DE2607379B2 - Vorrichtung zum spuelen von stahl - Google Patents
Vorrichtung zum spuelen von stahlInfo
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/10—Supplying or treating molten metal
- B22D11/11—Treating the molten metal
- B22D11/116—Refining the metal
- B22D11/117—Refining the metal by treating with gases
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/50—Pouring-nozzles
- B22D41/58—Pouring-nozzles with gas injecting means
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spülen
von Stahl mit einem Spülgas, insbesondere beim kontinuierlichen Stranggießen mit einem oder mehreren
unter den Gießspiegel in der Kokille reichenden Gießrohr(en) und mit mindestens einer in das bzw. die
Gießrohr(e) einmündenden Gaszuführung.
Nichtmetallische Einschlüsse im Stahl beeinträchtigen die Qualität in vielerlei Hinsicht. Beispielsweise
verschlechtern sie die Oberflächengüte und die Kerbschlagzähigkcii und können Fehler beim Schweißen
verursachen. Für eine hohe Stahlqualität ist ein niedriger Einschlußgehalt Voraussetzung.
Für das Stranggießen sind verschiedene Methoden bekannt, um nichtmetallische Verunreinigungen vor der
Erstarrung des Stahles abzuscheiden. Den besten Abscheidungseffekt erzielt man, wenn Spülgas während
des Gießens in das unter den Gießspiegel in der Kokille reichende Gießrohr eingeleitet wird. Durch die
Turbulenz und die starke Strömung des im Gießrohr geleiteten Gießstrahles wird das Gas in viele kleine
Bläschen aufgeteilt. Diese Bläschen gelangen mit dem Gießstrahl in die Kokille. Der Abscheidungseffekt
beruht nun darauf, daß die nichtmetallischen Verunreinigungen mit den Gasbläschen in Berührung kommen, an
diesen hängenbleiben und mit ihnen an die Oberfläche des Gießspiegels gespült werden.
Es sind verschiedene Vorschläge gemacht worden, das Gas in das Gießrohr einzubringen. Alle diese
ίο Vorschläge haben sich aber bisher wegen betrieblicher
Schwierigkeiten, hoher Kosten und aus Sicherheitsgründen nicht bewährt. Nach einem der Vorschläge besteht
ein Teil des Gießrohrmantels aus gasdurchlässigem Material. Die zur Gaszufuhr notwendige Porosität
schwächt jedoch das Gießrohr und führt zu vorzeitigem Verschleiß. Es erfolgt auch keine innige Durchmischung
des Gases mit dem Slab), so daß der erzielte Reinigungseffekt unzureichend ist. Nach einem anderen
Vorschlag wird das Spülgas über den Stopfen in das
ίο GieBrohr eingeleitet. Bei dieser Art der Gaszufuhr
stellen sich gießtechnische Nachteile ein, da das Spülgas den Boden des Stopfens kühlt. Dadurch bilden sich
Ansätze am Ausgußstein, die die Regelung der Schmelzz.ifuhr zur Kokille beeinträchtigen.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung der geschilderten Nachteile und Schwierigkeiten und stellt
sich die Aufgabe, eine Vorrichtung zu schaffen, die gewährleistet, daß alles Spülgas in das Gießrohr gelangt,
während des gesamten Spülvorganges die Gaszufuhröffnung offen und frei von Schmelze bleibt und eine
feste Verbindung zwischen Gk-LSrohr und Gaszufuhrleitung
aufrechterhalten bleibt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art dadurch
gelöst, daß die Gaszuführung als Lanze ausgebildet ist, deren Mündung federnd in eine eine Dichtfläche
aufweisende seitliche Bohrung des Gießrohres einsetz- bzw. ansohließbarist.
Vorteilhaft ist die seitliche Bohrung im Mantel des Gießrohres konisch ausgebildet und die Mündung der
Lanze abgerundet. Der Vorteil dieser Ausführung besteht darin, daß die Achse des Konus und die
Lanzenmündung immer genau fluchten, so daß eine gute Dichtheit der Verbindung erreicht ist.
Es ist zweckmäßig, die Lanze an einem Steg, der am Zwischengefäß befestigt ist, zu haltern. Dies bringt den
Vorteil, daß die Lanze bei Bewegungen des Zwischengefäßes in ihrer Lage zum Gießrohr unverändert bleibt.
Außerdem wird durch diese Art der Halterung der Lanze wenig Platz benötigt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Lanze mittels einer Feder an das Gießrohr anpreßbar,
wobei die Feder zwischen dem Steg und einem auf der Lanze angebrachten Widerlager spannbar ist. Die
Lanze ist vorteilhaft aus einem metallischen Werkstoff gefertigt.
Die Lanzenmüncluing kann aus feuerfestem Material, vorzugsweise aus Cermotherm, bestehen. Da dieser
Werkstoff eine geringe Benetzbarkeit für Stahl aufweist und temperaturbeständig ist, ist der chemische Angriff
durch flüssige Schmelze besonders gering und eine lange Haltbarkeit gewährleistet. Zwischen der Dichtfläche
der seitlichen Bohrung und der Mündung der Lanze ist nach einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung eine Dichtungsmasse eingebracht.
Es hat sich auch als besonders günstig erwiesen, wenn die Lanzenmündung höchstens bis zu 2h der Tiefe der
seitlichen Bohrung reicht und wenn der innenseitige
Durchmesser der seitlichen Bohrung des Gießrohres 2 bis 10 mm beträgt. Kleinere öffnungen neigen zum
Zuschmieren, und bei größeren öffnunyjn dringt der
Stahl sehr leicht in die Bohrung ein und führt zum Verschweißen der Lanze mit dem Gießrohr. s
Im folgenden ist die Vorrichtung anhand der Fig. i bis 6 beschriebin. Dabei zeigen Fig. 1 die Vorrichtung
in Gießposition und die weiteren Figuren Ausführungsbeispiele für den Anschluß der Lanze an das Gießrohr,
jeweils in Schnittdarstellung.
In Fig. 1 ist schematisch ein Zwischengefäß 1 gezeichnet, in dessen Ausgußöffnung ein in die Kokille 2
reichendes Gießrohr 3 eingesetzt ist. Aus der Kokille wird ein Strang 4 mit noch flüssigem Kern 5 ausgezogen.
Von dem Zwischengefäß wird über das Gießrohr so viel Stahl 6 nachließen gelassen, wie über den Strang
abgeführt wird. Dabei wird in der Kokille ein konstanter Gießspiegel 7 eingestellt, der mit Schlacke 8 abgedeckt
ist. Im Gießrohrmantel 3 befindet sich eine seitliche Bohrung 9, an die eine Lanze 10 angesetzt ist. Die Lanze
10 ist mit der Zufuhrleitung 11 für das Spülgas
verbunden.
Das Spülgas strömt durch die Lanze und die seitliche Bohrung 9 im Gießrohrmantel in das Gießrohr. Zufolge
der stark turbulenten Strömung des Stahles 6 im Gießrohr wird das Gas in viele kleine Bläschen 12
aufgeteilt und mit dem Stahl in die Kokille gefördert, wo es schließlich an den Badspiegel aufsteigt. Beim
Durchlauf der Bläschen durch den Stahl fangen sie die Einschlußteilchen 13 ein und bringen sie in den
Gießspiegel.
Damit das Gas an der Kontaktstelle 14 zwischen Lanze 10 und Gießrohr 3 nicht seitlich entweicht,
sondern zur Gänze in den Stahl gelangt, ist die Lanze federnd an die seitliche Bohrung 9 des Gießrohres
angeschlossen, und zwar mit Hilfe der Feder 15, die zwischen dem Steg 16 und einem Widerlager 17 auf der
Lanze gespannt ist. Selbstverständlich kann die Lanze auch auf andere Weise, z. R. hydraulisch an die
Dichtfläche der seitlichen Bohrung 9 des Gießrohres gepreßt werden. Der am Zwischengefäß montierte Steg
16 dient weiters dazu, die Lanze in einer bestimmten Lage zu halten. Das Anpressen der Lanze ist eine
Voraussetzung dafür, daß das Gas in das Gießrohr gelangt. Weitere Voraussetzungen sind die richtige
Ausführung der Dichtfläche und der Mündung der Lanze.
Besonders günstige Ausführungsformen der Dichtfläche sowie der Mündung der Lanze zeigen die F i g. 2 bis
6. In Fig.2 ist die Bohrung des Gießrohrcs 3 konisch
ausgebildet und die Mündung der Lanze 10 abgerundet. Der abgerundete Mündungsteil 18 der Lanze berührt
die konische Dichtfläche 19 immer entlang einer Linie 20 und umschließt so die Bohrung der Lanze vollständig,
unabhängig von deren jeweiliger Lage. Mit 21 ist eine zwischen der Dichtfläche 19 und der Lanzenmündung
18 eingebrachte Dichtungsmasse bezeichnet.
F i g. 3 zeigt eine Ausführungsform, durch welche eine besonders hohe Verschleißfestigkeit der Lanzenmündung
erreicht wird. Das Ende der Lanze besteht hier aus feuerfestem Material 22.
Ein Beispiel für einen flächigen Sit/ der Lanze am Gießrohr gibt F i g. 4 wieder. Das Ende der Lanze 10 ist
in eine Bohrung 23 im Gießrohrmantel 3 eingesetzt, wodurch eine große Berührungsfläche 24 entsteht, die
eine große Sicherheil gegen Gasverluste bietet. Allerdings ist die Stellung der Lanze durch die Form der
Ausnehmung vorgegeben und darf nicht verändert werden. Zwischen der Dichtfläche und der Lan/.enmündung
ist Dichtungsmasse 21 eingebracht. Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 wird die Mündung der
Lanze 10 an der Außenfläche 25 des Gießrohres 3 aufgesetzt und mit Dichtungsmasse 21 gedichtet. Ein
Kontakt der Lanze mit dem flüssigen Stahl wird dabei weitgehend ausgeschaltet.
Eine weitere Ausführungsform, die die Mündung der Lanze vor flüssigem Stahl schützt und gleichzeitig eine
große Dichtungsflächc 23 aufweist, ist aus F i g. b ersichtlich. Wie aus den Darstellungen hervorgehl,
reicht die Lanzenmündung nicht bis an die Innenseite der Bohrung 9, sondern höchstens bis zu -'/1 ihrer Tiefe.
Die Kraft, mit der die Lanzenmündung gegen das Gießrohr gedrückt wird, soll mindestens 0,5 kp betragen,
um eine gute Dichtwirkung zu erhalten.
Als Spülgas kann jedes inerte Gas verwendet werden. Vorzugsweise wird Stickstoff oder Argon eingesetzt.
Die Spülgasmengen, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Spülen benötigt werden, sind sehr
gering. Normalerweise reichen 5 bis 15 Nl/min für eine weitgehende Reinigung des Stahles aus.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Vorrichtung zum Spülen von Stahl mit einem Spülgas, insbesondere beim kontinuierlichen Stranggießen
mit einem oder mehreren unter den Gießspiegel in der Kokille reichenden Gießrohr(en)
und mit mindestens einer in das bzw, die Gießrohr(e) einmündenden Gaszuführung, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gaszuführung als Lanze (10) ausgebildet ist, deren Mündung (18) federnd in
eine eine Dichtfläche (19) aufweisende seitliche Bohrung (9) des Gießrohres (3) einsetz- bzw.
anschließbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Bohrung (9) im Mantel des
Gießrohres (3) konisch ausgebildet und die Mündung (18) der Lanze abgerundet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lanze an einem Steg (16).
der am Zwischengefäß (1) befestigt ist, gehaltert ist.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen t bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lanze (10) mittels
einer Feder (15) an das Gießrohr (3) anpreßbar ist, wobei die Feder (15) /wischen dem Steg (16) und
einem auf der Lanze angebrachten Widerlager (17) spannbar ist.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lanze (10) aus
einem metallischen Werkstoff gefertigt ist.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lanzenmündung
(18) aus feuerfestem Material (22) besteht.
7. Vorrichtung nach den Ansorüchen 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Dichtfläche (19) der seitlichen Bohrung (9) und der
Lanzenmündung (18) eine Dichtungsmasse (21) eingebracht ist.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lanzenmündung
(18) höchstens bis zu 3/j der Tiefe der seitlichen
Bohrung reicht.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der innenseitige
Durchmesser der seitlichen Bohrung des Gießrohres 2 bis 10 mm beträgt.
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