WO2009115601A2 - Verteilervorrichtung für strangguss und verfahren - Google Patents

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WO2009115601A2
WO2009115601A2 PCT/EP2009/053298 EP2009053298W WO2009115601A2 WO 2009115601 A2 WO2009115601 A2 WO 2009115601A2 EP 2009053298 W EP2009053298 W EP 2009053298W WO 2009115601 A2 WO2009115601 A2 WO 2009115601A2
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gas outlet
distribution
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Georg Raadts
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Raadts, Monika
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10—Supplying or treating molten metal
    • B22D11/103—Distributing the molten metal, e.g. using runners, floats, distributors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10—Supplying or treating molten metal
    • B22D11/11—Treating the molten metal
    • B22D11/116—Refining the metal
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D11/11—Treating the molten metal
    • B22D11/116—Refining the metal
    • B22D11/118—Refining the metal by circulating the metal under, over or around weirs

Definitions

  • Distribution device for continuous casting and process
  • the invention relates to a distributor device for continuous casting with a refractory distribution vessel for receiving and passing on molten metals, in particular molten steel, and with a flushing device for flushing the interior of the distribution vessel by means of a gaseous medium before and during its filling with molten steel and a method for rinsing of the distribution vessel.
  • Such distribution containers are generally formed trough-like. They are also known by their English name “Tundle.” In order to avoid too much cooling of a molten metal with its casting into the distribution vessel, this is usually preheated prior to its filling by means of burners, the preheating temperature in steel casting approx 1200 ° C., and then transported to its place of use in the continuous casting plant Even if the distribution vessel can be covered with a lid during its transport, oxygen enters the interior of the distribution vessel from the ambient atmosphere, since the atmosphere heated in the interior of the distribution vessel The oxygen in the interior is taken up by filling the distribution vessel with molten steel, so that when continuous casting of the so-called foot, ie the first few meters of cold strand have a reduced quality, which as a so-called foot scrap verw In order to minimize foot debris, it is particularly important to minimize the oxygen content in the tundish.
  • the interior by means of a lance with inert gas, usually with nitrogen or, more rarely, with argon, to rinse.
  • the invention is therefore based on the object to provide a distributor device of the type mentioned, which allows an improved flushing of the distribution vessel.
  • the object of the invention is also to minimize the oxygen content in the interior of the distribution vessel.
  • the object of the invention is also to allow a constant flushing.
  • the flushing device for introducing the gaseous medium, such as an inert gas and / or a combustible gas in the distribution vessel at least one gas supply with at least one to the interior of the distribution vessel Has open gas outlet opening and that the gas outlet opening is integrated in the refractory lining of the distribution vessel and / or in a built-in refractory component of the distribution vessel.
  • the gaseous medium such as an inert gas and / or a combustible gas in the distribution vessel
  • the gaseous medium by means of the flushing device on the refractory lining of the distribution vessel and / or the built-in refractory component in the interior of the distribution vessel zuleitbar.
  • the combustible gas can be burned in the distribution vessel, whereby oxygen can be withdrawn from the atmosphere in the distribution vessel and at least a slightly reducing atmosphere can be generated in the distribution vessel via this.
  • the gases resulting from the combustion ie essentially gases of carbon dioxide, carbon monoxide and water, can displace oxygen from the distribution vessel.
  • the distribution vessel can be heated at the same time via the resulting heat of combustion or possible heat losses can be at least partially compensated.
  • combustible gases are in particular technical gases such as natural gas, Kokereigas or Biogas, preferably containing primarily methane.
  • noble gases such as argon, and in particular nitrogen are suitable as the inert gas. Due to the stationary positioning of the gas outlet openings in the refractory lining of the distribution vessel, the rinsing process with the possibly included combustion process can be automated and standardized and / or adapted to different distribution vessels and time specifications. Furthermore, the flushing process with the possible combustion process can already take place during the preheating of the distribution vessel and thus prevent oxygen from entering the interior space or being chemically bound there continuously by the combustion of, for example, methane or propane.
  • the gas outlet opening can be positioned at a location which is favorable in terms of flow, for example, which can not be achieved with the above-mentioned usual procedure with a lance or can only be achieved by trained personnel.
  • the preheating temperature is preferably at least 700 ° C. If several gas outlet openings are provided in the refractory lining of the distributor vessel and / or in a built-in refractory component of the distributor vessel, it can be provided that individual or groups of gas outlet openings are supplied with different types of gas and / or mixtures become.
  • the proposed distributor device is not limited to its use for molten steel, but can be used in all other, suitable for continuous casting molten metal, especially light and / or non-ferrous metal melts.
  • associated outside the distribution vessel control and / or supply lines and / or storage for the gaseous medium can be designed so that they can be transported together with the distribution vessel.
  • Positioning of the gas outlet openings it is possible over the Positioning of the gas outlet openings to control a local intensity of the flushing process in the interior.
  • a region of the refractory lining of the distributor vessel may be formed as a gas outlet opening.
  • a section of the gas supply adjoining the gas outlet opening is integrated in the refractory lining of the distributor vessel and / or in the built-in refractory component of the distributor vessel. It makes sense that the flushing can be started only with positioning of the distribution vessel in its use position in the continuous casting, in which then the further necessary equipment, such as associated outside the distribution vessel arranged control and / or supply lines and / or a storage device for the gaseous medium positioned can be.
  • the gas supply preferably takes place from above for the gas outlet opening integrated in a side wall region of the refractory lining in the insertion position of the distributor vessel.
  • the adjoining the gas outlet opening portion of the gas supply may extend in the use position of the distribution vessel from the associated gas outlet opening to above a designated maximum bath height.
  • the gas outlet opening does not have to hold back the same against their static pressure with filling the molten steel.
  • the molten metal can flow into the section with its discharge into the distribution vessel and with shut-off of the supply of the gaseous medium through the gas outlet opening and correspondingly increase without danger in the same vessel communicating according to the physical principle.
  • the supply of the gaseous medium can be maintained in a variant of the method even after filling and / or during the casting process, so that a flushing treatment of the molten metal is possible by means of the flowing into the melt gaseous medium.
  • a flushing treatment of the molten metal is possible by means of the flowing into the melt gaseous medium.
  • the degree of purity of the molten metal increase.
  • a plurality of gas outlet openings may be connected to a common section of the gas supply.
  • the common portion for example in the form of a ring line, be arranged parallel to a maximum intended bath height in the distribution device in the refractory lining and / or in the refractory member, wherein the gas outlet openings can depart individually from this section or from this ring line.
  • a connecting piece for connecting the respective gas outlet opening to the common section may be necessary.
  • the gas outlet openings can be arranged in the bottom and / or in the wall of the refractory lining of the distribution vessel.
  • the gas outlet opening may be formed by means of a partial section of the refractory lining or a refractory block each of porous, gas-permeable ceramic. From this ceramic, the gaseous medium can escape through a plurality of pores. Due to its porosity, this ceramic allows gas to escape without the molten metal adding or completely adding it.
  • the block of porous ceramic can be inserted or integrated at the desired location in the refractory lining so that it defines with an upper side the interior of the distribution vessel. Thus, the gaseous medium can be discharged via the top of the block of porous ceramic to the interior of the distribution vessel.
  • this type of gas outlet opening can advantageously be used by means of porous ceramic in the bottom region of the distribution vessel.
  • the gas outlet opening is formed as a nozzle.
  • the Optimal size of the nozzle opening depends inter alia on the design of the distribution channels with or without Einguss Scheme.
  • the nozzle-like gas outlet opening in the lower region has a circular or slot-shaped opening cross-section. In this way, a possible laminar and / or directed outflow behavior of the gaseous medium can be achieved.
  • the gas outlet opening When the gas outlet opening is positioned above a planned maximum bath height in the distribution vessel, it can have a slot-like shape, with its slot advantageously extending at least approximately parallel to the bottom of the distribution vessel.
  • a thin, broad veil of preferably inert gas and / or of burning gases with flame and fuel gases can be produced particularly well, wherein by means of the latter a reducing atmosphere above the molten metal can additionally be produced.
  • the veil can cover the interior of the distributor vessel or parts of the same with a planned longitudinal extent of the slot, at least approximately parallel to the bottom of the distribution vessel, in the manner of a cover to the outside.
  • a particular advantage is seen in the section to integrate the gas supply and / or the gas outlet opening or the gas outlet openings in a wearing part of the refractory lining.
  • These wear parts are usually removed after completion of the casting of the molten metal, for example, when a batch of certain quality is continuously cast, to renew the refractory lining from the tundish.
  • the basic lining remains intact but is newly covered with a new liquid or doughy refractory concrete coating to the interior.
  • the gas outlet opening can be oriented such that its outflowing gaseous medium can flow out at least with a component perpendicular to the outer wall of the refractory lining and / or the wear parts having this gas outlet opening.
  • the distribution vessel may have an inlet area and at least one drainage area in the conventional construction, the two areas being separated from one another by means of a dividing wall as a component made of refractory material with at least one passage opening for the molten steel, additionally built into the distribution vessel, the dividing wall projecting beyond a maximum bath height ,
  • the partition is usually replaced as a wearing part after a casting process. Therefore, it is provided to integrate into this the gas outlet opening and / or adjoining the gas outlet opening portion of the gas supply in the partition.
  • the gas supply in the use position of the distribution vessel from above, ie forth from one side or location of the partition take place, which projects beyond the maximum intended bath height and extending to the portion of the gas supply in the refractory lining of the gas outlet opening.
  • the gas outlet opening may be formed as a simple perforated or slotted nozzle, which together with the subsequent section of the gas supply with filling the molten metal according to the physical principle of communicating vessels safely with molten metal at bath level can run after previously intended according to the filling via the gas outlet openings Rinse with Inert gas of and / or flushing and combustion of the oxygen could take place through the combustible gas in the empty or the filling distributor vessel.
  • At least one first row of gas outlet openings which are preferably connected to a common section of the gas supply, may be provided in the dividing wall.
  • the first row may extend at least with a component perpendicular to the ground. It can extend from ground level or from approximately ground level to below or up to a planned maximum bath height or beyond the intended maximum bath height.
  • the partition wall can be tapered from bottom to top to adapt to the tundish and for easier fitting insertion therein. Accordingly, the first rows can be arranged to converge towards the top.
  • first rows of gas outlet openings which may conveniently be arranged at least approximately perpendicular to the bottom of the distribution vessel and at least approximately parallel to each other and preferably each in a lateral region in the partition.
  • flushing with inert gas over the height of the distributor vessel and / or purging and combustion of the oxygen through the combustible gas can take place.
  • the passage openings for the molten steel are also arranged centrally of the partition, so that for this reason alone, a proposed lateral arrangement of the gas outlet openings or the first row or first rows of gas outlet openings offers.
  • a second row of gas outlet openings can be provided, which runs at least approximately parallel to the distribution vessel and which is arranged above an intended upper bath level.
  • These gas outlet openings may, as already described, for generating the inert gas curtain and / or a "cover", a veil from burning gases, be slit-like, with their slots can extend at least approximately parallel to the ground.
  • one or more nozzle-like gas outlet openings can be provided in the refractory lining of the distributor vessel, which are preferably arranged above the intended maximum bath height and which are preferably supplied from above via gas supply lines.
  • the veil, a "cover" of the molten metal can also be generated in the distributor vessel with inert gas and / or with gases which burn off
  • the gas outlet openings may be formed so that the exiting gas at an angle of less than 90 ° to the inside of the distribution vessel in the same flows in.
  • the gas outlet opening bez.
  • the gas outlet openings in the dividing wall can be open towards the inlet area and / or the outlet area. This allows the flushing of one of the areas or both areas to be performed.
  • two gas outlet openings can be positioned at a height at the opening to both areas, wherein the one is opened to the inlet area and the other to the outlet area of the distribution vessel and both are connected to one another via the thickness of the dividing wall by a connecting portion of the supply line can.
  • another section of the gas supply can depart T-shaped, which likewise is integrated in the dividing wall and guided upward in the dividing wall.
  • This section can be connected as a common section to further connecting sections, preferably by crossing the connecting sections in the middle.
  • separate gas supply lines for the inlet area and for the outlet area can be installed.
  • the distribution containers for continuous casting can have a pure channel shape, in which the inlet region is arranged in one end section or in a middle section of the channel, wherein in each case a drainage region can be provided on both sides of the inlet region in the middle channel region. In this way, two partitions delimiting the inlet area can be provided towards the two drainage areas.
  • Another common embodiment of the distribution vessel has a T-shape with a gutter as outflow area and an inlet area assigned to the side of the gutter, wherein the inlet area often adjoins a central area of the gutter-shaped discharge area via a dividing wall.
  • the gas outlet openings preferably in addition to supply sections and / or connecting sections, be integrated, wherein the supply line sections, individually or combined, are guided in the use position of the distribution vessel at least up to the intended maximum bath height.
  • Gas outlets may preferably be located near the bottom in the lining of the distribution vessel, i. be arranged in the drain area and / or inlet area. These are preferably at least almost circumferentially positioned around the interior. They can be positioned at the same height and preferably equally spaced from each other.
  • the distribution vessel may identify at least one outlet with a perforated brick, it being possible for at least one gas outlet opening, in particular in addition to the section of the gas inlet, to be integrated in the perforated brick.
  • the gas outlet opening a block-like, formed of the porous ceramic part of the hole Be stone.
  • the perforated brick may comprise an inserted rinsing sleeve which defines an outlet channel for the molten metal.
  • the rinsing sleeve is preferably made of porous, gas-permeable ceramic and can be flowed through by the gaseous medium.
  • At least one dam of refractory material may be provided for calming the molten steel, which is arranged transversely to a flow direction of the molten steel in the distribution vessel to the discharge area or to the outlet.
  • at least one gas outlet opening advantageously together with the section of the gas supply, can be integrated in the dam.
  • the at least one gas outlet opening may point away from the bottom of the distribution vessel.
  • the gas outlet opening can also be formed as a block of the aforementioned porous ceramic.
  • the flushing device can be manually and / or automatically controlled or regulated.
  • the flushing device can have a measured value detection with at least one probe for detecting a measured variable that is specific for the flushing process, wherein the detected measured variable can serve as a control value or controlled variable for the flushing device.
  • This measured variable may relate, for example, to the nature and proportion of at least one gas component of the atmosphere in the interior of the distributor vessel and / or the temperature and / or temperature distribution.
  • the probe can be designed as an oxygen probe, which can be positioned in the distribution vessel, preferably in the empty distribution vessel or above a current bath level, for measured value detection.
  • oxygen value detection it can be determined whether the flushing is successful to the desired extent and filling of the inlet area with molten steel can take place. It is preferably provided that in both areas, in the inlet area and in the drain area, in each case at least one probe, in particular at least one oxygen probe, is provided.
  • gas outlet openings and / or gas outlet openings combined into groups can be controlled separately by means of the flushing device, i. with gaseous media, such as inert gas and / or combustible gas, are supplied.
  • gaseous media such as inert gas and / or combustible gas
  • the gas outlet openings in the perforated bricks and / or in the dam (s) can be increasingly supplied with a gaseous medium or several gaseous media for rinsing the empty distribution vessel. With filling, they can be cut off from the gaseous media.
  • the flushing zone is flushed with inert gas and / or combustible gas.
  • inert gas and / or combustible gas For example, after or with the attainment of a certain oxygen value in the interior of the inlet region, increased rinsing of the outlet region with inert gas and / or combustible gas can take place.
  • a generation of a veil of inert gas and / or preferably reducing fuel gases by means of the slot-like nozzles preferably above the intended maximum bath height in the inlet region and / or in the outlet region stay in order to achieve a possible rapid exchange of the atmosphere in the interior of the distribution vessel.
  • the generation of the veil can take place in the inlet region and / or in the outlet region, whereby at the same time the inert gas supply to the gas outlet openings can be throttled below the intended maximum bath level.
  • the gas outlet openings for example, the vertically arranged first row in the partition wall are successively covered or filled from bottom to top of the rising molten bath, so that a back pressure, that from the gas outlet openings counteracts out flowing Incrtgas- shaped medium, at the gas outlet openings in detail and / or increase in total.
  • a back pressure that from the gas outlet openings counteracts out flowing Incrtgas- shaped medium, at the gas outlet openings in detail and / or increase in total.
  • an increase in the back pressure can also serve as a measure of a current bath height and thus as a regulator for the pouring of the melt from a ladle into the distribution vessel.
  • certain points in the process sequence can also be determined in which, for example, one or more gas supplies can be switched off, switched on or throttled.
  • a certain pressure which is applied to the gaseous medium for flowing into the interior, and / or a certain volume flow and / or mass flow of gaseous medium can be generated.
  • a pressure guidance and / or a specific volume flow and / or mass flow guidance of the gaseous medium can furthermore be provided.
  • a binary controlled valve block with a controller for a back pressure independent control can be provided in the usual way.
  • different valves arranged parallel to one another can be opened into a common pressure line according to the addition principle.
  • a control by means of a so-called mass flow controller, via which a certain flow rate or a certain volume flow of the gaseous medium or the gaseous media can be set directly.
  • the task can also by providing the preferably be permanently installed in the distribution vessel refractory partition wall having gas outlet openings with associated portions of the gas supply, wherein these are integrated in the refractory material.
  • the partition may have the above-described features.
  • the distributor device can have a removable cover for the interior of the distributor vessel.
  • This cover can be designed so that it can cover the entire interior or parts thereof, such as at least part of the inlet area and / or the outlet area.
  • an influx of ambient air into the distribution vessel can be reduced.
  • an at least slight overpressure in the interior of the distributor vessel can thereby be generated, so that an inflow of ambient air into the distributor vessel can at least be minimized.
  • the cover has at least one preferably closable opening and / or limits at least one gap to the distribution vessel in the working position. The flushing process can be influenced via the opening and / or the gap.
  • a method for reducing the oxygen content in an interior of a distribution vessel of a distribution device for continuous casting prior to and during a filling of the interior with molten steel with the process step rinsing of the distribution vessel by introducing a combustible gas, such as methane or propane, or combustible gas mixture into the interior of the distribution vessel and igniting the same with its introduction into the distribution vessel, wherein the gas or gas mixture burns while consuming the oxygen contained in the interior.
  • the distributor device can have one of the embodiments described above, wherein the combustible gas or gas mixture is introduced into the interior through at least one gas feed integrated in the refractory lining and / or in the refractory component.
  • the distribution vessel may th of the combustible gas or gas mixture is brought at least to a preheating temperature at which ignites the combustible gas or gas mixture with its introduction into the interior itself.
  • the distributor device can continue during the casting gaseous medium, preferably inert gas, are introduced into the distribution vessel and / or in the bath to improve, for example by rinsing the degree of purity of the molten metal.
  • inert gas such as nitrogen or inert gas
  • the inert gas can be preheated prior to introduction into the distribution vessel.
  • 1 is a first longitudinal sectional view of a first embodiment of the distribution device with partition wall and perforated brick,
  • FIG. 2 shows a second longitudinal sectional view of the first embodiment of the distributor device according to FIG. 1,
  • FIG. 3a is a side view of the partition wall according to Figure 1,
  • FIG. 3b is a sectional view of the partition according to Figure 3a
  • 3c is an isometric view of a modified partition, but similar to that in FIG. 3a, FIG.
  • FIG. 4a is a sectional view of the perforated brick according to FIG. 1, FIG.
  • FIG. 4b is a plan view of the hole stone according to Figure 4a
  • Fig. 5 is a first longitudinal sectional view of a second embodiment of the distribution device with additional dams and 6 is a second longitudinal sectional view of a third embodiment of the distribution device with central inlet region and two partitions,
  • FIGS. 1 to 6 are in various views and partial views of several embodiments of a distribution device 1 for continuous casting with a refractory distribution vessel 2 for receiving and transfer of metal melts, not shown here, especially molten steel, and with a flushing device 3 for rinsing the distribution vessel 2.
  • Die Purge device 3 has a gas supply 4 with here a plurality of gas outlet openings 5, which lead into the interior 6 of the distribution vessel 2 into it.
  • the rinsing of the distributor vessel takes place by means of a gaseous medium not explicitly shown here before and during its filling with molten metal, preferably molten steel.
  • an inert gas such as nitrogen or a noble gas
  • the gaseous medium can furthermore be a combustible gas, here preferably methane, or combustible gas mixture, which serves in particular to chemically bind the oxygen in the interior space 6 by combustion in the interior space 6.
  • the gaseous reaction products from the combustion process exert a purge function.
  • the goal is to reduce the present in the interior 6 reactive oxygen, so that they are not absorbed by the molten steel and this can, as described above, adversely affect the material properties of the continuous casting material, especially in the foot.
  • the flow direction g of the gaseous medium in the gas feed 4 is also given by way of example in the figures. To take into account in the drawing as a whole is that here strong simplifications and schematizations were made in order to illustrate the subject invention more clearly.
  • the distribution vessel 1 has in its interior 6 an inlet area 7 and a drain area 8, wherein the two areas 7, 8 are separated from each other by at least one fixed and preferably exchangeable partition wall 9 made of refractory material with three centrally arranged through holes 10 for the molten steel. Furthermore, a plurality of perforated blocks 11 are provided as a drain in the discharge area 8.
  • the gas outlet openings 5 and adjoining sections 12 of the gas supply 4 are in the refractory lining 2.1 of the distribution vessel 2 and in built-in refractory components 13, i.
  • additional dams 14 provided therein are integrated.
  • feed lines 4. 1 of the gas feed 4 which are upstream in the flow direction g and branch off against the flow direction g are provided, through which a gas type and / or a gas mixture can be fed into the sections 12.
  • the supply of the gaseous medium or gas mixture can be controlled or controlled by means of a control or control device 19 of the flushing device 3.
  • the distributor vessel 2 has a T-shape with a channel-like drainage region 8 and a centrally and laterally mounted inlet region 7. Between inlet area 7 and outlet area 8, the partition wall 9 is installed.
  • the partition wall 9 is installed.
  • two different series forms of outlet openings 5 a first row 15 and a second row 16 are provided here.
  • the first row 15 is in each case arranged in a side region of the dividing wall 9 and extends perpendicular to a bottom 17 of the distribution vessel 2.
  • the second row 16 extends parallel to the bottom 17, a second row 16 in an upper region of the dividing wall 9 and is arranged above a maximum bath height h m .
  • a second row 16 is additionally provided in the bottom area.
  • the gas outlet openings 5 are formed here as nozzles, wherein the first row 15 are circular and the second row 16 are slot-shaped.
  • the second row 16 has relatively short slit-shaped gas outlet openings 5 in the upper region of the partition wall 9, while the second row 16 comprises slit-shaped gas outlet openings 5 which are relatively long in the bottom region.
  • the sections here which is not apparent here, connect to the vertical sections 12 (FIG. 1) and open into the passage opening 10 arranged here in the floor area. As shown by way of example in FIG.
  • gas outlet openings 5 may be arranged, which are preferably circumferentially positioned around the inner space 6 at the same height and equally spaced from each other. All gas outlet openings 5 are supplied in the insert position of the distribution vessel 2 shown from above by the gas supply 4 with one or more gaseous media, wherein control technology is provided that the first rows 15 independently of the second row 16 gaseous medium can be supplied.
  • the distributor vessel 2 is first brought to a preheating temperature which is at least as high as a specific temperature in which the combustible gas or gas mixture flowing into the interior 6 ignites itself.
  • the preheating temperature is preferably at least 700 ° C.
  • rinsing with the gaseous medium can take place.
  • the oxygen in the inner space 6 is consumed, ie chemically bonded, and the distribution vessel additionally warmed, whereby a further flushing with inert gas can also take place here.
  • the supply of the various types of gas, the inert gas and the combustible gas can be carried out appropriately via separate gas outlet openings.
  • the interior 6 of the distribution vessel 2 flushed via the gas outlet openings 5 with inert gas and / or a combustible gas or gas mixture.
  • the molten metal is filled up to a designated here maximum bath height hm drawn here.
  • the interior space 6 is uniformly treated in particular via the gas outlet openings 5 of the two first rows 15 over its entire height with gaseous medium.
  • the gaseous medium flows correspondingly horizontally or parallel to the bottom 17 and thus defines a veil of inert gas and / or of the burning gas with oxygen-consuming flame and reaction gases in the manner of a cover over the inlet region 7 of the distribution vessel 2.
  • a discharge of the gaseous medium through the gas outlet openings 5 of the first row 15 and then additionally an outflow of the gaseous medium through the gas outlet openings 5 of the second row 16 take place.
  • the gas outlet openings 5 are flooded with molten metal according to their arrangement with respect to the height in the distribution vessel 2, the molten metal correspondingly increasing in accordance with the physical principle of the communicating vessels in the gas supply.
  • the slit-like gas outlet openings 5 of the second row 16 are arranged above the maximum bath height hm, so that gaseous medium can continue to flow through the same to obtain the veil. In this case, the supply of gaseous medium for the first rows 15 can be switched off when the maximum bath height hm is reached.
  • the partition wall 9 is, as usually in partitions in conventional distribution vessels, designed as an additional component 13 and as such as a wearing part.
  • the partition wall 9 is equipped with the regeneration of the refractory lining 2.1 of the distribution vessel 2 after completion of a continuous casting batch. exchanges, so that a feed of the gas supply 4 and the connected gas outlet openings 5 in the partition wall 9 is harmless.
  • the gas outlet openings 5 of the first row 15 are towards both sides, i. to the inlet area 7 and outlet area 8, open, so that a flushing of both areas 7, 8 over the height of the distribution vessel 2 of these gas outlet openings 5 can be done simultaneously.
  • the pointed gas outlet openings 5 of the second row 16 are in these embodiments only open to the inlet area 7, so that there can be generated by the same veil.
  • Two gas outlet openings 5 at the same height of the first row 15 are connected to each other in the partition wall 9 by connecting portions 18 of the gas supply 4, which in turn are connected together at a common portion 12 which is led up out of the partition wall 9.
  • the connecting portions 18 extend in the embodiments of the distributor device 1 shown here perpendicular to the outside of the partition wall. They can also run obliquely to the outside of the partition wall to introduce the inert gas in a certain, not perpendicular to the outer wall direction in the interior 6 of the distribution vessel 2.
  • the gas outlet opening 5 is here formed as an upwardly conically tapering block 20 made of a porous, gas-permeable ceramic (FIG. 4a) and positioned in a corner of the perforated brick 11 (FIG. 4b).
  • the porous ceramic prevents even at a maximum bath height hm penetration of molten metal in the subsequent section 12.
  • the hole stone 11 is here, as well as common practice to the wear parts that are replaced with the renewal of the refractory lining 2.1 of the distribution vessel 2.
  • FIG. 5 shows a second embodiment of the distributor device 1. This differs from the first distributor device 1 according to FIG. 1 in particular in that two additional dams 14 are provided for calming the metal melt. These dams 14 are here significantly smaller than half the maximum bath height hm.
  • a same type of gas outlet openings 5 are provided with block-like arranged porous ceramic, in which case the dams 14 each have a series of gas outlet openings 5, which extend perpendicular to the image plane in Fig. 5.
  • the inlet region 7 is arranged centrally in the trough-shaped distributor vessel 2 and delimited in each case by a dividing wall 9 from the respectively adjoining drainage region 8 with the provided perforated bricks 11.
  • the slit-shaped gas outlet openings 5 of the here completely cut second row 16 are open only to Zulaufbe- 7 here, so that produced here from both sides in the inlet region 7, a previously described veil can be.
  • the outlet openings 5 of the first row 15, which are also circular in this case, are open in each case to both areas 7, 8 so that a corresponding flushing of the distributor vessel 2 with possible combustion over the height of the latter occurs Interior 6 can be done.
  • control or regulation device 19 has a measured value detection with an oxygen probe 21, which measures the oxygen content in the inner space 6 of the distribution vessel 2.
  • the flushing of the interior space 6 with inert gas and / or combustible gas can be regulated by measuring the oxygen content, wherein the measured value detected by means of the oxygen probe 21 can enter the control process as a controlled variable.
  • the control device or control device 19 can transmit the measured value (or the measured values at a plurality of measuring points and / or sizes) wirelessly, for example, to further parts of the controller 19 of the flushing device 3 shown summarized here.
  • Distribution device for continuous casting and process

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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verteilervorrichtung für Strangguss mit einem feuerfesten Verteilergefäß (2) zur Aufnahme und Weitergabe von Metallschmelzen, insbesondere von Stahlschmelze, und mit einer Spülvorrichtung (3) zum Spülen des Verteilergefäßes (2) mittels eines gasförmigen Mediums vor und während seiner Befüllung mit Stahlschmelze sowie ein Verfahren. Um eine verbesserte Spülung des Verteilergefäßes (2) zu erzielen, wird vorgeschlagen, dass die Spülvorrichtung (3) mindestens eine Gaszuführung (4) für das gasförmige Medium mit mindestens einer Gasaustrittsöffnung (5) in den Innenraum (6) des Verteilergefäßes (2) hinein aufweist und dass die Gasaustrittsöffnung (5) in der feuerfesten Zustellung (2.1) des Verteilergefäßes (2) und/oder in einem eingebauten feuerfesten Bauteil (13) des Verteilergefäßes (2) integriert ist. Es wird vorgeschlagen, die Spülung mittels Inertgas und/oder einer brennbaren Gases durchzuführen, wobei das brennbare Gas in dem Verteilergefäß (2) entzündet wird und zusätzlich Sauerstoff bindet.

Description

Verteilervorrichtung für Strangguss und Verfahren
Die Erfindung betrifft eine Verteilervorrichtung für Strangguss mit einem feuerfesten Verteilergefäß zur Aufnahme und Weiterga- be von Metallschmelzen, insbesondere von Stahlschmelze, und mit einer Spülvorrichtung zum Spülen des Innenraumes des Verteilergefäßes mittels eines gasförmigen Mediums vor und während seiner Befüllung mit Stahlschmelze sowie ein Verfahren zum Spülen des Verteilergefäßes.
Derartige Verteilergefäße sind in der Regel rinnenartig ausgebildet. Sie sind auch unter ihrer englischen Bezeichnung „Tun- dish" bekannt. Um eine zu starke Abkühlung einer Metallschmelze mit ihrem Abguss in das Verteilergefäß zu vermeiden, wird dieses in der Regel vor seiner Befüllung mit Hilfe von Brennern vorgewärmt, wobei die Vorwärmtemperatur bei Stahlstrangguss etwa 1200°C beträgt, und anschließend zu seinem Einsatzort in der Stranggussanlage hin transportiert. Auch wenn das Verteilergefäß zumindest während seines Transportes mit einem Deckel abgedeckt werden kann, gelangt aus der Umgebungsatmosphäre Sauerstoff in den Innenraum des Verteilergefäßes, da die im Innenraum des Verteilergefäßes erhitze Atmosphäre verstärkt nach oben entweicht. Der Sauerstoff im Innenraum wird mit Be- füllen des Verteilergefäßes mit Stahlschmelze von derselben aufgenommen, so dass beim erfolgten Strangguss der sogenannte Fuß, d.h. die ersten Meter des erkalteten Stranges eine verminderte Qualität aufweisen, welche als sogenannter Fußschrott verworfen werden müssen. Um den Fußschrott zu minimieren, gilt es, insbesondere den Sauerstoffgehalt in dem Verteilergefäß zu minimieren. Hier ist es üblich, den Innenraum mittels einer Lanze mit Inertgas, in der Regel mit Stickstoff oder, seltener, mit Argon, zu spülen. Hierbei kann es trotz vorhandener großen Erfahrung und Geschicks einer die Lanze führenden Bedienperson zu unbefriedigenden Ergebnissen kommen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verteiler- Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die eine verbesserte Spülung des Verteilergefäßes ermöglicht.
Aufgabe der Erfindung ist weiterhin, den Sauerstoffgehalt im Innenraum des Verteilergefäßes zu minimieren.
Aufgabe der Erfindung ist ferner, eine gleichbleibende Spülung zu ermöglichen.
Die gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 und insbesondere dadurch gelöst, dass die Spülvorrichtung zur Einleitung des gasförmigen Medium, wie eines Inertgases und/oder eines in dem Verteilergefäß brennbaren Gases, mindes- tens eine Gaszuführung mit mindestens einer zu dem Innenraum des Verteilergefäßes hin offenen Gasaustrittsöffnung aufweist und dass die Gasaustrittsöffnung in der feuerfesten Zustellung des Verteilergefäßes und/oder in einem eingebauten feuerfesten Bauteil des Verteilergefäßes integriert ist.
Damit ist das gasförmige Medium mittels der Spülvorrichtung über die feuerfeste Zustellung des Verteilergefäßes und/oder das eingebaute feuerfeste Bauteil in den Innenraum des Verteilergefäßes zuleitbar. Das brennbare Gas kann in dem Verteilergefäß abgebrannt werden, wodurch der Atmosphäre in dem Vertei- lergefäß Sauerstoff entzogen und hierüber zumindest eine leicht reduzierende Atmosphäre in dem Verteilergefäß erzeugt werden kann. Zudem können die aus der Verbrennung entstehenden Gase, d.h. im Wesentlichen Gase aus Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und Wasser, Sauerstoff aus dem Verteilergefäß verdrängen. Ferner kann über die entstehende Verbrennungswärme das Verteilergefäß zugleich erwärmt werden bzw. können mögliche Wärmeverluste zumindest teilweise ausgeglichen werden. Als brennbare Gase kommen insbesondere technische Gase wie Erdgas, Kokereigas oder Biogas in Betracht, die vorzugsweise vornehmlich Methan enthalten. Als Inertgas eignet sich insbesondere Edelgase, wie Argon, und insbesondere Stickstoff. Durch die stationäre Positionierung der Gasaustrittsöffnungen in der feuerfesten Zustellung des Verteilergefäßes kann der Spülvorgang mit dem eventuell eingeschlossenen Verbrennungsvorgang automatisiert und standardisiert werden und/oder auf unterschiedliche Verteilergefäße und zeitliche Vorgaben angepasst werden. Ferner kann der Spülvorgang mit dem möglichen Verbrennungsvorgang bereits beim Vorwärmen des Verteilergefäßes erfolgen und damit verhindert werden, dass Sauerstoff in den Innenraum gelangt bzw. dort fortwährend durch die Verbrennung von beispielsweise Methan oder Propan chemisch gebunden wird. Ferner kann die Gasaustrittsöffnung an einer beispielsweise strömungstechnisch güns- tigen Stelle positioniert werden, die bei dem oben erwähnten üblichen Vorgehen mit Lanze nicht erreicht oder nur von geschultem Personal erreicht werden kann. Im Falle der Verwendung von brennbaren Gasen wird vorgeschlagen, das Verteilergefäß zumindest auf die Temperatur vorzuwärmen, bei der das brennbare Gas sich selbst entzündet. Vorzugsweise beträgt die Vorwärmtemperatur mindestens 7000C. Sind mehrere Gasaustrittsöffnungen in der feuerfesten Zustellung des Verteilergefäßes und/oder in einem eingebauten feuerfesten Bauteil des Verteilergefäßes vorgesehen, so kann vorgesehen sein, dass einzelne oder Gruppen von Gasaustrittsöffnungen mit verschiedenen Gasarten und/oder - Mischungen versorgt werden.
Die vorgeschlagene Verteilervorrichtung ist nicht auf seine Verwendung für Stahlschmelzen begrenzt, sondern kann bei allen anderen, für Strangguss geeignete Metallschmelzen, insbesondere bei Leicht- und/oder Buntmetallschmelzen, eingesetzt werden.
Es versteht sich, dass zugehörige außerhalb des Verteilergefäßes angeordnete Steuerungs- und/oder Versorgungsleitungen und/oder Vorratsspeicher für das gasförmige Medium so ausgebildet sein können, dass sie zusammen mit dem Verteilergefäß transportiert werden können. Zudem ist es möglich, über die Positionierung der Gasaustrittsöffnungen eine lokale Intensität des Spülvorganges in dem Innenraum zu steuern.
Allgemein kann ein Bereich der feuerfesten Zustellung des Verteilergefäßes als Gasaustrittsöffnung ausgebildet sein. Um die Gasaustrittsöffnung im Verhältnis zur Stärke oder Dicke der Zustellung minimieren zu können, kann vorgesehen sein, dass ebenfalls ein an die Gasaustrittsöffnung anschließender Abschnitt der Gaszuführung in der feuerfeste Zustellung des Verteilergefäßes und/oder in dem eingebauten feuerfestem Bauteil des Verteilergefäßes integriert ist. Sinnvollerweise kann die Spülung auch erst mit Positionierung des Verteilergefäßes in seiner Einsatzposition in der Stranggussanlage begonnen werden, in der dann die weiter notwendige Apparatur, wie zugehörige außerhalb des Verteilergefäßes angeordnete Steuerungs- und/oder Versorgungsleitungen und/oder ein Vorratsspeicher für das Gasförmige Medium, positioniert sein kann.
Vorzugsweise erfolgt die Gaszuführung für die in einem Seiten- wandbereich der feuerfesten Zustellung integrierte Gasaustrittsöffnung in Einsatzlage des Verteilergefäßes von oben her. Der an die Gasaustrittsöffnung anschließende Abschnitt der Gaszuführung kann sich in Einsatzlage des Verteilergefäßes von der zugeordneten Gasaustrittsöffnung bis oberhalb einer vorgesehenen maximalen Badhöhe hin erstrecken. Damit muss die Gasaustrittsöffnung nicht mit Einfüllen der Stahlschmelze dieselbe gegen ihren statischen Druck zurückhalten. Die Metallschmelze kann mit ihrem Abgießen in das Verteilergefäß und mit Absperren der Zufuhr des gasförmigen Mediums durch die Gasaustrittsöffnung in den Abschnitt einströmen und in demselben nach dem physikalischen Prinzip kommunizierender Gefäße entsprechend hoch gefahrlos ansteigen. Die Zufuhr des gasförmigen Mediums kann in einer Verfahrensvariante auch nach Befüllung und/oder während des Gießvorganges aufrecht erhalten werden, sodass mittels des in die Schmelze einströmenden gasförmigen Mediums eine Spülbehandlung der Metallschmelze möglich wird. Mittels der Spülbehandlung kann der Reinheitsgrad der Metallschmelze erhöht werden.
In vorteilhafter Weise können mehrere Gasaustrittsöffnungen an einen gemeinsamen Abschnitt der Gaszuführung angeschlossen sein. Hierzu kann der gemeinsame Abschnitt, beispielsweise in Form einer Ringleitung, parallel zu einer maximal vorgesehenen Badhöhe in dem Verteilervorrichtung in der feuerfesten Zustellung und/oder in dem feuerfestem Bauteil angeordnet sein, wobei die Gasaustrittsöffnungen einzeln von diesem Abschnitt bzw. von dieser Ringleitung abgehen können. Es versteht sich, dass hier- zu eventuell ein Anschlussstück zum Anschluss der jeweiligen Gasaustrittsöffnung an den gemeinsamen Abschnitt notwendig sein kann. Die Gasaustrittsöffnungen können im Boden und/oder in der Wandung der feuerfesten Zustellung des Verteilergefäßes angeordnet sein.
Die Gasaustrittsöffnung kann mittels eines Teilabschnittes der feuerfesten Zustellung oder eines feuerfesten Blocks jeweils aus poröser, von Gas durchströmbarer Keramik gebildet sein. Aus dieser Keramik kann das gasförmige Medium durch eine Vielzahl von Poren austreten. Diese Keramik ermöglicht auf Grund ihrer Porigkeit einen Gasaustritt, ohne dass die Metallschmelze dieselbe zusetzt oder vollständig zusetzt. Der Block aus poröser Keramik kann an gewünschter Stelle in die feuerfeste Zustellung so eingefügt oder integriert werden, dass er mit einer Oberseite den Innenraum des Verteilergefäßes begrenzt. Somit kann das gasförmige Medium über die Oberseite des Blockes aus poröser Keramik an den Innenraum des Verteilergefäßes abgegeben werden. Wegen eines erhöhten Widerstandes der porösen Keramik gegen ein Eindringen von Metallschmelze auch unter entsprechend hohem statischem Druck durch die Metallschmelze in dem Verteilergefäß kann diese Art von Gasaustrittsöffnung mittels poröser Keramik vorteilhaft im Bodenbereich des Verteilergefäßes eingesetzt werden .
In einer anderen vorteilhaften Ausbildung der Verteilervorrichtung ist die Gasaustrittsöffnung als Düse ausgebildet. Die optimale Größe der Düsenöffnung hängt unter anderem von der Bauform der Verteilerrinnen mit oder ohne Eingussbereich ab. Vorzugsweise weist die düsenartige Gasaustrittsöffnung im unteren Bereich einen kreisrunden oder schlitzförmigen Öffnungs- querschnitt auf. Hierdurch kann ein möglichst laminares und/ oder gerichtetes Ausströmverhalten des gasförmigen Mediums erzielt werden.
Bei einer Positionierung der Gasaustrittsöffnung oberhalb einer vorgesehenen maximalen Badhöhe in dem Verteilergefäß kann die- selbe eine schlitzartige Form aufweisen, wobei sich ihr Schlitz vorteilhafterweise zumindest in etwa parallel zum Boden des Verteilergefäßes längserstreckt. Mittels dieser Düsenform kann besonders gut ein dünner, breiter Schleier aus vorzugsweise Inertgas und/oder aus abbrennenden Gasen mit Flamme und Brenn- gasen erzeugt werden, wobei mittels letzterem zusätzlich eine reduzierende Atmosphäre oberhalb der Metallschmelze erzeugt werden kann. Der Schleier kann, bei einer vorgesehenen Längserstreckung des Schlitzes zumindest in etwa parallel zum Boden des Verteilergefäßes, deckelartig den Innenraum des Verteiler- gefäßes oder Teile desselben nach außen hin abschirmen.
Ein besonderer Vorteil wird darin gesehen, den Abschnitt der Gaszuführung und/oder die Gasaustrittsöffnung bzw. die Gasaustrittsöffnungen in einem Verschleißteil der feuerfesten Zustellung zu integrieren. Diese Verschleißteile werden in der Regel nach beendetem Abguss der Metallschmelze, beispielsweise, wenn eine Charge bestimmter Qualität fertig stranggegossen ist, zur Erneuerung der feuerfesten Zustellung aus dem Verteilergefäß entfernt. Bei der Erneuerung bleibt in der Regel darüber hinaus die Grundausmauerung erhalten, die jedoch mit einem neuen flüs- sig oder teigig aufgebrachten feuerfesten betonartigen Überzug zum Innenraum hin neu abgedeckt wird. Wegen der notwendigen Erneuerung der Verschleißteile, auf die im Einzelnen noch eingegangen wird, können vorteilhaft die Gasaustrittsöffnungen nebst Gaszuleitung oder Abschnitte derselben in die Verschleiß- teile zu integrieren. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die Spülung mit dem gasförmigen Mediums vor oder während der Befüllung des Verteilergefäßes mit Metallschmelze im gewünschten Maße erfolgen kann und dass nicht bei einer vorherigen Befüllung ein zumindest teilweises Zusetzen oder Verstopfen der Gasaustrittsöffnungen die Spülung mit dem gasförmigen Medium vermindert oder sogar unmöglich gemacht wird.
Die Gasaustrittsöffnung kann so ausgerichtet sein, dass da ihr entströmende gasförmige Medium zumindest mit einer Komponente senkrecht zur der diese Gasaustrittsöffnung aufweisende Außen- wand der feuerfesten Zustellung und/oder der Verschleißteile ausströmen kann.
Das Verteilergefäß kann in üblicher Bauweise einen Zulaufbereich und mindestens einen Ablaufbereich aufweisen, wobei die beiden Bereiche mittels einer Trennwand als zusätzlich in das Verteilergefäß eingebautes Bauteil aus feuerfestem Werkstoff mit mindestens einer Durchgangsöffnung für die Stahlschmelze voneinander getrennt sind, wobei die Trennwand eine maximal vorgesehene Badhöhe überragt.
Die Trennwand wird üblicherweise als Verschleißteil nach einem Gießvorgang ausgetauscht. Daher ist vorgesehen, in diese die Gasaustrittsöffnung und/oder den an die Gasaustrittsöffnung anschließenden Abschnitt der Gaszuführung in der Trennwand zu integrieren. Wie oben beschrieben, kann die Gaszuführung in Einsatzlage des Verteilergefäßes von oben, d.h. von einer Seite oder Stelle der Trennwand her, erfolgen, die die maximal vorgesehene Badhöhe überragt und zu der sich der Abschnitt der Gaszuführung in der feuerfesten Zustellung von der Gasaustrittsöffnung erstreckt. Daher kann die Gasaustrittsöffnung als einfache Loch- oder Schlitzdüse ausgebildet sein, die zusammen mit dem anschließenden Abschnitt der Gaszuführung mit Einfüllen der Metallschmelze nach dem physikalischen Prinzip miteinander kommunizierender Gefäße gefahrlos mit Metallschmelze auf Badhöhe volllaufen kann, nachdem zuvor bestimmungsgemäß vor dem Einfüllen über die Gasaustrittsöffnungen eine Spülung mit Inertgas des und/oder eine Spülung und Verbrennung des Sauerstoffes durch das brennbare Gas im leeren bzw. des sich füllenden Verteilergefäßes stattfinden konnte.
In der Trennwand kann mindestens eine erste Reihe von Gasaus- trittsöffnungen vorgesehen sein, die vorzugsweise an einem gemeinsamen Abschnitt der Gaszuführung angeschlossen sind. Die erste Reihe kann sich zumindest mit einer Komponente senkrecht zum Boden erstrecken. Sie kann sich von Bodenhöhe oder von etwa Bodenhöhe bis unterhalb oder bis zu einer vorgesehenen maxima- len Badhöhe hin oder über die vorgesehene maximale Badhöhe hinaus erstrecken. Die Trennwand kann zur Anpassung an das Verteilergefäß und zum leichteren passgenauen Einsetzen in dasselbe von unten nach oben konisch zulaufen. Entsprechend können die ersten Reihen nach oben hin aufeinander zulaufend angeordnet sein.
Es können in der Trennwand zwei erste Reihen von Gasaustrittsöffnungen integriert sein, die günstigerweise zumindest in etwa senkrecht zum Boden des Verteilergefäßes und zumindest in etwa parallel beabstandet zueinander sowie vorzugsweise jeweils in einem seitlichen Bereich in der Trennwand angeordnet sein können. Dadurch kann eine über die Höhe des Verteilergefäßes gleichmäßige Spülung eine Spülung mit Inertgas und/oder eine Spülung und Verbrennung des Sauerstoffes durch das brennbare Gas erfolgen. In der Regel sind zudem die Durchgangsöffnungen für die Stahlschmelze mittig der Trennwand angeordnet, so dass sich allein aus diesem Grunde eine vorgeschlagene seitliche Anordnung der Gasaustrittsöffnungen bzw. der ersten Reihe oder ersten Reihen von Gasaustrittsöffnungen anbietet.
In der Trennwand kann eine zweite Reihe von Gasaustrittsöffnun- gen vorgesehen sein, die zumindest in etwa parallel zum des Verteilergefäßes verläuft und die oberhalb einer vorgesehenen oberen Badhöhe angeordnet ist. Diese Gasaustrittsöffnungen können, wie bereits beschrieben, zur Erzeugung des Inertgasschleiers und/oder einer „Abdeckung", eines Schleiers, aus abbrennenden Gasen, schlitzartig ausgeführt sein, wobei sich deren Schlitze zumindest in etwa parallel zum Boden erstrecken können .
In gleicher Weise können in der feuerfeste Zustellung des Ver- teilergefäßes eine oder mehrere düsenartige Gasaustrittsöffnungen vorgesehen sein, die vorzugsweise oberhalb der vorgesehenen maximalen Badhöhe angeordnet sind und die vorzugsweise von oben her über Gaszuführungen versorgt werden. Mittels dieser Gasaustrittsöffnungen kann ebenfalls der Schleier, eine „Abdeckung" der Metallschmelze, im Verteilergefäß mit Inertgas und/oder mit abbrennenden Gasen erzeugt werden. Die Gasaustrittsöffnungen können hierzu ebenfalls schlitzartig ausgeführt und zumindest in etwa parallel zum Boden ausgerichtet sein. Ferner können die Gasaustrittsöffnungen in Form der zweiten Reihe vorzugsweise an einer Ringleitung angeschlossenen und gleichmäßig über den Umfang des Verteilergefäßes verteilt angeordnet in einem oder mehreren Abschnitten des Verteilergefäßes angeordnet sein. Die Gasaustrittsöffnungen können so ausgebildet sein, dass das austretende Gas in einem Winkel kleiner 90° zur Innenseite des Verteilergefäßes in dasselbe hineinströmt.
Die Gasaustrittsöffnung bez. die Gasaustrittsöffnungen in der Trennwand können zum Zulaufbereich und/oder zum Auslaufbereich hin geöffnet sein. Dadurch kann die Spülung einer der Bereiche oder beider Bereiche durchgeführt werden. Es können bei der Öffnung zu beiden Bereichen hin jeweils zwei Gasaustrittsöffnungen in einer Höhe positioniert sein, wobei die eine zu dem Zulaufbereich und die andere zu dem Auslaufbereich des Verteilergefäßes hin geöffnet ist und beide über die Dicke der Trennwand durch ein Verbindungsabschnitt der Zuleitung miteinander verbunden sein können. Von diesem Verbindungsabschnitt kann T- förmig ein weiterer Abschnitt der Gaszuführung abgehen, der ebenfalls in der Trennwand integriert und in dieser nach oben geführt ist. Dieser Abschnitt kann als gemeinsamer Abschnitt an weitere Verbindungsabschnitte angeschlossen sein, indem dieser vorzugsweise die Verbindungsabschnitte mittig kreuzt. Um im Zulauf- sowie im Ablaufbereich unterschiedlich mit Inertgas und/oder brennbarem Gas beaufschlagen zu können, können separate Gaszuführungen für den Zulaufbereich sowie für den Ablaufbereich installiert sein.
Je nach Anforderung vor Ort können die Verteilergefäße für Strangguss eine reine Rinnenform aufweisen, bei der in einem Endabschnitt oder in einem mittleren Abschnitt der Rinne der Zulaufbereich angeordnet ist, wobei bei Anordnung im mittleren Rinnenbereich beidseitig des Zulaufbereiches jeweils ein Ab- laufbereich vorgesehen sein kann. Damit können zwei den Zulauf- bereich begrenzende Trennwände zu den beiden Ablaufbereichen hin vorgesehen sein. Eine andere übliche Ausführungsform des Verteilergefäßes weist eine T-Form mit einer Rinne als Abflussbereich und einem seitlich der Rinne zugeordneten Zulaufbereich auf, wobei der Zulaufbereich häufig an einem mittigen Bereich des rinnenförmigen Ablaufbereiches über eine Trennwand angrenzt. In beiden Ausführungsformen des Verteilergefäßes können, wie oben beschrieben, in den Trennwänden die Gasaustrittsöffnungen, vorzugsweise nebst Zuleitungsabschnitten und/oder Verbindungsabschnitten, integriert sein, wobei die Zuleitungsabschnitte, einzeln oder zusammengefasst, in Einsatzlage des Verteilergefäßes zumindest bis oberhalb der vorgesehenen maximalen Badhöhe geführt sind.
Es können Gasaustrittsöffnungen vorzugsweise in Bodennähe in der Ausmauerung des Verteilergefäßes, d.h. im Ablaufbereich und/oder Zulaufbereich angeordnet sein. Diese sind vorzugsweise zumindest nahezu umlaufend um den Innenraum positioniert. Sie können in gleicher Höhe und vorzugsweise gleich beabstandet zueinander positioniert sein.
Das Verteilergefäß kann mindestens einen Ablauf mit einem Lochstein ausweisen, wobei in dem Lochstein mindestens eine Gasaustrittsöffnung, insbesondere nebst Abschnitt der Gaszuführung, integriert sein kann. Hierbei kann die Gasaustrittsöffnung ein blockartiger, aus der porösen Keramik gebildeter Teil des Loch- Steines sein. Der Lochstein kann eine eingesetzte Spülhülse umfassen, die einen Auslaufkanal für die Metallschmelze begrenzt. Die Spülhülse ist vorzugsweise aus poröser, gasdurchlässiger Keramik gefertigt und kann von dem gasförmigen Medium durchströmt werden.
Bei einer üblichen Ausführungsform des Verteilergefäßes kann mindestens ein Damm aus feuerfestem Werkstoff zur Beruhigung der Stahlschmelze vorgesehen sein, der quer zu einer Fließrichtung der Stahlschmelze in dem Verteilergefäß zum Abflussbereich bzw. zum Ablauf hin angeordnet ist. Hierbei kann in dem Damm mindestens eine Gasaustrittsöffnung, vorteilhaft nebst Abschnitt der Gaszuführung, integriert sein. Die mindestens eine Gasaustrittsöffnung kann vom Boden des Verteilergefäßes weg weisen. Vorteilhafterweise kann die Gasaustrittsöffnung eben- falls als Block aus der bereits genannten porösen Keramik gebildet sein.
Vorteilhafterweise ist die Spülvorrichtung manuell und/oder automatisch steuerbar oder regelbar. Hierzu kann die Spülvorrichtung eine Messwerterfassung mit mindestens einer Sonde zur Erfassung einer für den Spülprozess spezifischen Messgröße aufweisen, wobei die erfasste Messgröße als Steuerungswert oder Regelgröße für die Spülvorrichtung dienen kann. Diese Messgröße kann beispielsweise Art und Anteil zumindest einer Gaskomponente der Atmosphäre im Innenraum des Verteilergefäßes sowie/oder die Temperatur und/oder Temperaturverteilung betreffen.
Als besonders vorteilhaft wird die Erfassung eines Sauerstoffwertes in der Atmosphäre im Innenraum des Verteilergefäßes angesehen. Hierzu kann die Sonde als Sauerstoffsonde ausgelegt sein, die zur Messwerterfassung vorzugsweise in dem leeren Verteilergefäß oder oberhalb einer aktuellen Badhöhe in dem Verteilergefäß positionierbar ist. Mit der Sauerstoffwerterfas- sung kann festgestellt werden, ob die Spülung im gewünschten Maße erfolgreich ist und ein Befüllen des Zulaufbereiches mit Stahlschmelze erfolgen kann. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass in beiden Bereichen, in dem Zulaufbereich und in dem Ablaufbereich, jeweils mindestens eine Sonde, insbesondere mindestens eine Sauerstoffsonde, vorgesehen ist.
Es kann vorgesehen sein, dass einzelne Gasaustrittsöffnungen und/oder zu Gruppen zusammengefasste Gasaustrittsöffnungen, wie dies beispielsweise in der Anordnung der Gasaustrittsöffnungen zu ersten und zu zweiten Reihen der Fall ist, mittels der Spülvorrichtung getrennt ansteuerbar, d.h. mit gasförmigen Medien, wie mit Inertgas und/oder brennbarem Gas, versorgbar sind. So können zum Beispiel die Gasaustrittsöffnungen in den Lochsteinen und/oder in dem oder den Dämmen verstärkt zur Spülung des leeren Verteilergefäßes mit einem gasförmigen Medium oder mehreren gasförmigen Medien versorgt werden. Mit Befüllen können diese von dem oder den gasförmigen Medien abgeschnitten werden.
Verfahrenstechnisch kann auch vorgesehen sein, dass in einer ersten Spülungsphase verstärkt oder allein der Einlaufbereich mit Inertgas und/oder brennbarem Gas gespült wird. Beispielsweise kann nach oder mit Erreichen eines bestimmten Sauerstoffwertes im Innenraum des Einlaufbereiches eine verstärkte Spü- lung des Auslaufbereiches mit Inertgas und/oder brennbarem Gas erfolgen. Hierbei kann jeweils vor Erreichen eines bestimmten Sauerstoffwertes in dem Einlaufbereich und/oder in dem Auslaufbereich eine Erzeugung eines oben beschriebenen Schleiers aus Inertgas und/oder vorzugsweise reduzierenden Brenngasen mittels der schlitzartigen Düsen vorzugsweise oberhalb der vorgesehenen maximalen Badhöhe in dem Einlaufbereich und/oder in dem Auslaufbereich unterbleiben, um einen möglich raschen Austausch der Atmosphäre im Innenraum des Verteilungsgefäßes zu erzielen. Mit Erreichen eines unteren Sauerstoffwertes in dem Einlaufbe- reich und/oder in dem Auslaufbereich kann die Erzeugung des Schleiers in dem Einlaufbereich und/oder in dem Auslaufbereich einsetzen, wobei zugleich die Inertgaszufuhr zu den Gasaustrittsöffnungen unterhalb der vorgesehenen maximalen Badhöhe gedrosselt werden kann. Mit Einfüllen der Schmelze in den Einlaufbereich und deren Weiterfluss in den Auslaufbereich werden die Gasaustrittsöffnungen beispielsweise der senkrecht angeordneten ersten Reihe in der Trennwand sukzessiv von unten nach oben von dem anstei- genden Schmelzbad verdeckt oder gefüllt, so dass ein Staudruck, der dem aus den Gasaustrittsöffnungen ausströmenden Incrtgas- förmigen Mediums entgegenwirkt, an den Gasaustrittsöffnungen im Einzelnen und/oder insgesamt zunehmen kann. Dadurch kann eine Zunahme des Staudruckes zugleich als Messgröße für eine aktuel- Ie Badhöhe und somit als Regulativ für das Abgießen der Schmelze aus einer Pfanne in das Verteilergefäß dienen. Über eine Messung des Staudruckes, vorzugsweise an jeder Zuleitung zu einer Gasaustrittsöffnung oder zu einer Gruppe von vorzugsweise miteinander verbundenen Gasaustrittsöffnungen, können ferner bestimmte Zeitpunkte im Verfahrensablauf ermittelt werden, an denen zum Beispiel eine oder mehrere Gaszuführungen abgeschaltet, zugeschaltet oder gedrosselt werden können oder müssen.
Vorzugsweise können ein bestimmter Druck, mit dem das gasförmige Medium zum Einströmen in den Innenraum beaufschlagt wird, und/oder einen bestimmten Volumenstrom und/oder Mengenfluss an gasförmigen Medium erzeugt werden. Vorzugsweise als geregelte Prozesse, können ferner eine Druckführung und/oder eine bestimmte Volumenstrom- und/oder Mengenflussführung des gasförmigen Mediums vorgesehen sein. Zur Regelung des Mengenflusses kann in üblicher Weise entweder ein binär gesteuerter Ventilblock mit einem Controller für eine Staudruck unabhängige Regelung vorgesehen sein. Bei diesem Ventilblock können nach dem Additionsprinzip parallel zueinander angeordnete unterschiedliche Ventile in eine gemeinsame Druckleitung hinein öffnen. Alternativ kann eine Regelung mittels eines sogenannten Mass Flow Controllers erfolgen, über den direkt eine bestimmte Durchflussmenge bzw. ein bestimmter Volumenstrom des gasförmigen Mediums bzw. der gasförmigen Medien eingestellt werden kann .
Die Aufgabe kann zudem durch Bereitstellung der vorzugsweise fest in das Verteilergefäß einbaubaren feuerfesten Trennwand gelöst werden, die Gasaustrittsöffnungen mit zugehörigen Abschnitten der Gaszuführungen aufweist, wobei diese in dem feuerfesten Werkstoff integriert sind. Ferner kann die Trennwand die oben beschriebenen Merkmale aufweisen.
Die Verteilervorrichtung kann in einer Weiterbildung eine entfernbare Abdeckung für den Innenraum des Verteilergefäßes aufweisen. Diese Abdeckung kann so ausgebildet sein, dass sie den gesamten Innenraum oder Teile desselben, wie zum Beispiel zumindest einen Teil des Zulaufbereiches und/oder des Ablaufbe- reiches abdecken kann. Hierdurch kann ein Einströmen von Umgebungsluft in das Verteilergefäß vermindert werden. Vorzugsweise ist hierdurch ein zumindest leichter Überdruck im Innenraum des Verteilergefäßes erzeugbar, so dass ein Einströmen von Umge- bungsluft in das Verteilergefäß zumindest minimiert werden kann. Vorzugsweise weist die Abdeckung zumindest eine vorzugsweise verschließbare Öffnung auf und/oder begrenzt in Arbeitslage zumindest einen Spalt zum Verteilergefäß hin. Über die Öffnung und/oder den Spalt kann der Spülvorgang beeinflusst werden.
Vorzugsweise kann ein Verfahren zur Verminderung des Sauerstoffgehaltes in einem Innenraum eines Verteilergefäßes einer Verteilervorrichtung für Strangguss vor und während einer Befüllung des Innenraumes mit Stahlschmelze mit dem Verfahrens- schritt erfolgen: Spülen des Verteilergefäßes mittels Einlei- tens eines brennbaren Gases, wie Methan oder Propan, oder brennbaren Gasgemisches in den Innenraum des Verteilergefäßes und Entzünden desselben mit seiner Einleitung in das Verteilergefäß, wobei das Gas oder Gasgemisch unter Verzehrung des in dem Innenraum enthaltenden Sauerstoffes verbrennt. Hierbei kann die Verteilervorrichtung eine der zuvor beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, wobei das brennbare Gas oder Gasgemisch durch mindestens eine in der feuerfesten Zustellung und/oder in dem feuerfesten Bauteil integrierte Gaszuführung in den Innen- räum eingeleitet wird. Das Verteilergefäß kann vor dem Einlei- ten des brennbaren Gases oder Gasgemischs zumindest auf eine Vorwärmtemperatur gebracht wird, bei der sich das brennbare Gas oder Gasgemisch mit seinem Einleiten in den Innenraum selbst entzündet .
Mittels der erfindungsgemäßen Verteilervorrichtung kann weiterhin auch während des Gießvorganges gasförmiges Medium, vorzugsweise Inertgas, in das Verteilergefäß und/oder in das Bad eingebracht werden, um beispielsweise durch Spülen den Reinheitsgrad der Metallschmelze zu verbessern. Vorzugsweise kann vor und/oder während des Einleitens des brennbaren Gases oder Gasgemischs in den Innenraum derselbe mit Inertgas, wie Stickstoff oder Edelgas, gespült werden. Vorzugsweise kann das Inertgas vor Einleitung in das Verteilergefäß vorgewärmt werden.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand mehrerer in einer Zeichnung dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine erste Längsschnittansicht einer ersten Ausführungsform der Verteilervorrichtung mit Trennwand und Lochstein,
Fig. 2 eine zweite Längsschnittansicht der ersten Ausführungsform der Verteilervorrichtung gemäß Figur 1,
Fig. 3a eine Seitenansicht der Trennwand gemäß Figur 1,
Fig. 3b eine Schnittansicht der Trennwand gemäß Figur 3a,
Fig. 3c eine isometrische Darstellung einer modifizierten Trennwand, jedoch ähnlich der in Figur 3a,
Fig. 4a eine Schnittansicht des Lochsteines gemäß Figur 1,
Fig. 4b eine Draufsicht auf den Lochstein gemäß Figur 4a,
Fig. 5 eine erste Längsschnittansicht einer zweiten Ausführungsform der Verteilervorrichtung mit zusätzlichen Dämmen und Fig. 6 eine zweite Längsschnittansicht einer dritten Ausführungsform der Verteilervorrichtung mit mittigem Einlaufbereich und zwei Trennwänden,
In den Figuren 1 bis 6 werden in verschiedenen Ansichten und Teilansichten mehrere Ausführungsformen einer Verteilervorrichtung 1 für Strangguss mit einem feuerfesten Verteilergefäß 2 zur Aufnahme und Weitergabe von hier nicht dargestellten Metallschmelzen, insbesondere von Stahlschmelze, und mit einer Spülvorrichtung 3 zum Spülen des Verteilergefäßes 2. Die Spül- Vorrichtung 3 weist eine Gaszuführung 4 mit hier einer Vielzahl von Gasaustrittsöffnungen 5 auf, die in den Innenraum 6 des Verteilergefäßes 2 hinein führen. Die Spülung des Verteilergefäßes erfolgt mittels eines hier nicht explizit gezeigten gasförmigen Mediums vor und während seiner Befüllung mit Metall- schmelze, vorzugsweise Stahlschmelze.
Als gasförmiges Medium kann ein Inertgas, wie Stickstoff oder ein Edelgas, eingesetzt werden, das zum Spülen in den Innenraum 6 eingeleitet wird. Das gasförmige Medium kann ferner ein brennbares Gas, hier vorzugsweise Methan, oder brennbares Gas- gemisch sein, das insbesondere dazu dient, durch Verbrennung in dem Innenraum 6 den Sauerstoff in dem Innenraum 6 chemisch zu binden. Zugleich üben die gasförmigen Reaktionsprodukte aus dem Verbrennungsprozess eine Spülfunktion aus. In allen Fällen ist das Ziel, den im Innenraum 6 vorhandenen reaktiven Sauerstoff zu verringern, damit dieser nicht von der Stahlschmelze aufgenommen werden und sich hierüber, wie oben beschrieben, negativ auf die Werkstoffeigenschaften des Stranggusswerkstoffes insbesondere im Fußbereich auswirken kann. In den Figuren ist zudem exemplarisch die Strömungsrichtung g des gasförmigen Mediums in der Gaszuführung 4 angegeben. Zu berücksichtigen bei der Zeichnung insgesamt ist, dass hier starke Vereinfachungen und Schematisierungen vorgenommen wurden, um den Erfindungsgegenstand deutlicher darstellen zu können.
Das Verteilergefäß 1 weist in seinem Innenraum 6 einen Zulauf- bereich 7 und einen Ablaufbereich 8 auf, wobei die beiden Bereiche 7, 8 durch mindestens eine fest eingebaute und vorzugsweise austauschbare Trennwand 9 aus feuerfestem Werkstoff mit hier drei mittig angeordneten Durchgangsöffnungen 10 für die Stahlschmelze voneinander getrennt sind. Ferner sind in dem Ablaufbereich 8 mehrere Lochsteine 11 als Ablauf vorgesehen.
Die Gasaustrittsöffnungen 5 sowie an diese anschließende Abschnitte 12 der Gaszuführung 4 sind in der feuerfesten Zustellung 2.1 des Verteilergefäßes 2 und in eingebauten feuerfesten Bauteilen 13, d.h. gemäß der die Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsform der Verteilervorrichtung 1 in der Trennwand 9, in den Lochsteinen 11 und, gemäß der die Figur 5 dargestellten zweiten Ausführung der Verteilervorrichtung 1 zusätzlich in dort vorgesehene Dämme 14, integriert. Wie lediglich in Figur 5 schematisch dargestellt, sind in Strömungsrichtung g vorgelagerte und sich gegen Strömungsrichtung g verzweigende Zuleitungen 4.1 der Gaszuführung 4 vorgesehen, durch die jeweils eine Gasart und/oder ein Gasgemisch in die Abschnitte 12 einspeisbar ist. Die Zuleitung des gasförmigen Mediums oder Gasgemisches ist mittels einer Regelungs- oder Steuervorrichtung 19 der Spülvorrichtung 3 regelbar bzw. steuerbar.
In den in Figuren 1 bis 5 dargestellten beispielhaften beiden Ausführungsformen der Verteilervorrichtung 1 weist das Verteilergefäß 2 eine T-Form mit einem rinnenartigen Ablaufbereich 8 und einem mittig und seitlich angebauten Zulaufbereich 7 auf. Zwischen Zulaufbereich 7 und Ablaufbereich 8 ist die Trennwand 9 eingebaut. In der Trennwand 9 sind hier zwei unterschiedliche Reihenformen von Austrittsöffnungen 5, eine erste Reihe 15 und eine zweite Reihe 16, vorgesehen. Die erste Reihe 15 ist je- weils in einem Seitenbereich der Trennwand 9 angeordnet und erstreckt sich senkrecht zu einem Boden 17 des Verteilergefäßes 2. Die zweite Reihe 16 erstreckt parallel zum Boden 17, wobei eine zweite Reihe 16 in einem oberen Bereich der Trennwand 9 und oberhalb einer maximalen Badhöhe hm angeordnet ist. In einer etwas abgewandelten Ausführungsform des Verteilergefäßes 1 gemäß Figur 3a ist zusätzlich eine zweite Reihe 16 im Bodenbereich vorgesehen. In den Reihen 15, 16 sind die Gasaustrittsöffnungen 5 hier als Düsen ausgebildet, wobei die der ersten Reihe 15 kreisförmig und die der zweiten Reihe 16 schlitzförmig sind. Hier weist die zweite Reihe 16 im oberen Bereich des Trennwand 9 verhältnismäßig kurze schlitzförmige Gasaustrittsöffnungen 5 auf, während die der zweiten Reihe 16 im Bodenbereich verhältnismäßig lange schlitzförmige Gasaustrittsöffnungen 5 umfasst. Die Abschnitte schließen hier, was hier nicht ersichtlich ist, an den senkrechten Abschnitten 12 (Figur 1) an und münden in die hier im Bodenbereich angeordnete Durchgangsöffnung 10. Wie in Figur 1 exemplarisch gezeigt, können vorzugsweise in Bodennähe in der Ausmauerung 2.1 des Ablaufbereiches 8 und/oder des Zulaufbereiches weitere Gasaustrittsöffnun- gen 5 angeordnet sein, die vorzugsweise umlaufend um den Innenraum 6 in gleicher Höhe und gleich beabstandet zueinander positioniert sind. Sämtliche Gasaustrittsöffnungen 5 werden in der hier gezeigten Einsatzlage des Verteilergefäßes 2 von oben her durch die Gaszuführung 4 mit einem oder mehreren gasförmigen Medien versorgt, wobei steuerungstechnisch vorgesehen ist, dass den ersten Reihen 15 unabhängig von der zweiten Reihe 16 gasförmiger Medium zugeführt werden kann.
Das Verteilergefäß 2 wird zunächst auf eine Vorwärmtemperatur gebracht, die zumindest so hoch wie eine spezifische Temperatur ist, in der sich das in den Innenraum 6 einströmende brennbare Gas oder Gasgemisch selbst entzündet. Vorzugsweise beträgt die Vorwärmtemperatur mindestens 7000C. Bereits beim Erwärmen kann eine Spülung mit dem gasförmigen Medium erfolgen. Mit dem Entzünden des in den Innenraum 6 einströmenden Gas oder Gasgemisch wird der Sauerstoff in dem Innenraum 6 verzehrt, d.h. chemisch abgebunden und das Verteilergefäß zusätzlich gewärmt, wobei auch hier eine weitere Spülung mit Inertgas erfolgen kann. Die Zuführung der verschiedenen Gasarten, des Inertgases und des brennbaren Gases, kann zweckmäßig über getrennte Gasaustritts- Öffnungen erfolgen. Vor und während der Befüllung des Vertei- lergefäßes 2 mit der hier über eine max. Badhöhe hm angedeuteten Metallschmelze wird der Innenraum 6 des Verteilergefäßes 2 erfindungsgemäß über die Gasaustrittsöffnungen 5 mit Inertgas und/oder einem brennbaren Gas oder Gasgemisch gespült. Die Metallschmelze wird bis auf eine hier eingezeichnete vorgesehene maximale Badhöhe hm eingefüllt. Vor der Befüllung des Verteilergefäßes 2 wird der Innenraum 6 insbesondere über die Gasaustrittsöffnungen 5 der beiden ersten Reihen 15 über seine gesamte Höhe gleichmäßig mit gasförmigem Medium behandelt. Durch die schlitzförmigen Gasaustrittsöffnungen 5 der zweiten Reihe 16 strömt das gasförmige Medium entsprechend horizontal bzw. parallel zum Boden 17 aus und legt hierdurch einen oben beschrieben Schleier aus Inertgas und/oder aus dem abbrennenden Gas mit Sauerstoff verzehrender Flamme und Reaktionsgasen de- ckelartig über den Zulaufbereich 7 des Verteilergefäßes 2. Hierbei kann zuerst ein Ausströmen des gasförmigen Mediums durch die Gasaustrittsöffnungen 5 der ersten Reihe 15 und dann zusätzlich ein Ausströmen des gasförmigen Mediums durch die Gasaustrittsöffnungen 5 der zweiten Reihe 16 erfolgen. Mit Ansteigen der Metallschmelze in dem Verteilergefäß 2 werden die Gasaustrittsöffnungen 5 entsprechend ihrer Anordnung bezüglich der Höhe im Verteilergefäß 2 mit Metallschmelze geflutet, wobei die Metallschmelze gemäß dem physikalischen Prinzip der kommunizierenden Gefäße in der Gaszuführung entsprechend ansteigt. Die schlitzartigen Gasaustrittsöffnungen 5 der zweiten Reihe 16 sind oberhalb der maximalen Badhöhe hm angeordnet, sodass durch dieselbe weiterhin gasförmiges Medium zum Erhalt des Schleiers ausströmen kann. Hierbei kann die Zufuhr an gasförmigem Medium für die ersten Reihen 15 mit Erreichen der maximalen Badhöhe hm abgeschaltet werden.
Die Trennwand 9 ist, wie üblicherweise bei Trennwänden in herkömmlichen Verteilergefäßen, als zusätzliches Bauteil 13 und als solches als Verschleißteil konzipiert. Die Trennwand 9 wird mit der Regeneration der feuerfesten Zustellung 2.1 des Vertei- lergefäßes 2 nach Beendigung einer Stranggusscharge ausge- tauscht, sodass ein Zulaufen der Gaszuführung 4 und den daran angeschlossenen Gasaustrittsöffnungen 5 in der Trennwand 9 unschädlich ist.
Wie in Fig. 3b ersichtlich, sind die Gasaustrittsöffnungen 5 der ersten Reihe 15 zu beiden Seiten hin, d.h. zum Zulaufbereich 7 und Ablaufbereich 8 hin, geöffnet, sodass eine Spülung beider Bereiche 7, 8 über die Höhe des Verteilergefäßes 2 dieser Gasaustrittsöffnungen 5 gleichzeitig erfolgen kann. Die spitzförmigen Gasaustrittsöffnungen 5 der zweiten Reihe 16 sind in diesen Ausführungsbeispielen lediglich zum Zulaufbereich 7 hin geöffnet, sodass dort durch dieselben der Schleier erzeugt werden kann. Zwei Gasaustrittsöffnungen 5 in gleicher Höhe der ersten Reihe 15 sind in der Trennwand 9 durch Verbindungsabschnitte 18 der Gaszuführung 4 miteinander verbunden, wobei diese wiederum zusammen an einem gemeinsamen Abschnitt 12 angeschlossen sind, der nach oben aus der Trennwand 9 herausgeführt ist. Die Verbindungsabschnitte 18 verlaufen in den hier gezeigten Ausführungsformen der Verteilervorrichtung 1 senkrecht zur Außenseite der Trennwand. Sie können auch schräg zur Außenseite der Trennwand verlaufen, um das Inertgas in einer bestimmten, nicht zu Außenwand senkrechten Richtung in den Innenraum 6 des Verteilergefäßes 2 einzuleiten.
Bis, wie oben erwähnt, beispielgebend und rein schematisch in Figuren 5 und 5a und hier lediglich angedeutet und nicht umfas- send dargestellt, sind in den übrigen Figuren weitere beispielsweise außerhalb des Verteilergefäßes 2 anzuordnende Bauteile und Vorrichtungen, wie Steuerungs- und/oder Versorgungsleitungen und/oder Vorratsspeicher für das gasförmige Medium oder die gasförmigen Medien, nicht dargestellt.
Zusätzlich als Teil der Spülvorrichtung 3 ist in den hier vorgeführten Ausführungsformen der Verteilervorrichtung 1 in jedem Lochstein 11 eine weitere Gasaustrittsöffnung 5 mit einem entsprechend anschließenden Abschnitt 12 vorgesehen, wobei auch hier Gasaustrittsöffnung 5 und Abschnitt 12 in den feuerfesten Werkstoff des Lochsteins 11 integriert sind. Die Gasaustrittsöffnung 5 ist hier als nach oben hin konisch zulaufender Block 20 aus einer porösen, gasdurchlässigen Keramik ausgebildet (Fig. 4a) und in einer Ecke des Lochsteins 11 (Fig. 4b) positi- oniert. Die poröse Keramik verhindert auch bei einer maximalen Badhöhe hm ein Eindringen von Metallschmelze in den anschließenden Abschnitt 12. Der Lochstein 11 gehört hier, wie auch allgemein üblich zu den Verschleißteilen, die mit der Erneuerung der feuerfesten Zustellung 2.1 des Verteilergefäßes 2 ausgetauscht werden.
In Fig. 5 wird eine zweite Ausführungsform der Verteilervorrichtung 1 wiedergegeben. Diese unterscheidet sich von der ersten Verteilervorrichtung 1 gemäß Fig. 1 insbesondere dadurch, dass zwei zusätzliche Dämme 14 zur Beruhigung der Me- tallschmelze vorgesehen sind. Diese Dämme 14 sind hier deutlich kleiner als die halbe maximale Badhöhe hm. In den Dämmen 14 ist, wie in den Lochsteinen 11, eine gleiche Art von Gasaustrittsöffnungen 5 mit blockartig angeordneter poröser Keramik vorgesehen, wobei hier die Dämme 14 jeweils eine Reihe von Gasaustrittsöffnungen 5 aufweisen, die senkrecht zu der Bildebene in Fig. 5 verlaufen.
In der dritten Ausführungsform gemäß Fig. 6 ist der Zulaufbereich 7 mittig in dem rinnenförmigen Verteilergefäß 2 angeordnet und jeweils durch eine Trennwand 9 von dem jeweils angren- zenden Ablaufbereich 8 mit den vorgesehenen Lochsteinen 11 abgegrenzt. Wie anhand der die Strömungsrichtung g des gasförmigen Mediums wiedergebenden Strömungspfeile ersichtlich, sind auch hier die schlitzförmigen Gasaustrittsöffnungen 5 der hier vollständig geschnittenen zweiten Reihe 16 nur zum Zulaufbe- reich 7 hin geöffnet, sodass hier von beiden Seiten her im Zulaufbereich 7 ein zuvor beschriebener Schleier erzeugt werden kann. Die auch hier kreisförmigen Austrittsöffnungen 5 der ersten Reihe 15 sind jeweils zu beiden Bereichen 7,8 hin geöffnet, sodass hierüber eine entsprechende Spülung des Verteiler- gefäßes 2 mit eventueller Verbrennung über die Höhe seines Innenraumes 6 erfolgen kann.
Exemplarisch ist in der in Fig. 5 dargestellten zweiten Ausführungsform der Verteilervorrichtung 1 ein weiterer Teil der vorgesehenen Regelungs- oder Steuervorrichtung 19 rein schema- tisch eingezeichnet. Hierbei weist die Regelungs- oder Steuervorrichtung 19 eine Messwerterfassung mit einer Sauerstoffsonde 21 auf, die den Sauerstoffgehalt in dem Innenraum 6 des Verteilergefäßes 2 misst. Über die Messung des Sauerstoffgehaltes kann die Spülung des Innenraumes 6 mit Inertgas und/oder brenn- barem Gas geregelt werden, wobei der mittels der Sauerstoffsonde 21 erfasste Messwert als Regelgröße in den Regelprozess eingehen kann. Wie durch die Antenne 22 symbolisch dargestellt, kann die Regelungs- oder Steuervorrichtung 19 den Messwert (oder die Messwerte bei mehreren Messstellen und/oder -Größen) drahtlos beispielsweise an hier summarisch zusammengefasst dargestellten weiteren Teile der Steuerung 19 der Spülvorrichtung 3 weitergeben.
Verteilervorrichtung für Strangguss und Verfahren
Bezugszeichenliste
1 Verteilervorπchtung
2 Verteilergefäß
2.1 feuerfeste Zustellung
3 SpülVorrichtung
3.1 Regelungs- oder Steuervorrichtung
4 GasZuführung
4.1 Zuleitung
5 Gasaustrittsöffnung
6 Innenraum
7 Zulaufbereich
8 Ablaufbereich
9 Trennwand
10 Durchgangsöffnung
11 Lochstein
12 Abschnitt
13 Bauteil
14 Damm
15 erste Reihe
16 zweite Reihe
17 Boden
18 Verbindungsabschnitt
19 Steuerung
20 Block
21 Sauerstoffsonde
22 Antenne hm maximale Badhöhe g Strömungsrichtung

Claims

Verteilervorrichtung für Strangguss und VerfahrenPatentansprüche
1. Verteilervorrichtung für Strangguss mit einem feuerfesten Verteilergefäß (2) zur Aufnahme und Weitergabe von Metall¬ schmelzen, insbesondere von Stahlschmelze, und mit einer Spülvorrichtung (3) zum Spülen des Verteilergefäßes (2) mittels eines gasförmigen Mediums vor und während seiner Befüllung mit Stahlschmelze d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Spülvorrichtung (3) zur Einlei¬ tung des gasförmigen Medium, wie eines Inertgases und/oder eines brennbaren Gases, mindestens eine Gaszuführung (4) mit mindestens einer zu dem Innenraum (6) des Verteilerge¬ fäßes (2) hin offenen Gasaustrittsöffnung (5) aufweist und dass die Gasaustrittsöffnung (5) in der feuerfesten Zustellung (2.1) des Verteilergefäßes (2) und/oder in einem eingebauten feuerfesten Bauteil (13) des Verteilergefäßes (2) integriert ist.
2. Verteilervorrichtung nach Anspruch 1, da du r ch ge k e n n z e i c h n e t , dass zumindest ein an die Gasaus¬ trittsöffnung (5) anschließender Abschnitt (12) der Gaszuführung (4) in der feuerfeste Zustellung (2.1) des Vertei- lergefäßes (2) und/oder in dem eingebauten feuerfesten Bauteil (13) des Verteilergefäßes (2) integriert ist.
3. Verteilervorrichtung nach Anspruch 2, da du r ch ge ke n n z e i chn e t , dass sich der an die Gasaustritts¬ öffnung (5) anschließende Abschnitt (12) der Gaszuführung (4) in Einsatzlage des Verteilergefäßes (2) von der zuge- ordneten Gasaustrittsöffnung (5) bis oberhalb einer vorgesehenen maximalen Badhöhe (hm) hin erstreckt.
4. Verteilervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kenn z e i chne t , dass mehrere Gas- austrittsöffnungen (5) an einem gemeinsamen Abschnitt (12) der Gaszuführung (4) angeschlossen sind.
5. Verteilervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadu rch ge ke nn z e i chne t , dass die Gasaustrittsöffnung (5) mittels eines Abschnittes (12) der feu- erfeste Zustellung (2.1) oder Blocks (20) aus poröser, von Gas durchströmbarer Keramik gebildet wird.
6. Verteilervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadu r ch ge ke nn z e i chne t , dass die Gasaustrittsöffnung (5) als Düse ausgebildet ist.
7. Verteilervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei einer
Positionierung der Gasaustrittsöffnung (5) oberhalb einer vorgesehenen maximalen Badhöhe (hm) in dem Verteilergefäß
(2) dieselbe eine schlitzartige Form aufweist, wobei sich ihr Schlitz zumindest in etwa parallel zum Boden (17) des Verteilergefäßes (2) längserstreckt.
8. Verteilervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadu r ch ge ke nn z e i chne t , dass der Abschnitt (12) der Gaszuführung (4) und/oder die Gasaus- trittsöffnung (5) in einem Verschleißteil der feuerfesten Zustellung (2.1) integriert ist.
9. Verteilervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadu r ch ge ke nn z e i chne t , dass das Verteilergefäß (2) einen Zulaufbereich (7) und einen Ablaufbe- reich (8) aufweist, wobei die beiden Bereiche mittels einer als feuerfestes Bauteil (13) ausgebildeten Trennwand (9) mit mindestens einer Durchgangsöffnung (10) für die Stahlschmelze voneinander getrennt sind, und die Gasaus- trittsöffnung (5) mit dem Abschnitt (12) der Gaszuführung (4) in der Trennwand (9) integriert ist.
10. Verteilervorrichtung nach Anspruch 9, da du r ch ge k e n n z e i c h n e t , dass in der Trennwand (9) mindes- tens eine erste Reihe (15) von Gasaustrittsöffnungen (5) vorgesehen ist, die an einen gemeinsamen Abschnitt (12) der Gaszuführung (4) angeschlossen sind.
11. Verteilervorrichtung nach Anspruch 10, d a du r c h g e k e n n z e i ch n e t , dass sich die erste Reihe (15) von Bodenhöhe bis zumindest einer vorgesehenen maximalen Badhöhe (hm) hin erstreckt.
12. Verteilervorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in der Trenn¬ wand (9) zwei erste Reihen (15) von Gasaustrittsöffnungen (5) vorgesehen sind, die zumindest mit einer Komponente senkrecht zum Boden (17) des Verteilergefäßes (2) in der Trennwand (9) angeordnet sind.
13. Verteilervorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in der Trennwand (9) eine zweite Reihe (16) von Gasaustrittsöff¬ nungen (5) vorgesehen ist, die zumindest in etwa parallel zum Boden (17) des Verteilergefäßes (2) verläuft und die oberhalb einer vorgesehenen maximalen Badhöhe (hm) angeordnet ist.
14. Verteilervorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, d a du r c h ge k e n n z e i c hn e t , dass die Gasaus¬ trittsöffnungen (5) zum Zulaufbereich (7) und/oder zum Auslaufbereich hin geöffnet sind.
15. Verteilervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, d a du r c h ge k e n n z e i c hn e t , dass das Vertei¬ lergefäß (2) mindestens einen Ablauf mit einem Lochstein (11) aufweist und dass in dem Lochstein (11) mindestens eine Gasaustrittsöffnung (5) nebst eines an derselben an- schließenden Abschnitts (12) der Gaszuführung (4) integriert ist.
16. Verteilervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadu r ch ge ke nn z e i chne t , dass das Vertei- lergefäß (2) mindestens einen Damm (14) zur Beruhigung der Stahlschmelze aufweist, der quer zu einer Fließrichtung der Stahlschmelze angeordnet ist und den Boden (17) des Verteilergefäßes (2) um weniger eine halbe maximale Badhöhe (hm) überragt, und dass in dem Damm (14) mindestens ei- ne Gasaustrittsöffnung (5) nebst eines an derselben anschließenden Abschnitts (12) der Gaszuführung (4) integriert ist.
17. Verteilervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge kenn z e i chne t , dass die Spülvor- richtung (3) manuell und/oder automatisch steuerbar oder regelbar ist.
18. Verteilervorrichtung nach Anspruch 17, dadu r ch ge ke nn z e i chne t , dass die Spülvorrichtung (3) eine Messwerterfassung mit mindestens einer Sonde zur Er- fassung einer Messgröße, wie Art und/oder Volumenanteil zumindest einer Gaskomponente der Atmosphäre sowie/oder Temperatur und/oder Temperaturverteilung jeweils in dem Innenraum (6) des Verteilergefäßes (2) aufweist, wobei eine erfasste Messgröße als Steuerungswert oder Regelgröße für die Steuerung (19) bzw. Regelung der Spülvorrichtung (3) dient.
19. Verteilervorrichtung nach Anspruch 18, dadu r ch ge kenn z e i chne t , dass die Sonde als Sauerstoffsonde (21) ausgelegt ist, die in dem leeren Verteilergefäß (2) oder oberhalb einer aktuellen Badhöhe in dem Verteilergefäß (2) positionierbar ist.
20. Verteilervorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadu r ch ge ke nn z e i chne t , dass die Messwerterfassung eine Messung einer aktuellen Badhöhe in dem Verteilergefäß (2) über eine Messung eines Gegendruckes umfasst, der dem aus den Gasaustrittsöffnungen (5) ausströmenden gasförmigen Mediums entgegenwirkt.
21. Verfahren zur Verminderung des Sauerstoffgehaltes in einem Innenraum (6) eines Verteilergefäßes (2) einer Verteilervorrichtung (1) für Strangguss vor und während einer Befüllung des Innenraumes (6) mit Stahlschmelze mit dem Verfahrensschritt :
Spülen des Verteilergefäßes (2) mittels Einleitens eines brennbaren Gases, wie Methan oder Propan, oder brennbaren Gasgemisches, wie Erdgas, in den Innenraum (6) des Verteilergefäßes (2) und Entzünden desselben mit seiner Einleitung in das Verteilergefäß (2) , wobei das Gas oder Gasgemisch unter Verzehrung des in dem Innenraum (6) enthalten- den Sauerstoffes verbrennt.
22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Verteilervorrichtung
( 1 ) die Merkmale gemäß einer der Ansprüche 1 bis 20 aufweist, wobei die Verteilervorrichtung (1) zur Einleitung des gasförmigen Medium, wie eines Inertgases und/oder ei- nes brennbaren Gases oder Gasgemischs, eine Spülvorrichtung (3) mit mindestens eine Gaszuführung (4) umfasst, die Gaszuführung (4) mindestens eine zu dem Innenraum (6) des Verteilergefäßes (2) hin offenen Gasaustrittsöffnung (5) aufweist und die Gasaustrittsöffnung (5) in der feuerfes- ten Zustellung (2.1) des Verteilergefäßes (2) und/oder in einem eingebauten feuerfesten Bauteil (13) des Verteilergefäßes (2) integriert ist, dadurch gekennzeichnet , das s das Gas oder Gasgemisch durch die mindestens eine in der feuerfesten Zustellung (2.1) und/oder in einem eingebauten feuerfesten Bauteil (13) des Verteilergefäßes (2) integrierte Gaszuführung (4) mit der Gasaustrittsöffnung (5) in den Innenraum (6) eingeleitet wird.
23. Verfahren nach Anspruch 21 und 22, dadurch g e - kenn z e i chne t , da s s das Verteilergefäß (2) vor dem Einleiten des brennbaren Gases oder Gasgemischs zumindest auf eine Vorwärmtemperatur gebracht wird, bei der sich das brennbare Gas oder Gasgemisch mit seinem Einlei- ten in den Innenraum (6) selbst entzündet.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch ge kenn ze i chnet , das s vor und/oder während des Einleitens des brennbaren Gases oder Gasgemischs in den Innenraum (6) derselbe mit Inertgas, wie Stickstoff oder Edelgas, gespült wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, wobei die Verteilervorrichtung ( 1 ) eine entfernbare Abdeckung für den Innenraum (6) des Verteilergefäßes (2) aufweist, da¬ durch ge kenn z e i chne t , da s s die Abdeckung zumindest während des Einleitens des gasförmigen Mediums in den Innenraum (6) denselben abdeckt und in dem Innenraum (6) des Verteilergefäßes (2) ein Überdruck erzeugt wird.
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