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WO2002076658A1 - Einrichtung zur verhinderung eines vortex-effekts im auslaufbereich eines metallurgischen schmelzgefässes - Google Patents

Einrichtung zur verhinderung eines vortex-effekts im auslaufbereich eines metallurgischen schmelzgefässes Download PDF

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WO2002076658A1
WO2002076658A1 PCT/EP2002/002930 EP0202930W WO02076658A1 WO 2002076658 A1 WO2002076658 A1 WO 2002076658A1 EP 0202930 W EP0202930 W EP 0202930W WO 02076658 A1 WO02076658 A1 WO 02076658A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
melting vessel
extension
openings
area
base part
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/EP2002/002930
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ewald Schumacher
Hubert Brenner
Christian Artner
Gerhard Brecka
Edgar Schumacher
Renata Franzky
Viktor Khloponin
Ivan Zinkovski
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.)
RHI AG
Techcom Import Export GmbH
Original Assignee
RHI AG
Techcom Import Export GmbH
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 RHI AG, Techcom Import Export GmbH filed Critical RHI AG
Priority to EA200300949A priority Critical patent/EA005063B1/ru
Priority to UA2003109609A priority patent/UA75398C2/uk
Publication of WO2002076658A1 publication Critical patent/WO2002076658A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D43/00—Mechanical cleaning, e.g. skimming of molten metals
    • B22D43/001—Retaining slag during pouring molten metal

Definitions

  • the invention relates to a device for preventing a vortex effect in the outlet area of a metallurgical melting vessel.
  • a tundish treatment vessel
  • the phenomenon of so-called vortex formation can be observed again and again.
  • a vortex is formed.
  • An uncontrolled flow of the melt occurs before and / or through the spout, with the result that particles of slag floating on the melt can be entrained.
  • Preventing or at least reducing non-metallic inclusions in the molten metal is a primary goal, particularly in the field of secondary metallurgy. There has therefore been no lack of attempts to minimize or prevent the observed vortex formation by means of different measures.
  • This includes the installation of refractory components in the outlet area, for example in the area of a freewheel nozzle.
  • the object of the invention is to show a possibility with which the vortex formation of a melt in the outlet area of a metallurgical melting vessel can be reliably prevented, at least under normal conditions.
  • the basic idea of the invention is to use a device made of a refractory ceramic material, which is arranged in the outlet area of the metallurgical melting vessel and covers the outlet area. In this way the ferrostatic pressure in the outlet area is reduced. Furthermore, the device should have one or more openings through which the melt located in the melting vessel can flow to the outlet region of the vessel, that is to say to the pouring spout.
  • a basic part of the device ensures that the melt is deflected on its way to the discharge area.
  • An extension adjoining the base part serves as a “flow breaker”, that is to say the melt flow is divided into a plurality of separate partial flows.
  • the openings are placed in such a way that they are at a distance from the bottom surface of the vessel in the assembled state of the device (in the metallurgical vessel)
  • the distance from the floor level can be> 20 mm and ⁇ 200 mm, for example 30 to 60, 60 to 80 or 70 to 100 mm.
  • the device thus makes the use of a so-called starter tube superfluous.
  • the melt filled in the vessel and / or a leading slag are prevented from flowing out via the spout until the melt level has reached the lower edge of the opening closest to the bottom of the vessel.
  • the invention relates to a device for preventing a vortex effect in the outlet area of a metallurgical melting vessel, with the following features:
  • the device consists of a refractory ceramic material
  • the device comprises a base part
  • a cylindrical extension adjoins the base part with at least one opening on the wall
  • the opening is arranged so that it is at a distance from the bottom of the melting vessel after placing the device in the outlet area of the melting vessel and creates a connection to the outlet region of the melting vessel.
  • cylindrical means “essentially cylindrical” and also includes, for example, bulbous shapes, polygonal cross sections or the like.
  • the device can be designed in the manner of a hood which is placed on the bottom of the metallurgical melting vessel, the outlet area being completely covered.
  • a cavity formed below the hood has a horizontal one above the bottom of the vessel at least at one point Cross-sectional area that is at least as large as the cross-sectional area of the outlet area in the area of the surface of the bottom (the bottom level) of the melting vessel.
  • this cavity is delimited by the extension mentioned, on the upper side by the base part of the device.
  • the openings / openings mentioned are provided in the wall area. According to one embodiment, several such openings are arranged regularly distributed in the wall area.
  • An optimization of the flow distribution i.e. a breakdown of the flow of the molten metal into individual partial flows, is achieved if the device is designed to be rotationally symmetrical, namely rotationally symmetrical with respect to an imaginary axis running through its center of gravity (axis of symmetry).
  • the symmetry can also be defined in relation to an imaginary central longitudinal axis of the extension or the entire device.
  • the base part of the device can be convexly curved with respect to the extension or the outlet area, so that the hood takes on a kind of bell shape, the wall area of the extension being able to adjoin the base part in a substantially cylindrical manner.
  • the hood design includes embodiments in which the device is designed in the manner of a spherical segment, in the manner of a cuboid, in the manner of a pyramid or in the manner of a cylinder. Unsymmetrical shapes and cross-sections are also possible, or hoods with a concave top surface (based on the outlet area).
  • the openings can be designed as channels with different slopes.
  • the geometric design of the device and its parts can vary within wide limits and depends on the respective application.
  • the openings (connecting channels) can have a semicircular or circular cross section, rectilinear or curved, optionally also involute in the direction of an area around the central longitudinal axis of the device.
  • the openings can be designed as slots which run essentially in the axial direction of the device (axial direction of the spout). Symmetrical and asymmetrical shapes and cross sections are possible.
  • the cross-sectional area of the entirety of the openings should be larger than the cross-sectional area of the outlet area at the level of the surface of the bottom of the melting vessel.
  • the device can be conically tapered at the end opposite the base part. Is the shape corresponding (to the inner) shape of the spout, the device can be easily placed in the pouring area, for example also mortared or glued. A positive connection is also particularly tight. Profiles on the outer surface of the end part of the device are helpful.
  • the figures show examples.
  • the device can be in one piece and can be produced in one process step. This applies even to a version with a tapered end part. Reference is made to the known production processes such as slip casting (for porcelain) or the burning out of temporary inserts to form cavities.
  • the distance between the base part and the spout at the level of the floor is usually up to 250 mm.
  • the cross-sectional area of the base part should be selected so that it covers the mentioned inlet of the spout on all sides by at least 20 mm, a degree of coverage of 100 mm being generally sufficient.
  • Figure 1 a longitudinal section through part of a metallurgical melting vessel in the bottom discharge area with two alternative designs of a device according to the invention
  • Figure 2 an analog representation as Figure 1, but for a third embodiment.
  • reference numeral 10 designates a base of a metallurgical tank, here a distributor (tundish).
  • the base 10 formed from refractory material of the usual type is delimited on the outside (underside) by a steel jacket 12.
  • two pouring stones 14 are shown schematically, each having a central outflow opening 16, which is funnel-shaped at its upper end facing a molten metal 18. This results in a diameter “d” of the outlet openings 16 in the region of a surface 10 of the base 10.
  • Each outlet area 16 is covered by a device 20, the device 20 shown on the left in the figure being explained first:
  • This is designed like a hood and has a base part 20b which is convex with respect to the pouring stone 14 and which is adjoined by a substantially cylindrical extension (wall section 20w) which stands with its (lower) free end on the surface 10o of the base 10.
  • a substantially cylindrical extension (wall section 20w) which stands with its (lower) free end on the surface 10o of the base 10.
  • a plurality of openings 22 with a circular cross section are arranged in a uniformly distributed manner.
  • the distance to the ground level lOo is indicated by "h” and is 72 m.
  • the molten metal 18 is deflected on its way to the outflow opening 16 around the base part 20b and, according to the number of openings 22 (here: eight pieces, which are evenly distributed over the circumference of the wall part 20w), is divided into eight partial flows, which form a common cavity 20h open, which is delimited at the top by the base part 20b, laterally by the wall part 20w and partly by the bottom 10 below.
  • the sections 20s between the openings 22 and the bottom surface 10o prevent melt or slag from flowing out in an uncontrolled manner, in particular when pouring on.
  • the device 20 shown on the right in FIG. 1 likewise comprises a base part 20b which is designed in the manner of a circular plate from which a cylindrical extension 20w projects in the direction of the base 10 of the melting vessel, this wall region 20w again on the surface lOo of the floor 10 stands up.
  • melt 18 is divided into partial flows, which are led through the connection openings 22 into the cavity 20h and from there through the outlet area 16.
  • the wall sections 20s ensure that the device can take over the function of a starter tube.
  • FIG. 1 shows in both embodiments that the respective base part 20b of the devices 20 runs at a distance above the bottom 10 and the extensions 20w surround the outlet opening 16 for the molten metal on all sides at a distance, the distance from the edge region of the outlet opening 16th to the inner wall surface of the extension 20w is larger than the diameter d of the outlet opening 16 in the area of the surface 10o of the base 10.
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment, as can also be used in a melting vessel according to FIG. 1.
  • the device 20 according to FIG. 2 is similar to the right variant in FIG. 1 with the following special feature: the (horizontal) cross section is smaller and an end section 20e adjoins the cylindrical wall section 20w, which is open at the bottom and tapers conically.
  • the outer contour of the end section 20e corresponds approximately to the inner contour of the upper pouring part, so that the device 20 can be positively placed in the upper pouring part, a mortar layer 50 compensating for tolerances.
  • a surface profile 20p of the end section 20e optimizes the connection.
  • a small hole 60 in the base part 20b makes it possible to remove gases which could otherwise collect in the cavity 20h.
  • the hole 60 can be formed by burning out a filling part inserted in situ during manufacture.
  • the devices described can be cast refractory parts. It is also possible to press or stamp the parts, depending on the design.
  • the selection of the respective refractory grade depends on the respective application. There are no special requirements for the refractory material. It must be temperature-resistant in the usual way and as erosion-resistant as possible and should also have favorable ductility properties.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Eine aus einem feuerfesten keramischen Werkstoff bestehende Einrichtung zur Verhinderung eines Vortex-Effectes im Auslaufbereich eines metallurgischen Schmelzgefässes umfasst einen Basisteil, an dem eine zylinderförmige Verlangerung mit mindestens einer Wandseitigen Öffnung anschliesst. Die Öffnung ist so angeordnet, dass sie nach Platzierung der Einrichtung im Auslaufbereich des Schmelzgefässes einen Abstand zum Boden des Schmelzgefässes aufweist und eine Verbindung zum Auslaufbereich des Schmelzgefässes schafft.

Description

Einrichtung zur Verhinderung eines Vortex-Effekts im Auslaufbereich eines metallurgischen
Schmelzgefäßes
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verhinderung eines Vortex-Effektes im Auslaufbereich eines metallurgischen Schmelzgefäßes. Zum Beispiel im Auslaufbereich eines sogenannten tundish (Zwischengefäß) zur Behandlung von Stahlschmelze kann immer wieder das Phänomen der sogenannten Vortex-Bildung beobachtet werden. Beim Ablassen der Stahlschmelze kommt es zur Bildung eines Strömungswirbels. Es entsteht eine unkontrollierte Strömung der Schmelze vor dem und/oder durch den Ausguß mit der Folge, dass auf der Schmelze schwimmende Schlacketeilchen mitgerissen werden können. Die Verhinderung oder zumindest Verminderung nicht metallischer Einschlüsse in der Metallschmelze stellt ein vorrangiges Ziel insbesondere im Bereich der Sekundärmetallurgie dar. Es hat deshalb nicht an Versuchen gefehlt, die beobachtete Vortex-Bildung durch unterschiedliche Maßnahmen zu minimieren oder zu verhindern. Dazu gehört der Einbau von feuerfesten Bauteilen im Auslaufbereich, beispielsweise im Bereich einer Freilaufdüse.
In der US 5,382,003 A wird ein solcher feuerfester Körper vorgeschlagen, der auf den Boden des metallurgischen Gefäßes, um den Ausguß herum, aufgestellt wird. Der Körper hat die Form eines „Dreibeins", wobei die „Beine" auf dem Boden des metallurgischen Schmelzgefäßes aufstehen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit aufzuzeigen, mit der die Wirbelbildung einer Schmelze im Auslaufbereich eines metallurgischen Schmelzgefäßes zumindest unter normalen Bedingungen zuverlässig verhindert werden kann.
Grundgedanke der Erfindung ist es, eine aus einem feuerfesten keramischen Werkstoff bestehende Einrichtung zu verwenden, die im Auslaufbereich des metallurgischen Schmelzgefäßes angeordnet wird und den Auslaufbereich überdeckt. Auf diese Weise wird der ferrostatische Druck im Auslaufbereich reduziert. Im Weiteren soll die Einrichtung eine oder mehrere Öffnungen aufweisen, durch die hindurch die im Schmelzgefäß befindliche Schmelze zum Auslaufbereich des Gefäßes, also zum Ausguß, fließen kann.
Ein Basisteil der Einrichtung sorgt dafür, dass die Schmelze auf ihrem Weg zum Auslaufbereich umgelenkt wird. Eine an den Basisteil anschließende Verlängerung dient als „Strömungsbrecher", das heißt, der Schmelzefluß wird in mehrere, voneinander getrennte Teilströme unterteilt. Die Öffnungen sind so platziert, dass sie im montierten Zustand der Einrichtung (im metallurgischen Gefäß) mit Abstand zur Bodenfläche des Gefäßes verlaufen. Der Abstand zum Bodenniveau (= Niveau, von dem aus die Ausgußöffnung verläuft) kann > 20 mm und < 200 mm betragen, beispielsweise 30 bis 60, 60 bis 80 oder 70 bis 100 mm.
Damit entsteht eine Art Barriere für die Schmelze. Die Einrichtung macht damit den Einsatz eines sogenannten ' Starterrohres überflüssig. Die in das Gefäß gefüllte Schmelze und/oder eine voreilende Schlacke werden gehindert, über den Ausguß abzufließen, bis das Schmelzniveau die Unterkante der dem Boden des Gefäßes nächst- liegenden Öffnung erreicht hat.
Insgesamt ergibt sich eine gleichzeitige Umlenkung und Teilung der Strömung der metallurgischen Schmelze auf ihrem Weg zum Ausguß. In Vorversuchen wurde festgestellt, dass die genannte Vortex-Bildung praktisch vollständig verhindert werden kann. In ihrer allgemeinsten Ausführungsform betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Verhinderung eines Vortex- Effekts im Auslaufbereich eines metallurgischen Schmelzgefäßes, mit folgenden Merkmalen:
- die Einrichtung besteht aus einem feuerfesten keramischen Werkstoff,
- die Einrichtung umfaßt einen Basisteil,
- an den Basisteil schließt eine zylinderförmige Verlängerung mit mindestens einer wandseitigen Öffnung an,
- die Öffnung ist so angeordnet, dass sie nach Platzierung der Einrichtung im Auslaufbereich des Schmelzgefäßes einen Abstand zum Boden des Schmelzgefäßes aufweist und eine Verbindung zum Auslaufbereich des Schmelzgefäßes schafft.
Die vorgenannten allgemeinen konstruktiven Vorgaben zur Gestaltung der Einrichtung lassen sich in unterschiedlichsten konkreten Ausführungsformen realisieren.
Soweit von einer „zylinderförmigen" Verlängerung gesprochen wird, bedeutet dies „im Wesentlichen zylinder- förmig" und umfaßt zum Beispiel auch bauchige Formen, mehreckige Querschnitte oder dergleichen.
Die Einrichtung kann nach Art einer Haube gestaltet sein, die auf den Boden des metallurgischen Schmelzgefäßes aufgesetzt wird, wobei der Auslaufbereich vollständig überdeckt wird. Mit anderen Worten: ein unterhalb der Haube ausgebildeter Hohlraum weist oberhalb des Gefäßbodens zumindest an einer Stelle eine horizontale Querschnittsfläche auf, die mindestens so groß ist wie die Querschnittsfläche des Auslaufbereiches im Bereich der Oberfläche des Bodens (des Bodenniveaus) des Schmelzgefäßes. U fangsseitig wird dieser Hohlraum von der genannten Verlängerung begrenzt, oberseitig vom Basisteil der Einrichtung.
Um einen Zufluß der Schmelze durch diese Haube zum Auslaufbereich zu erreichen, sind die genannten Durchbrechungen/Öffnungen im Wandbereich vorgesehen. Nach einer Ausführungsform sind mehrere solcher Öffnungen regelmäßig verteilt im Wandbereich angeordnet.
Eine Optimierung der Strömungsverteilung, also eine Untergliederung der Strömung der Metallschmelze in einzelne Teilströme wird erreicht, wenn die Einrichtung rotationssymmetrisch ausgebildet ist, und zwar rotationssymmetrisch in Bezug auf eine durch ihren Schwerpunkt verlaufende gedachte Achse (Symmetrieachse) . Die Symmetrie läßt sich ebenso in Bezug auf eine gedachte Mittenlängsachse der Verlängerung beziehungsweise der gesamten Einrichtung definieren.
Die nachfolgende Figurenbeschreibung offenbart Einzelheiten möglicher Ausführungsformen.
Der Basisteil der Einrichtung kann in Bezug auf die Verlängerung beziehungsweise den Auslaufbereich konvex gewölbt sein, so dass die Haube eine Art Glockenform erhält, wobei sich der Wandbereich der Verlängerung im Wesentlichen zylinderförmig an den Basisteil anschließen kann. Die Haubengestaltung schließt Ausführungsformen ein, bei der die Einrichtung nach Art eines Kugelsegmentes, nach Art eines Quaders, nach Art einer Pyramide oder nach Art eines Zylinders gestaltet ist. Ebenso sind unsymmetrische Formen und Querschnitte möglich oder Hauben mit konkaver Deckfläche (bezogen auf den Auslaufbereich) . Die Öffnungen können als Kanäle mit unterschiedlicher Steigung ausgebildet sein.
Die geometrische Gestaltung der Einrichtung und ihrer Teile kann in weiten Grenzen variieren und richtet sich nach dem jeweiligen Anwendungsfall . Die Öffnungen (Verbindungskanäle) können einen Halbkreis- oder Kreisquerschnitt aufweisen, geradlinig oder kurvenförmig, gegebenenfalls auch evolventenartig in Richtung auf einen Bereich um die Mittenlangsach.se der Einrichtung herum verlaufen. Ebenso können die Öffnungen als Schlitze gestaltet sein, die im Wesentlichen in Axialrichtung der Einrichtung (Axialrichtung des Ausgusses) verlaufen. Symmetrische wie unsymmetrische Formen und Querschnitte sind möglich.
Nach einer Ausführungsform soll die Querschnittsfläche der Gesamtheit der Öffnungen größer als die Querschnittsfläche des Auslaufbereiches in Höhe der Oberfläche des Bodens des Schmelzgefäßes sein.
Die Einrichtung kann an dem, dem Basisteil gegenüberliegenden Ende, konisch verjüngt gestaltet sein. Ist die Form korrespondierend (zur inneren) Form des Ausgusses, läßt sich die Einrichtung leicht im Ausgußbereich platzieren, beispielsweise auch vermörteln oder verkleben. Eine formschlüssige Verbindung ist auch besonders dicht. Profilierungen auf der Außenfläche des Endteils der Einrichtung sind dabei hilfreich. Die Figuren zeigen Beispiele .
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass die Einrichtung einteilig sein kann und sich in einem Verfahrensgang herstellen läßt. Dies gilt selbst bei einer Ausführung mit konisch verjüngtem Endteil. Auf die bekannten Herstellungsverfahren wie Schlickerguß (bei Porzellan) oder das Ausbrennen von temporären Einsätzen zur Ausbildung von Hohlräumen wird Bezug genommen.
Der Abstand des Basisteils zum Ausguß in Höhe des Bodenniveaus beträgt in der Regel bis 250 mm. Die Querschnitts- fläche des Basisteils sollte so gewählt werden, dass sie den genannten Eingang des Ausgusses allseitig um min- ' destens 20 mm überdeckt, wobei ein Überdeckungsgrad von 100 mm in der Regel ausreichen dürfte.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungsunterlagen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Dabei zeigen - in jeweils stark schematisierter Darstellung -: Figur 1: einen Längsschnitt durch einen Teil eines metallurgischen Schmelzgefäßes im bodenseitigen Auslaufbereich mit zwei alternativen Gestaltungsformen einer erfindungsgemäßen Einrichtung
Figur 2: eine analoge Darstellung wie Figur 1, jedoch für ein drittes Ausführungsbeispiel.
In den Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Bauteile mit gleichen Bezugsziffern dargestellt.
In Figur 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 einen Boden eines metallurgischen Sch elzgefäßes, hier eines Verteilers (tundish) . Der aus Feuerfestmaterial üblicher Art gebildete Boden 10 wird außenseitig (unterseitig) von einem Stahlmantel 12 begrenzt. Im Boden 10 sind schematisch zwei Ausgußsteine 14 dargestellt, die jeweils eine mittige Ausflußöffnung 16 aufweisen, die an ihrem oberen, einer Metallschmelze 18 zugewandten Ende trichterförmig gestaltet sind. Daraus ergibt sich ein Durchmesser „d" der AuslaufÖffnungen 16 im Bereich einer Oberfläche lOo des Bodens 10.
Jeder Auslaufbereich 16 wird von einer Einrichtung 20 überdeckt, wobei zunächst die in der Figur links dargestellte Einrichtung 20 erläutert wird:
Diese ist haubenartig gestaltet und weist einen in Bezug auf den Ausgußstein 14 konvexen Basisteil 20b auf, an den sich eine im wesentlichen zylindrische Verlängerung (Wandabschnitt 20w) anschließt, die mit ihrem (unteren) freien Ende auf der Oberfläche lOo des Bodens 10 aufsteht. Im Wandbereich 20w sind gleichmäßig verteilt mehrere Öffnungen 22 mit Kreisquerschnitt angeordnet. Der Abstand zum Bodenniveau lOo ist mit „h" angegeben und beträgt 72 m .
Die Metallschmelze 18 wird auf ihrem Weg zur Ausflußöffnung 16 um den Basisteil 20b umgelenkt und entsprechend der Zahl der Öffnungen 22 (hier: acht Stück, die gleichmäßig über den Umfang des Wandteils 20w verteilt sind) in acht Teilströme aufgeteilt, die in einen gemeinsamen Hohlraum 20h münden, der oben vom Basisteil 20b, seitlich vom Wandteil 20w und unten teilweise vom Boden 10 begrenzt wird.
Aufgrund dieser Unterteilung der Strömung wird eine Vortex-Bildung zuverlässig verhindert und die Metallschmelze 18 verwirbelungsfrei dem Ausflußbereich 16 zugeführt .
Die Abschnitte 20s zwischen den Öffnungen 22 und der Bodenfläche lOo verhindern, dass Schmelze oder Schlacke unkontrolliert abfließt, insbesondere beim Angießen.
Die in Figur 1 rechts dargestellte Einrichtung 20 umfaßt ebenfalls einen Basisteil 20b, der nach Art einer kreisförmigen Platte gestaltet ist, von der eine zylinder- för ige Verlängerung 20w in Richtung auf den Boden 10 des Schmelzgefäßes absteht, wobei dieser Wandbereich 20w wiederum auf der Oberfläche lOo des Bodens 10 aufsteht. Im Bereich der Verlängerung (des Wandbereiches ) 20w sind analog dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von Durchbrechungen (Verbindungsöffnungen) 22 angeordnet, die kanalartig mit Kreisquerschnitt gestaltet sind und eine j eweils schräg nach oben in den Hohlraum 20h gerichtete Steigung aufweisen, wie durch den Winkel α symbolisiert (α = 35° ) .
Der mit dieser Einrichtung erzielbare Effekt entspricht im Wesentlichen dem der links in Figur 1 dargestellten Einrichtung . Auch hier wird die Schmelze 18 in Teilströme aufgeteilt, die durch die Verbindungsöffnungen 22 in den Hohlraum 20h und von dort durch den Auslauf bereich 16 weggeführt werden . Die Wandabschnitte 20s sorgen dafür, dass die Einrichtung die Funktion eines Starterrohrs übernehmen kann .
Figur 1 läßt sich bei beiden Aus führungs formen entnehmen, dass der j eweilige Basisteil 20b der Einrichtungen 20 mit Abstand oberhalb des Bodens 10 verläuft und die Verlängerungen 20w die Austrittsöffnung 16 für die Metallschmelze allseitig mit Abstand umgeben, wobei der Abstand vom Randbereich der Austrittsöffnung 16 zur inneren Wandfläche der Verlängerung 20w größer als der Durchmesser d der Austrittsöffnung 16 im Bereich der Oberfäche lOo des Bodens 10 ist .
Figur 2 zeigt eine alternative Aus führungs form, wie sie bei einem Schmelzgefäß gemäß Figur 1 ebenfalls verwendet werden kann. Die Einrichtung 20 gemäß Figur 2 ähnelt der rechten Variante in Figur 1 mit folgender Besonderheit: Der (horizontale) Querschnitt ist kleiner und an den zylindrischen Wandabschnitt 20w schließt ein Endabschnitt 20e an, der nach unten offen und konisch verjüngt ist. Die Außenkontur des Endabschnitts 20e entspricht etwa der Innenkontur des oberen Ausgußteils, so dass sich die Einrichtung 20 formschlüssig im oberen Ausgußteil platzieren läßt, wobei eine Mörtelschicht 50 Toleranzen ausgleicht. Eine Oberflächenprofilierung 20p des Endabschnitts 20e optimiert die Verbindung. Ein kleines Loch 60 im Basisteil 20b ermöglicht es, Gase wegzuführen, die sich im Hohlraum 20h sonst sammeln könnten. Das Loch 60 kann durch Ausbrennen eines bei der Herstellung in situ eingelegten Füllteils gebildet werden.
Die beschriebenen Einrichtungen können gegossene feuerfeste Teile sein. Ebenso ist es möglich, die Teile zu pressen oder zu stampfen, je nach Ausführungsform.. Die Auswahl der jeweiligen Feuerfestsorte richtet sich nach der jeweiligen Anwendung. Spezielle Anforderungen an das Feuerfestmaterial werden nicht gestellt. Es muß in üblicher Weise temperaturbeständig sein und möglichst erosionsbeständig und sollte zudem günstige Duktilitäts- eigenschaften besitzen.

Claims

Einrichtung zur Verhinderung eines Vortex-Effekts im Auslaufbereich eines metallurgischenSchmelzgefäßesP a t e n t a n s p r ü c h eEinrichtung zur Verhinderung eines Vortex-Effekts im Auslaufbereich (16) eines metallurgischen Schmelzgefäßes, mit folgenden Merkmalen:
1.1 die Einrichtung besteht aus einem feuerfesten keramischen Werkstoff,
1.2 die Einrichtung umfaßt einen Basisteil (20b),
1.3 an den Basisteil (20b) schließt eine zylinder- förmige Verlängerung (20w) mit mindestens einer wandseitigen Öffnung (22) an,
1.4 die Öffnung (22) ist so angeordnet, dass sie nach Platzierung der Einrichtung im Auslaufbereich (16) des Schmelzgefäßes einen Abstand zum Boden (10) des Schmelzgefäßes aufweist und eine Verbindung zum Auslaufbereich (16) des Schmelzgefäßes schafft.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei dem mehrere Öffnungen (22) regelmäßig verteilt im Wandbereich der
Verlängerung (20w) angeordnet sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, die, relativ zur Längsachse (L) der Verlängerung (20w) , rotationssymmetrisch ausgebildet ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der der Basisteil
(20b) in Bezug auf die Verlängerung (20w) konvex gewölbt ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die Querschnittsfläche der Gesamtheit der Öffnungen (22) größer als die Querschnittsfläche des Auslaufbereiches (16) in Höhe der Oberseite (10o) des Bodens (10) des zugehörigen Schmelzgefäßes ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die Öffnungen" (22) einen Kreisquerschnitt aufweisen.
7. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die Öffnungen (22) schlitzartig ausgebildet sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die Verlängerung (20w) in einen konisch sich verjüngenden Endteil (20e) übergeht.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, bei der der Endteil (20e) korrespondierend zur Form des Auslaufbereiches (16) des Schmelzgefäßes ausgebildet ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 8, bei der der Endteil (20e) außenseitig profiliert gestaltet ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der Basisteil (20b), Verlängerung (20w) und gegebenenfalls Endteil (20e) materialschlüssig ausgebildet sind.
PCT/EP2002/002930 2001-03-27 2002-03-16 Einrichtung zur verhinderung eines vortex-effekts im auslaufbereich eines metallurgischen schmelzgefässes Ceased WO2002076658A1 (de)

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