DE19900074A1

DE19900074A1 - Stellglied am Auslauf eines Schmelzengefäßes

Info

Publication number: DE19900074A1
Application number: DE1999100074
Authority: DE
Inventors: Raimund Bruecker; Daniel Grimm; Jivan Kapoor
Original assignee: Didier Werke AG
Current assignee: Didier Werke AG
Priority date: 1999-01-05
Filing date: 1999-01-05
Publication date: 2000-07-06
Also published as: WO2000040357A1; AU2286400A

Abstract

Ein Stellglied am Auslauf eines Schmelzengefäßes, insbesondere für flüssigen Stahl, zum Öffnen oder Schließen des Auslaufes 2 soll als Einwegteil baulich einfach sein und nicht von einfrierender Schmelze blockiert werden. Das Stellglied 10 oder ein Einsatz 11 besteht hierfür im Bereich seiner von der Schmelze beaufschlagten Oberfläche aus nicht oder nur wenig benetzendem Material.

Description

Die Erfindung betrifft ein Stellglied am Auslauf eines Schmelzengefäßes, insbesondere für flüssigen Stahl, zum Öffnen oder Schließen des Auslaufes.

Ein derartiges Stellglied ist in der DE 196 41 169 C1 beschrieben. Das Stellglied ist eine Blindplatte, die zum Unterbrechen des Schmelzenflusses vor den Auslauf geschoben wird. Dadurch ist der Schmelzenfluß primär unterbrochen. Anschließend läßt man dann die Schmelze im Auslauf ganz oder teilweise einfrieren. Hierzu kann ein zur Verflüssigung der Schmelze vorgesehener gekühlter elektrischer Induktor elektrisch abgeschaltet werden, wobei sein Kühlkreislauf weiterarbeitet. Der entstehende Schmelzenpfropfen bildet einen sekundären Verschluß.

Es wurde gefunden, daß die erstarrende Schmelze an der Blindplatte festklebt, was darauf zurückzuführen ist, daß die Schmelze die Blindplatte benetzt und in Poren eintritt. Durch das Ankleben der zähflüssigen oder erstarrten Schmelze an der Blindplatte wird deren Verschiebbarkeit erschwert oder ganz blockiert. Dadurch ist das Öffnen des Auslaufes zumindest erschwert.

In der EP 0 838 292 A1 ist eine Verschlußeinrichtung am Auslauf eines Schmelzengefäßes für flüssigen Stahl beschrieben, bei der das verschiebliche Stellglied zweiteilig ausgebildet ist. Der erste Teil ist beständig gegen Wärmeschock, Korrosion und Erosion. Er steht bei Beginn des Prozesses unter dem Auslauf bzw. einem in diesem eingefrorenen Schmelzenpfropfen. Um ein Ankleben des Schmelzenpfropfens an diesem ersten Teil zu vermeiden, wird das Stellglied abgesenkt. Dies setzt voraus, daß die Schmelze im Auslauf erstarrt und nicht nur zähflüssig ist. Der zweite Teil des Stellglieds wird zum Einfrieren der Schmelze bzw. zur Bildung des Schmelzenpfropfens unter den Auslauf geschoben. Er weist eine Kühleinrichtung auf und hat eine Beschichtung aus Bornitritpulver oder Aluminiumbornitrat, die das Ankleben von Stahl verhindern soll. Eine solche Beschichtung auch am ersten Teil vorzusehen, verbietet sich, da sie zu schnell verschleißt.

Das Stellglied der EP 0 838 292 A1 ist aufwendig im Aufbau. Es ist für den Mehrwegbetrieb vorgesehen, wird also zum mehrmaligen Öffnen und Schließen des Auslaufes verwendet; dementsprechend verschleißfest muß es sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein baulich einfaches Stellglied vorzuschlagen, das sich als Einwegteil eignet und das nicht von zähflüssig werdender oder einfrierender Schmelze blockiert wird.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe dadurch gelöst, daß das Stellglied zumindest im Bereich seiner von der Schmelze in der Schließstellung beaufschlagten Oberfläche aus nicht oder nur wenig benetzendem Material besteht.

Da die Schmelze das Stellglied kaum oder nicht benetzt, kann sie zähflüssig oder fest werdend nicht an dem Stellglied ankleben. Somit ist die Verschiebbarkeit des Stellgliedes durch zähflüssige oder erstarrte Schmelze nicht beeinträchtigt.

Vorzugsweise besteht das Stellglied aus Graphit oder aus kohlenstoffgebundenem hochtonerdehaltigem Material.

In Ausgestaltung der Erfindung weist das Stellglied im Bereich seiner von der Schmelze in der Schließstellung beaufschlagten Oberfläche einen Einsatz aus nicht oder nur wenig benetzendem Material auf. Der Einsatz ist dabei Teil des Stellgliedes. Nur der Einsatz muß dann aus dem nicht oder nur wenig benetzendem Material bestehen. Dieses Material kann ein im Vergleich zum Material des Stellgliedes im übrigen teueres Material sein. Da das Volumen des Einsatzes im Vergleich zum Volumen des Stellgliedes insgesamt klein ist, wird das Stellglied durch teueres Material des Einsatzes nicht unverhältnismäßig teuer. Der Einsatz ist vorzugsweise nur im Bereich der von der Schmelze in der Schließstellung beaufschlagten Oberfläche vorgesehen.

Das Material des Einsatzes ist vorzugsweise Bornitrit. Das Stellglied im übrigen besteht aus einem keramischen Feuerfestmaterial, beispielsweise auf der Basis von Al₂O₃ und ist gebrannt oder durch ein hydraulisches Bindemittel gebunden (Feuerfestbeton). Das Stellglied kann auch eine Kupferplatte sein. Es kann wasser- oder luftgekühlt sein.

Das Stellglied als Einwegteil wird nur zum einmaligen Schließen und Öffnen des Auslaufes verwendet. Dies hat den Vorteil, daß - anders als im Mehrfachbetrieb - besondere Verschleißprobleme nicht auftreten. Das Stellglied kann also preiswert sein, wobei hinzu kommt, daß das Volumen des an sich teueren Materials des Einsatzes klein ist.

Das Stellglied als Einwegteil fällt nach dem Verschieben aus dem Bereich des Auslaufes nach unten weg. Ein neues Stellglied läßt sich in die Schiebeebene beispielsweise aus einem Magazin nachschieben.

Günstig ist auch, daß es für die Funktion des Stellgliedes nicht notwendig ist, daß die Schmelze zum Schließen des Auslaufes zu einem starren Schmelzenpfropfen erstarrt. Es genügt, wenn sie zähflüssig wird.

Zusätzlich kann vorgesehen sein, daß die mit der Schmelze beaufschlagte Oberfläche des Stellgliedes bzw. Einsatzes mit hochfrequenten Schwingungen, insbesondere Ultraschallschwingungen, im Bereich von 20 kHz und mehr, beaufschlagt wird. Diese Schwingungen begünstigen die Trennung zwischen Stellglied und zähflüssiger bzw. erstarrter Schmelze.

Das Stellglied kann eine verschiebliche Platte eines an sich bekannten Schieberverschlusses sein. Es kann sich jedoch auch um den Rotor oder Stator eines an sich bekannten Drehverschlusses handeln.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel. Die Figur zeigt ein Stellglied am Auslauf eines Schmelzengefäßes im Teilschnitt.

In den Boden 1 eines metallurgischen Gefäßes ist als Auslauf für die Schmelze eine Hülse 2 aus feuerfestem, keramischem Material eingebaut. Die Hülse 2 bildet eine Austrittsöffnung 3 für die Schmelze, wobei die Austrittsöffnung 3 an eine mechanische Verstellgliedanordnung 4 angrenzt, mit der die Austrittsöffnung 3 verschließbar und freigebbar ist.

Die Hülse 2 ist von einem Induktor 5 umgeben, dessen hohles Querschnittsprofil von einem Kühlmedium, insbesondere Luft, durchströmt ist. Der Induktor 5 reicht möglichst nahe an die Austrittsöffnung 3. Zur elektrischen Abschirmung gegenüber einer metallischen Halterung 6 der Verstellgliedanordnung 4 können Ferritkerne 7 vorgesehen sein, oder die Halterung weist elektrisch isolierende Trennschlitze auf.

In der Halterung 6 ist die an sich bekannte Verstellgliedanordnung 4 verschieblich geführt. In der Figur ist eine Wechseldüse 8 bzw. Lochplatte und als Stellglied 10 eine Blindplatte gezeigt. Beide sind in einer Führung 9 in Richtung des Pfeiles P verschieblich, wobei beim Nachschieben des einen Teils unter den Auslauf das bisher dortige Teil aus dem Bereich des Auslaufes geschoben wird und dann nach Verlassen der Führung 9 nach unten fällt. Ein metallischer, beispielsweise kassettenförmiger Träger 12 untergreift das Stellglied 10. Zur Zuführung neuer Wechseldüsen 8 bzw. Stellglieder 10 kann ein nicht näher dargestelltes Magazin vorgesehen sein.

Das Stellglied 10 weist im Bereich seiner von der Schmelze beaufschlagten Oberfläche einen Einsatz 11 auf. Dieser ist in die Oberfläche des Stellgliedes 10 versenkt, fluchtet mit dieser und ist in der Horizontalen vom Stellglied 10 umschlossen, so daß er stabil in der Oberfläche sitzt. Die Fläche des Einsatzes 11 ist etwa so groß wie die Querschnittsfläche der Austrittsöffnung 3 und nicht wesentlich größer als diese, um für ihn möglichst wenig Material zu benötigen und ihn formstabil von dem Stellglied 10 zu umschließen.

Der Einsatz 11 besteht aus Bornitrit, das von Schmelze nicht oder nur wenig benetzt wird. Das Stellglied im übrigen besteht aus einem feuerfesten, keramischen Material. Der Bornitriteinsatz 11 weist eine geringere Festigkeit auf als das Stellglied 10 im übrigen. Durch seine Einbettung als Einsatz 11 im Stellglied 10 ist er formgesichert.

Ist das Stellglied 10 unter den Auslauf geschoben, dann versperrt der Einsatz 11 die Austrittsöffnung 3. Die ihn beaufschlagende Schmelze kann ihn kaum benetzen und damit auch an ihm nicht festkleben, selbst wenn sie nach Abschalten des Induktors 5 zähflüssig oder fest wird. Es ist also gewährleistet, daß beim späteren Öffnen des Auslaufes durch Wegschieben des Stellgliedes 10 mittels der Wechseldüse 8 die Verschieblichkeit nicht beeinträchtigt ist.

Claims

1. Stellglied am Auslauf eines Schmelzengefäßes, insbesondere für flüssigen Stahl, zum Öffnen oder Schließen des Auslaufes, dadurch gekennzeichnet, daß es (10) zumindest im Bereich seiner von der Schmelze in der Schließstellung beaufschlagten Oberfläche aus nicht oder nur wenig benetzendem Material besteht.

2. Stellglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es (10) aus Graphit oder aus kohlenstoffgebundenem hochtonerdehaltigem Material besteht.

3. Stellglied nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es (10) im Bereich seiner von der Schmelze in der Schließstellung beaufschlagten Oberfläche einen Einsatz (11) aus nicht oder nur wenig benetzendem Material aufweist.

4. Stellglied nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (11) aus Bornitrit besteht.

5. Stellglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (10) oder der Einsatz (11) aus nicht feuerfestem, gekühltem Material besteht.

6. Stellglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (10) von einem metallischen Träger unterfangen ist.

7. Stellglied nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stellglied (10) und dem metallischen Träger eine Wärmeisolierung vorgesehen ist.

8. Stellglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es (10) aus dem Bereich des Auslaufes (2) herausschiebbar ist.

9. Stellglied nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es (10) aus seiner Verschiebeebene fällt.

10. Stellglied nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein neues Stellglied (10) zum Schieben in einer Führung (9) unter den Auslauf (2) in die Führung (9) einlegbar ist.

11. Stellglied nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das neue Stellglied (10) aus einem Magazin in der Schiebeebene in die Führung(9) einlegbar ist.

12. Stellglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß seine mit der Schmelze beaufschlagte Oberfläche mit hochfrequenten Schwingungen, insbesondere Ultraschallschwingungen, im Bereich von 20 kHz und mehr, beaufschlagbar ist.

13. Stellglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es (10) eine verschiebbare Platte eines Schieberverschlusses ist.