DE102009020990A1

DE102009020990A1 - Floor spout for use in a container for molten metal

Info

Publication number: DE102009020990A1
Application number: DE102009020990A
Authority: DE
Inventors: Francis Dams; Martin Kendall
Original assignee: Heraeus Electro Nite International NV
Current assignee: RHI AG
Priority date: 2009-05-12
Filing date: 2009-05-12
Publication date: 2010-11-18
Also published as: JP2012526659A; RU2011150270A; BRPI1013506A2; ZA201108253B; CN102421552A; US20120055958A1; EP2429743A1; MX2011011987A; WO2010130330A1; KR20120027323A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Bodenausguss zum Einsatz in einen Behälter für Metallschmelzen, mit einer eine Durchflussöffnung für Metallschmelze umgebenden Innenwand und einem äußeren Gehäuse, und besteht darin, dass bei Betrieb des Bodenausgusses zwischen der Innenwand und dem äußeren Gehäuse ein Druck von höchstens 500 mbar besteht.The invention relates to a floor spout for use in a container for molten metal, with an inner wall surrounding a flow opening for molten metal and an outer housing, and is that during operation of the bottom spout between the inner wall and the outer housing, a pressure of at most 500 mbar.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bodenausguss zum Einsatz in einem Behälter für Metallschmelzen, mit einer eine Durchflussöffnung für Metallschmelze umgebenden Innenwand und einem äußeren Gehäuse. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben des Bodenausgusses sowie eine Gießvorrichtung für Metallschmelzen.The The invention relates to a floor spout for use in a container for molten metal, with a flow opening for molten metal surrounding inner wall and an outer Casing. The invention further relates to a method for operating the floor spout and a pouring device for molten metals.

Ein derartiger Bodenausguss ist aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Beispielsweise in KR 2003-0054769 sind der Aufbau und der Betrieb eines solchen Bodenausgusses beschrieben. Zur Verhinderung von Störungen im Betrieb des Bodenausgusses soll der Druck innerhalb des Materials des Bodenausgusses leicht gesenkt werden. Derartige Druckverringerungen von minus 1000 bis minus 1300 mm H₂O befinden sich in der Tat auch in den üblichen Bodenausgüssen von Gießeinrichtungen in der Stahlindustrie. Sie entsprechen einem absoluten Druck von etwa 885 bis 915 mbar. In der Praxis hat es sich gezeigt, dass mit solchen, sich in der Praxis fast zwangsläufig, möglicherweise durch die Venturiwirkung der fließenden Metallschmelze, auftretenden Druckverminderungen das Problem des Anhaftens von durchfließendem Material (sogenanntes clogging) nur unzureichend beseitigt wird. Das Anhaften führt zu einer Verringerung des Durchmessers des Bodenausgusses, zu einer sich ständig ändernden Durchflussmenge und damit zu qualitätsmindernden Verwirbelungen und Gaseinschlüssen in der Metallschmelze.Such a floor spout is well known in the art. For example in KR 2003-0054769 the construction and operation of such a floor spout are described. To prevent disturbances in the operation of the floor spout, the pressure within the material of the floor spout should be slightly lowered. Such reductions in pressure of minus 1000 to minus 1300 mm H ₂ O are in fact also found in the usual floor spouts of pouring equipment in the steel industry. They correspond to an absolute pressure of about 885 to 915 mbar. In practice, it has been found that with such, almost inevitably in practice, possibly due to the Venturi effect of flowing molten metal, occurring pressure reductions, the problem of adherence of flowing material (so-called clogging) is only insufficiently eliminated. The adherence leads to a reduction in the diameter of the bottom spout, to a constantly changing flow rate and thus to quality-reducing turbulence and gas inclusions in the molten metal.

Weitere Bodenausgüsse sind beispielsweise aus DE 10 2004 057 381 bekannt. Hier wird versucht, mit Hilfe einer gesteuerten Inertgaszugabe oder durch vollständige Abdichtung des gesamten Bodenausgusses und damit verbundene Verhinderung eines Sauerstoffzutritts durch die Wand des Bodenausgusses in die Stahlschmelze das Problem des Anhaftens (clogging) zu vermeiden.Other floor spouts are for example off DE 10 2004 057 381 known. An attempt is made here to avoid the problem of clogging by means of a controlled addition of inert gas or by complete sealing of the entire floor spout and the associated prevention of oxygen access through the wall of the floor spout into the molten steel.

In DE 198 47 271 C1 wird eine Methode beschrieben, bei der durch Zugabe von bestimmten Schlackebildnern zur Stahlschmelze die beschriebenen Anhaftungen vermieden werden sollen. Dabei werden also auch Fremdstoffe in die Stahlschmelze eingebracht. Die Anhaftungen werden als in der Stahlschmelze entstehende Aluminiumverbindungen beschrieben.In DE 198 47 271 C1 describes a method in which the addition of certain slag formers to molten steel, the described adhesions should be avoided. Thus, foreign substances are introduced into the molten steel. The adhesions are described as occurring in molten steel aluminum compounds.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen hinsichtlich des Anhaftens von Material während des Durchfließens verbesserten und gleichzeitig vereinfachten Bodenausguss zur Verfügung zu stellen.task It is the object of the present invention to adhere improved material during the flow and at the same time simplified floor spout available to deliver.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.The The object is achieved by the features of the independent claims solved. Advantageous embodiments are in the subclaims specified.

Überraschenderweise hat es sich gezeigt, dass auch ohne eine vollständige Isolierung des Bodenausgusses das Problem des Anhaftens weitestgehend dadurch gelöst werden kann, dass während des Betriebs des Bodenausgusses zwischen seiner Innenwand und seinem äußeren Gehäuse ein Druck von höchstens 500 mbar besteht. Vorzugsweise beträgt der Druck höchstens 400 mbar, insbesondere höchstens 300 mbar. Vorteilhafterweise beträgt zur Vermeidung des clogging der Druck 100 bis 400 mbar, insbesondere 250 bis 300 mbar. Bei derart geringem Druck wird offensichtlich ein Gaszutritt zu der Durchflussöffnung des Bodenausgusses so wirkungsvoll verhindert, dass so gut wie kein Material während des Durchfließens an der Wand der Durchflussöffnung anhaftet. Zusätzlich findet keine Gaskontamination der durchfließenden Metallschmelze, insbesondere einer Stahlschmelze statt. Die Gießgeschwindigkeit wird nicht reduziert, Turbulenzen in der Schmelze werden verringert. Der benötigte Unterdruck kann vorzugsweise mit üblichen Pumpen erzeugt werden.Surprisingly It has been shown that even without complete isolation of the floor spout largely obviates the problem of sticking can be solved during operation the floor spout between its inner wall and its outer Housing is a pressure of at most 500 mbar. Preferably, the pressure is at most 400 mbar, in particular at most 300 mbar. Advantageously to avoid clogging the pressure is 100 to 400 mbar, in particular 250 to 300 mbar. At such low pressure becomes obvious a gas inlet to the flow opening of the floor spout so effectively prevents virtually no material during flowing through the wall of the flow opening adheres. In addition, there is no gas contamination of the flowing molten metal, in particular a molten steel instead of. The casting speed is not reduced, turbulence in the melt are reduced. The required vacuum can preferably be produced with conventional pumps.

Erfindungsgemäß ist weiterhin eine Gießvorrichtung mit einem Behälter für Metallschmelzen mit einem in einer Wand, insbesondere im Boden, des Behälters angeordneten vorstehend beschriebenen Bodenausguss ausgerüstet.According to the invention furthermore a casting device with a container for molten metal with one in a wall, in particular in the bottom, the container arranged above ground drain equipped.

Der Bodenausguss kann mit einer oberen und einer unteren Düse ausgerüstet sein. Die obere Düse kann direkt in der Wand einer Gießvorrichtung angeordnet sein, während die untere Düse darunter angeordnet ist. Zwischen den beiden Düsen kann ein im Prinzip bekanntes Schieberventil angeordnet sein, mit dessen Hilfe die Durchflussöffnung freigegeben oder geschlossen werden kann zur Regulierung des Durchflusses der Metallschmelze.Of the Floor drain can be equipped with an upper and a lower nozzle be equipped. The upper nozzle can be directly in the wall of a casting apparatus while the lower nozzle is arranged underneath. Between the two Nozzles can be arranged a basically known slide valve be enabled with the help of the flow opening or can be closed to regulate the flow of the molten metal.

Statt eines Schieberventils kann auch eine Stopfenstange in bekannter Weise verwendet werden. Unter dem Betrieb des Bodenausgusses wird dessen Betriebszustand verstanden, das heißt, der Zustand, der während des Durchflusses der Metallschmelze besteht. Der Bodenausguss wird vorzugsweise für Stahlschmelzen verwendet.Instead of a slide valve can also be a stopper rod in a known Be used way. Under the operation of the floor spout is the Operating state understood, that is, the state, the during the flow of molten metal. Of the Floor spout is preferably used for molten steel.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung beschrieben.following an embodiment of the invention with reference to a Drawing described.

In der Zeichnung zeigtIn the drawing shows

1 einen Ausschnitt aus einer Gießeinrichtung mit einem erfindungsgemäßen Bodenausguss, 1 a detail of a pouring device with a floor spout according to the invention,

2 einen Ausschnitt aus einer herkömmlichen Gießeinrichtung mit Bodenausguss. 2 a section of a conventional pouring device with floor spout.

Die in 1 dargestellte Gießeinrichtung 1 ist beispielsweise ein Verteiler für Stahlschmelzen, in dessen Boden ein Bodenausguss 2 angeordnet ist. Der Bodenausguss 2 ist mit seinem oberen Teil 3 in einen Lochstein 4 eingesetzt, der in der Auskleidung 5 des Verteilers angeordnet ist. Unterhalb des oberen Teils 3 ist ein sogenanntes Schieberventil 6 angeordnet, mit dem die Durchflussöffnung 7 des Bodenausgusses 2 geschlossen oder geöffnet werden kann. Das Schieberventil 6 kann in bekannter Weise ausgestaltet sein. Es ist mit einer Schubstange 8 versehen, die den Verschluss regelt und die abgedichtet durch das äußere Gehäuse 9 des Bodenausgusses 2 hindurchgeführt ist. Das äußere Gehäuse 9 umgibt das Schieberventil 8 und liegt an seinem unteren Teil dicht an dem unteren Teil 10 des Bodenausgusses 2 an. An seinem oberen Teil erstreckt sich das Gehäuse 9 um das obere Teil 3 des Bodenausgusses 2, liegt an dessen Außenseite dicht an und ist außen von dem Lochstein 4 umgeben. Unterhalb des Schieberventils 6 ist der untere Teil 10 des Bodenausgusses 2 angeordnet. Dieser ragt in eine Kokille 11. An ein regelbares Pumpenventil 12 wird eine Vakuumpumpe angeschlossen, mit der der Druck zwischen dem äußeren Gehäuse 9 und der die Durchflussöffnung 7 begrenzenden Innenwand 13 auf einen Wert von etwa 250 mbar abgesenkt wird. Der Druck wird in der Pumpstrecke gemessen.In the 1 illustrated casting device 1 is, for example, a distributor for molten steel, in the bottom of which a floor spout 2 is arranged. The floor spout 2 is with its upper part 3 in a hole stone 4 used that in the lining 5 of the distributor is arranged. Below the upper part 3 is a so-called gate valve 6 arranged with which the flow opening 7 the floor spout 2 closed or can be opened. The slide valve 6 can be configured in a known manner. It is with a push rod 8th provided, which regulates the closure and sealed by the outer housing 9 the floor spout 2 passed through. The outer case 9 surrounds the slide valve 8th and lies at its lower part close to the lower part 10 the floor spout 2 at. At its upper part, the housing extends 9 around the top part 3 the floor spout 2 , lies close to the outside and is outside of the hole stone 4 surround. Below the slide valve 6 is the lower part 10 the floor spout 2 arranged. This juts into a mold 11 , To a controllable pump valve 12 a vacuum pump is connected, with which the pressure between the outer housing 9 and the flow opening 7 bounding inner wall 13 is lowered to a value of about 250 mbar. The pressure is measured in the pumping section.

Überraschenderweise wurde festgestellt, dass sich entgegen den vielfachen Erfahrungen der Praxis bei dem erfindungsgemäßen Bodenausguss 2 bereits bei einer Absenkung des Druckes auf etwa 500 mbar keine wesentlichen Anhaftungen an der Innenseite der Durchflussöffnung 7 finden lassen.Surprisingly, it was found that contrary to the many experiences of practice in the floor drain invention 2 even with a reduction of the pressure to about 500 mbar no significant buildup on the inside of the flow opening 7 can be found.

In 2 ist eine Gießeinrichtung ohne wesentliche Druckabsenkung dargestellt, die der in 1 gezeigten Anordnung im allgemeinen ähnlich ist, bei der aber keine druckmindernden Maßnahmen, insbesondere kein Gehäuse und keine Vakuumpumpe, vorhanden sind. Diese Anlage wird bei atmosphärischem Druck, also bei einem Druck von etwa 1000 mbar betrieben.In 2 a casting device is shown without significant pressure reduction, the in 1 shown arrangement is generally similar, but in which no pressure-reducing measures, in particular no housing and no vacuum pump, are available. This system is operated at atmospheric pressure, ie at a pressure of about 1000 mbar.

Es wurde festgestellt, dass in der in 2 schematisch gezeigten Anordnung die beschriebenen Anhaftungen 14 im Inneren des unteren Teils 10 des Bodenausgusses 2 gebildet werden, die zu einem unregelmäßigen und sich ständig veränderndem Durchfluss der Stahlschmelze führen. In der Folge entstehen Turbulenzen, die die Stahlqualität beeinträchtigen können.It was found that in the in 2 schematically shown arrangement, the adhesions described 14 inside the lower part 10 the floor spout 2 formed, which lead to an irregular and constantly changing flow of molten steel. As a result, turbulence, which can affect the steel quality.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- KR 2003-0054769 [0002]
- DE 102004057381 [0003]
- DE 19847271 C1 [0004]

Claims

Floor spout for use in a container for molten metal, with an inner wall surrounding a flow opening for molten metal and an outer housing, characterized in that when operating the bottom spout between the inner wall and the outer housing, a pressure of at most 500 mbar.

Floor spout according to claim 1, characterized that the pressure is at most 400 mbar, in particular at most 300 mbar.

Floor spout according to claim 1 or 2, characterized that the pressure is 100 to 400 mbar, in particular 250 to 300 mbar, is.

Floor spout according to one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises a pump for generating the Pressure has.

Casting device with a container for molten metals, characterized in that in a wall the container a floor spout according to one of the claims 1 to 4 is arranged.

Method for operating the floor spout for a metallurgical vessel with a flow opening for metal melts surrounding inner wall and an outer Housing, characterized in that during the operation of the floor spout between the inner wall and the outer Housing a pressure of at most 500 mbar generated becomes.

Method according to Claim 6, characterized that a pressure of at most 400 mbar, in particular at most 300 mbar, is generated.

Method according to claim 6 or 7, characterized that a pressure of 100 to 400 mbar, in particular 250 to 300 mbar, is produced.

Method according to one of claims 6 to 8, characterized in that the pressure by means of a pump is produced.