Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung oder Verringerung von
metallischen und/oder nichtmetallischen Ansätzen, insbesondere
hochtonerdehaltigen Ansätzen (Clogging), im Ausguß und/oder an dessen Ein-
und/oder Auslauf von metallurgischen Gefäßen beim Vergießen von
schmelzflüssigen Metallen, insbesondere Stahl.The invention relates to a method for preventing or reducing
metallic and / or non-metallic approaches, in particular
approaches containing high alumina (clogging), in the spout and / or at its inlet
and / or discharge of metallurgical vessels when pouring
molten metals, especially steel.
In der DE 44 28 297 A1 ist angegeben, daß Anlagerungen in einem metallurgischen
Ausguß im Gießbetrieb durch induktives Beheizen einer Ausgußdüse verhindert oder
beseitigt werden können. Es hat sich gezeigt, daß dieses zur Verhinderung oder
Verringerung von Ansätzen (Clogging) im Ausguß ungenügend ist.DE 44 28 297 A1 states that deposits in a metallurgical
Pouring in the casting operation prevented by inductive heating of a pouring nozzle or
can be eliminated. It has been shown that this for prevention or
Reduction of approaches (clogging) in the spout is insufficient.
In dem Fachbuch "Metallurgie des Stranggießens", Herausgeber: K. Schwerdtfeger,
Stahl-Eisen, Düsseldorf 1992, S. 449 ff. ist das elektromagnetische Rühren beim
Stranggießen beschrieben. Durch das Rühren soll insbesondere der
Erstarrungsvorgang der Schmelze in einer Kokille oder der aus einer Kokille
austretenden Schmelze beeinflußt werden. Es sind induktive Drehfeldrührer,
Linearrührer und Helicoidalrührer sowie konduktive Rührer beschrieben.In the specialist book "Metallurgy of continuous casting", publisher: K. Schwerdtfeger,
Stahl-Eisen, Düsseldorf 1992, p. 449 ff. Is the electromagnetic stirring at
Continuous casting described. By stirring in particular
Solidification process of the melt in a mold or from a mold
emerging melt are affected. They are inductive rotary field stirrers,
Linear stirrers and helicoidal stirrers as well as conductive stirrers are described.
Aufgabe der Erfindung ist es, beim Vergießen von schmelzflüssigen Metallen
metallische und/oder nichtmetallische Ansätze im oder am Ausguß wirkungsvoll zu
verhindern oder zu verringern.
The object of the invention is to cast molten metals
metallic and / or non-metallic approaches in or on the spout effectively
prevent or reduce.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten
Art dadurch gelöst, daß das schmelzflüssige Metall, insbesondere Stahl, im
Ausguß elektromagnetisch gerührt wird und der Ausguß zusätzlich induktiv beheizt wird. Durch das Rühren des
schmelzflüssigen Metalls im Ausguß wird dem den Ausguß durchströmenden
schmelzflüssigen Metall eine zusätzliche Bewegungskomponente aufgeprägt, die
dem Anlagern von Bestandteilen des schmelzflüssigen Metalls an der Innenwandung
des Ausgusses entgegenwirkt. An der Innenwand des Ausgusses können sich also
kaum Ansätze bilden und etwa entstandene Ansätze werden abgerieben. Der
Durchlaufquerschnitt des Ausgusses wird somit im Gießbetrieb nicht durch Ansätze,
insbesondere Tonerdeablagerungen (Clogging) wesentlich verengt. Hinzu kommt,
daß die Wirkung des Rührers sich über die räumliche Ausdehnung des Rührers
hinaus erstreckt, weil dem Stahl eine Zwangsströmung aufgeprägt werden kann
("Metallurgie des Stranggießens", Herausgeber: K. Schwerdtfeger, Stahl-Eisen,
Düsseldorf 1992, S. 449 ff.).According to the invention the above object is in a method of the aforementioned
Art solved in that the molten metal, especially steel, in
Spout is stirred electromagnetically and the spout is additionally heated inductively. By stirring the
molten metal in the spout is the flowing through the spout
molten metal imprinted an additional movement component that
the accumulation of components of the molten metal on the inner wall
counteracts the spout. So on the inner wall of the spout
hardly any approaches and any approaches that have arisen are rubbed off. The
The flow cross-section of the spout is therefore not
in particular, alumina deposits (clogging) significantly narrowed. Come in addition,
that the effect of the stirrer extends over the spatial extent of the stirrer
extends because a forced flow can be impressed on the steel
("Metallurgy of continuous casting", editor: K. Schwerdtfeger, steel-iron,
Düsseldorf 1992, p. 449 ff.).
In Weiterbildung der Erfindung wird der Ausguß und/oder das schmelzflüssige Metall
induktiv beheizt. Dieses Beheizen dient vor allem dazu, der Ansätze begünstigenden
Temperaturerniedrigung des Ausgusses entgegenzuwirken. Durch das Beheizen soll
diejenige Wärme nachgeführt werden, die das Ausgußsystem, beispielsweise
Freilaufdüse, Schieberauslauf, Eintauchausguß, Wechselausguß, Schattenrohr, an
die Umgebung abgibt. Das induktive Beheizen kann mittels eines Induktors dadurch
erfolgen, daß der Ausguß und/oder das schmelzflüssige Metall induktiv an das
elektromagnetische Feld des Induktors ankoppelt. Selbst bei niedrigen
Gießtemperaturen werden dadurch auch Ansätze durch ein- bzw. anfrierendes
Metall am oder im Auslauf verhindert.In a development of the invention, the spout and / or the molten metal
heated inductively. This heating primarily serves to favor the approaches
Counteracting the drop in temperature. By heating
the heat that the pouring system, for example
Freewheel nozzle, slide spout, immersion spout, interchangeable spout, shade tube, on
the environment. Inductive heating can thereby be done by means of an inductor
take place that the spout and / or the molten metal inductively to the
electromagnetic field of the inductor is coupled. Even at low
Pouring temperatures also become approaches due to freezing or freezing
Metal on or in the outlet prevented.
Das schmelzflüssige Metall wird induktiv und/oder konduktiv gerührt, wie dies in dem
eingangs genannten Fachbuch beschrieben ist. Zum Rühren kann ein
Drehfeldrührer und/oder Linearrührer und/oder Helicoidalrührer verwendet werden.
The molten metal is stirred inductively and / or conductively, as in the
the above-mentioned textbook is described. To stir a
Rotary field stirrer and / or linear stirrer and / or helicoidal stirrer are used.
Solche Rührer sind ebenfalls in dem genannten Fachbuch beschrieben. Ein
Linearrührer hat den Vorteil, daß er sich bildende Ansätze an der Innenwandung des
Ausgusses in und/oder gegen die Strömungsrichtung, in der das schmelzflüssige
Metall durch den Ausguß strömt, unterbindet. Ein Drehfeldrührer hat den Vorteil, daß
er dem den Ausguß durchströmenden schmelzflüssigen Metall eine tangentiale
Bewegungskomponente aufprägt, die ebenfalls Anbackungen entgegenwirkt. Ein
Helicoidalrührer vereinigt die Vorteile des Drehfeldrührers und des Linearrührers,
indem er dem schmelzflüssigen Metall im Ausguß eine wendelförmige
Bewegungskomponente aufprägt.Such stirrers are also described in the specialist book mentioned. A
Linear stirrer has the advantage that it forms lugs on the inner wall of the
Spout in and / or against the flow direction in which the molten
Metal flows through the spout, prevents it. A rotary field stirrer has the advantage that
he a tangential to the molten metal flowing through the spout
Imprints movement component that also counteracts caking. A
Helicoidal stirrer combines the advantages of the rotary field stirrer and the linear stirrer,
by giving the molten metal a helical shape in the spout
Imprints movement component.
Zum Rühren und gegebenenfalls zum Beheizen kann auch ein Mehrfrequenzrührer,
wie er in der Literaturstelle ISIJ International, Vol. 36 (1996), No. 5, pp. 487 bis 492
beschrieben ist, verwendet werden.A multi-frequency stirrer can also be used for stirring and optionally for heating.
as described in ISIJ International, Vol. 36 (1996), No. 5, pp. 487 to 492
is used.
Zur Durchführung des Verfahrens werden fluidgekühlte, insbesondere luft- und/oder
wassergekühlte elektromagnetische Rührer und/oder Induktoren zum Aufheizen
bzw. Beheizen verwendet. Der/die Rührer und der/die Induktor/en können in
Strömungsrichtung des schmelzflüssigen Metalls hintereinander und/oder radial
zur Strömungsrichtung übereinander angeordnet werden.To carry out the method, fluid-cooled, in particular air and / or
water-cooled electromagnetic stirrers and / or inductors for heating
or heating used. The stirrer and the inductor (s) can be in
Flow direction of the molten metal one behind the other and / or radially
to be arranged one above the other in the direction of flow.
Zur Durchführung des Verfahrens können induktiv ankoppelbare feuerfeste
Ausgüsse verwendet werden, die gegebenenfalls mit einer nicht induktiv
ankoppelbaren Innen- oder Außenschicht versehen sind.To carry out the method, inductively connectable refractories
Spouts are used, if necessary with a non-inductive
connectable inner or outer layer are provided.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in einer Wandung oder in einem
Boden eines metallurgischen Gefäßes ein Ausguß, beispielsweise Ausgußdüse,
angeordnet (vgl. beispielsweise die Fig. 1 der DE 196 51 534 A1)
oder am Boden des metallurgischen Gefäßes ist als Ausguß ein an sich bekannter
Schieber mit oder ohne Eintauchausguß angeordnet. Der Ausguß ist im
Bereich der Einlaufhülse des Schiebers von einem elektromagnetischen Rührer
umgeben, der aus einer oder mehreren elektromagnetischen Spulen besteht, die von
einem Frequenzumrichter oder Umformer gespeist sind und die elektromagnetischen
Felder an das schmelzflüssige Metall, insbesondere Stahl, derart ankoppeln, daß in
diesem eine zur Strömungsrichtung zusätzliche Bewegungskomponente (Rühren)
entsteht. Diese Bewegungskomponente verhindert oder verringert Ansätze von
Bestandteilen des schmelzflüssigen Metalls an der an das schmelzflüssige Metall
angrenzenden Innenseite des Ausgusses und insbesondere im Bereich seines
Einlaufes oder an dessen Auslauf, an dem das schmelzflüssige Metall diesen
verläßt. Der Rührer ist im Ausguß derart angeordnet, daß sich bei dem für Ansätze
und insbesondere Clogging kritischen Bereichen die Rührbewegung günstig
auswirkt.In one embodiment of the invention, a spout, for example a spout nozzle, is arranged in a wall or in a base of a metallurgical vessel (see, for example, FIG. 1 of DE 196 51 534 A1) or on the bottom of the metallurgical vessel is a spout as such known slide with or without immersion spout arranged. The spout is surrounded in the area of the inlet sleeve of the slide by an electromagnetic stirrer, which consists of one or more electromagnetic coils, which are fed by a frequency converter or converter and couple the electromagnetic fields to the molten metal, in particular steel, in such a way that in this a movement component (stirring) that is additional to the direction of flow arises. This movement component prevents or reduces the build-up of constituents of the molten metal on the inside of the spout adjacent to the molten metal and in particular in the area of its inlet or on its outlet where the molten metal leaves it. The stirrer is arranged in the spout in such a way that the stirring movement has a favorable effect in the areas critical for approaches and in particular clogging.
Zusätzlich ist der Ausguß von wenigstens einem Induktor umgeben, dessen
elektromagnetisches Feld an das feuerfeste keramische Material des Ausgusses
und/oder an das schmelzflüssige Metall ankoppelt und damit zu einem
Beheizen führt. Das rührende Feld und das heizende Feld können sich überlagern.
Der Ausguß kann eine induktiv nicht ankoppelbare Innenschicht als
Verschleißschutzschicht und/oder eine induktiv nicht ankoppelbare Außenschicht zur
thermischen Isolierung tragen.In addition, the spout is surrounded by at least one inductor, the
electromagnetic field on the refractory ceramic material of the spout
and / or coupled to the molten metal and thus to one
Heating leads. The moving field and the heating field can overlap.
The spout can be an inductively non-coupled inner layer
Wear protection layer and / or an inductively non-connectable outer layer for
wear thermal insulation.
Der Rührer und der Induktor sind in Strömungsrichtung des schmelzflüssigen Metalls
hintereinander angeordnet. Sie können auch radial zur Strömungsrichtung gesehen
übereinander angeordnet sein. Die elektrischen Leistungen und Frequenzen des
Rührers und des Induktors sind derart eingestellt, daß die gewünschten Funktionen,
nämlich Rühren einerseits und Beheizen andererseits, erreicht werden. Der Induktor
kann auch zusätzlich dazu dienen, vor und für das Angießen den Ausguß
aufzuheizen.The stirrer and the inductor are in the flow direction of the molten metal
arranged one behind the other. You can also see radial to the direction of flow
be arranged one above the other. The electrical powers and frequencies of the
The stirrer and the inductor are set so that the desired functions,
namely stirring on the one hand and heating on the other. The inductor
can also serve in addition, before and for pouring the spout
to heat up.
Der Rührer und der Induktor sind mittels eines Fluids gekühlt, um ihre Überhitzung
zu vermeiden. Zur Kühlung kann z. B. Druckluft oder Wasser verwendet werden.The stirrer and inductor are cooled by a fluid to prevent them from overheating
to avoid. For cooling z. B. compressed air or water can be used.