WO2003061879A1

WO2003061879A1 - Pralltopf

Info

Publication number: WO2003061879A1
Application number: PCT/EP2003/000577
Authority: WO
Inventors: Wilhelm Eitel
Original assignee: Intocast Ag
Priority date: 2002-01-24
Filing date: 2003-01-22
Publication date: 2003-07-31
Also published as: DE10202537C1

Abstract

Ein zum Aufsetzen auf bzw. Einsetzen in den Boden eines metallurgischen Gefässes wie eines Tundishs bestimmter Pralltopf (100) für den Giessstrahl (5) umfasst einen plattenförmigen, im Betrieb horizontalen Boden (1) der auf mindestens dem wesentlichen Teil seines Umfangs von einer vom Boden (1, 11, 21) aufsteigenden Wandung (2) umgeben ist, die am freien oberen Rand eine zum Innern des Grundrisses hin gerichtete Abbiegung (3) aufweist. An mindestens einer Stelle des Umfangs ist in der Wandung (2, 3) ein sich von dem Rand durchgehend bis auf den Boden (1) erstreckender Schlitz (10) vorgesehen, dessen Breite an der breitesten Stelle weniger als 10% der in der Richtung der Breite vorhandenen Abmessung des Grundrisses beträgt.

Description

Pralltopf

Die Erfindung bezieht sich auf einen Pralltopf nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2.

Ein gattungsgemäßer Pralltopf ist aus der US-PS 5 358 551 bekannt. Der aus der die Schmelze beinhaltenden Pfanne durch das Gießrohr in das metallurgische Gefäß bzw. den Tundish niedergehende Gießstrahl prallt nicht unmittelbar auf den Boden des Gefäßes, sondern gelangt in den auf dem Boden des Tundishs angeordneten Pralltopf, der den Boden vor dem Aufprall des Gießstrahls schützt und die Schmelze bremst und umlenkt, so daß sie nach oben aus der Öffnung des Pralltopfs herausschießt und sich in der bereits in dem metallurgischen Gefäß befindlichen Schmelze verteilt, sobald diese eine gewisse Füllstandshöhe erreicht hat. Ein gemäß der US-PS 5 358 551 wesentliches Merkmal besteht darin, daß die vom Boden des Pralltopfs aufsteigende Wandung rings um den Grundriß desselben herum ununterbrochen durchgeht. Die Gesamtmenge der in dem Pralltopf eintretenden Schmelze wird also in demselben umgelenkt und tritt aus der Öffnung des Pralltopfs außerhalb des einfallenden Gießstrahls aus.

Die US-PS 5 518 153 zeigt einen ähnlichen Pralltopf, wobei dort die Öffnung des Pralltopfs in Längs- und Querrichtung unterschiedlich groß ausgebildet sein soll. Wenn im Folgenden nur von einen Tundish als Anwendungsfall des erfindungsgemäßen Pralltopfes die Rede ist, so ist dies nur als bevorzugtes Anwendungsbeispiel zu verstehen und soll andere metallurgische Gefäße nicht ausschließen.

Ein Tundish hat nicht nur eine Verteilfunktion und eine Pufferfunktion während des Gießvorgangs, sondern soll auch an der Reinigung der Schmelze vor deren Abguß in die Kokille mitwirken. Zu diesem Zweck lagert auf der in dem Tundish befindlichen Schmelze eine Schlackenschicht, deren Aufgabe außer der Isolation gegen Wärmeverlust die Vermeidung eines Kontaktes der

Schmelze mit der Atmosphäre und insbesondere die Aufnahme von in der Schmelze befindlichen Partikeln ist (US-PS 3 887 171 ), die, wenn sie mitvergossen werden, in dem Gießstrang sehr störende Einschlüsse bilden. Die in der Schmelze befindlichen Partikel können einerseits metallurgisch bedingt sein, also z.B. aus feinverteiltem AI₂θ3 bei aluminiumberuhigten Stählen bestehen. Andererseits können die Partikel aber auch aus einer anderen Quelle stammen, nämlich durch Erosion aus der feuerfesten Auskleidung der Gießpfanne und der anschließenden Schmelzeleitmittel, insbesondere auch aus dem Pralltopf, herausgelöst sein. Alle diese Partikel sind mineralischer Natur und insofern mit einer Dichte versehen, die nur etwa ein Drittel der Dichte der

Schmelze ausmacht. Das bedeutet, daß die Partikel normalerweise in der Schmelze einen Auftrieb erfahren und nach oben steigen, bis sie von der Schlackeschicht aufgenommen werden. Nur hat die Schmelze eine Viskosität, die die Aufstiegsgeschwindigkeit in Grenzen hält. Es dauert also, auch abhän- gig von dem Durchmesser der Partikel, eine gewisse Zeit, bis ein Partikel aus der Nähe des Bodens des Tundishs bis zur Schlackenschicht aufgestiegen ist. Genau diese Zeit steht aber in einem Tundish meist nicht zur Verfügung, insbesondere wenn es sich um metallurgisch bedingt sehr feine Al2θ3-Teilchen aus der Aluminiumberuhigung des Stahls handelt, und es besteht daher die Gefahr, daß Schmelze, die noch die in Rede stehenden Partikel enthält, in den

Ausguß gelangt und vergossen wird, bevor die Schlacke ihre Reinigungswir- Wirkung entfalten kann.

Der Gießstrahl aus der Pfanne unterliegt einer nicht unerheblichen ferrostati- schen Höhe von mehreren Metern und schießt daher mit bedeutender Wucht nach unten. Zwar wird die Wucht durch Pralltöpfe der beschriebenen Art gebrochen, insofern der einfallende Gießstrahl nicht horizontal über den Boden des Tundishs seitlich davonschießen kann, sondern nach oben umgelenkt wird. Nach der Angießphase wird im übrigen durch die dann schon in dem Tundish stehende Schmelze der Gießstrahl erheblich abgebremst. Hinzu- kommt das Zusammenwirken des fallenden Gießstrahls mit der außen herum hochschießenden umgelenkten Schmelzemenge, was eine zusätzliche Geschwindigkeitsreduktion zur Folge hat.

Die Energie des einfallenden Gießstrahls kann jedoch von Pralltöpfen der vor- genannten Art nicht einfach zum Verschwinden gebracht werden, sondern findet sich in einer immer noch nicht unerheblichen Intensität einer aufwärtsgerichteten Strömung rund um den einfallenden Gießstrahl herum wieder. Besonders bei niedrigen Füllstandshöhen können diese aufwärtsschießenden Schmelzemengen bis an die Schlackeschicht gelangen und diese aufrühren, so daß die Schlackeschicht ihre Abdichtfunktion gegen die Atmosphäre nicht mehr ausüben kann und außerdem Schlacketeilchen in die Schmelze hineingezogen werden. Die 100%ige Umlenkung des Gießstrahls in den ringsum geschlossenen Pralltöpfen führt zwar zu einer wirksamen Reduzierung der Ausbreitgeschwindigkeit, birgt aber das geschilderte Risiko der Störung der Schlackenschicht.

Aus der US-PS 5 169 591 sind Prallelemente bekannt, die an zwei einander gegenüberliegenden Seiten, die zur Längsrichtung des Tundishs parallel sind, mit hinterschnittenen Wandungen versehen, an mindestens einer dazu senk- rechten Seite aber über den ganzen Querschnitt offen sind. Die Schmelze wird durch die hinterschnittenen Wandungen zwar davon abgehalten gegen die dortigen nahen Wandungen des Tundishs anzuströmen und dort erodierend zu wirken, doch schießt der Schmelzestrahl aus der offenen Seite parallel zum Tundishboden mit großer Energie davon und würde rasch in die Nähe des Ausgusses gelangen, wenn nicht in seinem Weg Barrieren in Gestalt feuerfe- ster gelochter Platten vorgesehen wären, die indessen einen erheblichen zusätzlichen Aufwand bedeuten und selbst der Erosion unterliegen, so daß die strömende Schmelze eher an mitgerissenen Partikeln angereichert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Funktion eines Pralltopfes der gattungsgemäßen Art zu verbessern.

Diese Aufgabe wird in einem ersten Aspekt durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung, in einem weiteren Aspekt durch die in Anspruch 2 wiedergegebene Erfindung gelöst.

Der Schlitz bedeutet eine Abkehr von der Vorstellung des rund um den Grundriß herum mit einer geschlossen durchgehenden Wandung versehenen Pralltopfes. Durch den Schlitz kann ein Teil der in den Pralltopf gelangenden Schmelze zur Seite hin abströmen, ohne nach oben aus dem Pralltopf in enger Nachbarschaft mit dem eintretenden Gießstrahl austreten zu müssen. Der

Druck in dem Pralltopf ist vermindert. Zwar bleibt immer noch ein Anteil der in den Pralltopf eintretenden Schmelze nach der Umlenkung im Pralltopf nach oben gerichtet, doch sind die Geschwindigkeit und die Wucht dieser Schmelzemenge verringert, so daß sie nicht so leicht eine Störung der Schlacken- schicht in der Umgebung des einfallenden Gießstrahls herbeiführen kann oder gar den Pralltopf bereits beim Angießen zum Bersten zu bringen und damit seine Wirkung zu beenden. In der Angießphase steht in dem Tundish noch keine Schmelze, die einen Druck von außen auf dem Pralltopf 100 ausüben könnte, der dem Innendruck durch die einströmende Schmelze entgegenwirken könnte. Der Pralltopf muß also den Innendruck allein abfangen, Die Verhältnisse verschlechtern sich noch dadurch, daß der Pralltopf in der ersten Phase nicht die Temperatur der einströmenden Schmelze hat und durch die thermische Ausdehnung der Innenseite des Pralltopfes die Außenseite einer starken Zugbeanspruchung in Umfangsrichtung unterliegt, der sich die Zugbelastung durch den Innendruck überlagert. Hohen Zugbelastungen sind jedoch keramische bzw. feuerfeste Materialien nicht besonders gut gewachsen, was zur Folge hatte, daß viele der bisherigen, ringsum geschlossenen Pralltöpfe beim Angießen geborsten sind. Die durch den Schlitz bewirkte Druckverminderung setzt auch diese Berstneigung herab.

Der Schlitz hat eine im Verhältnis zu der Wandungsseite des Pralltopfs, in der er angebracht ist, nur geringe Breite, so daß in der Nachbarschaft des Schlitzes Bereiche vorhanden sind, in denen die Wandung erhalten ist und die durch ihre Innengestalt angestrebte Wirkung ausüben kann. Diese Wirkung wird aber durch den Schlitz in der beschriebenen Weise modifiziert und ver- bessert, so daß der Pralltopf in der Praxis gebrauchstüchtiger ist.

Eine gewisse Schmelzemenge tritt aus dem Schlitz zur Seite hin aus. Da der Schlitz aber eine wesentlich geringere Breite als der gesamte Pralltopf hat, übt er eine Drosselwirkung aus und ist der seitlich austretende Strahl wesentlich schwächer als bei einem in seinem ganzen Querschnitt offenen Pralltopf und bedarf es keiner besonderen Mittel, um diesen schwächeren Strahl zu bremsen. Dies geschieht durch die umgebende Schmelze. Es besteht nicht die Gefahr, daß eine rasche Strömung großen Querschnitts sich direkt mit voller Geschwindigkeit von dem Pralltopf bis zum Ausguß erstreckt, was Anlaß zur ei- nem Mitreißen von unerwünschten Partikeln in größerem Umfang sein könnte.

Die Partikel haben vielmehr Gelegenheit, in der Schmelze bis zur Unterseite der Schlackenschicht aufzusteigen.

Die Erfindung besteht in einem Kompromiß und vereinigt die Vorteile des rund- um geschlossenen Pralltopfes mit denen des einseitig offenen Pralltopfes. Sowohl das Aufrühren der Schlackeschicht als auch das ungehemmte Dahin- schießen der umgelenkten Schmelze bis zum Ausguß sind wesentlich gemindert.

Die Wirkung des Schlitzes hängt entscheidend von seinem Querschnitt ab. Dieser Querschnitt ist in Anspruch 1 unmittelbar geometrisch durch das Verhältnis seiner Breite zu den Abmessungen des Pralltopfes gekennzeichnet, die ihrerseits vom Fachmann in Abhängigkeit von der durchzusetzenden Schmelzmenge bestimmt wird. In Anspruch 2 steht der letztere Aspekt im Vordergrund und wird der Querschnitt des Gießstrahls so in Beziehung gesetzt, daß sicher- gestellt ist, daß stets ein Teil der einfallenden Schmelze nach oben aus dem

Pralltopf entweicht und die aus dem Schlitz oder den Schlitzen austretende Menge nur einen Teil der Gesamtmenge bildet.

Der Grundriß des Innenraums des Pralltopfes ist an sich beliebig. Er kann ins- besondere quadratisch, rechteckig, kreisrund, oval oder elliptisch sein. Der

Ausdruck "größenordnungsmäßig gleiche Abmessungen" soll bedeuten, daß sich diese Abmessungen höchstens um den Faktor drei unterscheiden sollen (Anspruch 3). Im allgemeinen jedoch werden die besagten Abmessungen ziemlich ähnlich sein, so daß quadratische oder kreisrunde Pralltöpfe vorwiegen.

Die Mittelebene des Schlitzes kann durch die Mitte des Grundrisses des Innenraums oder schräg daran vorbei verlaufen (Ansprüche 4, 5).

Gemäß Anspruch 6 kann der Pralltopf Bestandteil eines größeren Formkörpers sein, der eine verbesserte Sicherheit gegen Verrutschen auf dem Boden des

Tundishs aufweist.

Gemäß Anspruch 7 kann ein solcher Formkörper insbesondere einen länglichrechteckigen Grundriß aufweisen und der eigentliche Pralltopf an einem in Richtung der längeren Seite gelegenen Ende des Formkörpers angeordnet sein, wobei die Erstreckung der längeren Seite des Formkörpers der Breite des Tundishbodens entspricht, so daß der Formkörper quer in den Tundish einsetzbar ist und sich mit seinen in Richtung der längeren Grundrißseiten gelegenen Enden an den Längswandungen des Tundishs abstützen kann.

Der Gegenstand des Anspruchs 8 dient der Schonung der diesem Pralltopfende des Formkörpers benachbarten Wandung des Tundishs.

Die Flanken des Schlitzes können einander parallel (Anspruch 9) sein oder nach oben V-förmig auseinanderstreben (Anspruch 10).

Außer ebenen Flanken der Schlitze kommen gemäß Anspruch 11 auch gewölbte Flanken in Betracht, insbesondere solche, die dem Schlitz einen düsenartigen Horizontalquerschnitt geben.

Um der Erosion an von der Schmelze umströmten Kanten entgegenzuwirken, empfiehlt es sich gemäß Anspruch 12, daß in einer zum Boden parallelen Ebene die Kanten an den Schlitzrändern abgerundet sind.

Eine wichtige Ausgestaltung ist Gegenstand des Anspruchs 13. Wenn der Grund des Schlitzes eine Art Rampe bildet, wird die rasch darüberströmende

Schmelze nach oben umgelenkt und gelangt im wesentlichen tangential oder unter einem geringen Winkel näher an die Unterseite der Schlackeschicht heran, wodurch Gelegenheit besteht, sich eingeschlossener Partikel zu entledigen, ohne die Schlackenschicht aufzubrechen. Das direkte Abströmen in den Ausguß wird weiter hintangehalten.

Um den Rampeneffekt besonders zur Geltung zu bringen, kann gemäß Anspruch 14 die Gestaltung des Bodens in Strömungsrichtung der Schmelze vor dem Schlitz in die Ausbildung der Rampe einbezogen sein, z.B. indem der Bo- den eine Vertiefung aufweist, die nach außen in die Rampe übergeht. Um die Betriebsdauer des Pralltopfes zu verlängern, kann in der Mitte des Bodens im Aufprallbereich des Gießstrahls eine kuppelartige Erhebung aus feuerfestem Material vorgesehen sein (Anspruch 15).

Dieses Merkmal ist für sich genommen an einer Gießpfanne aus der DE-OS 34

43 281 und bei einem auf der Schmelze in einer Kokille schwimmenden Pralltopf aus der GB-PS 1 126 922 bekannt.

Gemäß Anspruch 16 kann auf der kuppelartigen Erhebung im direkten Auftreff- bereich des Gießstrahls eine zweite kuppelartige Erhebung geringeren Durchmessers vorgesehen sein, die die unmittelbare Auftreffwirkung des Gießstrahls abfängt, während die erste kuppelartige Erhebung einen Schutz des Bodens des Pralltopfs für die in der Nähe des unmittelbaren Auftreffbereichs mit großer Geschwindigkeit abströmende Schmelze bietet.

Die zweite kuppelartige Erhebung kann als Einsatz oder Aufsatz aus besonders feuerfestem Material bestehen (Anspruch 17).

Der Austrittsbereich des Schlitzes kann gegen die Erosionswirkung der Schmelze stabilisiert werden, indem an der Außenseite der Wandung eine sich über die Höhe des Schlitzes erstreckende Verdickung vorgesehen ist (Anspruch 18).

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, wobei es sich versteht, daß an einem Ausführungsbeispiel geschilderte Merkmale auch an den anderen Ausführungsbeispielen sein und dortige Merkmale ersetzen können.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel in einem Schnitt nach der Li- nie l-l in Fig. 2;

Fig. 2 zeigt eine Ansicht gemäß Fig. 1 von oben; Fig. 3 zeigt eine Ansicht gemäß Fig. 2 von links;

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel in einem Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 5;

Fig. 5 zeigt eine Ansicht gemäß Fig. 4 von oben;

Fig. 6 zeigt einen Schnitt nach der Linie Vl-Vl in Fig. 5;

Fig. 7 zeigt eine Ansicht gemäß Fig. 5 von links;

Fig. 8 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel in einem Schnitt der Linie Vlll-Vlll in Fig. 9;

Fig. 9 zeigt eine Ansicht gemäß Fig. 8 von oben;

FFiigg.. 1100 zeigt eine Ansicht gemäß Fig. 9 von links;

Fig. 11 zeigt eine Ansicht von oben in einen Tundish mit einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Der in den Fig. 1 bis 3 wiedergegebene Pralltopf 100 besteht aus einem hoch- wertigen feuerfesten Material und umfaßt einen quadratischen, plattenförmigen

Boden 1 von etwa 500 mm Seitenlänge und 50 mm Dicke. Der Pralltopf 100 wird mit dem Boden 1 auf den Boden eines Tundishs gesetzt oder in eine Vertiefung derselben eingesetzt und ist im Betrieb dementsprechend horizontal ausgerichtet. Vom Rand des Bodens steigt eine diesen fast auf dem ganzen Umfang umgebende Wandung 2 auf, die in dem in Rede stehenden Ausführungsbeispiel leicht nach außen geneigt ist. Am freien oberen Rand weist die Wandung 2 eine zum Innern des Grundrisses gerichtete Abwinklung oder Abbiegung 3 auf, die eine Öffnung 4 oberhalb des Bodens 1 umschließt und eine Hinterschneidung der Wandung 2 an deren oberem Rand bildet.

Der Boden des nicht dargestellten Tundishs ist im allgemeinen ein längliches Rechteck, in welchem ein oder mehrere Ausgüsse vorgesehen sind. Der Pralltopf 100 wird so in den Tundish eingesetzt, daß der in Fig. 1 angedeutete Gießstrahl etwa in der Mitte des Bodens 1 in den Pralltopf 100 trifft. An der Auftreffstelle 13 ist der Erosionsangriff durch den aus der nicht dargestellten

Gießpfanne mit Wucht niedergehenden Gießstrahl 5 und die mit hoher Ge- schwindigkeit seitlich abströmende Schmelze besonders groß. Damit sich in dem Boden 1 keine Vertiefung bildet, in der nach dem Vergießen der Schmelze Anteile derselben stehenbleiben können, ist der Boden 1 in der Mitte mit einer Verdickung in Gestalt einer kuppelartigen Erhebung 6 versehen, die in dem Ausführungsbeispiel die Gestalt einer Kugelkalotte aufweist, die sich fast bis an den Rand des Bodens 1 erstreckt und in dem Ausführungsbeispiel etwa anderthalb mal so dick ist wie der Boden selbst. Die kuppelartige Erhebung 6 stellt eine Verschleißreserve dar, die die Lebensdauer des Pralltopfes 100 wesentlich verlängert.

Der Boden 1 ist, wie gesagt, ringsum von einer Wandung 2 umgeben, die den Grundriß des Bodens 1 fast ganz umschließt. Nur an einer in den Fig. 1 und 2 auf der linken Seite gelegenen Stelle ist in der Wandung ein zum Boden 1 senkrechter Schlitz 10 mit einander parallelen Flanken 10', 10' gebildet, der über die gesamte Höhe der Wandung 2 über dem Boden 1 bis einschließlich der Abbiegung 3 durchgeht. Der Abstand der Flanken 10', 10', d.h. die Breite des Schlitzes 10 übersteigt nicht 10% der Seitenlänge des Bodens 1 und beträgt in dem Ausführungsbeispiel etwa 40mm. Der Schlitz 10 ist in der Mitte der gemäß den Fig. 1 bis 3 linken Seite der Wandung 2 gelegen und seine Mittel- ebene E geht durch die Mitte M des Grundrisses.

Im Betrieb trifft der aus der Gießpfanne niedergehende Gießstrahl 5 durch die Öffnung 4 des Pralltopfes auf den Gipfel der kuppelartigen Erhebung 6 und schießt seitlich über diese nach allen Richtungen hinweg. Die hinwegschie- ßende Schmelze prallt auf die Wandung 2 und wird von dieser nach oben und an der Abbiegung 3 innen umgelenkt. Ein großer Teil der Schmelze tritt in dem den Gießstrahl 5 umgebenden Ringbereich nach oben aus der Öffnung 4 heraus und gelangt in den Tundish bzw. verteilt sich in der nach kurzer Angießzeit schon in dem Tundish stehenden Schmelze.

Ein je nach der Breite des Schlitzes 10 größerer oder kleinerer Teil der von der kuppelartigen Erhebung 6 abströmenden Schmelze verläßt den Innenraum 7 des Pralltopfes 100 durch den Schlitz 10. Hierdurch wird der Druck in dem Innenraum 7 verringert, so daß die Intensität der Aufwärtsbewegung der Schmelze nach der Umlenkung in dem Pralltopf 100 und damit die Gefahr einer Stö- rung der auf der Schmelze ruhenden Schlackeschicht in dem Tundish verringert werden. Dies gilt auch für die Gefahr des Berstens beim Angießen.

Da der Schlitz 10 so angeordnet ist, daß seine Mittelebene E durch den Mittelpunkt M des Grundrisses des Bodens 1 verläuft, wie es besonders in Fig. 2 er- kennbar ist, finden sich wegen der gegenüber der Ausdehnung des Bodens 1 geringen Breite 8 des Schlitzes 10 zu beiden Seiten desselben Bereiche 9, in denen die Wandung 2 und die Abbiegung 3 so vorhanden sind, wie es aus Fig. 1 zu ersehen ist und ihre Umlenk- und Bremsfunktion in der entsprechenden Weise ausüben. Durch die für die Schmelze eröffnete Abströmmöglichkeit durch den Schlitz 10 ist aber der Druck in dem Innenraum 7 des Pralltopfes

100 gerade soweit erniedrigt, daß die aus dem Pralltopf nach der Umlenkung fontänenartig emporschießende Schmelze die Schlackeschicht jedenfalls im kontinuierlichen Betrieb, wenn also der Tundish bis zu einer bestimmten Höhe mit Schmelze gefüllt ist, nicht mehr entscheidend stören kann.

Der durch den Schlitz 10 nach außen austretende Schmelzanteil wird in dem Schlitz 10 durch Drosselwirkung gebremst und schießt nicht etwa parallel zum Boden des Tundishs bis zu dessen Ausguß davon. Vielmehr vermischt sich dieser relativ langsam abströmende Schmelzeanteil mit der umgebenden Schmelze, so daß die Zeit bis zur Erreichung des Ausgusses und die Chance für eingeschlossene Partikel, nach oben bis zur Schlackenschicht aufzusteigen, vergrößert werden.

Wie bei 14 erkennbar, sind die von der Schmelze umströmten Kanten des Schlitzes 10 in einer horizontalen Ebene abgerundet, um der Erosion möglichst wenig Angriffsmöglichkeit zu bieten. Der Pralltopf 100 stellt die einfachste Ausführungsform dar, bei der nur ein Schlitz 10 vorhanden ist, bei der der Boden 10" des Schlitzes 10 horizontal in die Oberseite des Bodens 1 des Pralltopfs 100 übergeht und bei der die Flanken 10' des Schlitzes 10 durch einander parallel gegenüberliegende Ebenen gebildet sind.

In den Fig. 4 bis 7 ist ein Ausführungsbeispiel eines Pralltopfes 200 dargestellt, bei welchem der Boden 11 nicht quadratisch, sondern rechteckig mit einem Verhältnis der Seitenlängen von 1 : 1 ,5 ist. Die den Grundriß des Bodens 11 umgebende Wandung 2 mit der nach innen gerichteten Abbiegung 3 stimmt in ihrer Funktion mit dem Pralltopf 100 überein. Die durch eine Kugelkalotte gebildete, kuppelartige Erhebung 6 erstreckt sich bis kurz vor die Wandung 2 an den beiden Längsseiten des Bodens 11 und ist zum Mittelpunkt M konzentrisch angeordnet.

Zum Unterschied gegenüber dem Pralltopf 100 sind bei dem Pralltopf 200 zwei Schlitze 20,20 in der Mitte der kürzeren Seiten des Grundrißrechtecks angeordnet, die nicht durch parallele ebene Flanken, sondern durch V-förmig angeordnete Flanken 20', 20' begrenzt sind, die nach oben auseinanderstreben und in dem Ausführungsbeispiel einen Öffnungswinkel von 12° einschließen.

Die Schlitze 20,20 sind nicht nur in einer horizontalen Ebene profiliert, sondern auch in der vertikalen Ebene. Der Boden 20" der Schlitze 20 ist nämlich nicht horizontal, sondern steigt nach außen hin nach Art einer Rampe an, so daß die laminar hinwegströmende Schmelze eine Komponente nach oben bekommt, die sie in die Nähe der Unterseite der Schlacke befördert und jedenfalls den Zeitraum verlängert, bis diese Schmelze den Ausguß erreicht.

Der ansonsten ebene Boden 11 des Pralltopfes 200 rund um die kuppelartige Erhebung 6 herum ist in die Ausbildung der Rampe einbezogen, insofern darin

Vertiefungen 12 gebildet sind, die nach außen hin stetig in den rampenartigen Boden 20" des jeweiligen Schlitzes 20 übergehen, so daß die Umlenkung der von der kuppelartigen Erhebung 6 herabschießenden Schmelze im Sinne des rampenartigen Bodens 20" schon vorbereitet ist.

Die von der Schmelze umströmten Kanten 14 im Bereich der Schlitze 20 sind auch hier abgerundet, um einer bevorzugten Erosion des Kantenmaterials vorzubeugen.

In den Fig. 8 bis 10 ist ein drittes Ausführungsbeispiel eines Pralltopfes 300 wiedergegeben, bei welchem der Boden 21 einen kreisrunden Querschnitt hat.

Auch elliptische oder ähnliche Querschnitte sind nicht ausgeschlossen. Auch in diesem Fall ist der Grundriß des Bodens 21 durch eine aufrechte Wandung mit einer nach innen gerichteten Abbiegung 3 umgeben und ist in der Mitte des Innenraums des Pralltopfs 300 eine kuppelartige Erhebung 6 vorgesehen, die den Boden 21 verstärkt. Es ist aber bei dem Pralltopf 300 auf die kuppelartige

Erhebung 6 noch eine kleinere, einen geringeren Radius aufweisende kuppelartige Erhebung 26 aufgesetzt, die aus einem besonders feuer- und erosionsfesten Material wie z.B. Mg-Al-Spinell gebildet sein kann, was in Fig. 8 durch die dichtere Punktierung angedeutet sein soll. Die kuppelartige Erhebung 26 ist zweckmäßig als separates Formteil ausgebildet, welches in die kuppelartige

Erhebung 6 eingesetzt ist, wie es durch die gestrichelte Linie in Fig. 8 angedeutet ist.

Der Pralltopf 300 weist wiederum zwei einander diametral gegenüberliegende Schlitze 30 auf, deren Flanken in diesem Fall nicht eben, sondern in einem horizontalen Schnitt konvex ausgebildet sind, so daß sich eine Art Düsenquerschnitt ergibt. An der Stelle des Austritts der Schlitze 30,30 aus der Wandung 2 ist diese mit einer über die Höhe der Schlitze 30,30 durchgehenden Verdik- kung 22 versehen, die nach außen übersteht und die zur Verfügung stehende Wandstärke in diesem erosionsgefährdeten Bereich erhöht. Auch bei dem Pralltopf 300 steigt der Boden 30" der Schlitze 30,30 nach außen an, um der austretenden Schmelze eine Komponente nach oben zu erteilen.

Die Pralltöpfe 100,200,300 werden auf den länglich rechteckigen Boden eines

Tundishs so angeordnet, daß Mittelebenen E der Schlitze 10,20,30 in Längsrichtung des Tundishs gerichtet oder gegebenenfalls auch unter einem geringen Winkel zu dieser an dem jeweiligen Ausguß vorbeigerichtet ist.

In Fig. 11 ist ein Pralltopf 400 dargestellt, der Teil eines Formkörpers 42 ist, der einen länglich-rechteckigen Grundriß aufweist, der größer als der des Pralltopfes 400 ist, nämlich zwar ebenso breit wie dieser aber etwa doppelt so lang, so daß der Formkörper 42 gerade in einen Tundish 50 paßt, d.h. auf dem Boden 51 des Tundishs 50 aufsteht oder in eine Vertiefung desselben einge- setzt ist und sich an den längeren Seitenwandungen 53,53 des Tundishs abstützen kann. Der Formkörper 42 ist in dem Ausführungsbeispiel in der Mitte zwischen den kürzeren Seitenwandungen 54,54 angeordnet, so daß die Entfernung zu den Ausläufen 52 nach rechts und links gleich sind.

Der Pralltopf 400 bzw. sein Mittelpunkt M sind hier nicht in der Mitte des Tundishs 50 gelegen, sondern gegen die in Fig. 11 untere Seitenwandung 53 desselben verschoben, weil der Pralltopf 400 an dem dortigen Ende des länglichrechteckigen Formkörpers 42 angeordnet ist. Der Pralltopf 400 umfaßt zwei einander in Längsrichtung des Tundishs 50, d.h. quer zu dem Formkörper 42, einander gegenüberliegende Schlitze 40,40, deren Mittelebenen E' nicht durch den Mittelpunkt M des Pralltopfes 400 gehen, sondern schräg gerichtet sind, so daß die aus dem jeweiligen Schlitz 40 austretende Schmelze von der benachbarten unteren Seitenwandung 53 hinweggerichtet wird, um diese zu schonen.

Claims

Patentansprüche

1. Zum Aufsetzen auf oder Einsetzen in den Boden eines metallurgischen Gefäßes wie eines Tundishs bestimmter Pralltopf (100, 200, 300, 400) für den Gießstrahl (5), mit einem plattenförmigen, im Betrieb horizontalen Boden (1 ,11 ,21 ), der einen über dem Boden (1 , 11 , 21 ) ausgebildeten Innenraum (7) besitzt, der auf mindestens dem wesentlichen Teil seines Umfangs von einer vom Boden (1 , 11 , 21) aufsteigenden Wandung (2) umgeben ist, die am freien oberen Rand eine zum Innern des Grundrisses hin gerichtete Abbiegung (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Stelle des Umfangs in der Wandung (2,3) ein sich von dem Rand durchgehend bis auf den Boden (1 , 11 , 21 ) erstrek- kender Schlitz (10, 20, 30, 40) vorgesehen ist, dessen Breite an der breitesten Stelle weniger als 10% der in der Richtung der Breite vorhan- denen Abmessung des Grundrisses beträgt.

2. Zum Aufsetzen auf den Boden eines metallurgischen Gefäßes wie eines Tundishs bestimmter Pralltopf (100, 200, 300, 400) für den Gießstrahl

(5), mit einem plattenförmigen, im Betrieb horizontalen Boden (1 , 11 , 21 ) der auf mindestens dem wesentlichen Teil seines Umfangs von einer vom Boden (1, 11, 21) aufsteigenden Wandung (2) umgeben ist, die am freien oberen Rand eine zum Innern des Grundrisses hin gerichtete Abbiegung (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Stelle des Umfangs in der Wandung (2) ein sich von dem Rand durchgehend bis auf den Boden (1 , 11 , 21 ) erstrek- kender Schlitz (10, 20, 30, 40) vorgesehen ist, dessen Querschnitt senkrecht zur Strömungsrichtung der durch den Schlitz (10, 20, 30, 40) aus- tretenden Schmelze über die Höhe der Wandung (2) derart bemessen ist, daß der Gesamtquerschnitt der vorhandenen Schlitze (10, 20, 30, 40) höchstens etwa dem Querschnitt des Gießstrahls (5) entspricht.

3. Pralltopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er in

Längs- und Querrichtung seines Grundrisses größenordnungsmäßig gleiche Abmessungen aufweist.

4. Pralltopf nach einem der Ansprüche 1 bist 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelebene (E) des Schlitzes (10, 20, 30) durch eine etwa durch die Mitte (M) des Grundrisses verlaufende, zum Boden (1 , 11 , 21 ) senkrechte Achse geht.

5. Pralltopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelebene (E') des Schlitzes (40) an der Mitte (M) des Grundrisses vorbeiläuft.

6. Pralltopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Pralltopf (400) Teil eines größeren, den äußeren Grundriß der Wandungen des Pralltopfes (400) überragenden Formkörpers (42) ist.

7. Pralltopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (42) im Grundriß länglich-rechteckig und der eigentliche Pralltopf (400) an einem in Richtung der längeren Seiten gelegenen Ende des- selben angeordnet ist, wobei die Erstreckung der längeren Grundrißseiten des Formkörpers (42) der Breite des Tundishbodens (51 ) entspricht.

8. Pralltopf nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelebene (E') des Schlitzes (40) von dem Ende hinweggerich- tet ist.

9. Pralltopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken (10', 10') des Schlitzes (10) eben und einander parallel sind.

10. Pralltopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken (20', 20') des Schlitzes (20) eben sind und V-förmig mit einem Öffnungswinkel von weniger als 45° nach oben auseinanderstreben.

11. Pralltopf nach einem der Anspruch I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken (30', 30') des Schlitzes in einer horizontalen Ebene komplementär zueinander gewölbt sind.

12. Pralltopf nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeich- net, daß in einer zum Boden (1 , 11 , 21 ) parallelen Ebene die Wandung

(2) an den Schlitzrändern im Sinne der Vermeidung von Erosion und Kavitation abgerundet ist.

13. Pralltopf nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeich- net, daß der Grund (20", 30") des Schlitzes (20, 30) nach außen hin ansteigt, um eine Art Rampe zu bilden, die die darüber hinweg strömende Schmelze nach oben gegen die Unterseite der in dem Gefäß auf der Schmelze lagernde Schlackeschicht ablenkt.

14. Pralltopf nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Gestaltung des Bodens (11 ) in Strömungsrichtung der Schmelze vor dem Schlitz (20) in die Ausbildung der Rampe einbezogen ist.

15. Pralltopf nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeich- net, daß in der Mitte des Bodens (1 , 11 , 21 ) im Aufprallbereich des

Gießstrahls (5) eine kuppelartige Erhebung (6) aus feuerfestem Material vorgesehen ist.

16. Pralltopf nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß auf der kuppelartigen Erhebung (6) im direkten Auftreffbereich des Gießstrahls (6) eine zweite kuppelartige Erhebung (26) geringeren Durchmessers vorgesehen ist.

17. Pralltopf nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite kuppelartige Erhebung (26) als Einsatz oder Aufsatz der ersten kuppel- artigen Erhebung (6) ausgebildet ist und aus besonders feuerfestem

Material besteht.

18. Pralltopf nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite der Wandung (2) im Bereich des Schlitzes (10, 20, 30) eine sich über dessen Höhe erstreckende Verdickung (22) vorgesehen ist.