DE1558184A1

DE1558184A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Verteilung von Schlacke bzw. Abdeckmitteln auf der Schmelzenoberflaeche in Kokillen fuer den kontinuierlichen Metallguss

Info

Publication number: DE1558184A1
Application number: DE19671558184
Authority: DE
Inventors: Polushkine Niko Alecandrovitch; Pakkhomov Nikolai Alexeevitch; Klipov Anatoly Dmitrievitch; Astrov Evgeny Ivanovitch; Katomine Boris Nikolaevitch; Evteev Dmitry Petrovitch; Routes Viktor Savelievitch; Pravdine Viktor Sergeevitch; Vostokov Vyatches Vasilievitch
Original assignee: CENTALNY NII TCHORNOY METALLOU
Current assignee: CENTALNY NII TCHORNOY METALLOU
Priority date: 1966-02-02
Filing date: 1967-01-05
Publication date: 1970-03-19
Also published as: ES331393A1; SE321057B; BR6786788D0

Description

Ili/K FRANKFURT (MAIN)A.Januar 1967

Gentralny Naoutchno Issledovatelsky Institut Tchornoy Metallourgiy "I«P« Bardine% Baoumanskaia Ulitza 9/23_t Moskau, U.d.S.S.R·

Verfahren und Vorrichtung zur Verteilung von Schlacke bzw« Abdeckmitteln auf der Schmelzenoberflache in Kokillen für den kontinuierlichen Metallguss«

Die Erfindung betrifft die Einführung von Schlacke bzw· Abdeckmitteln und Metall in eine Kokille für den kontinuierlichen Metallguss· Wenn im weiteren Teil der Beschreibung von Schlacke die Rede ist» so sind gleichermassen auch andere Abdeckmittel gemeint«

Für die Einführung von Schlacke in die Kokille sind verschiedene Verfahren bekannt· Die Schlacken werden z.B. flüssig oder brikettiert oder pulverförmig eingeführt. Die Ein«* führung erfolgt von Hand oder mechanisch, z.B. mittels Zufuhr— schnecken· Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen haben Nachteile·

Die Versorgung einer Kokille mit flüssiger Schlacke erfordert kostspielige SpezialVorrichtungen für die Schmelzung der Schlacke und für ihre Einführung mittels besonderer Eingussrinnen·

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Wird feste, z.B. brikettierte oder pulverförmige Schlacke von Hand zugegeben, erzielt man keine gute Verteilung auf der Metalloberfläche, und es ist auch nicht möglich, die Zusatzmenge in vorbestimmten Grenzen genau zu regulieren»

Auch die Zuführung pulverförmiger Schlacke mittels Zuführ- · schnecken erlaubt keine gute Verteilung auf der Metalloberfläche ο

Andererseits erfolgt die Zuführung des flüssigen Metalls oft mit einem direkt und vertikal in die Kokille einfallenden Giessstrahls· Auch dies hat verschiedene Nachteile« Der Gasstrahl dringt nämlich tief in das bereits in der Kokille befindliche, noch nicht verfestigte Metall ein. Ausserdem werden vom Giessstrahl Teilchen der auf der Metalloberfläche schwimmenden Schlacke mitgerissen· Diese Schlackenteilchen dringen dann ins Innere des Gussblocks ein und können nach der Verfestigung dort verbleiben. Schliesslich verdrängt der Giessstrahl die Schlacke zur Seite, wobei es durch die zutretende Luft zu Oxydationen des Metalls in der Kokille kommen kann*

Bei einem direkt und vertikal einfallenden Giessstrahl besteht also die Gefahr, dass die erstrebte Schutzwirkung der Schlacke oder sonstigen Abdeckmittel, wie exothermischen Gemischen, nicht erreicht wird«

Die alleinige Anwendung reduzierender Gase, wie Kohlenwasserstoffe, kann diese Aufgabe auch nicht befriedigend lösen, da diese Stoffe eine Aufkohlung des Metalls und eine Anreicherung von Wasserstoff bewirken»

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Um die genannten Nachteile zu vermeiden, wurde die Verwendung von in die Schmelze der Kokille eintauchenden Eingiessrohren vorgeschlagen. Auch dies war nicht befriedigend, da die Eingussrohre von verfestigtem Metall umhüllt werden, das sich an die verfestigte Haut anhaftet, wobei die Gefahr besteht, dass das Eingiessrohr bricht»

Aufgabe der Erfindung ist die Beseitigung der oben genannten Nachteile und die Einführung der Schlacke unter Verwendung von weniger kostspieligen Anlagen sowie eine bessere Verteilung der Schlacke auf der Metalloberfläche· Die Erfindung gestattet ferner die Regulierung der Menge des einzuführenden Metalls und eine ausgezeichnete Verflüssigung der Schlacke oberhalb des Schmelzspiegeis in der Kokille, wozu das Metall unterhalb der Schlacke und, ohne die Schlackenschicht bzw« die gute Verteilung der Schlacke zu beeinträchtigen, zugeführt wird«

Das Verfahren zur guten Verteilung der Schlacke bzw.» Abdeckmittel auf der Metalloberfläche in einer Kokille zum kontinuierlichen Metallguss ist dadurch gekennzeichnet, dass pulverförmige Schlacke bzw. Abdeckmittel mit einem reduzierenden Guss, wie Butan oder Propan, gemischt und von diesem Gas auf das flüssige Metall gefördert wird, wo die Schlacke durch eine IfcLhe von zum Metallspiegel gerichteten Oeffnungen verteilt wird und dass das schmelzflüssige Metall unterhalb der Schlackenschicht ohne höheren Druck und unter Vermeidung von stärkeren, abwärts gerichteten Strömungen zugeführt wird»

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Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens, gekennzeichnet durch mindestens eine Zuführleitung für reduzierendes Gas, mindestens einen Vorratsbehälter mit pulverförmiger Schlacke bzw* Abdeckmittel, Mittel zur Einführung der Schlacke in den Gasstrom, Leitungen zur Ueberführung des Gas-Schlacke-Gemisches in die Kokille oberhalb der Schmelz e, Mittel zur,Verseilung, dieses Gemisches.auf der Schmelze und Mittel zur Zuführung des flüssigen Metalls unterhalb.der Schlackenschicht ohne höhxen · Druck und unter Vermeidung von stärkeren, nach unten gerichteten Strömungen.

Weitere Einzelheiten werden an den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert· . , _

Fig»1 zeigt eine Kokille im Vertikalschnitt durch eine parallel zu ihren grossen Flächen liegenden Ebene und ebenfalls im Vertikalschnitt die Vorrichtung zur Einführung der, Schlacke« _; . _i;, ._:. ,......

Fig,2 zeigt eine zweite Ausführungsform des Vorratsbehälters für die pulverförmige Schlacke*

Fig«3 zeigt einen Teil der Anlage in einem Querschnitt durch die Achise der Kokille und parallel zu ihren grossen Flachen»

Fig.4- ist ein Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig.3·

Fig,5 zeigt eine weitere Ausführungsform in einem der Fig,3 entsprechenden Schnitt^·

Fig.6 ist ein Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig.5»

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Nach Fig.1 wird in die Kojtille 1 für kontinuierlichen Guss die Schmelze durch ein Eingiesssrohr 2, das in das Metall eintaucht, zugeführt· Das Eingiβsärohr 2 empfängt den Giessstrahl aus der Ausflussöffnung 3 der Giesspfanne 4»

Die Vorrichtung zur Einführung der Schlacke bzw. des Abdeckmittels umfasst als Vorratsbehälter für pulverförmige Schlacke einen Trichter 5, dessen untere Oeffnung durch den Stopfen 6 verschliessbar bzw· regulierbar ist» Die Verlängerungsstange des Stopfens 6 ist oben mit einem Gewinde 7 versehen, das durch ein entsprechendes Innengewinde im Trichterdeckel 8 läuft« Mit dem Handgriff 9 kann die Trichteröffnung und damit der Auslauf des Schlackenpulvers geregelt werden»

Das z.B. durck Druckgas getriebene Pulver fällt in die Injektionskammer 1o und gelangt dann in die Leitung 11, In der ein reduzierendes Gas, wie Butan oder tropan, strömt·

Die Leitung 11 speist die Umfassung 12, die kasten- oder rohrförmig sein kann, und deren Boden mit zum Metallspiegel gerichteten Oeffnungen 15 versehen ist»

Das im Trichter 5 befindliche Pulver kann von einem durch die Leitung 11 zugeführten komprimierten Gas unter Druck gesetzt werden· Das Pulver gelangt dann in die Leitung Ii₉ wo es vom

end Gasstrom mitgenommen wird· Das Gemisch von reduzier/em Gas und Schlacke wird auf das Schmelzbad geführt, wobei es durch die Oeffnungen 13 der Umfassung 12 vorzüglich und gleichmässig verteilt wird· Die Umfassung 12 kann rings um das Eingiess*· rohr 2 laufen»

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Die Zuführmenge an Schlackenpulver kann mittels des Stopfens 6 und seines Handgriffs 9 leicht und genau eingestellt werden*.

Bei der Ausführungsform nach Fig.2 ist vor der Leitung 11 die Injektionskammer 15 vorgesehen, die vom Trichter 5 mittels der Zuführschnecke 16 gespeist wird· Die gewünschte zuführmenge wird durch entsprechende Hotationsgeschwindigkeit der Zuführschnecke 16 eingestellt·

Die Erfindung gestattet nicht nur eine gleichmässige Verteilung der Schlacke auf der Schmelzenoberfläche in der Kokille, sondern es besteht auch der besondere Vorteil, dass der Flüssigkeitsgrad der Schmelze erhöht wird. Dies wird dadurch erreicht, dass die Schlacke zugleich mit dem brennbaren Gas eingeführt wird und letzteres beim Eindringen in die Kokille zu brennen beginnt und der Schlacke zusätzliche Wärme zuführt*

Man erzielt also besondere Vorteile, da oberhalb des flüssigen Metalls ein Gemisch von reduzierendem Gas und Schlacke verteilt wird, und dieses Gemisch neben einer ausgezeichneten Verteilung auch eine gute Verflüssigung der Schlacke gewähr— leistet· Ausserdem führt das Verfahren zu einer Verbesserung sowohl des Oberflächenzustandes als auch des inneren Gefüges des Gussblocks·

Fig.3 zeigt die Kokille 1, in die das flüssige Metall 17 aus der Giesspfanne eedurch deren Ausgiessöffnung 3 zugeführt wird. Das Eingiesärohr 2 hat einen geschlossenen Boden und

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taucht unterhalt der Schlaekenschicht 18 und gegebenenfalls unterhalb eines exotherm!sehen Gemisches in das flüssige Metall 17.

Das Eingiessrohr 2 empfängt das flüssige Metall von der Ausgiessöffnung 3 mit seinem oberen erweiterten Teil 19 und lässt es durch die* an seinem unteren Teil seitlich angeordneten Oeffnungen.2o in die Kokille fHessen· Die Oeffnungen 2o sind symmetrisch zur Achse des Eingiessrohrs 2 angeordnet und schräg nach oben, d*h· gegen die Trennungszone zwischen Metall und Schlackenschicht, gerichtet·

Die Einführung des flüssigen Metalls durch- das Eingiessrohr 2 erfolgt ohne Druckanwendung. Das Metall fliesst also durch die Oeffnung 2o*ab und schafft keine schnellen und starken StrbV ■ mungeh.in der bereits in der Kokille befindlichen Schmelze. ·

Der Schutz des Metalls kann noch verstärkt werden, indem oberhalb der SchlackensehichtL 18 reduzierendes Gas eingeführt- wird. Dies kann.mittels der Leitung-2*1, erfolgen., die, den oberen , Rand der;. Kokille rahmenförmig umringt -und mit,Gas austritt söffnunge-nverisehen; ist* Zur Gaszufuhr ist die Leitung 22 angeschlossen» - .-". --= . - . , . ■ ■- -..-: ■■-:]-, ■■ . _; . ■■■-_-.-^- .;

Fig«4· zeigt ein Eingiessrohr 2 mit zwei Austrittsöffnungen 2o, deren Achse in der parallel zu den grossen Flächen der Kokille verlaufenden Mittellinie liegt. Die Strömung des austretenden Metalls ist durch Pfeile angedeutet· ;:

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Fig·5 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der das in die Schmelze eintauchende Eingiessrohr 23 ausser den nach oben gerichteten Austrittsöffnungen 2o auch noch nach unten gerichtete Austrittsöffnungen 24 aufweist. Hierdurch wird, falls es erforderlich sein sollte, die kinetische Energie des aus den Austrittsöffnungen 2o ausfliessenden Metalle vermindert. Die Austrittsöffnungen 24 sind oberhalb der Austrittsöffnungen 2o und in derselben Vertikalebene wie diese angeordnet·

Die Achsen der Austrittsöffnungen können nach der Ausführungsform der *'ig.6 durch eine Diagonalebene der Kokille laufen» Wie die Pfeile in Fig.6 zeigen, hat dies den Vorteil, dass· die Strömungen nicht aufeinander treffen, wodurch eine Vermischung zwischen der Schmelze und der Schlaofkenschicht 18 vermieden wird.

Selbstverständlich sind im Rahmen der Erfindung weitere Ausführungsformen möglich. Insbesondere können anstelle der gezeigten Eingiessrohre andere Vorrichtungen zum Einführen des Metalls unterhalb des Schmelzenspiegels verwendet werden·

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Claims

' ^at ent ansprüc ha,

1). Verfahren zur gleicbmässigeh Verteilung von Schlacke oder anderen Albdeetoittalii auf der Scbmelasnoberf lache in Kokillen von Anlagen sum kontinuierlichen Metallguss _t dadurch gekeans©lehnet_f dass pulverförmig« Schlacke bzw· Abdeckmittel mit einem reduzierenden Gas, wie Butan oder Propan, gemischt und von diesem Gas über das flüssige Metall gefördert wird_s wo die Schlacke bzwo das Abdeckmittel durch eine Keine von zum Metallspiegel gerichteten Oeffnungen verteilt wirdjund dass das schmelzflüssige Metall unterhalb der Schlacken-bzw« Abdeckschicht ohne höheren Druck und unter Vermeidung von stärkeren, nach unten gerichteten Strömungen zugeführt wird*

dadurch
2) Verfahren nach Anspruch 1_s/gekennzeichnet, dass das Metall unterhalb der öchlacken- bzw· Abdeckschicht durch Oeffnungen eines in die Schmelze eintauchenden Rohres so zugeführt wird, dass die Strömungen im flüssigen Metall gegen die Uebergangszone zwischen flüssigem Metall und Schlackenschicht gerichtet werden_e

5) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungen im flüssigen Metall symmetrisch zur Achse des Eingiessrohres und in eine vertikale Diagonalebene der Kokille gelenkt werden»

4) Verfahren nach Anspruch 1 bis $_s dadurch gekennzeichnet, dass ein exothermisches Geaisch aufgebracht wird»

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5) Verfahren nach Anspruch 1 "bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Metall von einem reduzierenden Gas bzw« Schutzgas überlagert wird«

6) Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5» gekennzeichnet durch mindestens eine Zuführleitung für reduzierendes Gas, mindestens einen Vorratsbehälter mit pulverförmiger Schlacke bzw· Abdeckmittel, Mittel zur Einführung der Schlacke in den Gasstrom, Leitungen zur Ueberführung des Gas-Schlacke-Gemisches in die Kokille oberhalb der Schmelze, Mittel zur Verteilung dieses Gemisches auf der Schmelze und Mittel zur Zuführung des flüssigen Metalls unterhalb der Schlackenschicht ohne höheren Druck und unter Vermeidung von stärkeren, nach unten gerichteten Strömungen»

7) Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Einführung des Pulvers in den Gasstrom eine Injektionskammer (1o,15) aufweisen, die an Auslauf eines den Vorratsbehälter bildenden Trichters (5) angeordnet ist»

8) Anlage nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratstrichter (5) an seinem Auslauf mit einem regulierbaren. Stopfenverschluss (6,9) versehen ist·

9) Anl(je nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratstrichter (Fig«2) mit einer die Insektionskammer (15) speisenden und in ihrer Umdrehungsgeschwindigkeit regulierbaren Dosierschnecke (16) versehen ist»

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10) Anlage nach Ansprüchen 6 bis 9g dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Yerteilung des Gas-Schlacke-Gemisches eine im Oberteil der Kokille angeordnet© Umgrenzung (12) aufweise^ die mit den Gemischzuführleitungen (11) verbunden ist und zum Metallspiegel gerichtet® Oeffnungen (13) aufweist«

11) Anlage nach Anspruch 6 "bis 1o_e dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Zuführung des flüssigen Metalls unterhalb der SchJLackenschicht aus einem in die Schmelze eintauchenden Eingiessrohr (2) bestehen₉ das an seinem Boden geschlossen ist und seitlich© Ausflussöffnungen aufweist, die den Metall— strom ohne besonderen Druck in die unter der Schlackenschicht gelegene Zone lenken»

12) Anlage nach Anspruch 11 _β dadurch gekennzeichnet, dass die Ausflussöffnungen (2o) des Kixigiessrohrs (2) schräg nach oben gerichtet sind«

13) Anlage nach Anspruch 11 oder 12_g dadurch gekennzeichnet, dass die Ausflussöffnungen (2o) des Eingiessrohrs (2) symmetrisch zur Rohrachse angeordnet sind und die Achse der Ausflussoffnungen in einer vertikalen Diagonalebene der Kokille liegen (Fig,6)·

14·) Anlage nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass am Eingiessrohr (23) über den schräg nach oben gerichteten Ausflussöffnungen (2o) zusätzliche schräg nach unten gerichtete Aus flu s s Öffnungen (24·) vorgesehen sind und dass die Achsen der nach oben gerichteten und der nach unten gerichteten Ausflussöffnungen in der gleichen Vertik&letoene liegen»

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15) Anlage nach Anspruch 6 bis 14, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Einführung von Schutzgas (21,22) in die Kokille»

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