WO1999025513A1 - Ausgiesseinrichtung für metallurgische gefässe und ein verfahren zur abflussmengensteuerung - Google Patents

Ausgiesseinrichtung für metallurgische gefässe und ein verfahren zur abflussmengensteuerung Download PDF

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    • B22D41/14—Closures
    • B22D41/22—Closures sliding-gate type, i.e. having a fixed plate and a movable plate in sliding contact with each other for selective registry of their openings
    • B22D41/24—Closures sliding-gate type, i.e. having a fixed plate and a movable plate in sliding contact with each other for selective registry of their openings characterised by a rectilinearly movable plate

Definitions

  • the invention relates to a pouring device for metallurgical vessels, in particular for steel melts, with slide plates which can be placed in series one behind the other and pushed out again, into which filters can be inserted, and a dip tube protruding into a mold, and a method for controlling the flow rate of a melt.
  • a ceramic filter for cleaning metallurgical melts, in particular steel melts, which can be installed in refractory wear parts through which melt flows.
  • several slide plates performing different functions are designed as slide-through closures, individual plates being arranged on rails one behind the other under a vessel opening and being pushed out again.
  • the spout closure known from this document is intended to enable a fast, reliable replacement of clogged filters during the casting operation.
  • Replacing a filter is only intended as a complete component. Replacing the filter element is associated with an interruption in the melt supply into the mold. Depending on the duration of this fault, the casting speed must be reduced significantly in order to be able to continue the casting process Chill mold, which leads to a significant loss in quality of the strand concerned
  • the invention has set itself the goal of creating a pouring device for metallurgical vessels, in which the outflowing liquid metal is constantly filtered with uniform flow conditions in the dip tube
  • the immersion pouring tube is closed by a slide plate which has a filter part which can be displaced transversely to the pouring direction and which keeps the free passage cross section constant in the immersion pouring tube.
  • the flow rate of the melt flowing through the immersion pouring tube is recorded, which at the same time is a measure of the clogging of the filter openings represents, and the slide plates are moved in a suitable manner
  • slide plates are used, which have a filter part that has openings arranged in the casting direction and have at least one full-walled plate part.
  • actuators are provided with which the slide plates in the direction of travel (x direction), and additionally in the same plane, but perpendicular to this These actuators can be moved (ie in the y direction) are connected via control devices with measuring elements with which the flow through the immersion pouring tube can be detected.
  • the free cross-section can be enlarged or reduced during the casting operation.
  • the device according to the invention enables a constant operating sequence over any length of time, since the filter segments can be exchanged without influencing the operating sequence.
  • FIG. 1 An example of the invention is shown in FIG. 1.
  • FIG. 1 shows a distributor 11, not shown in detail, which has a distributor pouring stone 12 with a pouring channel 13.
  • the distributor pouring stone 11 is with an upper guide plate 21 and one in the
  • Slide plates 23 can be pushed between the upper guide plate 21 and the lower guide plate 22.
  • the individual slide plates have two full-walled plate parts 24, which are arranged on both sides of a filter part 25. Openings 27 are provided in the filter part 25, which are still completely open in the left part of the figure and are at least partially added as a filter part 26 in the right part of the figure.
  • the slide plate 23 are connected to actuators 31 acting in the conveying direction (x direction) and actuators 32 acting transversely to the conveying direction (i.e. in the y direction).
  • the actuators 31 and 32 are connected to a control device 33, which with measuring elements 34 for flow rate detection and with measuring elements 35 for
  • the distributor pouring stone 12 has a pouring channel 13 which continues below the slide plates as an immersion pouring tube 28, which projects into a mold 41 (not shown).
  • the slide plate 23 can be moved, as indicated.
  • a partial area of the filter part 26 and a partial area of the full-walled plate part 24 can be located under the pouring tube.
  • Actuator acting in the conveying direction (x-direction) 32 Actuator acting perpendicular to the conveying direction (i.e. in the y-direction)

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ausgießeinrichtung für metallurgische Gefäße, insbesondere für Stahlschmelzen, mit in Reihe hintereinander unter eine Gefäßöffnung stellbare und wieder ausschiebbare Schieberplatten, in die Filter einbringbar sind, und einem in eine Kokille hineinragenden Tauchrohr. Dabei weisen die Schieberplatten (23) einen mit in Gießrichtung angeordneten Öffnungen (27) versehenen Filterteil (25) und mindestens einen vollwandigen Plattenteil (24) auf, und es sind Aktuatoren (31, 32) vorgesehen, mit denen die Schieberplatten (23) in Förderrichtung (x-Richtung) sowie zusätzlich in gleicher Ebene, aber senkrecht zur Förderrichtung (d.h. in y-Richtung) verschiebbar sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung der Abflußmenge einer Schmelze.

Description

AUSGIESSEINRICHTUNG FÜR METALLURGISCHE GEFÄSSE UND EIN VERFAHREN ZUR ABFLUSSMEN- GENSTEUERUNG
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Ausgießeinrichtung für metallurgische Gefäße, insbesondere für Stahlschmelzen, mit in Reihe hintereinander unter eine Gefäßöffnuπg stellbare und wieder ausschiebbare Schieberplatten, in die Fiiter einbringbar sind und einem in eine Kokille hineinragenden Tauchrohr sowie ein Verfahren zur Steuerung der Abflußmenge einer Schmelze.
Aus DE 40 12 093 ist zum Reinigen von metallurgischen Schmelzen, insbesondere von Stahlschmelzen, ein keramischer Filter bekannt, der in von Schmelze durchflossenen feuerfesten Verschleißteilen einbaubar ist. In einer Ausgestaltungsform sind mehrere unterschiedliche Funktionen ausübende Schieberplatten als Durchschieberverschluß ausgestaltet, wobei auf Schienen in Reihe hintereinander unter eine Gefäßöffnung stellbar und wieder herausschiebbar einzelne Platten angeordnet sind.
Der aus dieser Schrift bekannte Ausgußverschluß soll ein schnelles betriebssicheres Austauschen verstopfter Filter während des Gießbetriebes ermöglichen.
Nachteil dieser Vorrichtung ist es, daß während des Gießbetriebes sich der Filter langsam zusetzt und sich der Widerstand in der Ausgießöffπung kontinuierlich erhöht. Das langsame Zusetzen bewirkt dabei einen Anstieg des Druckveriustes, den der Filter ausübt. Dieser Anstieg muß durch das öffnen einer zusätzlichen Regelarmatur ausgeglichen werden, die sich bei vollständig freiem Filter in einer teilweise geschlosseπen Stellung befindet Über dieses Gerat hat auch die Regelung des Gießspiegelniveaus stattzufinden
Das allmähliche Zusetzen des Filters bewirkt weiterhin eine Erhöhung der Filterwirkuπg, so daß bei völlig freiem Fiiter der Reinheitsgrad der Schmelze relativ schlecht ist, bei nahezu zugesetztem Filter der Reinheitsgrad der Schmelze aber relativ gut ist Ein über längere Gießzeit konstanter Reinheitsgrad der Schmelze ist somit nicht möglich
Der Austausch eines Filters ist nur als Komplettbauteil vorgesehen Das Austauschen des Filterelementes ist mit einer Unterbrechung der Schmelzenzufuhr in die Kokille verbunden Je nach Dauer dieser Störung muß die Gießgeschwindigkeit deutlich reduziert werden, um den Gießbetπeb fortsetzen zu können Beim Wiederangießen kommt es zu starken Turbulenzen in der Kokille, was zu einer deutlichen Qualitatseinbuße des betroffenen Stranges fuhrt
Die Erfindung hat sich das Ziel gesetzt, eine Ausgießeinπchtung für metallurgische Gefäße zu schaffen, bei der das ausfließende Flussigmetall konstant bei gleichmäßigen Stromuπgsverhaltnissen im Tauchrohr gefiltert wird
Die Erfindung lost dieses Problem durch die kennzeichnenden Merkmale des
Vorrichtungsanspruches 1 und des Verfahrensaπspruches 7 Die übrigen Ansprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
Erfinduπgsgemaß wird das Tauchgießrohr durch eine Schieberplatte verschlossen, welche einen Filterteil aufweist, der quer zur Ausgießrichtung vorgebbar verschiebbar ist und den freien Durchtrittsquerschnitt im Tauchgießrohr konstant halt Hierzu wird die Durchflußmenge der durch das Tauchgießrohr abfließenden Schmelze erfaßt, die gleichzeitig ein Maß für das Zusetzen der Filteroffnungen darstellt, und die Schieberplatten werden in geeigneter Weise verschoben
Hierzu werden Schieberplatten eingesetzt, die einen Filterteil besitzen, der in Gießrichtung angeordnete Offnungen aufweist, und mindestens einen vollwandigen Plattenteil aufweisen Weiterhin sind Aktuatoren vorgesehen, mit denen die Schieberplatten in Forderrichtung (x-Richtung), sowie zusatzlich in gleicher Ebene, aber senkrecht zu dieser (d h in y-Richtung) verschiebbar sind Diese Aktuatoren stehen über Regeleinrichtungen mit Meßelementen in Verbindung, mit denen der Durchfluß durch das Tauchgießrohr erfaßbar ist.
Durch die einzelnen Teile der Schieberplatten, dem Filterteil und dem vollwandigen Teil, läßt sich der freie Querschnitt während des Gießbetriebes beliebig vergrößern oder auch verkleinern.
Der Durchmesser der im Filterteil vorgesehenen Öffnungen hat eine Größe von d = 0,2 bis 1 mm. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Öffnungen schlitzförmig mit einem Längen-/Breitenverhältnis von l/b = 5/1 bis 8/1.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht einen konstanten Betriebsablauf über beliebig lange Zeitabläufe, da die Filtersegmente ausgetauscht werden können, ohne den Betriebsablauf zu beeinflußen.
Eine zusätzliche Regelarmatur ist nicht erforderlich, da die Regelung des Gießniveaus in der Kokille über den Filter selbst erfolgt. Hierzu werden die Verschiebungsmöglichkeiten in x- und y Richtung ausgenutzt, oder die bereits zugesetzten Filterbohrungen werden als geschlossene Regelpiatte verwendet.
Durch die gleichmäßig aus dem Filterteil der Schieberplatte abfließenden Schmelze ergeben sich in dem darunter befindlichen Strömungskanal sowie in der Kokille günstige Strömungsverhältnisse mit positivem Einfluß auf die Stahlqualität.
Ein Beispiel der Erfindung ist in der Figur 1 dargelegt.
Die Figur 1 zeigt einen nicht näher dargestellten Verteiler 1 1 , der einen Verteilerausgußstein 12 mit einem Gießkanal 13 besitzt.
Der Verteilerausgußstein 1 1 ist mit einer oberen Führungsplatte 21 und einer in der
Figur nicht dargestellten unteren Führungsplatte 22 verbunden.
Zwischen der oberen Führungsplatte 21 und der unteren Führungsplatte 22 sind Schieberplatten 23 durchschiebbar. Die einzelnen Schieberplatten weisen in der vorliegenden Darstellung zwei voilwandige Plattenteile 24 auf, die zu beiden Seiten eines Filterteils 25 angeordnet sind. Im Filterteil 25 sind Öffnungen 27 vorgesehen, die im linken Teil der Figur noch vollständig offen sind und im rechten Teil der Figur als Filterteil 26 zumindestens teilweise zugesetzt sind.
Die Schieberplatteπ 23 sind mit Aktuatoren 31 in Förderrichtuπg (x- Richtung) wirkend und Aktuatoren 32 quer zur Förderrichtung ( d.h. in y- Richtung) wirkend verbunden. Die Aktuatoren 31 und 32 stehen mit einer Regeleinrichtung 33 in Verbindung, welche mit Meßelementen 34 zur Durchflußmengenerfassung und mit Meßelementen 35 zur
Höheπstandsmessung verbunden sind.
Der Verteilerausgußstein 12 besitzt einen Gießkanal 13, welcher sich unterhalb der Schieberplatten als Tauchgießrohr 28 fortsetzt, welches in eine nicht weiter dargestellten Kokille 41 hineinragt.
Durch die beiden Aktuatoren 31 und 32 lassen sich - wie angegeben - die Schieberplatteπ 23 verschieben. Zu Beginn eines Gießvorganges kann sich beispielsweise unter dem Gießrohr ein Teilbereich des Filterteiles- 26 und ein Teilbereich des vollwandigen Plattenteils 24 befinden. Wenn sich nun im Laufe des
Abgießens das Filterteil langsam zusetzt, dann wird der Aktuator 32 betätigt. Dieser verschiebt dann die Schieberplatten 23 in y- Richtung derart, daß mehr Filterfläche freigegeben wird, d.h. der Teilbereich des vollwandigen Plattenteiles 24 unter dem Gießrohr wird verringert. Ist der gesamte Filter zugesetzt, so werden durch die Aktuatoren die Schieberplatten in der x- und der y- Richtung verschoben, bis wieder der vorbeschriebene Anfangszustand hergestellt ist oder eine andere gewünschte Stellung eingestellt worden ist. Es ist ersichtlich, daß selbstverständlich auch ein vollständiges Verschließen der Austrittsöffnung des Gießrohres auf diese Weise möglich ist. Positionsliste
Zufuhr
1 1 Verteiler 12 Verteilerausgußstein
13 Gießkanal (12)
Montageeinheit
21 Obere Führungsplatte 22 Untere Führungsplatte
23 Schieberplatte
24 Vollwandiger Plattenteil
25 Filterteil neu
26 Filterteil zugesetzt 27 Öffnung
28 Tauchgießrohr
Meß- und Regeleinrichtung
31 Aktuator in Förderrichtung (x-Richtung) wirkend 32 Aktuator senkrecht zur Förderrichtung (d.h. in y- Richtung) wirkend
33 Regeleinrichtung
34 Durchflußmeßelement
35 Höhenstandsanzeiger
Abfuhr
41 Kokille d Durchmesser der Filteröffnung I Länge Filteröffnung Langloch b Breite Filteröffnung Laπgloch

Claims

Patentansprüchft
1. Ausgießeinrichtung für metallurgische Gefäße, insbesondere für Stahlschmelzen, mit in Reihe hintereinander unter eine Gefäßöffnung stellbare und wieder ausschiebbare Schieberplatten, in die Filter einbringbar sind, und einem in eine
Kokille hineinragenden Tauchrohr, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberplatten (23) einen mit in Gießrichtung angeordneten Öffnungen (27) versehenen Filterteil (25) und mindestens einen vollwandigen Plattenteil (24) aufweisen, und daß Aktuatoren (31 , 32) vorgesehen sind, mit denen die Schieberplatten (23) in Förderrichtung (x- Richtung) sowie zusätzlich in gleicher Ebene, aber senkrecht zur Förderrichtung (d.h. in y-Richtung) verschiebbar sind.
2. Ausgießeinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuatoren (31 , 32) über eine Regeleinrichtung (33) mit Meßelementen
(34) verbunden sind, mit denen der Durchfluß durch das Tauchgießrohr (28) erfaßbar ist.
3. Ausgießeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuatoren (31 , 32) über eine Regeleinrichtung (33) mit Meßelementen
(35) verbunden sind, die den Pegel der Schmelze in der dem Tauchgießrohr (28) nachgeordneten Kokille (41) anzeigt.
4. Ausgießeinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche (F) des Filterteils (25) im Vergleich zur Fläche (P) des vollwandigen Plattenteils (24) sich fiächenmäßig verhält wie F/P = 0,3 bis 0,7.
5. Ausgießeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterteil (25) Öffnungen (27) aufweist, mit einem Durchmesser (d) mit einer Größe von d = 0,2 bis 1 ,0 mm.
6. Ausgießeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (27) schlitzförmig ausgestaltet sind mit einem Längen/Breitenverhältnis von l/b = 5/1 bis 8/1.
7. Verfahren zur Steuerung der Abflußmenge einer Schmelze, insbesondere einer Stahlschmelze, die aus einem metallurgischen Gefäß über ein Tauchrohr abfließt, welches mit Schieberplatten entsprechend Anspruch 1 absperrbar ist, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- die durch das Tauchgießrohr abfließende Schmelze wird durch einen Filter geführt
- gleichzeitig wird die Durchflußmenge der durch das Tauchgießrohr abfließenden Schmelze erfaßt und - der freie Querschnitt des Filters wird in der Weise eingestellt, daß die
Durchflußmenge der Schmelze konstant bleibt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter einen Teil einer ebenfalls voilwandige Plattenteile aufweisende
Schieberplatte darstellt, und erst dann in Förderrichtung (x-Richtung) verschoben wird, wenn die volle Breite des Filterteiis der Schieberpl.ai.te senkrecht zur Förderrichtung ausgenutzt wurde.
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