DE19621141A1 - Method and apparatus for treating metal melts - Google Patents
Method and apparatus for treating metal meltsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Metallschmelzen, insbesondere Stahl, in einem metallurgischen eine Abstichöffnung aufweisende Gefäß, daß um seine vertikale Mittenachse drehbar ist und in das mindestens zwei Elektroden hineinragen, sowie die entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for treating molten metals, especially steel, in a metallurgical vessel with a tap opening, that is rotatable about its vertical center axis and in the at least two electrodes protrude, as well as the corresponding device for performing the method.
Zum Stand der Technik zählen verschiedene Ofentypen, in die Flüssigmetall einbringbar ist und die in Rotation versetzt werden.The state of the art includes various types of furnace in which liquid metal can be introduced and which are set in rotation.
So ist aus DE-OS 27 30 784 ein zylindrischer Drehofen bekannt, dessen Mittenachse im wesentlichen horizontal angeordnet ist und an dessen Entladeende ein Enddamm vorgesehen ist. Über diesem Enddamm wird flüssige Schlacke aus dem Endladeende des Drehofens gegossen.A cylindrical rotary kiln is known from DE-OS 27 30 784, the center axis of which is arranged substantially horizontally and at the discharge end of an end dam is provided. Above this end dam, liquid slag from the end loading end of the rotary kiln.
Der Pegel der Flüssigkeit wird hierbei von der Höhe des Dammes und der Winkelstellung des Drehofens zur Waagerechten bestimmt.The level of the liquid is determined by the height of the dam and the Angular position of the rotary kiln determined to the horizontal.
Aus EP 0 234 536 B1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem geschmolzenes Metall mittels mindestens eines elektromagnetischen Rührers in einem Ofengefäß um eine vertikale Achse drehbar ist. Das hierbei verwendete Gefäß besitzt mindestens ein Abzapfloch im Boden, wobei das Loch exzentrisch nahe der Seitenwand angeordnet ist. Bei diesem Gefäß ist ein Abstich während der Rotation des Gefäßes mit gleichzeitigem Unterbrechen des Metallausflusses nicht möglich. From EP 0 234 536 B1 a method is known in which molten metal is used at least one electromagnetic stirrer in a furnace vessel around a vertical Axis is rotatable. The vessel used here has at least one tap hole in the floor, the hole being arranged eccentrically near the side wall. At this vessel is a tapping during the rotation of the vessel with simultaneous It is not possible to interrupt the metal outflow.
Die Erfindung hat sich das Ziel gesetzt, ein Verfahren mit zugehöriger Vorrichtung zum Behandeln von Schmelzen, insbesondere von Stahl, zu schaffen, bei dem mit einfachen konstruktiven Mitteln über eine verschleißfreie Abstichsöffnung ein schlackearmes Abstechen der Metallschmelze möglich ist.The invention has set itself the goal of a method with associated device for Treating melts, especially steel, to create with simple design means via a wear-free tap opening low-slag tapping of the molten metal is possible.
Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch die kennzeichnenden Merkmale des Verfahrensanspruchs 1 und des Vorrichtungsanspruchs 4.The invention achieves this goal by the characterizing features of Process claim 1 and device claim 4.
Erfindungsgemäß wird eine Metallschmelze, insbesondere Stahl, um seine vertikale Mittenachse in Rotation versetzt, indem ein Ofengefäß, welches in der Bodenmitte eine Abstichöffnung ausweist, in seiner Geschwindigkeit beliebig steuerbar gedreht wird.According to the invention, a molten metal, in particular steel, around its vertical Center axis set in rotation by a furnace vessel which is in the center of the bottom identifies a tap hole, rotated in any speed controllable becomes.
Das Ofengefäß ist dabei so ausgestaltet, daß im Boden sich auch bei Stillstand des Ofengefäßes ein Flüssigsumpf befindet. Bei Beginn des Schmelzprozesses wird das Gefäß um seine vertikale Achse in Rotation versetzt mit der Folge, daß sich die Schmelze gleichmäßig und großflächig vor die Innenwand des Ofengefäßes legt.The furnace vessel is designed so that in the bottom even when the A liquid sump is located in the furnace vessel. At the start of the melting process, this will be Vessel rotated around its vertical axis with the result that the Place the melt evenly and extensively in front of the inner wall of the furnace vessel.
Anschließend wird die Charge ins Gefäß eingefüllt. Die Feststoffe werden dabei aufgrund der Fliehkraft nach außen gefördert und lehnen sich an die Innenwand des Ofengefäßes an. Dabei werden die Feststoffe weitgehend von der Schmelze umhüllt, so daß ein Maximum an Wärmeenergie auf den noch nicht erschmolzenen Teil übertragen werden kann.The batch is then filled into the container. The solids are thereby conveyed to the outside due to the centrifugal force and lean against the inner wall of the Oven. The solids are largely enveloped by the melt, so that a maximum of thermal energy on the not yet melted part can be transferred.
Für die Feuerfestwand bedeutet dies, daß der zu chargierte Festschrott, der sich wegen der höheren Dichte direkt vor die Wand legt diese vor weiteren Einflüssen schützt. Darüber hinaus tritt keine unzulässige örtliche Überhitzung der Schmelze wie auch der Feuerfestwand durch die Lichtbögen auf.For the refractory wall, this means that the solid scrap to be charged, the because of the higher density directly in front of the wall, this places it before other influences protects. In addition, there is no inadmissible local overheating of the melt also the refractory wall through the arcs.
Durch die frei einstellbare Rotationsgeschwindigkeit des Gefäßes kann das sich im Zentrum des Bodens befindende Abstichloch freigehalten werden. Unter Berücksichtigung des Schmelzenvolumens ist die Rotation so einstellbar, daß keine Schmelze abfließt, obwohl kein Verschluß vorhanden ist. Due to the freely adjustable speed of rotation of the vessel, this can occur in the Tap hole located in the center of the floor must be kept clear. Under Taking the melt volume into account, the rotation can be set so that none Melt flows off, although there is no closure.
Zum Abschlacken kann in einfachster Weise durch Minderung der Drehgeschwindigkeit mit hoher Genauigkeit abgeschlackt werden. Bei dieser Abstichmethode entfällt der beim üblicherweise über einen Bodenausguß durchgeführte Abstechen auftretende Wirbel und damit die Vermischung zwischen Schlacke und Flüssigmetall.Slagging can be done in the simplest way by reducing the Rotational speed can be slagged with high accuracy. At this The tapping method does not apply to the usually via a floor spout tapping occurring whirls and thus the mixing between Slag and liquid metal.
Zum Abstechen des Metalls wird dann die Drehgeschwindigkeit weiter gesenkt, ggf. bis zum Stillstand des Ofengefäßes.To cut off the metal, the speed of rotation is then reduced further, if necessary until the furnace vessel comes to a standstill.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann ein portionsweises Abstechen der Schmelze dadurch durchgeführt werden, daß die Drehgeschwindigkeit des Ofens gesenkt und nach Erreichen der gewünschten Abstichmenge wieder beschleunigt wird.In an advantageous embodiment, the melt can be tapped off in portions be carried out by reducing the speed of rotation of the furnace and accelerated again after reaching the desired tapping amount.
Bei dem zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagenen Gefäßes handelt es sich um ein geschlossenes Ofengefäß, bei dem mindestens teilweise der Deckel fest steht und nur die am Gefäßboden vorgesehene Abstichöffnung offen ist.The vessel proposed for carrying out the method is around a closed oven vessel with the lid at least partially fixed and only the tap opening provided on the bottom of the vessel is open.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Gefäßes wird nicht nur die Gefäßinnenwand, sondern auch der Gefäßmantel in einer Weise ausgestaltet, daß die Kurve einer Parabel entspricht, die bei höchster Drehzahl erreicht wird.In an advantageous embodiment of the vessel, not only the inner wall of the vessel, but also designed the vessel jacket in such a way that the curve of a Corresponds to parabola, which is reached at maximum speed.
Im Bereich des Eintritts der Abstichöffnung ist eine Erhöhung vorgesehen, hinter der sich in radialer Richtung nach außen eine ringförmige Auskolkung erstreckt, in der sich auch bei Stillstand des Ofens ein Flüssigkeitssumpf sammeln kann.An increase is provided in the area of the entry of the tap opening, behind which extends in the radial direction to the outside an annular excavation in which can collect a liquid sump even when the furnace is at a standstill.
In besonders einfacher Weise ist die Abdichtung des feststehenden Deckelteils zum rotationsbeweglichen Gefäß bzw. Deckelteils ausgestaltet, in dem eine mit einem Dichtfluid gefüllte Dichtrinne vorgesehen ist, in die eine ringförmige Nase hineinragt.In a particularly simple manner, the sealing of the fixed cover part is Rotatable vessel or lid part designed in which one with a Sealing fluid filled sealing channel is provided, into which an annular nose protrudes.
Ein Beispiel der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung dargelegt. Dabei zeigen dieAn example of the invention is set out in the accompanying drawing. Show the
Fig. 1 einen Schnitt durch das Rotationsgefäß, Fig. 1 shows a section through the rotary vessel,
Fig. 2 eine Draufsicht. Fig. 2 is a plan view.
Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch das Gefäß 11, das einen Gefäßmantel 13 aufweist, der im Gefäßinneren mit einer Feuerfestauskleidung 14 ausgekleidet ist. Im linken Teil der Figur weist das Gefäß eine kurvenförmige Gestalt auf, die der Parabel der Schmelzenoberfläche bei höchster Drehzahl entspricht und im rechten Teil der Figur ist ein zylindrisches Gefäß dargestellt. Fig. 1 shows a section through the vessel 11 having a vessel jacket 13 that is lined at the inside of the vessel with a refractory liner 14. In the left part of the figure, the vessel has a curved shape, which corresponds to the parabola of the melt surface at the highest speed, and in the right part of the figure, a cylindrical vessel is shown.
Das Gefäß 11 besitzt in der Mitte des Gefäßbodens 16 eine Abstichöffnung 17. Die Gefäßinnenwand 12 ist im Bereich des Gefäßbodens 16 mit einer Auskolkung 19 versehen, die zum Eintritt zur Abstichöffnung 17 hin einen mit einer Erhöhung versehenen Eintrittswand 18 aufweist.The vessel 11 has a tap opening 17 in the middle of the vessel bottom 16 . The inner wall 12 of the vessel is provided in the region of the bottom 16 of the vessel with a bulge 19 which has an inlet wall 18 provided with an elevation towards the tap opening 17 .
Auf der Gefäßmündung 15 ist ein Deckel 21 vorgesehen. Im rechten Teil der Figur wird das Gefäß 11 durch einen feststehenden Deckel 22 verschlossen, im linken Teil weist der Deckel einen feststehenden Deckelteil 22 und einen drehbeweglichen Deckelteil 23 auf.A lid 21 is provided on the vessel mouth 15 . In the right part of the figure, the vessel 11 is closed by a fixed cover 22 , in the left part the cover has a fixed cover part 22 and a rotatable cover part 23 .
Im Deckel sind Durchtritte 24 für die Elektroden 41, 42 sowie Durchtritte 25 für die Materialzufuhr 51 vorgesehen.Passages 24 for the electrodes 41 , 42 and passages 25 for the material feed 51 are provided in the cover.
Am Außenrand 26 des feststehenden Deckels 22 ist eine Nase 61 vorgesehen, die in eine Dichtrinne 62 hineingreift, die mit einem Dichtfluid F gefüllt ist. Im Bereich des Gefäßbodens 16 des Gefäßes 11 sind Antriebselemente 31 vorgesehen. Im rechten Teil der Figur werden Räder 32 für die horizontale und Räder 33 für die vertikale Führung des Gefäßes eingesetzt. Im linken Teil der Figur kommen Magnete zum Einsatz, und zwar Magnete 34 für die horizontale und Magnete 35 für die vertikale Führung.On the outer edge 26 of the fixed cover 22 , a nose 61 is provided which engages in a sealing groove 62 which is filled with a sealing fluid F. Drive elements 31 are provided in the region of the vessel bottom 16 of the vessel 11 . In the right part of the figure, wheels 32 are used for the horizontal and wheels 33 for the vertical guidance of the vessel. In the left part of the figure, magnets are used, namely magnets 34 for the horizontal guide and magnets 35 for the vertical guide.
An der Mündung der Abstichsöffnung 17 ist ein Ableitungselement 71 zur Abführung der Fehlluft angeordnet.At the mouth of the Abstichsöffnung 17 is a dissipation element 71 is disposed for removing the unwanted air.
Das Gefäß ist während des Rotationsvorganges dargestellt, so daß sich das Metall M an die Gefäßinnenwand 12 anlehnt und Schlacke S in Form einer Parabel auf der Oberfläche des Metalls ansammelt. The vessel is shown during the rotation process, so that the metal M leans against the inner wall 12 of the vessel and slag S collects on the surface of the metal in the form of a parabola.
Die Fig. 2 zeigt die Draufsicht des Deckels 21. Im rechten Teil der Figur ist ein feststehender Deckel 22 dargestellt, durch den die Elektrode 42 und das Materialzufuhrbauteil 52 geführt ist. Fig. 2 shows the top view of the lid 21. In the right part of the figure, a fixed cover 22 is shown, through which the electrode 42 and the material feed component 52 are guided.
Im linken Teil ist der innere Teil des Deckels 21 als feststehender Deckelteil 22 und der äußere als ringförmiger drehbeweglicher Deckel 23 ausgeführt. Durch den feststehenden Deckel 22 ist die Elektrode 41 und das Materialzufuhrbauteil 51 geführt.In the left part, the inner part of the cover 21 is designed as a fixed cover part 22 and the outer part as an annular, rotatable cover 23 . The electrode 41 and the material feed component 51 are guided through the fixed cover 22 .
Mit D ist der Gefäßmanteldurchmesser und mit d der Durchmesser des feststehenden Teils des Deckels, soweit der mit einem beweglichen Deckelteil 23 kombiniert, bezeichnet. Der Teilkreis der Elektroden ist mit DE gekennzeichnet, wobei beim linken Teil der Fig. 2 das Materialzufuhrbauteil 51 auf diesem Teilkreis mit angeordnet ist. Die Mittenachse ist mit 1 gekennzeichnet. Die Scheitelhöhe der Auskolkung 19 ist mit h bezeichnet.D is the vessel jacket diameter and d is the diameter of the fixed part of the lid, insofar as it is combined with a movable lid part 23 . The pitch circle of the electrodes is identified by D E , the material feed component 51 being arranged on this pitch circle in the left part of FIG. 2. The center axis is marked with 1. The apex height of the excavation 19 is denoted by h.
BezugszeichenlisteReference list
10 Behälter
11 Gefäß
12 Gefäßinnenwand
13 Gefäßmantel
14 Feuerfestauskleidung
15 Gefäßmündung
16 Gefäßboden
17 Abstichöffnung
18 Eintrittsrand
19 Auskolkung
20 Abdeckung
21 Deckel
22 Feststehender Deckel
23 Drehbeweglicher Deckelteil
24 Durchtritt für Elektrode
25 Durchtritt für Materialzufuhr
26 Außenrand feststehender Deckel
30 Antrieb
31 Antriebselemente
32 Räder horizontale Führung
33 Räder vertikale Führung
34 Magnete horizontale Führung
35 Magnete vertikale Führung
40 Elektrik
41, 42 Elektrode
50 Materialeinrichtung
51, 52 Materialzufuhrbauteil
60 Abdichtung
61 Nase
62 Dichtrinne
70 Abluft
71 Ableitungselement
F Dichtfluid
DE Teilkreis Elektrode
M Metall
S Schlacke
l Mittenachse
h Scheitelhöhe
D Gefäßmanteldurchmesser
d Durchmesser feststehender Teil des Deckels 10 containers
11 vessel
12 inner wall of the vessel
13 vessel jacket
14 refractory lining
15 vascular mouth
16 vessel bottom
17 tap opening
18 entrance edge
19 Excavation
20 cover
21 lid
22 Fixed lid
23 Rotatable cover part
24 passage for electrode
25 passage for material feed
26 outer edge of fixed lid
30 drive
31 drive elements
32 wheels horizontal guidance
33 wheels vertical guidance
34 magnets horizontal guidance
35 magnets vertical guidance
40 electrics
41 , 42 electrode
50 Material setup
51 , 52 material supply member
60 sealing
61 nose
62 sealing channel
70 exhaust air
71 derivative element
F sealing fluid
D E Pitch circle electrode
M metal
S slag
l center axis
h apex height
D vessel jacket diameter
d diameter of the fixed part of the cover
Claims (14)
- a) bei Beginn des Schmelzprozesses wird das Gefäß um seine vertikale Mittenachse soweit in Rotation versetzt, daß die von vorhergehenden Schmelzen verbliebene Metallschmelze die Gefäßinnenwand großflächig bedeckt,
- b) anschließend wird die Charge, insbesondere Schrott, ins Gefäß eingefüllt und seine Drehgeschwindigkeit so eingestellt, daß sich die Feststoffe direkt vor die Wand legen,
- c) während des Schmelzprozesses wird die Drehgeschwindigkeit des Gefäßes mindestens soweit erhöht, daß das Volumen des geschmolzenen und des einzuschmelzenden Materials von der zentrisch angeordneten Abstichöffnung im Gefäßboden ferngehalten wird,
- d) zum Abschlacken wird die Drehgeschwindigkeit des Gefäßes geringfügig gemindert und
- e) zum Abstechen des Metalls wird die Drehgeschwindigkeit des Gefäßes schnellstmöglich abgesenkt, wobei auch bei einer Absenkung der Drehgeschwindigkeit auf Null ein Metallsumpf im Gefäß verbleibt.
- a) at the beginning of the melting process, the vessel is rotated about its vertical central axis to such an extent that the metal melt remaining from previous melts covers the inner wall of the vessel over a large area,
- b) the batch, in particular scrap, is then poured into the vessel and its rotational speed is set so that the solids lie directly in front of the wall,
- c) during the melting process, the speed of rotation of the vessel is increased at least to such an extent that the volume of the melted and of the material to be melted is kept away from the centrally arranged tap opening in the bottom of the vessel,
- d) to reduce the speed of rotation of the vessel is slightly reduced and
- e) to cut off the metal, the speed of rotation of the vessel is reduced as quickly as possible, a metal sump remaining in the vessel even when the speed of rotation is reduced to zero.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |