DE3028247A1

DE3028247A1 - Vorrichtung zur erzeugung von eisen-ausgangsmaterialien

Info

Publication number: DE3028247A1
Application number: DE19803028247
Authority: DE
Inventors: Gene Donald Spenceley
Original assignee: British Steel Corp
Current assignee: British Steel Corp
Priority date: 1979-07-25
Filing date: 1980-07-25
Publication date: 1981-02-12
Also published as: CH644538A5; US4316496A; SE8005352L; SE445311B; LU82693A1; NO157607C; FR2462220A1; IN153690B; JPS5639155A; BE884836A; ZA804360B; NO802231L; NO157607B; FR2462220B1

Description

Patentanwälte Diρ:.-Ing. Curt Wallach

/ Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

Dipl.-lng. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 25. JÜli 1980

Unser Zeichen: 16 969 - K/Ap

Anmelder: British Steel Corporation

33 Grosvenor Place
London SWlX
England

Titel: Vorrichtung zur Erzeugung von

Eisen-Ausgangsmaterialien

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Die Erfindung bezieht sich auf den kontinuierlichen Guß von Metallen, und insbesondere aber nicht ausschließlich auf den Guß geschmolzenen Metalls aus einem Schmelzofen in Bandform, die leicht aufgeteilt werden kann, um danach als Ausgangsmaterial, als Endoxidationsmittel oder als Legierungszusatz, beispielsweise in einem Stahlgefäß benutzt zu werden.

Es sind zahlreiche Versuche unternommen worden, um Metallbänder kontinuierlich zu gießen. So beschreibt beispielsweise die US-PS 37 03 204 den Guß geschmolzenen Metalls auf eine sich horizontal bewegende kanalförmig gestaltete Form aus sogenannten "abschmelzbaren" Materials, beispielsweise Papiermäch6, das auf dem geschmolzenen Metall verkohlt oder verbrannt wird, um eine Formoberfläche während der Erstarrung zu bilden. Es ist außerdem bekannt, kontinuierlich Metall in kanalförmig gestaltete Formen einzugießen, die mit einem hohlraumfreien Keramikmaterial ausgekleidet sind.

In einem integrierten Stahlwerk wird die Eisenherstellungskapazität des Ofens normalerweise der Stahlherstellungskapazität der Stahlwerke angepaßt. Da es oft unzweckmäßig oder unökonomisch ist den Hochofenausgang den sich ändernden Erfordernissen der Stahlherstellung anzupassen, gibt es Fälle wo die Eisenmenge, die vom Hochofen erzeugt wird, größer ist als jene, die von dem Stahlhersteller benötigt wird. Bisher wurde das überflüssige Eisen in Plattenform in großen Gußstücken oder granuliert verfestigt, um später als Ausgangsmaterial im Stahlherstellungsgefäß benutzt zu werden. Diese bekannten Techniken haben den Nachteil, daß sie wenig anpassungsfähig sind, hohe Kosten erfordern und eine Alterung des erstarrten Produktes in einer bestimmten Form erfordern.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gußerzeugnis zu schaffen, das leicht unterteilt werden kann, um geeignet bemessene Segmente zu schaffen, die als Ausgangsmaterial beispielsweise bei der Stahlherstellung oder als Endoxidationsmittel oder als Legierungszusatz in einer solchen Anlage benutzbar sind.

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Ausgangsmaterials auf Eisenbasis, das später in einem Schmelzofen benutzt werden kann. Gelöst wird d ie gestellte Aufgabe dadurch, daß ein im Querschnitt U-förmiger Eisenträger in Horizontalrichtung beweglich gelagert ist, der kontinuierlich an einer Gießstation vorbeigeführt wird, wobei an der Gießstation Mittel vorgesehen sind, um geschmolzenes Eisenmaterial kontinuierlich auf den Träger zu gießen, um nach der Abkühlung ein erstarrtes Eisenband zu bilden, und daß Mittel vorgesehen sind, um das Band vom Träger zu trennen, und daß ferner Mittel vorgesehen sind, um das erstarrte Band in Segmente zu unterteilen, deren Größe geeignet ist zur Benutzung als eisernes Ausgangsmaterial. Der Träger hat vorzugsweise eine solche Dicke, daß Wärme aus dem gegossenen Band abgezogen werden kann, um dessen Verfestigung zu unterstützen.

Der Metallguß,der kontinuierlich auf den Träger aufgebracht wird, kann aus geschmolzenem Eisen eines Eisenherstellungsgefäßes bestehen, z.B. von einem Hochofen herrühren oder geschmolzener Stahl aus einem Stahlherstellungsgefäß oder eine geschmolzene Eisenlegierung aus einer Schmelzvorrichtung, z.B. aus einem Hochofen oder einem Schmelzgefäß. Das gegossene Produkt kann eine im wesentlichen gleiche Dicke von beispielsweise 25 mm aufweisen, und kann danach mit Nuten versehen werden, um die Aufteilung zu erleichtern.

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Stattdessen können die Nuten in das Band durch entsprechende Formgestaltung des Trägers eingegossen werden, oder sie können auf der oberen Oberfläche des Bandes eingedrückt werden, wenn dieses erstarrt, und dies kann mittels einer Walze geschehen, die eine entsprechende Oberflächenkontur besitzt und sich in Berührung mit der Bandoberfläche dreht. So kann das Band mit querverlaufenden und/oder in Längsrichtung verlaufenden Nuten versehen werden.

Ein Kühlmittel, z.B. Wasserstrahlen können auf die Oberfläche des gegossenen Bandes gespritzt werden, um eine Verfestigung desselben zu ermöglichen.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Erstarrung geschmolzenen Eisenmaterials eines Hochofens. Gemäß der Erfindung wird dieses Verfahren in der Weise durchgeführt, daß das geschmolzene Eisenmaterial kontinuierlich auf einen langgestreckten horizontal bewegten kanalförmig gestalteten Gußeisenträger aufgegossen wird, um ein erstarrtes Band zu bilden, daß das erstarrte Band vom Träger abgezogen wird und daß das erstarrte Band danach in Segmente aufgeteilt wird, deren Größe geeignet ist, um als Ausgangsmaterial für einen Prischprozeß oder einen Schmelzprozeß zu dienen.

Gemäß einer Anwendung der Erfindung kann der Ofen ein Hochofen oder ein elektrischer Schmelzofen sein. Das Eisenmaterial kann aus geschmolzenem Eisen, aus Stahl oder aus einer Eisenlegierung, z.B. Perromangan, Ferrochrom, Ferrosilicium, Ferrovanadium, Ferromolybdän, Ferrobor oder Ferrotitan bestehen.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

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Pig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II gemäß Pig. Ij

Pig. 3A

und 3B zusammen eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Pig. 3A und JB.

Figur 1 zeigt schematisch wie geschmolzenes Eisen aus einem Hochofen aus einer kippbaren Pfanne 1 in einen Staukasten 2 eingegossen wird, der über der Bandgußvorrichtung angeordnet ist. Die Abzugsrate,mit der das geschmolzene Eisen in den Staukasten abgezogen wird, wird durch Einstellung des Neigungswinkels der Pfanne gemäß dem Metallgewicht innerhalb der Pfanne gesteuert, und diese Last wird durch Lastfühler 3 unter der Pfanne festgestellt.

Die Gießvorrichtung weist einen U-förmig gestalteten GuS-eisenträger 4 auf, der von einem horizontal beweglichen Trägeraufbau 5 abgestützt ist. Der Gußeisenträger 4 ist mit mehreren im regelmäßigen Abstand in Längsrichtung angeordneten, seitlich verlaufenden Vorsprüngen 8 versehen, und die Bewegungsrichtung des Trägers 4 und des Trägersystems 5 ist durch den Pfeil 6 gekennzeichnet.

Geschmolzenes Eisen 9, welches auf den Träger 4 gegossen wird, erstarrt und bildet ein Band mit einer mit Nuten versehenen Unterfläche, entsprechend der oberen Oberfläche des Trägers

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Auf die obere Oberfläche des gegossenen Stahlbandes wird Wasser mit Sprühstrahlen 10 aufgespritzt, um die Erstarrung zu beschleunigen. Das erstarrte Band wird vom Träger 4 an einer geeigneten Stelle stromab des Staukastens 2 kontinuierlich getrennt.

Der genutete Träger kann nach jedem Guß ersetzt werden, oder er kann für eine gegebene Zahl von Gießvorgängen benutzt werden, oder bis sich eine unannehmbare Geometrie der Oberfläche ergibt. Ein Oberflächenüberzug, z.B. in Form von KaIktünehe kann auf die obere Oberfläche des Trägers aufgebracht werden, bevor das Eisen aufgegossen wird, um die Trennung des erstarrten Produktes aus der Form zu erleichtern. Die Vorsprünge 8 auf der Oberfläche des Trägers erzeugen beim Guß Sollbruchstellen, an denen das Band in geeignet bemessene Längen geteilt werden kann, um der Stahlverarbeitungsindustrie zugeführt zu werden, und diese Anordnung ist insbesondere für Anlagen geeignet, die mit kontinuierlicher Zuführung arbeiten.

Eine ins einzelne gehende Beschreibung der erfindungsgemäßen Vorrichtung folgt unter Bezugnahme auf Fig. 3 und 4. Die Figur 3 ist in zwei Teile J5A und 3B aufgeteilt, die den linken bzw. rechten Abschnitt der vollständigen Anlage darstellen. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht der Träger aus mehreren U-förmigen Gußeisenformsegmenten 11, die durch ein System von Riemen, Rollen und Ketten kontinuierlich auf einem endlosen Pfad bewegt werden. Die Bewegungsrichtung der Formsegmente ist durch den Pfeil 12 gekennzeichnet.

Die einzelnen Formsegmente haben einen Querschnitt, der dem Querschnitt gemäß Fig. 2 gleicht, obgleich die VorSprünge 8 nicht vorhanden sein müssen. Zusätzlich sind die einzelnen Formsegmente mit Seitenansätzen und nicht dargestellten Ein-

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Prägungen versehen, deren Zweck weiter unten diskutiert wird.

Der obere Drum des endlosen Pfades, der von den Formsegmenten durchlaufen wird, weist einen allgemein horizontalen Rollentisch 13 auf. Am Einlaufende des Rollentisches befindet sich ein Stahlbüchsen-Rollenkettenförderer 14, der unter den Formsegmenten und zwischen benachbarten Walzen des Rollentischs vorgesehen ist, um die Formsegmente längs des Tisches mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit vorzuschieben. Zu diesem Zweck ist der Kettenförderer 14 mit nicht dargestellten Stoßgliedern versehen, die mit Ansätzen oder Vertiefungen der Formsegmente zusammenwirken. Demgemäß werden über die Gesamtlänge des oberen Drums des endlosen Pfades benachbarte Formsegmente aneinandergedrückt, so daß sie eine kontinuierliche Trägeroberfläche bilden, wobei keine Abstände zwischen den einzelnen Formsegmenten vorhanden sind.

Zur Ablagerung eines geeigneten Überzugsmaterials, z.B. von Graphit auf der oberen Oberfläche der Formsegmente ist eine Sprühvorrichtung I5 über dem Rollentisch seitlich über dem Eintrittsende angeordnet. Die Sprühvorrichtung I5 weist drei Düsen auf, die an einen gemeinsamen Vorratsbehälter für Überzugsmaterial angeschlossen sind.

Wenn die überzogenen Formsegmente längs des Rollentisches I3 wandern, dann wird flüssiges Metall aus der Gußpfanne 16 kontinuierlich auf die aneinanderstoßenden Formsegmente ausgegossen, um ein kontinuierliches Metallband zu erzeugen. Um das flüssige Metall an einer Bewegung längs der Formträgeroberfläche in einer Richtung entgegen der Bewegungsrichtung der Formsegmente zu hindern, ist eine Graphit-Abschlußstange 17 ein kurzes Stück stromauf der Gießstation angeordnet. Wenn die einzelnen Formsegmente sich der Gießstation nähern, dann

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laufen sie unter der Abschlußstange hindurch, wobei der Zwischenraum auf einen vorbestimmten Abstand eingestellt wird, abhängig von der jeweils erforderlichen Dicke des zu gießenden Bandes.

Das flüssige Metall kann auf die Forrnsegmente direkt aus der Kippfanne 16 aufgebracht werden. Stattdessen kann ein Staukasten ähnlich jenem gemäß Fig. 1 und 2 vorgesehen werden, oder es kann eine durch einen Anschlag gesteuerte Gießwanne zwischen die Gießpfanne und die Form geschaltet sein.

Das vergossene flüssige Metall kühlt schnell ab und erstarrt innerhalb der Gußeisenformsegmente, und diese Segmente sind relativ massiv, so daß sie Wärme von dem gegossenen Metall abziehen. An einer Stelle längs des Rollentisches,die genügend weit weg von der Gießstation liegt um eine Erstarrung herbeizuführen, wird das erstarrte gegossene Band von den Formsegmenten durch eine Abstreiffördervorrichtung 18 abgehoben. Diese Fördervorrichtung besteht aus zwei Strängen von Stahlbüchsen-Rollenförderketten, die nach dem Paternosterprinzip angeordnet sind, wobei jeder Strang nicht dargestellte Trägerbefestigungsmittel mit konstanter Neigung aufweist. Die Abstreiffördervorrichtung 18 sammelt jedes einzelne Formsegment 11 durch Eingriff zwischen Trägerbefestigungstnitteln mit den Formsegmentansätzen oder Vertiefungen, und das Segment wird vom Rolltisch 1.3 weggefördert, abgesenkt und mit flacher Neigung v/eitergefördert, um dann einer Rückfördervorrichtung 19 zugeleitet zu werden. Am oberen Ende ist die Abstreiffördervorrichtung 18 so ausgebildet, daß sie unter den Formsegmenten innerhalb der Segmentbreite arbeitet und zwischen den benachbarten Walzen des Rollentisches 13.

Die Rückzugsfördervorrichtung I9 bewirkt eine Rückführung der Formsegmente von der Abstreiffördervorrichtung nach dem

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Ende des Rollentischs in der Nähe der Sprühvorrichtung I5. Die Fördervorrichtung I9 weist wiederum zwei Stränge von Stahlbüchsen-Rollförderketten auf, die in Paternosterform angeordnet sind,und von denen die Formsegmente getragen werden. Die Kettenstränge sind mit vorstehenden Lagerzapfen oder ähnlichen Befestigungsmitteln (nicht dargestellt) ausgerüstet, um in die vertieften Seiten der Formsegmente einzugreifen.

Die Rückzugsfördervorrichtung I9 besitzt geneigte Abschnitte 20, 21 zur Übertragung der Formsegmente von der Abstreiffördervorrichtung 18 weg und zur Wiedereinführung der Formsegmente auf den Rollenträgertisch I3.

Wenn jedes Formsegment längs der unteren Bahn seines endlosen Pfades wandert, wird es zusätzlich von einer Schwerkraftrollenführung 22 abgestützt. Wenn die Formsegmente längs der Rollenführung 22 verlaufen, dann werden die oberen und unteren Oberflächen durch Wasserstrahlen 24 gekühlt.

Die Fördervorrichtungen 14, 18 und I9 werden von einem Hauptantriebsmotor über ein nicht dargestelltes Untersetzungsgetriebe über eine mit konstanter Drehzahl laufende Zwischenwelle und einen Kettenantrieb angetrieben, die die jeweiligen Förderbandantriebsrader antreiben. Der Antrieb für die Abstreiffördervorrichtung 18 wird von Wellen der Rückfördervorrichtung 19 über einen Kettenantrieb im Verhältnis 1:1 angetrieben. Nach dem Abstreifen der Formsegmente 11 vom gegossenen Stahlband durch die Fördervorrichtung 18 setzt das gegossene Stahlband 25 seinen Weg auf der allgemein horizontalen Bewegungsbahn längs des Rollentisches 13 fort, und eine weitere Kühlung wird durch Kühlstrahlen 26 in Verbindung mit einer Sprühkammer 27 bewirkt. Das voll erstarrte Band wird dann in Segmente der erforderlichen Abmessung und Form durch

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einen sich drehenden Hammer 28 und Quetschwalzen 29 abgebrochen, und diese Segmente werden dann über eine Fördervorrichtung 30 einem Behälter 31 zugeführt. Am linken Ende des Rollti_tsches ist ein Startband 32 mit einer Graphit-Endbegrenzungsstange 33 dargestellt. Beim ersten Ausgießen flüssigen Metalls auf die Formsegmente liegt das Anlaufband 32 mit der Begrenzungsstange 33 ein Stück stromab der Gußstation. Die Stange 33 verhindert eine übermäßige Bewegung des flüssigen Metalls längs der Formoberfläche, um die anfängliche Banddicke zu steuern. Das Anlaufband bewegt sich längs des Rollentischs vor dem sich verfestigenden Band und wandert in die dargestellte Stellung, wobei die Hammerwalze 28 zu diesem Zweck angehoben wird.

Es können Brenner vorgesehen werden, um die Anlaufstange und die einzelnen Formsegmente vorzuerhitzen, bevor flüssiges Metall erstmalig auf die Formoberfläche aufgegossen wird. Zweckmäßigerweise sind die Brenner zur Vorerhitzung der Formsegmente so angeordnet, daß sie die einzelnen Formsegmente erhitzen, wenn sie sich dem Einlaufende des Rollentisches 13 nähern.

Vorstehend wurde lediglich ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, welches nicht beschränkend ist, und es können zahlreiche Abwandlungen und Modifikationen vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Erzeugung eines Eisen-Ausgangsmaterials, das anschließend in einem Schmelztiegel oder Schmelzofen verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Querschnitt U-förmiger Eisenträger in Horizontalrichtung beweglich gelagert ist, der kontinuierlich an einer Gießstation vorbeigeführt wird, wobei an der Gießstation Mittel vorgesehen sind, um geschmolzenes Eisenmaterial kontinuierlich auf den Trägerzu gießen, um nach der Abkühlung ein erstarrtes Eisenband zu bilden, und daß Mittel vorgesehen sind, um das Band vom Träger zu trennen,und daß ferner Mittel vorgesehen sind, um das erstarrte Band in Segmente zu unterteilen, deren Größe geeignet ist zur Benutzung als eisernes Ausgangsmaterial.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Träger eine Dicke hat die ausreicht, um Wärme von dem gegossenen Band abzuziehen, um die Erstarrung des Bandes zu unterstützen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Trägers mit einer Reihe von im regelmäßigem Abstand angeordneten Vorsprüngen versehen ist.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge seitlich über die Breite des Trägers und in Längsrichtung über die Länge des Trägers verlaufen.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Walze vorgesehen ist, die eine mit Vertiefungen versehene Oberfläche besitzt, und über dem Träger stromab der Gießstation angeordnet ist, und daß diese Rolle von der Substratoberfläche in einem Abstand liegt, der ausreicht, die Rolle in Berührung mit dem gegossenen Band zu halten, und Vertiefungen in dieses einzuprägen, wenn dieses Band erstarrt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus mehreren aneinanderstoßenden mit TJ-förmigen Kanälen versehenen Eisenformsegmenten gebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Formsegmente kontinuierlich über einen endlosen Pfad gefördert werden, daß dieser Pfad eine obere Bahn aufweist, auf der geschmolzenes Metall auf die aneinanderstoßenden Formsegmente gegossen wird, und daß ein vertikal versetzter unterer Abschnitt vorgesehen ist, um die Formsegmente vom Austrittsende nach dem Einlaufende des oberen Bahnabschnitts zu fördern.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der obere Abschnitt teilweise durch einen im allgemeinen horizontalen Rollentisch gebildet wird, und daß die Formsegmente längs des Tisches durch einen Kettenförderer angetrieben werden, der am Einlauf des Rollentisches angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägeroberfläche mit einem Schutzmaterial überzogen wird, bevor er in die Gießstation gelangt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Trägeroberfläche mit Graphit überzogen wird.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Formsegmente von den erstarrten gegossenen Band durch einen nach unten geneigten Abstreifförderer abgestreift werden, und daß dieser Förderer zwei Stränge von Förderketten aufweist, die in Form eines Paternosters angeordnet sind, wobei jeder Strang TrägerSegmente mit konstanter Neigung aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlmittel benachbart zum unteren Abschnitt des endlosen Pfades angeordnet sind, um die Formsegmente zu kühlen, wenn sie dem Einlaufende des oberen Bahnabschnitts zugeführt werden.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilungsstation einen Drehhammer aufweist, der auf den Pfad ausgerichtet ist, welcher von dem erstarrten Band nach Trennung von dem Träger durchlaufen wird.

14. Verfahren zur Herstellung eines eisernen Ausgangsmaterials, das danach einem Schmelzofen zugeführt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß kontinuierlich geschmolzenes Eisenmaterial aus einer Gußstation auf eine U-kanalförmige Eisenträgeroberfläche gegossen wird, die sich in einer Horizontalebene kontinuierlich an der Gießstation vorbeibewegt, um ein erstarrtes Metallband zu bilden, und daß das erstarrte Band von dem Träger getrennt und im verfestigten Zustand in Segmente einer Größe unterteilt wird, die für das erforderliche Ausgangsmaterial geeignet ist.

15. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Träger relativ massiv ist und Wärme von dem gegossenen Band abzieht, um dessen Erstarrung zu unterstützen.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder I5, dadurch gekennzeichnet, daß Nuten durch entsprechende Pormausbildung des Trägers eingegossen werden.

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17. Verfahren nach Anspruch 14 oder I5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten auf der oberen Oberfläche des Bandes ausgeformt werden während dieses erstarrt, und daß diese Ausformung durch eine Walze geschieht, die eine profiliierte Oberfläche besitzt und in Berührung mit der Bandoberfläche bewegt wird.

18. Verfahren zur Erstarrung geschmolzenen Eisenmaterials eines Schmelzofens nach einem der Ansprüche 1 bis I7, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Eisenmaterial kontinuierlich auf einen langgestreckten horizontal bewegten kanalförmig gestalteten Gußeisenträger aufgegossen wird, um ein erstarrtes Band zu bilden, daß das erstarrte Band vom Träger abgezogen wird, und daß das erstarrte Band danach in Segmente aufgeteilt wird, deren Größe geeignet ist, um als Ausgangsmaterial für einen Frischprozeß oder einen Schmelzprozeß zu dienen.

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