DD150341A1

DD150341A1 - Einrichtung und verfahren zum stranggiessen

Info

Publication number: DD150341A1
Application number: DD80220851A
Authority: DD
Inventors: Emil Fuerjes; Istvan Kecskes
Original assignee: Ozdi Kohaszati Uezemek
Priority date: 1979-05-02
Filing date: 1980-05-02
Publication date: 1981-08-26
Also published as: IT8067688A0; DE3016709A1; SE8002820L; US4323108A; JPS55149752A; BE883065A; IT1128780B; HU179267B; SE437126B; FR2455490A1; PL130195B1; PL223901A1; DE3016709C2; GB2049512A; FR2455490B1; GB2049512B; LU82416A1; NL8002327A

Abstract

Mit Hilfe der Erfindung kann das chargenweise Stranggieszen in einer wesentlich laengeren Operationszeit als bisher vorgenommen werden, so dasz zum Oeffnen der Pfanne und ihrer Einstellung zum Gieszen wesentlich mehr Zeit zur Verfuegung steht. In der aus Zwischenpfanne, Gieszbuehne und Gieszgeruest bestehenden Einrichtung ist die Zwischenpfanne mit einer seitlich ausladenden Gieszrinne 3 versehen, an deren Ende eine muschelfoermige Vertiefung 4 vorgesehen ist. Nach der muschelfoermigen Vertiefung 4 ist eine einen kleineren Ausgangsquerschnitt als diese aufweisende, sich in waagerechtem Schnitt erweiternde Einlaufstrecke vorgesehen, deren Bodenteil 6 in Richtung zur Zwischenpfanne 2 ansteigt. Neben der ersten Gieszbuehne und dem ersten Gieszgeruest ist ueber der Gieszrinne eine zweite Gieszbuehne und ein zweites Gieszgeruest angeordnet. Das Gieszen erfolgt in der Weise,dasz vor Beendigung des Abgieszens der ersten Charge die die naechste Charge enthaltende Gieszpfanne auf das zweite Gieszgeruest gesetzt und die Metallschmelze in die Gieszrinne gegossen wird.

Description

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Einrichtung und Verfahren zum Stranggießen

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung und ein Verfahren zum chargenweisen Stranggießen in Gießereien, die mit Siemens-IIartin-Öfen ausgerüstet sind.

Charakteristik der_bekannten, technischen Lösungen:

Wie bekannt, fließt beim Stranggießen die Metallschmelze aus der Gießpfanne zunächst in eine Zwischenpfanne und dann in eine offene, mit Y/asser gekühlte Kokille.

In der Kokille erstarrt zuerst der äußere Teil der Metallschmelze und bildet eine verfestigte Außenhaut. Der eine verfestigte Außenhaut aufweisende Knüppel wird unterhalb der Kokille weiter gekühlt, bis er im vollen Querschnitt erstarrt ist. Anschließend wird der Strang (Knüppel) ent-

sprechend den vorgeschriebenen Abmessungen getrennt oder gewalzt.

Den Stranggießanlagen sind im allgemeinen Konverter oder Elektroofen zugeordnet, da die Bedingungen für den Strangguß mit diesen Anlagen gut realisiert werden können. Die gut programmierbaren Produktionszeiten der Konverter und Elektroöfen ermöglichen es, die Abstichzeiten und d~n Weitertransport der Schmelze zur Stranggießanlage genau festzulegen.

Bei bekannten Anlagen wird die Metallschmelze aus den Gießpfannen mit Hilfe einer Vorrichtung in die Zwischenpfannen geführt, die die Möglichkeit bietet, nach Abgießen einer Charge unverzüglich den Abguß der nächsten Charge beginnen zu können. Dies ist aus dem Grunde erforderlich, da die in der Zwischenpfanne befindliche Metallschmelze höchstens 3 bis 4 Minuten lang ein Gießen erlaubt. Wird mit dem Abgießen der nächsten Charge nicht innerhalb dieser Zeit begonnen, muß die ganze Stranggießanlage abgestellt, die eingefrorene Metallschmelze entfernt und die Zwischenpfanne erneut vorgewärmt werden. All dies ist natürlich mit außerordentlich großem Zeitverlust und wesentlichem Kostenaufwand verbunden.

In einer ersten bekannten Anlage sind zwei Gießpfannen für die Metallschmelze in einer Drehwagenkonstruktion angeordnet. Sobald die Metallschmelze aus der ersten Pfanne abgegossen ist, werden die Gießpfannen auf einer kreisförmigen Bahn innerhalb kürzester Zeit um 180° verdreht und die zweite Gießpfanne gelangt über die Zwischenpfanne.

Y/ährend die zweite Charge in die Zwischenpfanne entleert wird, kann die erste Gießpfanne erneut aufgefüllt werden.

Die zweite bekannte Ausführung arbeitet grundsätzlich in ähnlicher V/eise. Die zur Anordnung der beiden Pfannen geeignete Einrichtung bewegt sich hier auf einem geraden Bahnabschnitt und führt die jeweils erforderliche Gießpfanne über die Zwischenpfanne. Natürlich muß die Arbeit auch in diesem Falle innerhalb von drei bis vier Minuten durchgeführt werden.

Es sind noch zahlreiche Ausführungsformen dieser beiden Grundausführungen bekannt, die jedoch nur in Detaillösungen voneinander abweichen.

Die beschriebenen Anlagen arbeiten in Stranggießereien, die mit Konvertern oder mit Elektroofen ausgerüstet sind im wesentlichen zufriedenstellend, wobei jedoch die Operationszeiten außerordentlich genau eingehalten werden müssen, um den Wechsel der Gießpfanne innerhalb der 3-4 Minuten tatsächlich vornehmen zu können. V/erden hingegen die Stranggießanlagen durch Siemens-Martin-Öfen versorgt, во treten infolge der abweichenden Zyklenzeiten eine Reihe außerordentlicher Probleme auf, und die kontinuierliche Versorgung der Stranggießanlage mit geschmolzenem Stahl wird zu einer schwierigen Aufgabe.

Ziel der Erfindung:

Durch die Erfindung wird für das chargenweise Stranggießen gegenüber herkömmlichen Anlagen und Verfahren ein höherer Operationszeitaufwand zur Verfügung gestellt und dadurch die kontinuierliche Beschickung der Stranggießanlagen mit Stahlschmelzen aus Siemens-Martin-Öfen ermöglicht.

Darlegung des V/eaens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte

Anlage und ein verbessertes Verfahren der eingangs genannten Art zu entwickeln.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Zwischenpfanne eine seitlich ausladende Gießrinne aufweist, an deren Ende eine muschelförmige Vertiefung ausgebildet wurde und hinter der muscHelförmigen Vertiefung eine sich im waagerechten Schnitt erweiternde und mit ihrem Bodenteil in Richtung der Zwischenpfanne ansteigende Einlaufstrecke angeordnet ist. Heben der ersten Abstichbühne und dem Gießgerüst ist oberhalb der Gießrinne eine zweite Abstichbühne und ein zweites Gießgerüst angeordnet.

Bei einer zweckdienlichen Ausführung der Erfindung besitzt der Bodenteil der Einlaufstrecke eine etwa 2 #ige Steigung. Der Mantel der Einlaufstrecke schließt sich ohne Bruchlinie kontinuierlich an den Mantel der Zwischenpfanne an. An der Anschlußstelle weist die Zwischenpfanne vorteilhafterweise eine Y/and mit einem Böschungswinkel von 110° auf.

Gemäß der Erfindung erfolgt das chargenweise Abgießen der Metallschmelze aus der Gießpfanne in die Zwischenpfanne in der Weise, daß noch vor Abschluß des Abgießens der ersten Charge die Gießpfanne mit der nächsten Charge auf das zweite Gießgerüst gesetzt und die Metallschmelze in die an die Zwischenpfanne angeschlossene Gießrinne gegossen wird. Die nachfolgenden Chargen werden in ähnlicher Weise noch vor dem Ausfließen der vorhergehenden Charge abwechselnd in den mittleren Teil der Zwischenpfanne bzw. in die Gießrinne abgegossen.

D.h., daß das Gießen der zweiten Charge und der weiteren Chargen noch vor Abschluß des Abgießens der vorhergehenden Charge begonnen wird. In Abhängigkeit vom Eintreffen

der Charge kann in Intervallen von 5-40 Minuten und gleichzeitig auch aus beiden Pfannen abgegossen werden, da die erfindung3gemäße Ausführung die Möglichkeit bietet, zwei Gießpfannen nebeneinander anzuordnen, wobei die Voraussetzungen für eine sichere Gießtechnologie gegeben sind,

Ausführungsbeispiele8

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Pig. 1: eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung,

Fig. 2: den Längsschnitt der Zwischenpfanne nach der herkömmlichen und der erfindungsgemäßen Ausführung,

Pig· 3: die Draufsicht der Zwischenpfanne nach der herkömmlichen und der erfindungsgemäßen Ausführung.

Aus der in Pig. 1 dargestellten Gießpfanne 1 fließt die Metallschmelze in die Zwischenpfanne 2. Der Strahl der ausfließenden Metallschmelze ist in bekannter Weise auf den mittleren Teil der Zwischenpfanne 2 gerichtet, von wo aus sich der Schmelzfluß ausbreitet und durch die in Pig. 2 und 3 sichtbaren Austrittsöffnungen in die unterhalb der Zwischenpfanne angeordnete Kokille gelangt. In Pig. 1 ist neben der Gießpfanne 1 eine zweite Gießpfanne 1* eingezeichnet, aus der Metallschmelze in die in den Pig. 2 und 3 dargestellten herkömmlichen Zwischenpfannen mit der Bezeichnung B nicht abgegossen werden kann.

Die erfindungsgemäße Zwischenpfanne 2 ist mit einer Gießrinne 3 versehen, die es ermöglicht, daß auch aus der zweiten Gießpfanne 1 noch vor Beendigung des Abgießens der ersten Charge abgegossen werden kann.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Gießrinne 3 in der Zwischenpfanne 2 ist aus Pig. 2 und 3 ersichtlich, wobei die erfindungsgemäße Ausführung zusätzlich mit A gekennzeichnet ist. Die Gießrinne 3 ist so ausgebildet, daß zu Beginn des Gießens keine starke Spritzwirkung auftritt. Die senkrechten und die waagerechten Wände der Gießrinne gewährleisten ein stetiges und wirbelungsfreies Weiterströmen der Schmelze in Richtung der im unteren Teil der Zwischenpfanne 2 vorgesehenen Austrittsöffnungen 8.

Aus diesem Grunde beginnt die Gießrinne 3 mit einer muschelförmigen Vertiefung, in der sich zu Beginn des Gießprozesses innerhalb von zwei bis drei Sekunden eine entsprechende Menge der Metallschmelze ansammelt.

Das Weiterfließen der in dieser muschelförmigen Vertiefung 4 angesammelten Metallschmelze wird durch eine diffusorartig ausgebildete Einlaufstrecke 5 gesichert. Der Ausgangsquerschnitt der Einlaufstrecke 5 ist kleiner als der Querschnitt der muschelförmigen Vertiefung. Ihr Bodenteil steigt in Richtung zur Zwischenpfanne an. Der kontinuierliche Ersatz der in der Zwischenpfanne 2 befindlichen Metallschmelze wird durch die Eidaufstrecke 5 gesichert, deren Boden 6 eine etwa 2 %ige Steigung besitzt. Die im oberen Teil der Zwischenpfanne, d.h. in der Nähe des Flüssigkeitsspiegels erfolgende Zufluß der Metallschmelze ruft gleichzeitig günstige Strömungsverhältnisse in der Ilähe der Austrittsöffnungen 8 hervor. Die Einlaufstrecke 5 ist an die muschelförmige Vertiefung 4 und an die Zwischenpfanne 2 durch einen bruchlinienfreien, kon-

tinuierlichen Übergang angeschlossen·

Am Anschluß des verlängerten Teiles, d.h. der Gießrinne 3 an die Zwischenpfanne 2 ist vorteilhaft eine V/and 7 mit einem HeigungswinKel von 110° vorgesehen.

Die länge der Gießrinne 3 ist so gewählt, daß zwischen dem äußeren Strang der durch die Austrittsöffnungen 8 herausfließenden Metallschmelze und dem Punkt der Pfanne 2 an dem die aus der Gießrinne 3 zufließende Schmelze die Spiegelstandshöhe erreicht, ein Abstand von ca. 70 cm liegt.

Mit der vorgeschlagenen Einrichtung wird wie folgt gearbeitet:

Aus der ersten Gießpfanne 1 beginnt nach entsprechendem Vorwärmen der Zwischenpfanne 2 das Abgießen der Metallschmelze, Nachdem die gewünschte Spiegelstandshöhe der Metallschmelze in der Zwischenpfanne 2 erreicht ist, beginnt das Abgießen in die Kokillen. Mindestens 5 Minuten vor Abschluß des Abgießens der ersten Charge wird mit dem Abgießen der zweiten Charge aus der neben der ersten Gießpfanne 1 aufgestellten zweiten Gießpfanne I¹ begonnen, Das Abgießen wird nach Auslaufen der ersten Charge aus der zweiten Gießpfanne 1 fortgesetzt.

Aus der muschelförmigen Vertiefung der an der Zwischenpfanne 2 angeschlossenen Gießrinne 3 fließt die Schmelze durch die Einlaufstrecke 5 in das Innere der Zwischenpfanne 2, wobei der erforderliche Füllstand an Metallschmelze kontinuierlich gesichert und dadurch ein ununterbrochenes Stranggießen möglich ist.

Die erfindungsgemäße Ausführung .„der Gießrinne 3 an der Zwischenpfanne 2 gewährleistet, daß die Gießverhältnisse der ersten Charge unverändert bleiben und beim Abgießen der zweiten und jeder weiteren Charge die für das Stranggießen erforderlichen mengenmäßigen und strömungstechnischen Bedingungen und die Temperaturanforderungen gegeben sind.

Bach Abgießen der zweiten Charge kann das Stranggießen selbstverständlich in der vorstehend beschriebenen V/eise weiter fortgesetzt werden. Die abgegossene Gießpfanne 1 wird durch den Gießereikran abgehoben und an ihre Stelle wird eine erneut mit Metallschmelze gefüllte Gießpfanne gesetzt.

Die erfindungsgemäße Ausführung bietet die Möglichkeit, in Abhängigkeit von der Programmierung und der Standfestigkeit der Austrittsöffnungen in der Zwischenpfanne 3-6 Chargen oder auch eine diese überschreitende Schmelzmenge im Stranggußverfahren kontinuierlich abzugießen.

Aus vorstehenden Ausführungen geht hervor, daß die erfindungsgemäße Lösung den Ausgleich der abweichenden Zyklenzeiten zwischen der Stranggießanlage und den Siemens-Martin-Öfen im wesentlichen Maße erleichtert. Durch Anwendung des Verfahrens stehen anstelle der bei den herkömmlichen Methoden üblichen 3-4 Minuten Operationszeiten von 10-40 Minuten zur Verfügung. Aus den zwei Gießpfannen kann parallel sogar 20-40 Minuten lang abgegossen werden, ohne daß eine Unterbrechung des Gießvorganges eintritt. Dadurch wird die Elastizität der Technologie in bedeutendem Maße erhöht und die Möglichkeit zur Veränderung der Manipulationszeit zum Öffnen und Einstellen der Pfanne für den Guß geboten.Dies ist ein außerordentlich wichtiger

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Paktor, da bei den 100 Tonnen fassenden Pfannen infolge der langsamen Kranbewegungen der Pfannenviechsel und das Einleiten des Gießvorganges eine verhältnismäßig lange Zeit, d.h. 10-15 Minuten in Anspruch nimmt.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist außerordentlich einfach und preiswert. Auch für den Fall, daß bereits vorhandene Konstruktionen umgebaut werden müssen.

Zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind keine wesentlichen Zusatzinvestitionen, Zeit und Geld erfordernde größere Umbauten und längere Stillegungen erforderlich. Das Verfahren kann auch in Betrieben eingeführt und verwirklicht werden, in denen die vorstehend beschriebenen Forderungen bei den ursprünglichen Errichtungen nicht berücksichtigt wurden.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Aueführung besteht darin, daß nach Entleeren des Inhaltes jeder Gießpfanne die üblichen vorbereiteten Arbeiten (Ausbrechen, Ausmauern, Trocknen, Cirkonoxydeinsatz, Anheizen usw.) nicht vorgenommen werden müssen. Bei gleichzeitiger Erhöhung der Gießsicherheit können drei bis sechs Chargen oder auch mehr kontinuierlich gegossen werden, wodurch die Produktivität der Anlagen wesentlich steigt.

Das durch das erfindungsgemäße Verfahren gesicherte 20-30 Minuten lang andauernde parallele Gießen bietet auch einen weiteren Vorteil, V7enn die Temperatur des ersten Abgusses nahe der vorgeschriebenen Temperaturmindestgrenze liegt. Es besteht die Möglichkeit, die nächste Charge bei einer höheren Temperatur abzustechen und durch das parallele Abgießen die Temperatur der in der Zwischenpfanne befindlichen Schmelze der ersten Charge durch Zumischen zu erhöhen.

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Abschließend ist zu betonen, daß das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur in Stranggießereien vorteilhaft einsetzbar ist, die mit Siemens-Martin-Öfen ausgerüstet sind, sondern in jeder anderen Stranggießerei eingesetzt werden kann, da das Verfahren zusätzliche Zeit für die erforderlichen gießtechnischen Manipulationen bei gleichzeitiger Erhöhung der Gießsicherheit zur Verfügung stellt, In den Siemens-Martin-Stahlwerken kann das Stranggießen ohne das erfindungsgemäße Verfahren entweder überhaupt nicht, oder nur auf außerordentlich unwirtschaftliche Weise realisiert werden. In Konverter- und Elektrostahlwerken ermöglicht die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens hingegen das nacheinander folgende Gießen mehrer Chargen mit größerer Sicherheit.

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Claims

Erfindungs-anspruch :

1, Einrichtung zum Stranggießen in Gießereien, die mit Siemens-Martin-Öfen ausgerüstet sind, unter Verwendung einer Zwischenpfanne, einer Abstichbühne und einem Gießgerüst, gekennzeichnet dadurch, daß die Zwischenpfanne (2) mit einer seitlich ausladenden Gießrinne (3) versehen ist, die an einem Ende eine muschelförmige Vertiefung (4) aufweist und dieser muschelförmigen Vertiefung (4) eine, einen kleineren Ausgangsquerschnitt als die muschelförmige Vertiefung (4) aufweisende, sich im waagerechten Schnitt erweiternde und mit ihrem Bodenteil in Richtung der Zwischenpfanne (2) ansteigende Einlaufstrecke (5) vorgesehen ist, und neben der ersten Gießbühne und dem ersten Gießgerüst oberhalb der Gießrinne (3) eine zweite Gießbühne und ein zweites Gießgerüst angeordnet sind.

2· Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Bodenteil (6) der Einlauf strecke (5) mit einer 2 #igen Steigung versehen ist.

3. Einrichtung nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Einlaufstrecke (5) ohne Bruchlinie mit kontinuierlichem Übergang an die Zwischenpfanne (2) angeschlossen ist,

4. Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 3» gekennzeichnet dadurch, daß die Zwischenpfanne (2) an der Anschlußstelle der Einlaufstrecke (5) eine Wand mit einem Neigungswinkel von 110° besitzt.

5. Verfahren zum Stranggießen mit einer Einrichtung nach Punkt 1 bis 4, wobei die Metallschmelze aus einer Gießpfanne chargenweise in eine Zwischenpfanne gegossen wird, gekenn-

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zeichnet dadurch, daß vor Beendigung des Abgusses der ersten Charge die die zweite Charge enthaltende Gießpfanne neben die erste Gießpfanne gebracht und die Metallschmelze in die der Zwischenpfanne angeschlossene Gießrinne gegossen wird, und hiernach die weiteren Chargen in ähnlicher Weise noch vor dem Ausfließen der vorhergehenden Charge abwechselnd in den mittleren Teil der Zwischenpfanne bzw. in die Gießrinne gegossen werden·

6. Verfahren nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß mit dem Abgießen der zweiten Charge und der weiteren Chargen 5-40 Minuten vor dem Ausfließen der vorhergehenden Charge begonnen wird.

Hierzu_;^LSeiten Zeichnungen