DE2750455C3 - Pouring cap for metallurgical vessels, in particular for melting or tub holding furnaces - Google Patents
Pouring cap for metallurgical vessels, in particular for melting or tub holding furnacesInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
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Description
Die Erfindung betrifft einen Ausgießverschluß für metallurgische Gefäße, insbesondere für Schmelz- oder Warmhalteöfen, mit mindestens einer Boden- und einer hin- und herbewegbaren Verschlußplatte und erforderlichenfalls mit einer Abschlußplatte, von denen mindestens eine elektrisch beheizt ist, wobei die Ausgießöffnungen sämtlicher Platten in Ausgießstellung miteinander fluchten.The invention relates to a pouring closure for metallurgical vessels, in particular for melting or Holding ovens, with at least one bottom and one reciprocating closure plate, and if necessary with an end plate, at least one of which is electrically heated, the pouring openings of all plates are aligned with one another in the pouring position.
Derlei Ausgießverschlüsse dienen dem Zweck, beim Öffnen einen Ausfließvorgang von geregelter Größe einzuleiten bzw. beim Schließen eine sichere Unterbrechung des Metallstromes zu bewirken. Die Bauweise solcher Ausgießverschlüsse richtet sich weitestgehend nach den Eigenschaften des flüssigen Metalls, das z. B. aus flüssigem Stahl mit einer Temperatur vcn ca. 14800C oder auch aus Nichteisenmetallen, wie z. B. aus flüssigem Aluminium von ca. 720 bis 780° C bestehenSuch pouring closures serve the purpose of initiating an outflow process of a controlled size when opening or to effect a reliable interruption of the flow of metal when closing. The design of such pouring closures largely depends on the properties of the liquid metal that z. B. from liquid steel with a temperature of about 1480 0 C or from non-ferrous metals, such as. B. consist of liquid aluminum from about 720 to 780 ° C
ίο kann.ίο can.
Die bekannten Ausgießverschlüsse (Fachzeitschrift »Iron and Steel Engineer«, Febr. 1973, Seite 59 bis 66) erfüllen die ihnen zukommende Aufgabe nur dann, wenn das flüssige Metall ohne längere Stillstandszeiten den geöffneten Ausgießverschluß durchströmt und bei nahezu entleertem Behälter gestoppt wird. Für den Fall von Unterbrechungen können Wärmeverluste im Bereich des Ausgießverschlusses zu einer Abkühlung des flüssigen Metalls führen, so daß dieses örtlich in den Temperaturbereich der Erstarrung gelangt, was die ordnungsgemäße Funktion des Ausgießverschlusses je nach Grad der Abkühlung in Beeinträchtigung zieht oder gar völlig aufhebt. Ein derartiger Abkühlungsvorgang kann sich bei Ausgießverschlüssen von Slaws'; werks-Stahlpfannen schon während einer unvorhergesehenen Unterbrechung des Abstichvorganges innerhalb einiger Minuten einstellen.The well-known pouring closures (trade journal "Iron and Steel Engineer", Feb. 1973, pages 59 to 66) fulfill their assigned task only if the liquid metal can be used without long downtimes flows through the opened pouring cap and is stopped when the container is almost empty. In the case From interruptions, heat losses in the area of the pouring cap can lead to cooling lead of the liquid metal, so that this locally gets into the temperature range of solidification, which the proper functioning of the pouring cap depending on the degree of cooling is impaired or even cancel it completely. Such a cooling process can occur with pouring caps from Slaws'; werks steel pans during an unforeseen Set interruption of the tapping process within a few minutes.
Bei elektrisch beheizten Öfen bewirkt zwar eine Heizeinrichtung in Form einer den Ofen umgebenden Induktionsspule die kontinuierliche Zufuhr von Wärme, jedoch im wesentlichen wird die Wärme nur im Kernbereich des Gefäßes erzeugt. In äußeren Bereichen des Ofenmantels, in denen der Ausgießverschluß angeordnet ist, fehlt eine Wärmequelle, die das »Einfrieren« des flüssigen Metalls verhindern könnte. Es ist schon vorgeschlagen worden, mittels elektrischer Rührspulen das flüssige Metall in einer Ringströmung ständig in Bewegung zu halten. Die Ringströmung erreicht jedoch nur in seltenen Fällen den Ausgießverschluß, der gewöhnlich am Ende eines trichterförmigen Raumes angeordnet ist, wobei der trichterförmige Raum zum Sammeln des flüssigen Metalls vor dem Ausströmen dient. Auch die den Ofenkörper umgebende Isolationsschicht vermag die Wärmeverluste im Bereich des Ausgießverschlusses nicht zu verhindern. Die Anordnung des Ausgießverschlusses an der Außenwand des Ofens führt im übrigen zu einer natürlichen Kühlung bzw. zu einem Wärmeentzug durch die Umgebungsluft, deren Temperatur stets ein erhebliches Wärmegefälle vom Ofeninneren aus nach außen hin bildet.In the case of electrically heated ovens, it is true that a heating device in the form of a heating device surrounds the oven Induction coil provides the continuous supply of heat, but essentially the heat is only in the Generated core area of the vessel. In the outer areas of the furnace jacket where the pouring cap is arranged, there is no heat source that could prevent the liquid metal from "freezing". It it has already been proposed to use electrical stirring coils to move the liquid metal in an annular flow to keep moving constantly. However, the annular flow only rarely reaches the pouring cap, which is usually arranged at the end of a funnel-shaped space, the funnel-shaped Space is used to collect the liquid metal before it flows out. Also the one surrounding the furnace body The insulation layer cannot prevent heat losses in the area of the pouring cap. The arrangement of the pouring cap on the outer wall of the oven also leads to a natural cooling or heat extraction through the ambient air, the temperature of which is always a forms a considerable heat gradient from the inside of the furnace to the outside.
Es ist auch bekannt, anstelle der elektromagnetischen Rührspule einen gasdurchlässigen Stopfen in die Abstichöffnung des metallurgischen Gefäßes einzusetzen und während einer Gießunterbrechung inertes Gas, wie z. B. Argon, durch den Stopfen zu leiten und dadurch auf mechanischem Weg eine Rührströmung im Bereich des Ausgießverschlusses zu schaffen. Dabei gelingt es jedoch nicht immer, wärmeres flüssiges Metall aus dem Ofeninneren derart nach außen in den Bereich des Ausgießverschlusses /u fördern, daß dort die gewünschte Schmelztemperatur konstant gehalten wird.It is also known, instead of the electromagnetic stirring coil, to insert a gas-permeable plug into the To use the tap opening of the metallurgical vessel and to use inert gas during a casting interruption, such as B. argon to pass through the stopper and thereby mechanically a stirring flow in the area to create the pouring cap. However, it is not always possible to remove warmer liquid metal from the The interior of the oven is promoted to the outside in the area of the pouring cap / u in such a way that the desired Melting temperature is kept constant.
An Stahlgießpfannen sind mit Schieberplatten ausgerüstete Ausgießverschlüsse bekannt, die mit denOn steel pouring pans equipped with slide plates pouring closures are known that with the
M beschriebenen Nachteilen behaftet sind. Andere Nachteile ergeben sich an kippbaren, elektrisch beheizten Schmelzöfen oder Warmhalteöfen, ζ. Β. für Nichteisenmetalle, deren Entleerung durch Kippen erfolgt. DieM are afflicted with the disadvantages described. Other drawbacks result from tiltable, electrically heated melting furnaces or holding furnaces, ζ. Β. for non-ferrous metals, which are emptied by tilting. the
Kippbarkeit des Schmelzofens ist zwar aus technischen Gründen zur Erneuerung und Wartung der elektrischen Spulen erforderlich. Das Kippen ist jedoch für das Abgießen des flüssigen Metalls in gleicher Weise nachteilig. Das Kippen erzeugt aber auch in der die Schmelze gegen Oxidation schützenden Schlackenschicht auf dem Schmelzbadspiegel durch Aufreißen entstehende Lücken, die zu metallurgischen Qualitätsnachteilen führen. Es erschwert außerdem das mengenkontrollierte Ausströmen des flüssigen Metalls, weil die Kippgeschwindigkeit im wesentlichen von der Gefäßform abhängt Die Gefäßform selbst bleibt nicht fortdauernd dieselbe, weil Schlackenanhaftungen und auch Auswaschungen an der Keramikwand Formänderungen hervorrufen. Der Nachteil kann durch Regulierung des Kippwinkels nur schwierig kompensiert werden.The tiltability of the furnace is technical Reasons required for renewal and maintenance of the electrical coils. However, the tipping is for that Pouring off the liquid metal is disadvantageous in the same way. However, the tilting also generates the Melt against oxidation protective layer of slag on the melt pool level by tearing open resulting gaps that lead to metallurgical quality disadvantages. It also complicates the quantity-controlled Outflow of the liquid metal, because the tilting speed essentially depends on the shape of the vessel The shape of the vessel itself does not remain the same all the time because of the build-up of slag and washouts on the ceramic wall can also cause changes in shape. The downside can be through regulation of the tilt angle can only be compensated with difficulty.
Es ist auch gemäß der eingangs bezeichneten Gattung von Ausgießverschlüssen bekannt, eine elektrische Beheizung vorzusehen. So ist es bekannt (DE-AS 19 10 707), innerhalb der Schieberplatten Heizwiderstandsdrähte anzuordnen, die nach außen geführt und an eine elektrische Stromquelle angeschlossen sind. Dabei ist darauf zu achten, daß umliegende Bauteile nicht stromführend sind, was üblicherweise als Ursache für Unfälle, Leistungsverzweigung und dergleichen angesehen wird.It is also known according to the type of pouring closures mentioned at the beginning, an electrical one Provide heating. So it is known (DE-AS 19 10 707), heating resistance wires within the slide plates to be arranged, which are led to the outside and connected to an electrical power source. Included care must be taken that surrounding components are not live, which is usually the cause of Accidents, power split and the like is considered.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden (DE-AS 12 31658), eine Beheizung des Ausgusses mittels elektrischer Lichtbogen vorzunehmen, die zwischen einem den Ausguß umfassenden Graphitring und mehreren Graphitelektroden erzeugt werden. Dieser Vorschlag richtet sich jedoch auf einen Stopfenverschluß und nicht auf einen Schieberverschluß.It has also been proposed (DE-AS 12 31658) to use heating of the spout make electric arc between a graphite ring encompassing the spout and several graphite electrodes can be generated. However, this proposal is directed to a stopper closure and not on a slide lock.
Es ist ebenfalls für einen Stopfenverschluß bekannt (CH-PS 3 95 441), Spulenwindungen um den äußeren Schaft eines rohrförmigen Ausflusses zu legen. Dieser Vorschlag ist jedoch ebenfalls nicht auf Schieberplatten anwendbar.It is also known for a stopper closure (CH-PS 3 95 441), coil turns around the outer To lay the shaft of a tubular discharge. However, this suggestion is not applicable to slide plates either applicable.
Dem bezeichneten Stand der Technik gegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Ausgießverschluß in Form eines Schieberverschlusses zu schaffen, der sowohl an beliebigen metallurgischen Gefäßen angewendet werden kann als auch das Einfrieren des flüssigen Metalls während der Verschließzeiten vermeidet.In relation to the state of the art referred to, the present invention is based on the object to create a pouring closure in the form of a slide closure, which can be used on any Metallurgical vessels can be applied as well as the freezing of the liquid metal during the Avoids closing times.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine der Platten an ihrem einen Ende einen elektrischen Stromanschluß aufweist, daß eine solche Platte selbst einen elektrischen Heizwiderstand bildet und daß der andere, den Gegenpol bildende Stromanschluß jeweils an einer Heizwiderstandsplatte gegenüberliegend oder innerhalb oder außerhalb des flüssigen Metalls angeordnet ist, wobei das Gefäß und/oder das flüssige Metall der Stromzuführung dienen. Der erfindungsgemäße Verschluß eignet sich vorteilhafterweise für Gießpfannen, kippbare Öfen und ortsfeste Öfen, wie diese in der Metallurgie verwendet werden, in gleicher Weise. Das Problem des bei Gießunterbrechungen einfrierenden Metalls im Bereich des Ausgießverschlusses »';r^ aufgrund der bisher unberücksichtigten Eigenschaft der Verschlußplalte gelöst. Der elektrisch nicht leitende, wärmedämmende Stoff ist gewöhnlich aus keramischem Grundmaterial und der elektrisch leitende Stoff besteht beispielsweise aus pulverisiertem Graphit, der neben der elektrischen Leitfähigkeit auch bei hoher Temperatur als Schmiermittel dient. Die Eigenschaft der elektrischen Leitfähigkeit wurde bisher jedoch nicht ausgenutzt und führt nunmehr gemäß dem Grundgedanken der Erfindung zur Anwendbarkeit von Schieberverschlüssen auch an metallurgischen Öfen, die bisher nur mittels Stopfenvers Schlüssen geöffnet, verschlossen oder durch Kippei· entleert werden konnten.The object is achieved according to the invention in that at least one of the plates has an electrical power connection at one end, that such a plate itself forms an electrical heating resistor and that the other, the opposite pole forming power connection on a heating resistor plate opposite or inside or outside the liquid metal is arranged, wherein the vessel and / or the liquid metal are used to supply power. The closure according to the invention is advantageously suitable for pouring ladles, tiltable furnaces and stationary furnaces, such as those used in metallurgy, in the same way. The problem of the metal freezing in the area of the pouring stop when pouring interruptions »'; r ^ solved due to the previously disregarded property of the locking slit. The electrically non-conductive, heat-insulating material is usually made of ceramic base material and the electrically conductive material consists, for example, of pulverized graphite, which, in addition to electrical conductivity, also serves as a lubricant at high temperatures. However, the property of electrical conductivity has not yet been exploited and, according to the basic idea of the invention, now leads to the applicability of slide closures also to metallurgical furnaces which previously could only be opened, closed or emptied by tilting.
Nach der weiteren Erfindung kann die verschiebbare Heizwiderstandsplatte zwischen einer Boden- und einer Abschlußplatte liegen, was einer dreiteiligen Ausführung eines Ausgießverschlusses entsprichtAccording to the further invention, the sliding heating resistor plate between a floor and a End plate lie, which corresponds to a three-part design of a pouring cap
Die Heizwirkung der Heizwiderstandsplatte läßt sich ferner dadurch verstärken, daß auch die Boden- und/oder die Abschlußplatte als Heizwiderstandsplatten ausgeführt sind.The heating effect of the resistance plate can also be increased by the fact that the floor and / or the end plate are designed as heating resistance plates.
Eine erhöhte Heizwirkung ergibt sich ferner dann, wenn bei einer Übereinanderanordnung Boden-/Verschluß-/Abschlußplatte die elektrischen Anschlüsse einesteils an die Boden- und andernteüs an die Abschlußplatte oder an die Verschlußplatte gelegt sind, wobei jeweils beide Plattenkörper elektrisch leitfähig sind.An increased heating effect is also obtained if, in the case of an arrangement on top of one another, the base / closure / closure plate the electrical connections on the one hand to the floor and other parts to the End plate or are placed on the closure plate, both plate bodies being electrically conductive are.
Für die elektrische Leitfähigkeit im Sinn eines elektrischen Heizwiderstandes ist es lediglich erforderlich, daß die Heizwiderstandsplatte aus keramischem Grundmaterial mit eingelagerten, elektrisch leitenden Stoffen besteht.For the electrical conductivity in the sense of an electrical heating resistor it is only necessary that the heating resistor plate made of ceramic base material with embedded, electrically conductive Substances.
In diesem Sinn kann die Heizwiderstandsplatte auch aus elektrisch leitfähigen, hitzebeständigen Gußwerkstoffen bestehen, die einen elektrischen Widerstand bilden.In this sense, the heating resistor plate can also be made from electrically conductive, heat-resistant cast materials exist, which form an electrical resistance.
Eine weitere Verbesserung der Erfindung läßt sich derart erzielen, indem die Heizwiderstandsplatte aus nichtmetallischen, elektrisch leitfähigen Feuerfeststoffen besteht, wie zum Beispiel Metalloxiden, schwer schmelzbaren synthetischen Schlacken oder dergleichen. A further improvement of the invention can be achieved by removing the heating resistor plate non-metallic, electrically conductive refractory materials, such as metal oxides, are difficult fusible synthetic slags or the like.
Wärmeverluste an der Heizplatte können dadurch vermieden werden, daß die Bodenplatte und die Abschlußplatte aus wärmedämmenden Werkstoffen bestehen, wobei auch eine zusätzliche Wärmedämmschicht aufgebracht werden kann.Heat losses on the heating plate can be avoided that the bottom plate and the End plate made of heat-insulating materials, with an additional heat-insulating layer can be applied.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigtEmbodiments of the invention are shown in the drawing and will be described in more detail below described. It shows
F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch die Prinzipanordnung von Boden-, Verschluß- und Abschlußplatte eines Ausgießverschlusses für metallurgische Gefäße,F i g. 1 shows a vertical section through the basic arrangement of the base, closure and closure plate a pouring cap for metallurgical vessels,
F i g. 2 denselben Schnitt wie F i g. 1 für eine abgeänderte Ausführungsform.F i g. 2 the same section as FIG. 1 for a modified embodiment.
Die Bodenplatte 1 weist eine dem (nicht dargestellten) Gefäßboden oder der Gefäßwand einer Gießpfanne, eines elektrischen Schmelz- oder Warmhalteofens oder eines anderen metallurgischen Gefäßes zugeordnete Ausflußöffnung la auf. Die Abschlußplatte 2 wird in einem weiter nicht dargestellten Blechgehäuse aufgenommen. Zwischen der Bodenplatte 1 und der Abschlußplatte 2 gleitet die Verschlußplatte 3, die von einem (weiter nicht dargestellten) Antrieb bewegt wird, der meist aus einem hydraulischen Kolben mit Zylinder bestehen kann. Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Positionen bilden die Verschlußstellungen, d. h. die Ausflußöffnung 3a ist seitlich gegenüber den fluchtenden Ausflußöffnungen Xa und 2a verschoben. In der Veraihließstellung steht flüssiges Metall innerhalb derThe base plate 1 has an outflow opening la assigned to the (not shown) vessel bottom or the vessel wall of a pouring ladle, an electric melting or holding furnace or another metallurgical vessel. The end plate 2 is received in a sheet metal housing, not shown. The closure plate 3 slides between the base plate 1 and the end plate 2 and is moved by a drive (not shown further) which can usually consist of a hydraulic piston with a cylinder. The positions shown in FIGS. 1 and 2 form the closed positions, ie the outflow opening 3a is shifted laterally with respect to the aligned outflow openings Xa and 2a. In the veraihließ position there is liquid metal inside the
b5 Ausflußöffnung la und benetzt die Verschlußplatte 3. Ohne Einwirkung der Erfindung würde das flüssige Metall innerhalb der Verschlußöffnung la nach kurzer Zeit erstarren. Dieser Vorgang wird jedoch durch eineb5 outflow opening la and wets the closure plate 3. Without the action of the invention, the liquid metal within the closure opening la would after a short time Freeze time. However, this process is supported by a
Heizung verhindert, die aus den folgenden Baugruppen besteht: Die Verschlußplatte 3 besitzt Stromanschlüsse 4 und 5 für deich- oder Wechselstrom, die mittels des Schalters 6 und der Leitungen 7 und 8 an das elektrische Netz 9 und damit an die elektrische Spannung »U« angelegt werden können. Bei Betätigung des Schalters 6 fließt ein Heizstrom durch die Verschlußplatte 3 zwischen den Stromanschlüssen 4 und 5, so daß die Verschlußplatte damit als Heizplatte arbeitet (Fig. 1) und dem flüssigen Metall Wärme zuführt, so daß das Erstarren des Metalls verhindert wird.Prevents heating, which consists of the following assemblies: The closure plate 3 has power connections 4 and 5 for dike or alternating current, which is applied to the electrical network 9 and thus to the electrical voltage "U" by means of the switch 6 and the lines 7 and 8 can be. When the switch 6 is actuated, a heating current flows through the closure plate 3 between the power connections 4 and 5, so that the closure plate thus works as a heating plate (FIG. 1) and supplies heat to the liquid metal, so that the solidification of the metal is prevented.
Bei einer abgeänderten Ausführungsform gemäß F i g. 2 liegt nur der elektrische Stromanschluß 4 an der Verschlußplatte 3, währenddem der andere Stromanschluß 5 sich an der Bodenplatte 1 befindet, so daß die Bodenplatte 1 und die Verschlußplatte 3 als Heizplatte dienen und dem flüssigen Metall in der Ausflußöffnung la Wärme zuführen, um das erwähnte Erstarren zu verhindern.In a modified embodiment according to FIG. 2 is only the electrical power connection 4 on the Closure plate 3, while the other power connection 5 is located on the bottom plate 1, so that the Bottom plate 1 and the closure plate 3 serve as a heating plate and the liquid metal in the outflow opening Apply heat to prevent the aforementioned solidification.
Die Erfindung eignet sich nicht nur dazu, an Nichteisenmetall-Schmelz- bzw. Warmhalteöfen angewendet zu werden, sondern auch für Stahlgießpfannen, Stahlwerkskonverter, Elektroöfen, Elektro-Induktionsöfen und dergleichen. In den jeweiligen Einzelfällen ist es auch möglich, eine Regulierung der Wärme in der Heizplatte durch eine an der dem Flüssigmetall abgewandten Seite angeordneten Kühleinrichtung, die beispielsweise durch ein Kühlwassersystem gebildet sein kann, vorzunehmen.The invention is not only suitable for use in non-ferrous metal melting or holding furnaces but also for steel ladles, steel mill converters, electric furnaces, electric induction furnaces and the same. In the respective individual cases it is also possible to regulate the heat in the Heating plate by a cooling device arranged on the side facing away from the liquid metal, which can be formed, for example, by a cooling water system.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1978
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