NL8501265A - Schotelvat voor kontinu gieten met na-raffineringsbehandelingsreaktorwerking. - Google Patents

Description

%—-f 855048/Ba/die

Korte aanduiding: Schotelvat voor Icontinu gieten met na-raffine- ringsbehandelingsreaktorwerking.

Door aanvraagster wordt als uitvinder genoemd: Maurizio Podrini te

Rome (Italië).

De uitvinding heeft betrekking op een schotelvat voor kontinu gieten met na-raffineringsbehandelingsreaktorwerking. Meer in het bijzonder heeft zij betrekking op een schotelvat dat de energie van het vloeibare staal dat uit de gietpan stroomt, gebruikt om de 5 doelmatige menging van staal en toevoegingen zoals bijvoorbeeld legerings- of desorydatie en/of ontzwavelingsmiddelen te waarborgen, om het verloop van de reakties zonder verliezen uit de gasfase te vergemakkelijken, om het afscheiden van de reaktieprodukten te verbeteren en om doelmatiger staaltemperatuur- en samenstelling-10 homogeniseringsomstandigheden te scheppen.

Set is uiteraard bekend dat in de laatste tijd bij het vervaardigen van staal, de technologische vooruitgang in het ontwikkelen van na-raffineringssystemen snel is geweest. Dit komt omdat het overbrengen van dergelijke behandelingen naar een plaats in de ver-15 vaardigingslijn die steeds dichter ligt bij de plaats waar de stolling plaats vindt, een vermindering mogelijk maakt van verstoringen die worden veroorzaakt door heroxydatie, als gevolg van aanraking met de lucht en het vuurvaste materiaal.

De betreffende behandelingen bestaan in het toevoegen van 20 diverse middelen aan het vloeibare staal om bepaalde metallurgische doelen te bereiken zoals desoxydatie, ontzwaveling en modificering van de aard en de vorm van de insluitsels. Deze toevoegingen geschieden normaal in de gietpan wat onder andere het voordeel heeft van een voldoende vloeibare staal hoogte om te waarborgen dat de 25 reakties tussen de toevoegingen en het staal aflopen en een bevredigende opbrengst wordt verkregen van die stoffen die bij de temperatuur van het gesmolten staal en normale druk vloeibaar of gasvormig worden.

In staalfabrieken met kontinu-gietsystemen bestaat de mogelijk-50 heid om metallurgische behandelingen in het laatste vat (schotelvat) waarin het vloeibare staal zich bevindt, voordat het in de 35 0 1 2 g 5

ï V

- 2 - gietvorm stolt, uit te voeren. Om dit mogelijk te maken moeten echter bepaalde wijzigingen aan het schotelvat worden aangebracht, in verband met de korte tijd die het staal daar doorbrengt en de beschikbaarheid van een veel geringere vloeistofhoogte dat in de 5 gietpan.

De veranderingen die tot nu toe zijn uitgevoerd om het mengproces te veranderen en om de tijd die het staal in het schotelvat doorbrengt te verlengen blijken niet echt geschikt om hetzij een effektieve menging of een voldoende kontakttijd tussen de toevoe-10 gingen en het vloeibare staal te waarborgen.

Het doel van de onderhavige uitvinding is om deze moeilijkheden met een goedkope, eenvoudige wijziging van de opbouw van het schotelvat te overwinnen.

Volgens de uitvinding is het schotelvat voorzien van een 15 horizontaal keerschot dat dit in twee boven elkaar gelegen zones verdeelt, waarbij de benedenzone bij voorkeur een kleinere doorsnede heeft dan de bovenzone. Dit keerschot is aan tenminste een van de lange vertikale wanden van het schotelvat bevestigd en kan eveneens aan een van de korte wanden bevestigd zijn. Het keerschot 20 heeft eveneens uitstekende delen of vinnen die zich vanaf de vrije randen naar beneden uitstrekken, en een pijp op de plaats waar het vloeibare staal uit de gietpan in het schotelvat stroomt;, deze pijp heeft een grotere doorsnede dan die van de stroom vloeibaar staal en strekt zich in de benedenzone van het schotelvat uit.

25 In het geval van het kontinu gieten van platen is het mogelijk om een of ten hoogste twee coquilles per schotelvat te hebben. Indien er twee coouilles zijn en dientengevolge het schotelvat twee gietopeningen heeft, is het horizontale keerschot bij voorkeur aan beide lange wanden van het schotelvat bevestigd - waarbij voornoem-30 de pijp centraal is opgesteld - en eindigt bij de uiteinden van het schotelvat onder vrijlaten van de gietopeningen.

Indien èr slechts een cocuille is, kan het keerschot aan de twee lange wanden van het schotelvat bevestigd zijn en aan de korte wand die het verst van de gietopening verwijderd is; in dit 35 geval is de pijp bij de korte zijde van het schotelvat opgesteld, zover mogelijk van de gietopening.

3 ; fl 4 ή 1 μ ü - 0 s L 0 o '» » - 3 -

Alternatief kan het horizontale keerschot aan slechts een van de lange wanden van het schotelvat bevestigd zijn en uitlopen naar de andere lange wand en in de richting van de gietopening, met een vertikale uitbouw die aan de bodem van het schotelvat is bevestigd, 5 teneinde een kanaal te begrenzen dat slechts aan een zijde van het schotelvat, zover mogelijk van de gietopening, open is. In dit geval is de pijp in het horizontale keerschot in de nabijheid van de gietopening opgesteld en daarvan gescheiden door middel van de vertikale uitbouw. Op deze manier wordt een volkomen vrije door-10 gang langs het gesloten kanaal geschapen; deze vrije doorgang strekt zich langs de gehele lengte van het schotelvat uit en is noodzakelijk om een volkomen lediging van het schotelvat, wanneer het gieten is beëindigd, mogelijk te maken.

In het geval van het kontinu gieten van staven, bedient het 15 schotelvat tenminste vier coauilles; daartoe is het horizontale keerschot slechts aan een van de lange vertikale wanden bevestigd en loopt uit naar de andere lange wand tegen een verdere vertikale wand die in de lengte in het schotelvat geplaatst is en die zich van de bodem van het schotelvat tot voorbij het horizontale keer-20 schot naar boven toe uitstrekt en boven het niveau van vloeibaar staal in de evenwichtstoestand uitsteekt.

Deze verdere vertikale wand begrenst derhalve een kanaal dat aan de bovenzijde door het horizontale keerschot wordt afgesloten, en een aan de bovenzijde open kanaal dat zijn gietopeningen op de 25 bodem bezit. Bij deze opstelling is de pijp centraal opgesteld in het horizontale keerschot.

Gedurende de werking in de evenwichtstoestand vloeit het vloeibare staal uit de gietpan in het schotelvat door een buis van vuurvast materiaal, die bekend staat als de snorkel, die gedeeltelijk 30 in het staal in het schotelvat is ondergedompeld, en die eindigt op de hartlijn van de pijp van het horizontale keerschot en op korte afstand daarvan. Be noodzakelijke toevoegingen bijvoorbeeld calciummetaal, worden in de nabijheid van deze pijp met behulp van inrichtingen die reeds bekend zijn, en die hier niet worden be-35 schreven, toegevoegd.

Volgens de onderhavige uitvinding, fungeert de boven vermelde 850128d * 5* - 4 - opstelling (uiteinde van de snorkel - pijp door het horizontale keerschot) als een ejekteur, zodat de stroom vloeibaar metaal die van de snorkel naar de pijp in het horizontale keerschot stroomt, vloeibaar staal door de pijp van de boven- naar de benedendelen van 5 het schotelvat zuigt. Deze zuigwerking waarborgt dat de toevoegingen, die in de nabijheid van de pijp zijn ingevoerd, in de benedenzone worden getrokken, waar zij de neiging hebben om op te stijgen, aangezien ze in het algemeen een lagere dichtheid dan het vloeibare staal bezitten; hun opstijgen wordt echter gestopt door 10 het benedenvlak van het horizontale keerschot waar ze door de vinnen die zich·van de vrije randen van het keerschot naar beneden toe uitstrekken worden vastgehouden. De onderling gerelateerde afmetingen van de boven- en benedenzones van het schotelvat, tezamen met de kracht van de stroom, die uit de gietpan vloeit en de aan-15 wezigheid van het horizontale keerschot, zijn zodanig dat gewaarborgd wordt dat slechts in de benedenzone de stroom vloeibaar staal zeer turbulent is, waardoor een goede menging van het vloeibare staal en de toevoegingen wordt verzekerd.

In de bovenzone daarentegen, is de staalstroom langzamer dan 20 in de benedenzone en laminair, zodat de verontreinigingsdeeltjes, die bij de reaktie tussen de toevoeging en het gesmolten metaal gevormd worden, snel naar het oppervlak kunnen drijven waar ze in een slakkenlaag worden opgenomen.

Voorts zijn de onderling gerelateerde afmetingen van de boven 25 en benedenzones en van de gietopeningen zodanig dat, statistisch gezien, het uit de gietpan getapte staal tenminste twee of driemaal tussen de beneden en bovenzones circuleert alvorens in de vorm uitgegoten te worden. Dit waarborgt de juiste reaktietijd tussen metaal en toevoeging en ook voldoende flotatietijd om te garanderen 30 dat de verontreinigingsdeeltjes worden verwijderd.

De onderhavige uitvinding zal nu beschreven worden met betrekking tot enige mogelijke uitvoeringsvormen, die slechts bij wijze van voorbeeld worden vermeld doch die op geen enkele wijze de gevraagde beschermingsomvang volgens de uitvinding beperken.

35 Deze uitvoeringsvormen zijn toegelicht in de bijgaande tekening waarin: 25-)1265 r. « - 5 -

Fig. 1 een langsdoorsnede van een schotelvat volgens de onderhavige uitvinding voorstelt in een uitvoeringsvorm voor het kontinu gieten van platen in twee coquilles,

Fig. 2 een langsdoorsnede van een schotelvat in een uitvoe-5 ringsvorm voor het kontinu gieten van platen in slechts een coquille voorstelt,

Fig. 3 een langsdoorsnede van een schotelvat in een andere uitvoeringsvorm voor het kontinu gieten van platen in slechts een coquille voorstelt, 10 Fig. 4 een dwarsdoorsnede van een schotelvat volgens de lijn A-A’ in fig. 5 voorstelt,

Fig. 5 een "bovenaanzicht van een schotelvat voor het kontinu gieten van staven op zeven plaatsen voorstelt,

Fig. 6 een dwarsdoorsnede volgens de lijn B-B' in fig. 5 15 voorstelt, en

Fig. 7 een langsdoorsnede volgens de lijn C-C' in fig. 5 voorstelt.

Onder verwijzing naar fig. 1, vloeit het vloeibare staal dat zich in gietpan 1 "bevindt door uitstroomopening 2 en snorkel 3 ia 20 het schotelvat 4 uit. Onder evenwichtsomstandigheden vervult het vloeibare staal dat door het uiteinde van snorkel 3 door pijp 7 stroomt een gehele reeks zeer belangrijke funkties als gevolg van de bijzondere onderlinge betrekking van snorkel 3> pijp 7 en horizontaal keerschot 5 dat aan beide lange zijden van schotelvat 4 25 bevestigd is.

Het is gemakkelijk in te zien dat deze bijzondere opstelling een ejekteur vormt die de energie van het staal, dat uit de gietpan in het schotelvat stroomt, benut om een zeer turbulente stroming van staal in de benedenzone 6, begrensd door keerschot 5, op 30 te wekken. Beze turbulentie neemt naar de rechter en linker zijde van genoemde benedenzone, waar het staal in de einddelen 11 en 11’ van het schotelvat in de bovenzone 8 opstijgt, geleidelijk af.

Hier wordt, als gevolg van het zuigeffekt van de ejekteur en als gevolg van het feit dat zone 8 een grotere doorsnede bezit dan 35 zone 6, de stroming van het staal langzamer en laminair.

Be pijlen in fig. 1 geven de stromingsomstandigheden van het ' 1 0 μ s ^ > te· < V w * ύ > - 6 - staal in diverse zones van het schotelvat weer.

Raffineringsmiddelen of legeringselementen in deeltjesvorm, bijvoorbeeld, kunnen in de ejekteurzuigzone, nabij het uiteinde van snorkel 3* met behulp van een ondergedompelde buis of ander 5 bekend middel worden toegevoegd. Deze toevoegingen worden dan door pijp 7 in de benedenzone 6 getrokken, waar ze door de turbulente stroming van het staal effektief gemengd worden. Als de toevoeging lichter is dan staal, zoals het geval is met desoxyderings- en/of ontzwavelingsstoffen zoals Ca, Mg enz. zal het materiaal de nei-10 ging vertonen om op te stijgen, het meeste ervan zal echter als een vloeibare of gasvormige laag 15 tegen het benedenvlak van het keerschot 5 door de vinnen 9 worden vastgehouden.

De gevormde insluitingen van oxyden en/of sulfiden zullen in de bovenzone 8 worden getrokken waar zij, dankzij de langzamere 15 laminaire stroming van het staal, naar het 'oppervlak kunnen stijgen om door de slakkenlaag 12 te worden opgenomen.

De benedenzone 6, de bovenzone 8 en de gietopeningen 13 en 13' hebben een zodanige afmeting dat, statistisch gezien, een bepaalde hoeveelheid staal die in het sohotelvat stroomt, tenminste·twee of 20 driemaal door de beneden en bovenzones circuleert alv#rens door openingen 13 en 13' in vormen 14 en 14' gegoten te worden.

Set is derhalve mogelijk te waarborgen dat het gegoten produkt veel minder insluitingen bevat dan normaal het geval is bij gebruikelijke bekende schotelvaten.

25 De andere figuren lichten verschillende uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding toe, die alle op dezelfde wijze werken als beschreven voor fig. 1. In het bijzonder is in fig. 2, die het kontinu gieten van platen in een coquille toelicht, het keerschot 5 zowel aan een van de korte wanden bevestigd - namelijk die welke 30 het verst van de gietopening is gelegen - als aan de twee lange wanden. In dit geval is uiteraard de pijp 7 zo ver mogelijk van gietopening 13 geplaatst,

Fig. 3 en 4 lichten een andere mogelijke oplossing voor een één coquille kontinu gieteenheid toe. Teneinde te waarborgen dat 35 een bepaalde hoeveelheid staal tenminste eenmaal door de bovenzone 8 gaat alvorens in de vorm te worden gegoten, is het horizontale 8501285 r ** - 7 - keerschot 5 aan een van de lange zijden van het schotelvat bevestigd en eindigt, in de richting van de lange wand en de gietopening 13» met vertikale uitbouwen 16 in fig. 4 en 17 in fig. 3» die eveneens aan de bodem 18 van het schotelvat 4 zijn bevestigd.

5 In dit geval is leiding 7 in de nabijheid van deze uitbouw 17 opgesteld. Zoals te zien is in fig. 4 resulteert deze speciale oplossing in de aanwezigheid van een benedenzone 6 in de vorm van een smal kanaal (fig. 3 en 4), dat aan slechts een van zijn uiteinden open is. De bovenzone 8 strekt zich boven de benedenzone en 10 aan zijn zijkant met kanaal 8’ uit hetgeen bijdraagt tot een vertraging van de stroming van het gesmolten staal waardoor deze lami-nair wordt, en wat eveneens de funktie heeft om de benedenzone 6, nadat het gieten is beëindigd, totaal te kunnen ledigen.

Fig. 5» 6 en 7 lichten een mogelijke uitvoeringsvorm van de 15 onderhavige uitvinding toe in het geval van het kontinu gieten van staven met verscheidene cocuilles: in dit geval zeven.

Met betrekking hierop onder verwijzing naar fig. 5» dat een bovenaanzicht van het schotelvat volgens de uitvinding voorstelt, is pijp 7 in keerschot 5 in het middendoorsnedevlak van het schotel-20 vat geplaatst en naar de lange wand die het verst verwijderd is van de gietopeningen 15 verschoven. Keerschot 5 is bevestigd aan deze lange wand en loopt uit in de richting van gietopeningen 13 en eindigt daarvoor met een vertikale uitbouw 19, die van de bodem van schotelvat 18 tot boven het maximale niveau van de slakkenlaag 25 12 loopt. Deze uitbouw 19 is langer dan het horizontale keerschot 5 en steekt derhalve hiervan naar de korte wanden van het schotelvat met uitsteeksels 19' en 19" uit. Op deze manier (zie ook fig.

6) worden drie zones gevormd waarin het gesmolten staal op een verschillende manier stroomt. In de beneden- respektievelijk boven-30 zones gedraagt het staal zich als reeds met betrekking tot fig. 1 besproken.

Proeffabriekexperimenten hebben aangetoond dat het met het schotelvat volgens de uitvinding mogelijk is om bijvoorbeeld het zwavelgehalte van 50-80 tot 15-20 ppm te verminderen, onder ge-35 bruikmaken van calciumbevattende legeringen als ontzwavelingsmid-del, terwijl een grote verbetering wordt verkregen zowel in de -2 S Λ 4 9 ;> :¾

3 ν' 'J i L !j J

* V

- 8 - vorm van de insluitingen, die volledig bolvormig zijn als in hun aantal, dat met ongeveer 60% verminderd wordt. Toorts wordt een uitstekende staaltemperatuur gelijkmatigheid verkregen, binnen de nauwkeurigheidsgrenzen van temperatuurmetingen met PtRhé-PtRh^O 5 thermokoppels (+ 5°C).

8301265

Claims (2)

1. Schotelvat voor kontinu gietem met na-raffineringsbehande-lingsreaktorwerking gekenmerkt doordat deze is voorzien van een horizontaal keerschot dat aan tenminste een van de lange vertikale wanden van het schotelvat is bevestigd, welk keerschot het inwen- 5 dige volume van het schotelvat in twee boven elkaar gelegen zones verdeelt en dat voorzien is van vinnen die zich vanaf de vrije randen naar beneden uitstrekken en van een pijp op de plaats waar het staal vanuit de gietpan binnenstroomt, welke pijp de boven- en benedenzone verbindt en in de laatstgenoemde doorloopt, en die een 10 ongehinderd doorsnede-oppervlak bezit dat groter is dan dat van de het schotelvat binnenkomende stroom vloeibaar staal.

2. Schotelvat voor kontinu gieten volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat genoemd horizontaal keerschot bevestigd is aan een van de korte wanden van het schotelvat. 15 5. Schotelvat voor kontinu gieten volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat op tenminste een van de randen van genoemd horizontaal keerschot dat niet aan de wanden van het schotelvat bevestigd is^ een aan de bodem van het schotelvat bevestigd vertikale uitbouw aanwezig is. 20 4. Schotelvat voor kontinu gieten volgens conclusie 5, gekenmerkt doordat genoemde vertikale uitbouw in de lengterichting in het schotelvat is opgesteld en zich voorbij het maximale niveau van het staal in het schotelvat naar boven uitstrekt. c O Jf - £. J 3 9