvorm de draden ingebed liggen in de wand van de gietpijp is de weerstand tussen de weerstandselementen en het bad gesmolten materiaal betrekkelijk hoog. Bij aantasting van de wand van de gietpijp zullen op een zeker moment een of meer 40 draden bloot komen te liggen en in contact komen met vloeibaar 1006304 - 4 - materiaal waardoor de elektrische weerstand tussen de weerstandselementen en het bad sterk afneemt. Deze weerstandsverandering is op eenvoudige, en op zich bekende wijze, meetbaar en detecteerbaar.

5 De weerstandselementen kunnen individuele draden zijn of een of meer uit evenwijdig in hoofdzaak in de lengterichting van de gietpijp verlopende lussen omvatten.

Het zal voor de deskundige duidelijk zijn dat ook bij de uitvoering met windingen die een spoel vormen waarvan de as 10 evenwijdig verloopt met de lengterichting van de gietpijp gebruik kan worden gemaakt van de weerstandsverandering tussen een weerstandselement en het bad bij beschadigde gietpijp. Ook zal het voor de deskundige duidelijk zijn dat bij in hoofdzaak in de langsrichting van de gietpijp verlopende lussen gebruik kan worden 15 gemaakt van de weerstandsverandering die optreedt wanneer bij een beschadigde gietpijp het vloeibare materiaal uit het bad een of meer lussen in meerdere of mindere mate kortsluit.

Een andere uitvoeringsvorm van de gietpijp volgens de uitvinding is erdoor gekenmerkt dat de detectiemiddelen een 20 temperatuurgevoelig element omvatten.

Het temperatuurgevoelige element is bij voorkeur ingebed in de wand van de gietpijp. Bij afnemende wanddikte als gevolg van aantasting van de wand van de gietpijp, neemt de temperatuur ter plaatse van het temperatuurgevoelige element toe. Deze 25 uitvoeringsvorm is daardoor ook geschikt om gebruikt te worden voor het bepalen van de resterende wanddikte, en uiteraard ook voor het, op de wijze zoals hiervoor beschreven, detecteren dat de wand zover is aangetast dat het vloeibare materiaal het temperatuurgevoelige element bereikt.

30 Een nadere voorkeursuitvoering van de gietpijp volgens de uitvinding is erdoor gekenmerkt dat het temperatuurgevoelige element een thermokoppel omvat.

Thermokoppels zijn voor veel temperatuurbereiken en voor een grote variatie in omgevingscondities te verkrijgen. De voor het 35 meten van de thermospanningen benodigde meettechnieken zijn ver ontwikkeld en zeer betrouwbaar.

Een grotere uitgangsspanning van de detectiemiddelen wordt verkregen met een verdere uitvoeringsvorm van de gietpijp volgens de uitvinding welke erdoor gekenmerkt is dat het temperatuurgevoelige 40 element een thermozuil omvat.

1006304 - 5 -

De uitvinding is ook belichaamd in een werkwijze voor het gieten van een vloeibaar metaal waarbij het vloeibare metaal vanuit een eerste metallurgisch vat langs een gietpijp naar een tweede metallurgisch vat gevoerd wordt waarbij voor het vaststellen van een 5 beschadiging aan de gietpijp gebruik gemaakt wordt van een gietpijp volgens een der voorgaande conclusies. Tevens is de uitvinding belichaamd in een gietpijp kennelijk geschikt voor gebruik bij deze werkwijze.

Met het toepassen van de werkwijze volgens de uitvinding wordt 10 het voordeel bereikt dat een dreigende doorbraak of breuk van de gietpijp tijdig geconstateerd kan worden zodat passende maatregelen getroffen kunnen worden om feitelijke doorbraak of breuk te voorkomen. Daarmee kan het aantal bedrijfsstoringen en de hoeveelheid te declasseren materiaal worden beperkt.

15 De uitvinding zal in het hierna volgende worden toegelicht aan de hand van de tekening waarin in de figuren enkele, niet beperkende, uitvoeringsvormen van de gietpijp volgens de uitvinding zijn weergegeven.

In de tekening toont 20 Fig. 1 een inrichting voor het gieten van staal waarbij een gietpijp volgens de uitvinding wordt toegepast;

Fig. 2 een eerste uitvoeringsvorm van de gietpijp in twee varianten, waarin de uitvinding is belichaamd;

Fig. 3 een tweede uitvoeringsvorm van de gietpijp volgens de 25 uitvinding;

Fig. 4 een derde uitvoeringsvorm van de gietpijp volgens de uitvinding;

Fig. 5 een vierde uitvoeringsvorm van de gietpijp volgens de uitvinding; 30 Fig. 6 een vijfde uitvoeringsvorm van de gietpijp volgens de uitvinding.

In Fig. 1 is 1 een gietpan, een metallurgisch vat, waaruit door middel van een gietpijp 2 vloeibaar metaal naar een ander metallurgisch vat, een verdeelbak 3, gevoerd wordt. Vloeibaar metaal 35 uit verdeelbak 3 stroomt door een gietpijp 4, op deze plaats ook aangeduid als dompelpijp, naar weer een ander metallurgisch vat, de gietvorm 5. De gietvorm 5 kan geschikt zijn voor het gieten van dikke of dunne plakken, blooms of knuppels. Afhankelijk van het te gieten product kunnen een of meer gietvormen uit een enkele 40 verdeelbak gevuld worden.

j ÜO 63 0 4 - 6 -

In de gietvorm bevindt zich binnen een schil 6 van reeds gestold metaal een bad vloeibaar metaal 7. Op het vloeibare metaal rust een laag 8 van gesmolten materiaal, hier gietpoeder en eventueel slak, die met het vloeibare metaal meegekomen is. In of 5 aan de gietpan en/of de verdeelbak zijn, niet weergegeven, doseermiddelen aangebracht om het niveau van het bad vloeibaar metaal in de gietvorm te besturen.

Gietpijp 4 is in enkele uitvoeringsvormen volgens de uitvinding nader uitgewerkt in de figuren 2-6 en is zowel tussen gietpan en 10 verdeelbak als tussen verdeelbak en gietvorm toepasbaar.

De figuren 2-6 tonen in het linker deel steeds een gietpijp met een homogene opbouw van de wand 12 en in het rechter deel een wand waarvan een gedeelte nabij het voetdeel 13 voorzien is van een slijtvaste laag 15.

15 In Fig. 2 is een gietpijp weergegeven welke een koppeldeel 11, een wand 12 en een voetdeel 13 omvat.

Voetdeel 13 is voorzien van een gesloten bodem 16 en vier uitstroomopeningen 17 waarvan er drie getoond zijn.

De wand 12 is aan het aan het voetdeel 13 grenzende gedeelte 20 voorzien van een weerstandselement 19 dat tot een spoel gewikkelde windingen 19.1, 19.2, 19.3, 19.4, 19.5 en 19.6 omvat welke ingebed liggen in de wand 12. In de uitvoeringsvorm waarin de wand is voorzien van een slijtvaste laag zijn de windingen bij voorkeur aangebracht op het grensvlak van de slijtvaste laag en het 25 daarbinnen verlopende deel van de wand van de pijp.

De spoel is voorzien van aansluitdraden 20 en 21 die tot buiten de gietpijp reiken en geschikt zijn om de weerstand van de spoel te meten.

Wanneer als gevolg van slijtage of chemische aantasting een 30 deel 22 van de wand 12 van de gietpijp verdwenen is, bereikt vloeibaar materiaal, zoals vloeibaar metaal, de windingen 19.2 en 19.3 en sluit deze kort.

Deze kortsluiting is als een elektrische weerstandsverandering meetbaar aan de aansluitdraden 20 en 21. Het zal voor de deskundige 35 duidelijk zijn dat de afwezigheid van deel 22 ook detecteerbaar is door de elektrische weerstand tussen het bad vloeibaar metaal en de windingen te meten.

Fig. 3 toont een andere uitvoeringsvorm van de gietpijp volgens de uitvinding. De gietpijp is in deze uitvoeringsvorm voorzien van 40 draadvormige weerstandselementen 30, 31, 32 en 33 welke zich in de 1006304 - 7 - langsrichting van de gietpijp in de wand uitstrekken en waarvan een eerste uiteinde eindigt en het bodemdeel 13 en een tweede uiteinde nabij of in het koppeldeel uit de gietpijp treedt. De twee uiteinden van de weerstandselementen zijn geschikt voor aansluiting op een 5 elektrische weerstandsmeetinrichting. Het wegvallen van een deel 22 kan in deze uitvoeringsvorm gedetecteerd worden als een weerstandsverandering tussen twee of meer draadvormige weerstandselementen of als een elektrische weerstandsverandering tussen een of meer draadvormige weerstandselementen en het bad 10 vloeibaar metaal.

Fig. 4 toont nog een andere uitvoeringsvorm van de gietpijp volgens de uitvinding welke evenals de uitvoeringsvorm volgens Fig. 2 slechts twee aansluitingen voor een meetapparaat nodig heeft.

In Fig. 4 is het weerstandselement een draadvormig element dat 15 in de vorm van een aantal in de langsrichting van de gietpijp verlopende en onderling verbonden lussen in de wand van de gietpijp is ingebed. Het draadvormig element begint en eindigt met de aansluitdraden 40 en 41 waarop een meetinstrument kan worden opgesloten. Bij het verdwijnen van het deel 22 zal vloeibaar metaal 20 of vloeibaar materiaal een of meer lussen kortsluiten waardoor aan de aansluitdraden 42 en 43 een meetbare elektrische weerstandsverandering zal optreden. Ook zal bij contact tussen het draadvormige element en vloeibaar metaal of materiaal uit het bad de elektrische weerstand tussen bad en draadvormig element een meetbare 25 verandering ondergaan.

In de uitvoeringsvorm volgens Fig. 5 zijn in de wand van de pijp, bij voorkeur op het grensvlak van de slijtvaste laag 15 en het onderliggende deel van de wand van de pijp een of meer thermokoppels 50 als temperatuurgevoelige elementen ingebed. Fig. 5 toont slechts 30 een thermokoppel. Als de wand van de gietpijp ter plaatse van het gebied 22 dunner wordt heeft dit tot gevolg dat de temperatuur ter plaatse van de warme las van het thermokoppel toeneemt. De gemeten temperatuurtoename is een indicatie van de toenemende slijtage van de gietpijp. Het temperatuurgevoelige element, bijvoorbeeld in de 35 vorm van een thermokoppel of thermozuil, kan daarnaast gebruikt worden bij een meting van de elektrische weerstand tussen het temperatuurgevoelige element en het bad op de wijze zoals hiervoor beschreven.

Fig. 6 toont een uitvoeringsvorm waarin het 40 temperatuurgevoelige element een temperatuurafhankelijke weerstand 'i ü 0 6 3 0 4 - 8 - 60. De werking en het gebruik van deze uitvoeringsvorm komen overeen met die van de hiervoor beschreven uitvoeringsvorm volgens Fig. 5.

Bij voorkeur is het temperatuurgevoelige element aangebracht op het grensvlak van de slijtvaste laag en het onderliggende deel van 5 de wand van de gietpijp.

Het zal voor de deskundige duidelijk zijn dat de elementen kunnen reiken tot in het voetdeel 13, zoals getoond in de figuren 2 en 3, of alleen in de wand 12 kunnen verlopen zoals getoond in de figuren 4, 5 en 6.

'i ü u 6 o u 4 i

Claims (10)

1. Gietpijp geschikt voor het transporteren van vloeibaar metaal van een eerste metallurgisch vat naar een tweede metallurgisch 5 vat zoals van een gietpan naar een verdeelbak of van een verdeelbak naar een gietvorm bij het gieten van vloeibaar staal, met het kenmerk, dat de gietpijp detectiemiddelen omvat welke geschikt zijn om tijdens gebruik van de gietpijp gebruikt te worden bij het detecteren van een beschadiging aan de 10 gietpijp.

2. Gietpijp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de detectiemiddelen geschikt zijn om bij beschadiging van de gietpijp een verandering in een elektrisch meetbare grootheid 15 te veroorzaken.

3. Gietpijp volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de detectiemiddelen een weerstandselement omvatten.

4. Gietpijp volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het weerstandselement een aantal tot een spoel gewikkelde en in de gietpijp ingebedde windingen omvat.

5. Gietpijp volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat het 25 weerstandselement een aantal zich in hoofdzaak in de langsrichting van de gietpijp uitstrekkende en in de gietpijp ingebedde draadvormige elementen omvat.

6. Gietpijp volgens een der voorgaande conclusies, met het 30 kenmerk, dat de detectiemiddelen een temperatuurgevoelig element omvatten.

7. Gietpijp volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het temperatuurgevoelige element een thermokoppel omvat. 35

8. Gietpijp volgens een der conclusies 6 of 7, met het kenmerk, dat het temperatuurgevoelige element een thermozuil omvat.

9. Werkwijze voor het gieten van een vloeibaar metaal waarbij het '0063 04 - 10 - vloeibare metaal vanuit een eerste metallurgisch vat langs een gietpijp naar een tweede metallurgisch vat gevoerd wordt waarbij voor het vaststellen van een beschadiging aan de gietpijp gebruik gemaakt wordt van een gietpijp volgens een der 5 voorgaande conclusies.

10. Gietpijp kennelijk geschikt voor gebruik bij een werkwijze volgens conclusie 9. 1006304