DE1508119A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Beschicken und Steuern einer Entgasungsanlage mit fluessigem Metall - Google Patents

Description

Beteiligung;;- und Patentverwaltungsgesellschaft mit beschränkter Haftung in Essen

Verfahren und Vorrichtung zum Beschicken und Steuern einer Entgasungsanlage mit flüssigem Metall

:'.'ν·; irriridvijig 1> I · ⁿ und eine Vorrichtung zum Beschicken ■:-..'.. ..feuern eine""· ü «*.<.. * ■ < _Lo ι It flüssigem Metall., insbesondere ".".".■. ■ -:■,;.._;/;.ui Stahl, ii '1 'tillage vorgeschaltet ist

^uil'c hilfe des an sich bekannten Durchlauf-Entgasungsverfi^irfin ,!.,st es mögli^hj eine geforderte, entgaste Stahlmenge Je Zeiteinheit, anzuliefern^ dieses Entgasungsverfahren ist daher verzugsweise für eine Anwendung vor dtrangguSanlagen geeignet. Dafür sind bereits verschiedene Lösungen ausgearbeitet worden. Es ist möglich, Metall- bzw. Stahlschmelzern nach bzw. beim Aostieh nach dem Pfannencmrehlauf-Entgaüungsverfahren bzw. Abstichentgasungs™ v9.«fahren derart zu entgasen wie es bei Blockgui bekannt, ist und anschließend .;.> die Gießpfanne mit dem entgasten Metall bzw. Stahl zu der Einfüllvorrichtung T^ eier Stranggußanlage zu befördern. Nachteilig hierbei ist der Temperaturver- °® ImA,, der zwangsläufig bei;ü Entga; ungs Vorgang und bei längsren Transportwegen ·«* auftrittj insbesondere muß beim Stranggießen, bei dem verhältnismäßig lange Q. GiLeüieiten erforderlich .;ind, eine ausreichende An fangs temperatur des flüssigen. 'Jt Metalls , z, 3. des Stahles vorhanden sein. Es wird deshalb angestrebt, die ^Cß ikrtgasurigsanlage der Stranggußanlage unmittelbar vorzubehalten.

isiaer. einem bereits bekaüntgew-ir-denen Vorschlag kann man bei einer Strangguß-

die Entgasung.seinhöit wischen der an einem Kran hängenden Stahlabstichunci dem Zwischengei'äii, dein soüenaimten Tundish einfügen, wobei jedoch EV 75/66-Ks/Soh _ ι _

die Kranlaufbahn im Gebäude in nachteiliger Weise um den Betrag der Höhenabmessung der Entgasungseinheit höher angeordnet werden muß, das heißt das gesamte Stahlwerksschiff muß um diesen Betrag höher gebaut werden. Da ferner die Beschickungsgeschwindigkeit für die Striggußanlage sehr viel niedriger ist als die bisher üblichen Gießgeschwindigkeiten beim Abgießen von z.B. Stahl in Kokillen, ist der Hallenkran über eine sehr lange Zeitspanne anderweitig nicht verfügbar. Darüberhinaus müßten die Stopfenutangen der Vorratspfannen in anbetracht der langen Gießzeiten luftgekühlt werden. Abgesehen davon ist die Regelung der Beschickung.sgeschwindigkeit durch Verändern der Höhenstellung des Stopfens an der Vorratspfanne nicht hinreichend sicher^ da Ausspülungen bei den langen Gießzeiten besondere leicht möglich sind.

Es ist grundsätzlich möglich, ein Entgasungsgefäß unmittelbar über dem Tundish der Stranggußanlage angeordnet und das Vakuum zum Heben des Stahles " aus der danebenstehenden Vorratspfanne benutzt. Zwar kann die ßauhöhe der Gesamtanlage dadurch vermindert werden, das Aufheizen von flüssigem Stahl müßte jedoch bei Anwendung des Vakuums zur Förderung desselben aus der Vorrat spfanne in die Entgasungspfanne in evakuierten Räumen geschehen. Dies erfordert außer den rein technischen Schwierigkeiten hohe Aufwendungen an Investitionen und Betriebsmittel. Die Förderhöhe von flüssigem Ctahl könnte bei Anwendung der Förderung durch Vakuum in nachteiliger Weise hoch, tens etwa 1,4 m betragen« Diese Förderhöhe ergibt sich aus dem Quotienten des atmosphärischen Luftdruckes minus dem Druck im Rezipienten durch das spez. Gewicht de;: flüssigen Stahles» Wird eine größere Förderhöhe notwendig, so muß mit Fördergas nachgeholfen werden,

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die dargestellten Nachteile der bekannten Verfahren und Vorrichtungen zu vermeiden. Eine weitere Aufgabe der Erfindung 1st es, eine Vorrichtung zum Beschicken und Steuern einer Entgasungsanlage mit flüssigem Metall, die einer Stranggußanlage vorgeschaltet ist, EU schaffen, die eine niedrige Bauhöhe sowie einen verhältnismäßig einfachen Aufbau vorweist.

909841/0628

Bas Verfahren nach der Erfindung besteht darin, daß das flüssige Metall ίϊΐίτ-telG Druckgas, vasugr-weise Druckluft, das in eine mit dem Metall gefüllte, geschlossene Vorratspfanne eingeleitet wird, in eine oberhalb der Vorratspfanne angeordnete Zulaufpfanne gefördert, au:., der Zulaufpfanne in eine unterhalb angeordnete Entgasungspfanne bis aun Erreichen einer Metallbadhöhe, bei der der Gegendruck dec atmosphärischen Ratines aucgegli/^ehan und die für die nachgeschaltete Stranggußanlage je Zeiteinheit geforderte flüssige Metallmenge erreicht ist, eingeleitet und durch Regeln des Druckgasen in Abhängigkeit von der geforderten Stranggießgeschwindißkeit die Durchlaufgeschwindigkeit des flüssigen Metalls gesteuert wird. Nach einer weiteren Ausführungsform wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß der Metallbadhöhe in der Entgasungspfanne entsprechende Bruttogewicht mittels einer ^ legevorrichtung zu bestimmen und al:; Einstellwert mit einer unteren und oberen Toleranzgrenze für da:· Druckgas mechanisch oder elektrisch an ein Einstellgerät für ein Regelventil an der Druckgasleitung zu übermitteln. Zweckmäßigerweise wird nach der Erfindung ferner die Metallbadhöhe in der Zulaufpfanne und in der Entgaüungspfanne durch den mittels Regelventil einstellbaren Druck den Druckgases etwa konstant gehalten.

Die zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung verwendete Vorrichtung ist vorzugsweise :;o ausgebildet, daß die mit einem bis zum Gefäßboden reichenden steigrohr und einer Druckgaseinrichtung versehene druckfeste ° Vorrat spi'anne jder in einem Druckbehälter angeordnete Entnahmepfanne gasot» dicht mit der oberhalb angeordneten Zulaufpfanne und diese mit der auf einer _m^_t Wiegevorrichtung angeordneten Entgasungspfanne gasdicht verbunden ist.

O> Außer dem Vorteil einer niedrigen Bauhöhe kann durch die neue Vorrichtung

CD eine verhältnismäßig einfache Anordnung der erforderlichen Anlagen und Einrichtungen getroffen werden. Insbesondere erlaubt die oben offene Zulaufpfanne eine gute Beobachtung und Manipuitionen an der zu behandelnden Metallschmelze. Neuen der visuellen Beobachtung sowie Temperaturmessung, Probenahme und Kontrolle der Metallbadhöhe kann auch eine Heizungsvorrichtung

leicht untergebracht werden. Für eventuell notwendige Reparaturen, z. B. Flickarbeiten der feuerfesten Ausmauerung, ist die Einrichtung leicht zugänglich.

Die zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeignete neue Vorrichtung und deren Arbeitsweise ist anhand der schematischen Figuren 1 und 2, die je einen Längsschnitt zeigen, näher erläutert.

In bekannter Weise wird der kontinuierlich abfließende Strang (l) - z.B. ψ aus Stahl - durch die Stranggußkokille (2) geformt, der das flüssige Material vom sog. Tundish {j>) zuströmt. Die Entgasungspfanne (4) mit dem Strahlungsschutz-Deckel (5), dem Verschlußdeckel (6) mit dessen^ Dichtungen (7), dem Spritzschutztrichter (8), der Zuschlagstoffschleuse (9), der luftgekühlten Stopfeneinrichtung (10) und deren Betätigungsvorrichtung (11), der Abschlußmembran (12) und ferner dem Schlauehstutzenanschluß (15) bildet eine Einheit, die auf der Wiegevorrichtung (l4) gelagert ist.

ober
Die äö»halb der Entgasungspfanne (4) angeordnete wannenförmige Zulaufpfanne

(15) ist durch den Strahlungsschutzdekeel (l6k abgedeckt und aneg mit der Stopfeneinrichtung (17) und deren Betätigungsvorrichtung (l8) sowie mit der Verschlußmembran(19) ausgerüstet. Gegenüber dem Verschlußdeckel (6) der Entgasuhgspfanne/xst die Zulaufpfanne 15 durch die Dichtung (20) so abgedichtet, daß die unter atmosphärischen Druck stehende Außenluft nicht in den Zwischen- ^₀ raum zwischen der Zulaufpfanne (li>) und der Entgasungspfanne (4) eindringen ° kann. Die Entgasungspfanne/Kann dabei jedoeh um jenen Betrag oszillieren, der to

CO durch die Wiegevorrichtung (l4) erforderlich ist. Der Innenraum der Zulauf-

■**· ■ -

_» pfanne (15) ist mit Hilfe des durch ein Loch im Stahlungsschutzdeckel (16) _o hindurenragenden Brenners (21) heizbar.

Die Zulaufpfanne (15) ist ferner mit dem Flanschstutzen (22) versehen, der Über : den Gegenflansch (23) mit dem Deckel (24) der Vorratspfanne (25) verbunden ist.

Dabei kommt die hohlkugelig ausgebildete Dichtfläche des Auslaufsteins (26) der Zulaufpfanne (IS)auf der entsprechenden kugeligen Stirnfläche des Kopfes (27) des feuer-festen Steigrohres (28) zur Anlage. Dieser kugelige Kopf (27) liegt wiederum in einem hohlkugeligen Sattelteil (29) des Gegenflansches (23) vom

Deckel (24). Beide Flansche (22, 23) sind durch Schrauben (30) miteinander verbunden. Der Deckel (24) ist gegenüber miii^el»-der· der Vorratspfanne (25) durch die Dichtung (31) abgedichtet und mitteln der Flanschverbindung (52) druckdicht verschraubt. Im Deckel (24) ist der aus wärmebeständigem Blech gefertigte Strahlungssohutzdeokel (33) unter Zuhilfenahme der Tragstutzen (34) angeordnet»

Über die Druckgasleitung (35) am Deckel (24) steht das Innere der Tiwatspfanne (25) in Verbindung mit der als Kapselgebläse dargestellten Pumpe (36), die es ermöglicht. Luft oder gegebenenfalls ein inertes Gas in den Raum der Vorratspfanne (25) unter einem entsprechenden Druck zu fördern. Die Gasflasche (37) mit dem Ventil (3$) ermöglicht eine gewisse Speicherung von Druckgas während der Betriebspaüenj daa Regelventil (39) mit dessen Betätigungsorgan

(40) steuert die Druckgaszufuhr lzum Vorratsgefäß (25), das durch ein Ventil

(41) entlüftet werden" kann,

■ Zur Inbetriebnahme der Anlage wird der mit dem Steigrohr (28) bereite bestückte Deckel (24) auf die mit flüssigem Metall gefüllte Vorratspfanne (25) abgesetzt und die Flanschverbindung (32) druckfest verschraubt. Damit hat der B¹IUi; «igkeitsspiegel im Steigrohr (28) die gleiche Höhe wie jener in der Vorratspfanne (25)· ■Auf dem kugeligen Kopf (27) des Steigrohres (28) wird sodann die waunenförmlge Zulaufpfanne (15) abgesetzt, die sich außerdem auf zwei in Fig, I nicht dargestellten Auflagestellen abstützt. Die Flanschen (22, 23) werden druckfest verschraubt. . Beim ^Auf setzen der Zulaufpfanne (15) wird deren ayliridrLshhe Dichtfläche (15a) über die Ringdichtung (20) gestreift. Diese Ring dichtung (20) besteht aus einem endlosen Sohlauchring aus temperatnrhe-itänüigösa i>u«aiii,- der auveh Einführung von Druckluft aufgebläht wird und sieh dadurch an die Inne der zylindrischen Dichtfläche (l.6a) dichtend anlegt»

Sodann wird der Innenraura der Entgaaungdpfanne (4) auf den errotdefliehen von etv/a Oj5 Torr evakuiert, wobei;die aus einem leicht schmelsiemism Wark-.tuff bestehenden Merrtbranöu (12) und (19) die Abdichtung gegen den ithii·»: ^ί·/ίΓΐ:.'·ί'πίϊϋ ■ Raum gewähi'le taten·'

Durch Öffnen des Regelventiles JO von Hand steigt Bach dem Gesetz der kommunizierenden Röhren der Flüssigkeitsspiegel und füllt ctie Zulaufpfanne (15) bis zu einer Höhe hl, die von der abfließenden Metallmenge und dem Lochdurchmesser im Auslaufstein der Zulaufpfanne (15) abhängig ist. Durch Betätigen der Stopfen^tangenverstelleinrichtung (lS) wird der Stopfen (17) der Zulaufpfanne (15) angehoben. Das flüssige. Metall beginnt nunmehr die Zulaufpfanne (15) zu verlassen, durchachmilzt die Membrane (19) und gelangt in das Vakuum der Entgaaungupfanrie (k), in der in bekannter Weise die gewünschte Entgasung des in Tropfen aufgelösten Strahles des flüssigen Metallic durchgeführt wird. Das dabei anfallende. Gas wird laufend über den Schlauchstutzen (lj>) abgesaugt und das Metall sammelt sich im Innenraum der Entga3ur«g3pfanne (²I)* steigt um die Höhe hg und hat damit die notwendige Höhe erreicht, um einerseits den Gegendruck des atmosphärischen Raumes auszugleichen (p^-p?) und andererseits dem ausfließenden Metall eine welche Geschwindigkeit zu erteilen, daß die geforderte Auslaufmenge erreicht wird. Der luftgekühlte Stopfen (lO) der Entgafiung.jpfanne (4) kann «,mit nun durch Betätigung der Vorrichtung (11) geöffnet werden. Die ifeiicmn (12) wird dabei durch den austretenden Strahl flüssigen Metall3 dureiischiaolzen tind die Beschickung des. Tundish¹ s ~$ beginnt.

Um den Flüssigkeitaspiegel in der Entganung^pfanne (4) konstant halten zu können, ist. die Entgaaungspfanne (4) atif der Messeinrichtung (l^;i) aufgestellt, die bei einer etwaigen Gewichtsänderung αηώ Gilt iipiegf--lveränd.erung ti der Entgaotingspfarme (4) bei Erreichen eiitsr einstellbaren oberen

^_-*. oder unteren Toleranzmai'ke über einen Stromkreis da ; iie tat igung: .or^aii (%O) _o des Regelventils (j59) und cJairiit den Förderdruck auf die MetalL-ipiegel--" **> fläche in der Vorratspfanne· (25) no beeinflußt, daß durch Steigen oder do -Fallen.des Metallapiegela in der Zulaufpfanne (I5) wiederum die Ablaufge-^ schvriridigkeit aua 'dieser Pfanne in gewünschtem Sinne »jeänciert v/erden kann.

Dabei verliert der Stopfen (I7) aeitie Aufgabe als Vtuvchliißorgan der Zu-. laufpfanne (15) -und.-kann völlig au.- dem Metallbad; isevauogehobeii werden» Der Stopfen (1.0} der Entgaaitrigspfsniie (4) verbleibt ajU- Hotvemehluß ία Eei'eitsehaft im. Metallbad imd i.;t wegen der zu eraarL&nJen Chaf!-;en-0iirohsatzseit von etwa einer Stunde und raehr in bekannter

6 -"

BAD ORIGINAL

um die nicht zu vermeidenden Wärmeverluste, die dan flüssige Metall beim Durchlaufen der Entrsagungsanlage erfährt, auszugleichen, ist ein Brenner (21) im Stralilungssehutzdeekel (16) der Zulaufpfanne (15) angeordnet, dessen ga;j>- oder ölbeheizte Flamme auf die gegebenenfalls durch Schlacke geschützte Badoberfläehe der Zulaufpfanne gerichtet ist. Die Abstichtemperatur des flüssigen Metalls aus dem Schmelzofen braucht somit auch nicht besonders erhöht zu werden, um die warmeverluste während der Entgasung auszugleichen. Werden die Abstichtemperaturen des Schmelzofen-'j über die metallurgisch erforderliehe Höhe hinaus nicht erhöht, so werden Einsparungen am Verbrauch von feuerfestem Material im Ofen erreicht. Der Brenner (21) dient außerdem zum Vorwärmen der leeren Zulauf pfanne (15)·

Die in Pig. 1 dargestellte Einrichtung bestehend aus Vorratspfanne (25)» Zulaufpfanne (15)und Entgasungspfanne (4) ist auf einem nicht dargestellten Fahrzeug angeordnet, das in gleicher Richtung wie der Tundish (j5) verfahrbar ist. Da an einer Stranggußanlage mit Vorteil mehrere dieser verfahrbaren Entgasungseinheiten (25, 15*4) angeordnet sind, ist am Tundish (3) nur eine kurzzeitige Unterbrechung der Metallzufuhr beim Auswechseln dieser Einheiten notwendig. Im Wechselbetrieb wird die eine der Entgasungseinheiten vorbereitet», während mittels einer anderen über dem Tundish (p) die Entgasung

durchgeführt wird· Die Außerbetriebsetzung der Anlage geschieht durch Öffnen ">
ο des Ventils (41}.; nach dem leerlaufen der Zulauf pfanne (15) wird die Ent-

ab gasungspfanne (4) belüftet und entleert.

""^ Die Fig. 2 zeigt als längssehnitt eine Ausführungsform des Erfindungsgegen-

Öj Standes» die gegenüber der Form nach Fig. 1 den Vorteil aufweist, daß als

O₀ Entnahme-und Vorratspfanne eine der bisherigen Bauart verwendet werden kann· Während die Anordnung nach Fig, 2 im Bereich der Stranggußanlage, der Entgasungspfanne und der Zulaufpfanne unverändert der nach Fig. 1 gleicht, ist hier statt der Vorratspfanne (25) nach Fig. 1 ein Druckbehälter (42) vorgesehen» der die Entnahmepfanne (43) aufnimmt, die als Vorratspfanne dient. Der Absehlußdeekel (44) des Druckbehälters (42) wird mit Hilfe der Dichtung (45) und der Flanschverbindung (46, 47, 48) druckdicht mit dem Druckbehälter (42)

verbunden und ist durch den aus wärmebeständigem Stahlblech gefertigten Strahlungssehutzdeckel (49).geschützt, der durch die Halterungen (50) vom Abschlußdeckel (44) getragen wird. Das Steigrohr (28) ist in gleicher Weise wie in Fig. 1 ausgebildet. Der Druckbehälter (42) steht über die. Druckgasleitung (35) in Verbindung mit der als Kapselgebläse dargestellten Pumpe (36), die es ermöglicht,. Luft oder gegebenenfalls ein inertes Gas in den Raum des Druckbehälters unter einem entsprechenden Druck zu fördern* Auch hier ermöglicht eine Gasflasche (37) mit dem Absperrventil (38) eine gewisse Speicherung von Druckgas während der Betriebspausen; das Regelventil (39) mit dessen Betätigungsorgan (40) steuert die Druckgaszufuhr zum Druckgefäß (42), das durch das Ventil (41) entlüftet werden kann, wenn die Anlage außer Betrieb zu nehmen ist.

Patentansprüche:

0 984T/0628

m Q t* -

Claims (1)

1. Patentansprüche :

   1. Verfahren zum Beschicken und Steuern einer Entgasungaanlage mit flüssigem Metall, insbesondere flüssigemStahl, die einer Stranggußanlage vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Metall mittels Druckgas, vorzugsweise Druckluft, das in eine mit dem Metall gefüllte, geschlossene Vorratspfanne eingeleitet wird, in eine oberhalb der Vorratspfanne angeordnete Zulaufpfanne gefördert, aus der Zulaufpfanne in eine unterhalb i angeordnete Entgasungspfanne bis zum Erreichen einer Metallbadhöhe, bei der der Gegendruck des atmosphärischen Raumes ausgeglichen und die für die nachgeschaltete Stranggußanlage je Zeiteinheit geforderte flüssige Metallmenge erreicht ist, eingeleitet und durch Regeln des Druckgauet; in Abhängigkeit von der geforderten Stranggießgeschwindigkeit die Durchlaufgeschwindigkeit des flüssigen Metalls gesteuert wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das der Metallbadhöhe in der Entgasungspfanne entsprechende Bruttogewicht mittels einer Wiegevorrichtung bestimmt und als Einatellwert mit einer unteren und oberen Toleranzgrenze für das Druckgas mechanisch oder elektrisch an ein Einstellgerät für ein Regelventil an der Druokgaaleitung übermittelt wird.

   ■ . ι

   2. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbadhöhe in der Zulaufpfanne und in der Entgaöungnpfanne durch den mittels Regelventil einstellbaren Druck des Druckgasen etwa konstant gehalten wird.

   4, Vorrichtung 'zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bit; jj,- dadurch gekennzeichnet, daß die mit einem bi^zum Gefäßboden reichenden Steigrohr (28) und einer Druckgaseinrichtung (j55 ⁰Is 4l) versehene üruekfeste Vorratspfanne (25) oder in einem Druckbehälter (42) angeordnete Entnahmepf arme (43) gasdicht mit der oberhalb angeordneten Zulaufpfanne (15) mid diese mit der auf einer Wiegevorrichtung (14) angeordneten Entgasungspfanne (4) gasdicht verbunden ist.

   909841/0628

   -9-

   5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß da« Steigrohr* (2b) einen kugelförmig ausgebildeten Kopf (27) aufweist, der in eine hohlkugelig, ausgebildete Dichtfläche des Auslaufsteins (26) der Zulaufpfanne (15) eingreift. '

   6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5* dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jk dem Verschlußdeckel (6) der Entgasungspfanne (h) urdder zylindrischen Dichtfläche (I5a) der Zulaufpfanne (15) eine mittels Druckluft aufblähbare Ringdichtung (20) angeordnet ist.

   7* Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorratspfanne (25).» die Zulauf pfanne (15) und die Entgasungspfanne (4) auf einem in gleicher Richtung wie der Tundish (J) verfahrbaren Fahrzeug angeordnet sind.

   .8» Vorrichtung nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Fahrzeuge einer Stranggußanlage zugeordnet sind.

   909841/0628

   - 10 -

   Leerseite