DE19630171A1

DE19630171A1 - Wear element for closure units of metallurgical vessels

Info

Publication number: DE19630171A1
Application number: DE1996130171
Authority: DE
Inventors: Norbert Gerharz
Original assignee: Burbach & Bender oHG
Current assignee: Burbach & Bender oHG
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1996-07-26
Publication date: 1998-01-29

Abstract

A refractory wear element (1) for outlet closure units of metallurgical vessels consists of an inlet section (2) inserted into a hole block (4) of the vessel lining and a plate section (6) which is located below the vessel bottom (5) and is provided with a surface (10) for interaction with a slider element. The inlet, the plate section and the slider element are provided with a through hole for the metal melt. The inlet and plate sections (2, 6) are produced as a single component by integral moulding. A predetermined fracture zone (12) is created between the inlet and plate sections of the wear element.

Description

Die Erfindung betrifft ein feuerfestes Verschleißteil für Ausgußverschlüsse an metallurgischen Gefäßen, mit einem in einen Lochstein der Gefäßausmauerung einsetzbaren Einlauf und einer sich an den Einlauf anschließenden, unterhalb des unte ren Gefäßbodens angeordneten Platte mit einer unteren Gleit fläche zum Zusammenwirken mit einem in Richtung der Gleit flächenebene bewegbaren Schieber, wobei der Einlauf, die Plat te und der Schieber je eine Durchflußöffnung für die Metall schmelze aufweisen.The invention relates to a refractory wear part for Spout closures on metallurgical vessels, with an in a perforated brick of the vessel lining insert and one adjoining the inlet, below the bottom Ren vessel bottom arranged plate with a lower slide area to interact with one towards the glide flat movable slide, the inlet, the plat te and the slide each have a flow opening for the metal have melt.

Derartige feuerfeste Verschleißteile bilden bei bekannten Pfannenverschlüssen das Oberteil von 2- oder 3-Platten-Schie berverschlüssen, wobei dieses Oberteil ortsfest in bzw. an der Pfanne angeordnet ist und gegen das die darunterliegende Plat te zum Verschließen bzw. Öffnen relativ verschiebbar ist.Such refractory wear parts form in known Pan closures the upper part of 2- or 3-plate slide closures, this upper part stationary in or on the Pan is arranged and against which the underlying plat te for closing or opening is relatively displaceable.

Bei sogenannten 3-Platten-Pfannenverschlüssen, wie sie haupt sächlich für Verteilerpfannen wie etwa einem Tundish bei der Stranggußerzeugung verwendet werden, besteht der Pfannenver schluß aus diesem Oberteil, einer relativ dazu verschiebbaren Mittelplatte und einer mit einem Ausguß versehenen Unterplat te.In so-called 3-plate pan closures, as they are mainly for distribution pans such as a tundish at the Continuous casting are used, the ladle ver conclude from this top, a relatively displaceable Middle plate and a spout with a spout te.

Die Pfannenverschlüsse sind vollständig geöffnet, wenn die jeweiligen Durchflußöffnungen übereinander fluchten und voll ständig geschlossen, wenn sich die Durchflußöffnung der Ver schlußplatte außerhalb des Durchmessers der darüberliegenden Öffnung befindet.The pan closures are fully open when the respective flow openings are aligned and full always closed when the flow opening of the ver end plate outside the diameter of the one above Opening is located.

Die Pfannenverschlüsse unterliegen durch chemisch-physika lische Beanspruchung einem erhöhten Verschleiß und müssen vergleichsweise häufig ausgewechselt werden, damit ein Schmel zendurchbruch im Bereich des Verschlusses ausgeschlossen ist.The pan closures are subject to chemical-physical agents and increased wear and tear be replaced comparatively often, so that a melt breakthrough in the area of the closure is excluded.

Dazu werden zunächst die als separates Feuerfestteil ausge bildeten Einläufe von unten in die meist konisch zulaufende Öffnung eines Lochsteines in der Pfannenausmauerung einge setzt, nachdem diese Öffnung von den Resten des letzten Ein laufes mechanisch befreit und gesäubert worden ist. Die ent sprechend konisch geformten Einläufe werden mit Hilfe eines Feuerfestmörtels im Lochstein eingemörtelt.For this purpose, the first as a separate refractory part formed inlets from below into the mostly tapered one Opening of a perforated brick in the pan lining sets after this opening from the remnants of the last one has been mechanically freed and cleaned. The ent speaking conically shaped inlets with the help of a Refractory mortar mortared in the perforated brick.

Anschließend wird die sogenannte Oberplatte an die Unterseite des Einlaufteiles angemörtelt, wonach die Mittelplatte bzw. Unterplatte montiert werden kann.Then the so-called top plate is on the bottom of the inlet part, after which the middle plate or Base plate can be mounted.

Das Einsetzen des Einlaufteiles und das Anmörteln der Ober platte ist vergleichsweise arbeits- und zeitaufwendig, wobei gleichzeitig durch die Mörtelschicht zwischen dem Einlauf und der Platte eine Schwachstelle gebildet wird, die häufig zu einem Versagen des gesamten Verschlußsystems führt.The insertion of the inlet part and mortaring the waiters plate is comparatively labor and time consuming, whereby at the same time through the mortar layer between the inlet and a vulnerability is formed in the plate, which is often too failure of the entire closure system.

Ein weiterer Nachteil beim Stand der Technik ist darin zu sehen, daß zum Reinigen des Lochsteines auch die mit dem Ein lauf vermörtelte Platte mechanisch mit Hilfe von Stemmwerkzeu gen abgetragen werden muß, bevor der eigentliche Lochstein zum Einsetzen eines neuen Einlaufteiles gesäubert werden kann.Another disadvantage of the prior art is there too see that to clean the perforated brick also with the one run mortared plate mechanically with the help of mortising tools gene must be removed before the actual perforated stone to Inserting a new inlet part can be cleaned.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verschleißteil zu schaffen, dessen Herstellung und Einbau erleichtert ist und bei dem die Funktionsfähigkeit des Pfan nenverschlusses verbessert ist.The invention has for its object a generic To create wear part, its manufacture and installation is relieved and the functionality of the Pfan is improved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Einlauf und die Platte durch integrales Formen als einstücki ges Formteil hergestellt sind und daß zwischen Einlauf und Platte im Formteil eine Sollbruchstelle vorgesehen ist.This object is achieved in that the Inlet and the plate through integral molding as one piece are molded part and that between the inlet and A predetermined breaking point is provided in the molded part.

Durch die einstückige Herstellung des aus Platte und Einlauf bestehenden Verschleißteiles kann zunächst auf das separate Anmörteln der Platte an den Einlauf vor Ort verzichtet werden. Vielmehr werden die Verschleißteile als fertig konfektionier te, an die jeweiligen Pfannenverschlüsse angepaßte Teile als Ganzes geliefert, wobei sie vorzugsweise als in eine Form gegossenes und ggf. verfestigtes monolithisches Teil herge stellt werden können. Durch diese monolithische Ausgestaltung des Feuerfestmaterials wird die beim Stand der Technik beste hende Schwachstelle in Form der Mörtelfuge zwischen Einlauf und Platte beseitigt, so daß die Gebrauchseigenschaften und Lebensdauer des Verschleißteiles verbessert sind.Through the one-piece production of the plate and inlet existing wear part can first of all on the separate Mortar the plate at the inlet on site. Rather, the wear parts are assembled as ready te, adapted to the respective pan closures as Delivered whole, preferably as a mold cast and possibly solidified monolithic part can be put. This monolithic design of the refractory material is the best in the prior art weak point in the form of the mortar joint between the inlet and plate eliminated, so that the performance and Lifetime of the wearing part are improved.

Durch die weitere erfindungsgemäße Maßnahme, zwischen Einlauf und Platte eine Sollbruchstelle vorzusehen, ist gleichzeitig die Neuzustellung wesentlich erleichtert. Bei zu stark ver schlissenen und abgearbeiteten Ausgußverschlüssen, was sich in erster Linie durch eine Vergrößerung der Durchflußöffnungen bemerkbar macht, kann die Platte mit Hilfe eines geeigneten Hebelwerkzeuges aufgrund der Sollbruchstelle problemlos manu ell vom Einlauf getrennt werden. Dazu wird z. B. eine meißel artige Spitze des Hebelwerkzeuges zwischen die Oberseite der Platte und den unteren Pfannenboden eingeschlagen und die Platte durch Herunterdrücken des Hebels entlang der Sollbruch stelle abgebrochen. Dadurch muß lediglich noch der verschlis sene, vergleichsweise dünnwandige Einlauf mechanisch entfernt werden, bevor ein neues feuerfestes Verschleißteil eingemör telt werden kann.Due to the further measure according to the invention, between the inlet Providing a predetermined breaking point and plate is at the same time the new delivery is much easier. If the ver closed and processed spout closures, which is in primarily by increasing the flow openings makes the plate noticeable with the help of a suitable Lever tool easily due to the predetermined breaking point be separated from the inlet. For this, z. B. a chisel like tip of the lever tool between the top of the Plate and the bottom pan bottom and the Plate by pushing the lever down along the predetermined break place canceled. All that is left to do is wear out sene, comparatively thin-walled inlet mechanically removed be installed before a new refractory wear part can be communicated.

Die Sollbruchstelle wird bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung durch einen umlaufenden Flansch gebildet, der aus Stahl besteht und in die Gießform bei der Herstellung des Verschleißteiles in der richtigen Stellung eingelegt werden kann. Dieser Flansch kann auch an eine Blechummantelung bei spielsweise durch Verformen oder Anschweißen angeformt sein, die die Platte umfänglich und auf ihrer Oberseite umgibt.The predetermined breaking point is in an advantageous embodiment of the invention formed by a circumferential flange, the is made of steel and into the mold in the manufacture of the Wear part in the correct position can. This flange can also be attached to a sheet metal jacket for example, be molded on by deforming or welding, which surrounds the plate circumferentially and on its top.

Bei der Verwendung eines Stahlflansches zur Erzeugung der Sollbruchstelle wird die Tatsache ausgenutzt, daß das feuer feste Füllmaterial nur relativ geringe Bindungskräfte mit der Stahloberfläche eingeht und sich auch aufgrund der unter schiedlichen thermischen Ausdehnung beim Brennen des Ver schleißteiles bzw. beim späteren Einsatz in der Pfanne voll ständig vom Stahl löst.When using a steel flange to generate the The predetermined breaking point takes advantage of the fact that the fire solid filling material only relatively low binding forces with the Steel surface comes in and also due to the under different thermal expansion when burning the ver wear part or when used later in the pan constantly detaches from steel.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann der Flanschrand nach unten, also zur Kaltseite der Pfanne hin umgebogen sein. Auf diese Weise wird erreicht, daß Außen luft, die zwischen dem Feuerfestmaterial der Platte und dem sie umgebenden Stahlmantel strömen kann, unterhalb des umgebo genen Flanschrandes abgefangen wird und so nicht zu einer Reoxidation oder Aufstickung des Gießstrahles führen kann.In a further advantageous embodiment of the invention the flange edge can go down, i.e. to the cold side of the pan be bent over. In this way it is achieved that outside air between the refractory material of the plate and the they can flow surrounding steel jacket, below the UMBO flanged edge is intercepted and not to one Reoxidation or nitriding of the pouring stream can result.

Die Verwendung von Stahlflanschen zur Bildung der Sollbruch stelle ist jedoch nicht unbedingt notwendig. Beispielsweise kann dazu auch ein umlaufender Spalt erzeugt werden, der etwa mit Hilfe eines ausschmelzbaren oder ausbrennbaren Ringes ausgebildet wird, der beim Gießen in die Gießform eingelegt wird.The use of steel flanges to form the predetermined break position is, however, not absolutely necessary. For example a circumferential gap can also be created, for example with the help of a meltable or burnable ring is formed, which is inserted into the mold during casting becomes.

Durch thermische Beaufschlagung beim Brennen entsteht dann auf diese Weise ein ringförmiger Spalt, an dessen Unterkante die Platte vom Einlauf abgehebelt werden kann.Thermal exposure to the fire then results in this way an annular gap, on the lower edge of which Plate can be levered off the inlet.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausbildung des Verschleiß teiles weist die Platte einen zylindrisch oder konisch ausge bildeten Plattensockel auf, der ebenfalls von einem Stahlman tel umfänglich umgeben sein kann, an dessen Oberkante sich wiederum der angeformte Flansch zur Bildung der Sollbruch stelle befindet. Bei dieser Ausführung ist die Herstellung des Verschleißteiles dadurch besonders einfach, daß der Blechman tel für die Platte bzw. den Sockel als verlorene Schalung verwendet werden kann und lediglich die Form für den Einlauf auf den Sockel aufgesetzt werden muß, wobei ein innerer her ausnehmbarer Kern die Durchflußöffnung bildet.In a further advantageous embodiment of the wear partly the plate has a cylindrical or conical shape formed plate bases, also by a Stahlman tel can be surrounded circumferentially, on the upper edge again the molded flange to form the predetermined breaking place is located. In this version, the manufacture of the Wearing part particularly simple in that the Blechman tel for the slab or base as lost formwork can be used and only the shape for the enema must be placed on the base, an inner forth removable core forms the flow opening.

Um einerseits eine genügend große Lebensdauer des Verschleiß teiles zu erreichen, jedoch andererseits das manuelle Abhebeln zu erleichtern, sollte die Sollbruchstelle sich über höchstens 50% der entsprechenden Wandstärke des Einlaufteiles er strecken. Vorzugsweise ist die Sollbruchstelle über ein Drittel der Wandstärke ausgebildet.On the one hand, a sufficiently long life span of wear to achieve part, but on the other hand manual prying to facilitate, the predetermined breaking point should not exceed 50% of the corresponding wall thickness of the inlet part stretch. The predetermined breaking point is preferably over a third of the Wall thickness trained.

Bei der Herstellung des Verschleißteiles bietet sich darüber hinaus die Möglichkeit, einen gasdurchlässigen Ring in die Gießform einzulegen, der z. B. oberhalb der Sollbruchstelle angeordnet ist und mit seiner inneren Umfangsfläche die Durch flußöffnung im Inneren des Formteiles an der entsprechenden Stelle begrenzt. Durch diesen gasdurchlässigen Ring, der eine gerichtete oder auch ungerichtete Porosität aufweisen kann, können inerte Gase zwischen den Gießstrahl und der Wandung der Durchflußöffnung eingedüst werden, wodurch die Neigung des flüssigen Metalles vermindert wird, an den Wandungen der Durchflußöffnung anzubacken. Der poröse Ring kann zur Versor gung mit dem entsprechenden inerten Spülgas über ein Gaszufüh rungsrohr mit einem äußeren Gasanschluß verbunden werden.In the manufacture of the wearing part, this is an option also the possibility of a gas permeable ring in the Insert mold, the z. B. above the predetermined breaking point is arranged and with its inner peripheral surface the through flow opening inside the molding at the corresponding Limited place. Through this gas permeable ring, the one can have directed or undirected porosity, can inert gases between the pouring jet and the wall of the Flow opening are injected, causing the inclination of the liquid metal is reduced on the walls of the Bake the flow opening. The porous ring can be used for supply supply with the appropriate inert purge gas via a gas supply tion tube can be connected to an external gas connection.

Um die Gebrauchseigenschaften des erfindungsgemäßen Ver schleißteiles weiter zu verbessern, kann die Gleitfläche der Platte z. B. mit Hilfe von Kohlenstoffträgern imprägniert werden. Dadurch werden die Gleiteigenschaften und Kaltdruck festigkeiten bei gleichzeitiger Verringerung der Porosität erhöht.To the performance characteristics of the Ver wear part can further improve the sliding surface of the Plate z. B. impregnated with the help of carbon carriers will. This will improve the sliding properties and cold pressure strengths while reducing porosity elevated.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschau licht und wird anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated in the drawing, for example light and is explained in detail using the drawing. It demonstrate:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein in einen Pfannenlochstein eingesetztes Verschleißteil, Fig. 1 shows a section through an inserted into a socket hole stone wearing part,

Fig. 2 das Verschleißteil gem. Fig. 1, bei dem der die Soll bruchstelle bildende Flansch nach unten umgebogen ist und Fig. 2 shows the wearing part. Fig. 1, in which the predetermined breaking point flange is bent down and

Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch ein Verschleißteil mit eingelegtem Gasführungsring. Fig. 3 shows a schematic section through a wearing part with an inserted gas guide ring.

Das in Fig. 1 gezeigte Verschleißteil 1 besteht aus einem konischen Einlauf 2, der mittels einer Mörtelschicht 3 in eine entsprechend konisch ausgebildete Aufnahme eines Lochsteins 4 eingesetzt ist. Der Lochstein 4 seinerseits ist in die nicht dargestellte Feuerfestausmauerung eines metallurgischen Gefä ßes oberhalb des Pfannenbodens 5 eingesetzt. Einstückig mit dem Einlauf 2 verbunden ist eine Platte 6, die von einem Blechmantel 7 umgeben ist und einen konisch zulaufenden Sockel 8 aufweist, an den sich der Einlauf 2 anschließt. Mittig im Einlauf 2 bzw. der Platte 6 befindet sich eine Durchflußöff nung 9.The wear part 1 shown in Fig. 1 comprises a conical inlet 2, which is inserted by means of a mortar layer 3 in a correspondingly conical receiving hole of a stone. 4 The perforated brick 4 in turn is inserted into the refractory lining, not shown, of a metallurgical vessel above the pan base 5 . A plate 6 , which is surrounded in one piece with the inlet 2 , is surrounded by a sheet metal jacket 7 and has a tapered base 8 , to which the inlet 2 is connected. In the middle of the inlet 2 or the plate 6 is a Durchflußöff voltage 9th

Die Platte 6 weist eine untere Gleitfläche 10 auf, die zum Verschließen der Durchflußöffnung 9 mit einem nicht darge stellten Schieber zusammenwirkt.The plate 6 has a lower sliding surface 10 which cooperates with a slide not shown Darge for closing the flow opening 9 .

Oberhalb des Sockels 8 befindet sich ein umlaufender Flansch 11, der die Seitenwandung des Einlaufes 2 radial nach innen um etwa ein Drittel ihrer Wandstärke durchgreift und eine Soll bruchstelle 12 bildet.Above the base 8 there is a circumferential flange 11 , which extends through the side wall of the inlet 2 radially inwards by about a third of its wall thickness and forms a predetermined breaking point 12 .

Um beim Auswechseln des Verschleißteiles 1 die Platte 6 zu entfernen, wird zwischen dem unteren Pfannenboden 5 und dem Blechmantel 7 beispielsweise an der Stelle 13 ein hebelartiges Werkzeug angesetzt und nach unten gedrückt, so daß die Platte 6 entlang der Sollbruchstelle 12 vom Einlauf 2 weggebrochen wird.In order to remove the plate 6 when replacing the wearing part 1, a lever-like tool is placed between the lower pan base 5 and the sheet metal jacket 7, for example at point 13, and pressed down, so that the plate 6 is broken away from the inlet 2 along the predetermined breaking point 12 .

Bei der Ausführung gem. Fig. 2 ist der Flansch 11 zur Kaltsei te hin umgebogen und bildet einen Luftrückhalteraum 14, der das Eindringen von atmosphärischer Luft in Richtung zum Gieß strahl verhindert.When executing acc. Fig. 2, the flange 11 is bent towards Kaltsei te and forms an air retention space 14 , which prevents the penetration of atmospheric air in the direction of the pouring jet.

Bei dem schematischen Schnitt gem. Fig. 3 durch ein Ver schleißteil 1, das im übrigen dem aus Fig. 1 entspricht, ist oberhalb der Sollbruchstelle 12 bzw. des Flansches 11 ein gasführender Ring 15 mit ungerichteter Porosität eingelegt, dessen innere Umfangsfläche 16 die Durchflußöffnung 9 be grenzt. Mittels eines schematisch dargestellten Gaszuführungs rohres 17 kann der gasführende Ring 15 mit Druckgas wie Argon oder dergleichen versorgt werden.In the schematic section acc. Fig. 3 by a Ver wear part 1 , which otherwise corresponds to that of Fig. 1, a gas-conducting ring 15 with undirected porosity is inserted above the predetermined breaking point 12 or the flange 11 , the inner peripheral surface 16 of which limits the flow opening 9 be. By means of a schematically illustrated gas supply pipe 17 , the gas-carrying ring 15 can be supplied with pressurized gas such as argon or the like.

BezugszeichenlisteReference list

1 Verschleißteil
2 Einlauf
3 Mörtelschicht
4 Lochstein
5 Pfannenboden
6 Platte
7 Blechmantel
8 Sockel
9 Durchflußöffnung
10 Gleitfläche
11 Flansch
12 Sollbruchstelle
13 Hebelstelle
14 Luftrückhalteraum
15 gasführender Ring
16 innere Umfangsfläche
17 Gaszuführungsrohr 1 wearing part
2 enema
3 layer of mortar
4 perforated stone
5 pan bottom
6 plate
7 sheet metal jacket
8 bases
9 flow opening
10 sliding surface
11 flange
12 predetermined breaking point
13 lever position
14 air retention space
15 gas-bearing ring
16 inner peripheral surface
17 gas supply pipe

Claims

1. refractory wear part for pouring closures on metalurgical vessels, with an inlet that can be inserted into a perforated brick of the vessel lining and an adjoining the inlet, arranged below the lower vessel bottom plate with a lower sliding surface for interaction with a slide that can be moved in the direction of the sliding surface plane, wherein the inlet, the plate and the slide each have a flow opening for the molten metal, characterized in that the inlet ( 2 ) and the plate ( 6 ) are produced by integral molding as a one-piece wear part ( 1 ) and that between the inlet ( 2 ) and plate ( 6 ) in the wear part ( 1 ) a predetermined breaking point ( 12 ) is provided.

2. Wearing part according to claim 1, characterized in that the predetermined breaking point ( 12 ) is formed by a circumferential flange ( 11 ) whose inner circumference at a distance from the outer circumference of the flow opening ( 9 ) of the inlet or the plate inside Refractory material of the wearing part ( 1 ) is arranged.

3. Wearing part according to claim 2, characterized in that the flange ( 11 ) on a plate ( 6 ) and the lower end of the inlet ( 2 ) circumferentially surrounding sheet metal casing ( 7 ) is formed.

4. wearing part according to claim 2 or 3, characterized characterized that the inner flange edge is bent down.

5. Wearing part according to claim 1, characterized in that the predetermined breaking point ( 12 ) is formed by a circumferential gap provided in the wall of the inlet ( 2 ).

6. Wearing part according to claim 5, characterized ge indicates that the gap by thermal Applying a meltable or burnable Ring is formed.

7. Wearing part according to one of claims 1 to 6, characterized in that the predetermined breaking point ( 12 ) above a cylindrical or ko African, covered plate base ( 8 ) is formed.

8. Wearing part according to one of claims 1 to 7, characterized in that the predetermined breaking point ( 12 ) over max. 50% of the corresponding wall thickness of the inlet ( 2 ) extends.

9. Wearing part according to one of claims 1 to 8, characterized in that a circumferential to the flow opening ( 9 ) adjacent, gas-permeable ring ( 15 ) with directional or non-directional porosity is provided in the interior of the wear part.

10. Wearing part according to claim 9, characterized in that the gas-permeable ring ( 15 ) by means of a gas supply pipe ( 17 ) can be connected to an external gas connection.

11. Wearing part according to one of claims 1 to 10, characterized in that at least the sliding surface ( 10 ) of the plate ( 6 ) is impregnated by means of a carbon carrier.