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WO2000040353A1 - Verfahren und vorrichtung zur behandlung von im überschuss anfallendem roheisen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur behandlung von im überschuss anfallendem roheisen Download PDF

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Publication number
WO2000040353A1
WO2000040353A1 PCT/DE1999/003991 DE9903991W WO0040353A1 WO 2000040353 A1 WO2000040353 A1 WO 2000040353A1 DE 9903991 W DE9903991 W DE 9903991W WO 0040353 A1 WO0040353 A1 WO 0040353A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pig iron
molds
cast
mold walls
iron
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE1999/003991
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ralf Evertz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Egon Evertz KG GmbH and Co
Original Assignee
Egon Evertz KG GmbH and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Egon Evertz KG GmbH and Co filed Critical Egon Evertz KG GmbH and Co
Publication of WO2000040353A1 publication Critical patent/WO2000040353A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D3/00—Pig or like casting

Definitions

  • the invention relates to a process for the treatment of pig iron, which is obtained in excess, the pig iron being poured into molds in portions, from which it is re-melted after solidification, if appropriate after intermediate storage.
  • the invention further relates to a device for treating pig iron, which is obtained in excess, with molds into which the pig iron obtained can be poured.
  • ingot machines which basically consist of a large-dimensional endless conveyor belt onto which molds are screwed, into which the molten pig iron is used from the torpedo ladle car used. will pour.
  • the length of the endless conveyor belt which can be 40 m to 60 m, is selected taking into account the cooling speed in such a way that liquid pig iron filled at the beginning of the conveyor path has solidified at the end of the conveyor belt, so that after the conveyor belt has been deflected, the solidified pig iron is removed from the molds in portions underlying containers can fall off.
  • the individual molds or the endless conveyor belt are sprayed with water to accelerate the solidification process.
  • the molds are preferably designed as steel molds which are lined with graphite plates on the inside. Steel molds can be manufactured inexpensively.
  • the molds are essentially cuboid, the four side walls being hydraulically displaceable horizontally, so that the resulting block for conventional gripping tools can be exposed from a closed container for holding the molten pig iron after the iron has solidified.
  • the solidified cast iron blocks e.g. Have dimensions of 0.6 mx 3 mx 11 m, have a weight of about 140 tons. This mass of iron takes about 5 hours to cool down.
  • the pig iron block is provided with predetermined breaking points, which facilitates the crushing of the pig iron blocks.
  • the pig iron blocks are prior to re-melting, e.g. the return to the blast furnace, in the drop unit or crushed using a curling iron.
  • this torpedo pour the dopfannenwagen filling quantity into two cast iron blocks of the same size. This is preferably done via double-sided slidable channels, from which the pig iron can flow simultaneously into two molds. This measure saves long conveying distances and multiple pouring.
  • the molds are closed with a lid after filling, so that there is a sealed housing which makes dedusting unnecessary.
  • Such closed containers do not have to go into a hall, but can also be moved outdoors.
  • the mold walls can be water-cooled to accelerate the solidification process of the pig iron, for example by using sprinkler systems.
  • the graphite formed on the cast iron block surface during solidification can preferably be easily extracted.
  • the molds used consist of molds with displaceable and / or extendable walls, which are preferably formed from steel molds and / or are lined with graphite plates.
  • the mold side walls can be moved hydraulically, pneumatically or mechanically.
  • FIG. 1 shows a cross section through a hall with a
  • Fig. 2 is a plan view of the casting pit according to Fig. 1 and
  • Fig. 3 is a cross-sectional view of a steel mold with apart side walls exposing the solidified pig iron block.
  • a hall 10 is equipped with a pit 11, the height h of which is determined by the height of the steel mold 12, of which four rows of four molds are provided in the present case (see FIG. 2).
  • an overhead crane 13 with double block tongs can also be provided in the hall as a lifting means for pig iron blocks.
  • one or more torpedo cars 15 can be moved along tracks, the center of which is identified by reference numeral 14, in such a way that the liquid channels are known in principle according to the prior art (see arrows 16 and 17)
  • Pig iron from the torpedo car can be poured simultaneously into two adjacent molds 12.
  • the molds used consist of a steel structure and have a floor and four side walls, two opposite side walls 18 and 19 of Fig. 3 can be seen.
  • the steel mold is essentially cuboid and has corresponding hydraulic or pneumatic actuation means each opposite side walls 18, 19 which can be moved apart. As is clear from FIG. 3, the side walls 18 and 19 rested on the pig iron block 20 in the closed state.
  • the side walls 18, 19 move into the position shown so that the pig iron block 20 can be removed by means of suitable lifting devices and can be used for further use. Thereafter, the side walls 18, 19 and the side walls, not shown, adjacent to these walls can be moved towards each other again, so that an open but otherwise closed cavity is formed in which pig iron can be poured.
  • the steel mold is lined with graphite plates 21, 22 on the inside.
  • the method according to the invention works as follows:
  • the hot metal accumulating in each case is poured into the steel mold 12 by means of one or more schematically illustrated torpedo cars 15 via suitable channels 16, 17.
  • Each of these steel molds holds liquid pig iron of 140 tons, i.e. eight torpedo ladle cars can be emptied over all 16 molds.
  • the mold walls 18, 19 are moved apart and the pig iron block, which in the present case has the dimensions 0.6 mx 3 mx 11 m, is removed. After crushing this pig iron block, the product obtained is fed to the blast furnace.
  • Water sprinkler systems arranged above the pit can also be provided to accelerate the solidification process.
  • the hall is equipped with a filter system in order to be able to absorb graphite.
  • each steel mold with a lid, so that this mold is closed after filling and brought into the open by means of suitable conveying means.
  • cast iron can be poured into two steel structures at the same time. Killing possible, with which a quantity of 7 to 8 to / min liquid pig iron can be transferred. It follows that a torpedo pan with a filling weight of 300 tons is emptied in 35 minutes. Already from these figures it can be seen that the daily output of 1600 tons of pig iron, which can be achieved with a conventional ingot casting machine with a length of 60 m, can be increased many times over.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von Roheisen, das im Überschuss anfällt, wobei das Roheisen portionsweise in Formen vergossen wird, woraus es nach dem Erstarren, ggf. nach Zwischenlagerung einem Wiedererschmelzen zugeführt wird. Um einen wirtschaftlicheren Betrieb zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass das flüssige Roheisen in Formen aus Kokillen mit ausziehbaren oder verschiebbaren Kokillenwänden vergossen wird, aus denen nach Freilegen des erstarrten Roheisens durch Verschiebung oder Ausziehen der Kokillenwände der Roheisenblock entnommen wird.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von im Überschuß anfallendem Roheisen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Roheisen, das im Überschuß anfällt, wobei das Roheisen portionsweise in Formen vergossen wird, woraus es nach dem Erstarren, ggf. nach Zwischenlagerung einem Wiedererschmelzen zugeführt wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Behandlung von Roheisen, das im Überschuß anfällt, mit Formen, in die das anfallende Roheisen vergießbar ist.
Es ist bekannt, daß Hochöfen nach ihrem Anblasen bis zu 10 Jahre ununterbrochen in Betrieb bleiben müssen, um kostengünstig genutzt werden zu können. Sofern das durch Abstich gewonnene Roheisen nicht unmittelbar weiterverarbeitet werden kann, weil z.B. beim Roheisen-Abnehmer eine Störung des Betriebsablaufes aufgetreten ist, fallen überschüssige Roheisenmengen an. Grundsätzlich ist es zwar möglich, den Hochofen gedrosselt, d.h., nicht unter voller Ausnutzung seiner Kapazität zu betreiben, jedoch wird hiermit lediglich die anfallende Roheisenmenge reduziert. Ein Abkippen des angefallenen Roheisens in Stahlbunker stellt eine unbefriedigende Lösung dar, da die dann erstarrten Roheisenblöcke später schwer zu zerkleinern sind. Zudem entstehen während des Abkühlens große Staub- und Gasmengen, die über eine geeignete Absaugung gefiltert werden müssen .
Nach dem Stand der Technik werden daher Masselmaschinen verwendet, die prinzipiell aus einem großdimensionalen Endlosförderband bestehen, auf dem Formen aufgeschraubt sind, in die aus den verwendeten Torpedopfannenwagen das flüssige Roheisen ver- gössen wird. Die Länge des Endlosförderbandes, die 40 m bis 60 m betragen kann, ist unter Berücksichtigung der Abkühlgeschwindigkeit derart gewählt, daß am Anfang des Förderweges eingefülltes flüssiges Roheisen am Ende des Förderbandes erstarrt ist, so daß nach erfolgter Förderbandumlenkung das erstarrte Roheisen portionsweise aus den Formen in darunterliegende Behälter abfallen kann. Zur Beschleunigung des Erstarrungsvorganges werden die einzelnen Formen bzw. das Endlosförderband mit Wasser bespritzt. Dies führt zu einer nicht unerheblichen Staub- und Gasentwicklung, der mit einer entsprechenden Einhausung und einer Filterung entgegengetreten wird. Insbesondere die anfallenden Graphitstäube führen jedoch schnell zu einem Verstopfen der Filter, die relativ häufig gereinigt werden müssen. Insgesamt ergeben sich beim Betreiben solcher Masselmaschinen erhebliche Kosten, die die Wirtschaftlichkeit stark beeinträchtigen. Hinzu kommt, daß aufgrund der in Reihen und Zeilen auf dem Förderband angeordneten kleinen Formen nur eine geringe Tagesleistung von etwa 1600 to Roheisen bei Verwendung von zwei Transportbändern erreichbar ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit der ein wirtschaftlicherer Betrieb möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 beschriebene Verfahren gelöst, das erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß das flüssige Roheisen in Formen aus Kokillen mit ausziehbaren oder verschiebbaren Kokillenwänden vergossen wird, aus denen nach Freilegen des erstarrten Roheisens durch Verschiebung oder Ausziehen der Kokillenwände der Roheisenblock entnommen wird. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß die Kokillen unabhängig von der Abkühlgeschwindigkeit des flüssigen Roheisens zum starren Block erheblich größer dimensioniert werden können. Eine obere Grenze des Kokillen-Füllvolumens wird zweck- mäßigerweise durch das Volumen des Zuförderers, also z.B. eines Torpedopfannenwagens, und die vorhandenen Hebezeuge bestimmt, die zum Anheben und Transportieren des Roheisenblockes benötigt werden. Die Kokillen selbst können nämlich an einen vorhandenen Abstellort in einer Halle oder ins Freie verbracht werden, wo sie bis zur Erstarrung des Roheisens verbleiben.
Vorzugsweise sind die Kokillen als Stahlbaukokillen ausgebildet, die innen mit Graphitplatten ausgekleidet sind. Stahlbaukokillen lassen sich preisgünstig herstellen.
Um die Kokillenseitenwände verschieben bzw. ausfahren zu können, werden nach einer Weiterbildung der Erfindung hydraulische oder pneumatische Antriebsmittel verwendet. Im konkreten Anwendungsfall sind die Kokillen im wesentlichen quaderförmig, wobei die vier Seitenwände hydraulisch in der Waagerechten verschiebbar sind, so daß aus einem geschlossenen Behälter zur Aufnahme des flüssigen Roheisens nach dem Erstarren des Eisens der entstandene Block für übliche Greifwerkzeuge freigelegt werden kann.
Die erstarrten Roheisenblöcke, die z.B. Ausmaße von 0,6 m x 3 m x 11 m haben, besitzen ein Gewicht von etwa 140 to. Diese Eisenmasse benötigt zur Abkühlung etwa 5 Stunden.
Ggf. kann durch betreffende Konstruktion der Kokilleninnenwände und/oder durch Einsetzen von Gitter-Zwischenwänden oder ähnliches dafür gesorgt werden, daß der Roheisenblock Sollbruchstellen erhält, welche das Zerkleinern der Roheisenblöcke erleichtert. Die Roheisenblöcke werden vor ihrem Wiedererschmelzen, z.B. der Rückführung in den Hochofen, im Fallwerk oder mittels einer Brennschere zerkleinert.
Verwendet man übliche Torpedopfannenwagen, die beispielsweise eine Aufnahmekapazität von 280 to besitzen, kann diese Torpe- dopfannenwagenfüllmenge in zwei gleich große Roheisenblöcke vergossen werden. Vorzugsweise geschieht dies über doppelseitig verschiebbare Rinnen, aus denen das Roheisen gleichzeitig in zwei Kokillen abfließen kann. Diese Maßnahme erspart lange Förderwege und ein mehrfaches Ausgießen.
Um Emissions- und Immissionsschutzbestimmungen gerecht werden zu können, werden die Kokillen nach dem Befüllen durch einen Deckel verschlossen, so daß sich ein abgeschlossenes eingehau- stes Gehäuse ergibt, das eine Entstaubung überflüssig macht. Solche geschlossenen Behälter müssen somit nicht in eine Halle, sondern können auch ins Freie verfahren werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung können die Kokillenwände zur Beschleunigung des Erstarrungsprozesses des Roheisens wassergekühlt werden, beispielsweise durch Verwendung von Berieselungsanlagen.
Bei Verwendung der bereits erwähnten, mit einem Deckel verschließbaren Behälter läßt sich vorzugsweise das während des Erstarrens auf der Roheisenblockoberfläche gebildete Graphit leicht absaugen.
Vorrichtungstechnisch wird die oben angesprochene Aufgabe nach Maßgabe der Merkmalskombination gemäß Anspruch 11 gelöst.
Erfindungsgemäß bestehen die verwendeten Formen aus Kokillen mit verschiebbaren und/oder ausziehbaren Wänden, die vorzugsweise aus Stahlbaukokillen ausgebildet sind und/oder mit Graphitplatten ausgekleidet sind. Die Kokillenseitenwände sind hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch bewegbar.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Halle mit einer
Gießgrube,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Gießgrube nach Fig. 1 und
Fig. 3 eine Querschnittsansicht einer Stahlbaukokille mit auseinandergef hrenen Seitenwänden unter Freilegung des erstarrten Roheisenblockes.
Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, ist eine Halle 10 mit einer Grube 11 ausgestattet, deren Höhe h durch Höhe der Stahlbaukokille 12 bestimmt wird, von denen im vorliegenden Fall vier Reihen ä vier Kokillen (siehe Fig. 2 vorgesehen sind) . Zusätzlich kann in der Halle noch ein Laufkran 13 mit einer Doppelblockzange als Hub-Fördermittel für Roheisenblöcke vorgesehen sein.
Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, können einer oder mehrere Torpedowagen 15 entlang von Gleisen, deren Mitte durch Bezugszeichen 14 gekennzeichnet ist, so verfahren werden, daß über im Prinzip nach dem Stand der Technik bekannte Doppelrinnen (siehe Pfeile 16 und 17) das flüssige Roheisen aus dem Torpedowagen gleichzeitig in zwei nebeneinanderliegende Kokillen 12 vergossen werden kann. Die verwendeten Kokillen bestehen aus einer Stahlbaukonstruktion und besitzen einen Boden sowie vier Seitenwände, von denen zwei gegenüberliegende Seitenwände 18 und 19 Fig. 3 zu entnehmen sind. Die Stahlbaukokille ist im wesentlichen quaderförmig ausgestattet und besitzt über entsprechende hydraulische oder pneumatische Betätigungsmittel jeweils gegenüberliegende Seitenwände 18, 19, die auseinanderfahrbar sind. Wie aus Fig. 3 deutlich ist, lagen die Seitenwände 18 und 19 im geschlossenen Zustand an dem Roheisenblock 20 an. Nach Erstarren des zuvor flüssigen Roheisens werden die Seitenwände 18, 19 in die dargestellte Position verfahren, so daß der Roheisenblock 20 mittels geeigneten Hebezeugen entnommen und der Weiterverwendung zugeführt werden kann. Hiernach können die Seitenwände 18, 19 sowie die diesen Wänden benachbarten nicht dargestellten Seitenwände wieder aufeinander zugefahren werden, so daß ein oben offener, aber ansonsten geschlossener Hohlraum gebildet wird, in den Roheisen vergossen werden kann. Die Stahlbaukokille ist innen mit Graphitplatten 21, 22 ausgekleidet.
Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet folgendermaßen:
Das jeweils im Überschuß anfallende Roheisen wird mittels eines oder mehrerer schematisch dargestellter Torpedowagen 15 über geeignete Rinnen 16, 17 in die Stahlbaukokillen 12 vergossen. Jede dieser Stahlbaukokillen faßt flüssiges Roheisen einer Menge von 140 to, d.h., über alle 16 Kokillen können acht Torpedopfannenwagen entleert werden. Nach dem Erstarren des Roheisens werden die Kokillenwände 18, 19 auseinandergefahren und der Roheisenblock, der im vorliegenden Fall die Ausmaße 0,6 m x 3 m x 11 m besitzt, entnommen. Nach Zerkleinerung dieses Roheisenblockes wird das erhaltene Produkt dem Hochofen zugeführt.
Zur Beschleunigung des Erstarrungsvorganges können auch oberhalb der Grube angeordnete Wasserberieselungsanlagen vorgesehen sein. Die Halle ist mit einer Filteranlage ausgestattet, um entstehendes Graphit aufnehmen zu können.
In einer Ausführungsvariante der Erfindung ist es jedoch möglich, jede Stahlbaukokille mit einem Deckel auszustatten, so daß diese Kokille nach dem Befüllen verschlossen und über geeignete Fördermittel ins Freie gebracht wird.
Unter Verwendung einer doppelseitig verschiebbaren Rinne ist ein gleichzeitiges Vergießen von Roheisen in zwei Stahlbauko- killen möglich, womit eine Menge von 7 to bis 8 to/min Flüssigroheisen umgefüllt werden kann. Hieraus folgt, daß eine Torpedopfanne mit einem Füllgewicht von 300 to in 35 Minuten entleert ist. Bereits aus diesen Zahlenangaben wird ersichtlich, daß die Tagesleistung von 1600 to Roheisen, die mit einer herkömmlichen Masselgießmaschine bei einer Länge von 60 m erreichbar ist, um ein Vielfaches gesteigert werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Behandlung von Roheisen, das im Überschuß anfällt, wobei das Roheisen portionsweise in Formen vergossen wird, woraus es nach dem Erstarren, ggf. nach Zwischenlagerung, einem Wiedererschmelzen zugeführt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das flüssige Roheisen in Formen aus Kokillen mit ausziehbaren oder verschiebbaren Kokillenwänden vergossen wird, aus denen Nach freilegen des erstarrten Roheisens durch Verschiebung oder Ausziehen der Kokillenwände der Roheisenblock entnommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokillen Stahlbaukokillen (12) sind, die vorzugsweise mit Graphitplatten (21, 22) ausgekleidet sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokillenwände (18, 19) hydraulisch oder pneumatisch bewegt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Roheisenblöcke (20) vor ihrem Wiedererschmelzen im Fallwerk oder mittels einer Brennschere zerkleinert werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Roheisenblöcke mit Sollbruchstellen versehen werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe und das Gewicht der Roheisenblöcke (20) durch die Füllmenge eines Torpedowa- gens (15) als Fördermittel bestimmt ist, vorzugsweise dergestalt, daß aus einer Torpedowagenfüllmenge zwei etwa gleich große Roheisenblöcke (20) gewonnen werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem Torpedowagen (15) gleichzeitig über doppelseitig verschiebbare Rinnen (16, 17) das Roheisen in zwei Kokillen (12) vergossen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokillen (12) nach dem Befüllen mit Roheisen durch einen Deckel verschlossen werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokillenwände zur Beschleunigung des Erstarrungsprozesses des Roheisens wassergekühlt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß während des Erstarrens sich auf der Roheisenblockoberfläche bildendes Graphit vor der Roheisenblockentnahme abgesaugt wird.
11. Vorrichtung zur Behandlung von Roheisen, das im Überschuß anfällt, mit Formen, in die das anfallende Roheisen vergießbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Formen Kokillen (12) mit verschiebbaren und/oder ausziehbaren Wänden (18, 19) sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokillen Stahlbaukokillen (12) sind, die vorzugsweise mit Graphitplatten (21, 22) ausgekleidet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokillenwände (18, 19) hydraulisch oder pneumatisch bewegbar sind.
PCT/DE1999/003991 1999-01-06 1999-12-10 Verfahren und vorrichtung zur behandlung von im überschuss anfallendem roheisen Ceased WO2000040353A1 (de)

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