DE8422585U1 - DEVICE FOR BOTTOM TAPING A METAL MELT FROM A MELTING STOVE OR A SPRAYER - Google Patents
DEVICE FOR BOTTOM TAPING A METAL MELT FROM A MELTING STOVE OR A SPRAYERInfo
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Abstract
Description
PATENTANWALT DIPL.-ING. WOLF D. OEDEKOVENPATENT ADVOCATE DIPL.-ING. WOLF D. OEDEKOVEN
G 8if 22 585.8 02.10.1984G 8if 22 585.8 October 2nd, 1984
vom 28.07.1984 l/Hafrom 07/28/1984 l / ha
Vorrichtung für den Bodenabstich einer Metallschmelze aus einem Schmelzofen oder einer Gießpfanne .Device for tapping the bottom of a metal melt from a melting furnace or a ladle.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für den Bodenabstich einer Metallschmelze aus einem Schmelzofen oder einer Gießpfanne der im Oberbegriff des Schutzanspruchs 1 angegebenen Gattung.The invention relates to a device for tapping the floor a metal melt from a melting furnace or a pouring ladle of the type specified in the preamble of claim 1.
An Metalle, einschließlich Eisenmetallen, wofür die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise bestimmt ist, werden ständig steigende Forderungen bezüglich des Reinheitsgrades gestellt. Beim Abgießen einer Metallschmelze aus einem Schmelzofen oder dergleichen in eine Gießpfanne oder von einer Gießpfanne in Kokillen ist aber der Gießstrahl atmosphärischen Einflüssen ausgesetzt, so daß die Metallschmelze über den Gießstrahl mit Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff angereichert wird. Diese Elemente oder ihre Verbindungen verschlechtern den Reinheitsgrad der Metallschmelze. Diese Verschlechterung kann begrenzt werden, indem man die Gießzeiten und die Gießwege verkürzt. Hierzu ist es bekannt, die Metallschmelze aus dem Schmelzofen bzw. der Gießpfanne am Boden abzustechen. Diese Arbeitsweise ist als Bodenabstich bekannt.To metals, including ferrous metals, for which the invention Device is preferably determined, constantly increasing demands are made with regard to the degree of purity. When pouring a However, molten metal from a melting furnace or the like into a pouring ladle or from a pouring ladle in molds is the pouring stream exposed to atmospheric influences, so that the molten metal is enriched with oxygen, nitrogen and hydrogen via the pouring stream will. These elements or their compounds deteriorate the purity of the molten metal. This deterioration can be limited by shortening the casting times and the casting paths. For this purpose, it is known to remove the metal melt from the melting furnace or the To cut the pouring ladle at the bottom. This way of working is known as floor tapping.
Zwar ist es bekannt, den Gießstrahl vor atmosphärischen Einflüssen durch Anordnung des gesamten Schmelzofens und der Gießpfanne in einem geschlossenen Raum, welcher evakuiert oder unter Schutzgas gesetzt wird, zu schützen (GB-PS 812 216), jedoch ist diese Verfahrensweise wegen der Durchführbarkeit und Wirtschaftlichkeit nur auf kleine Einheiten beschränkt.It is known to protect the pouring stream from atmospheric influences by arranging the entire melting furnace and the pouring ladle in a closed room, which is evacuated or under protective gas is set to protect (GB-PS 812 216), but this procedure is only based on feasibility and economy limited to small units.
Der Schutz des Gießstrahls vor atmosphärischen Einflüssen muß sich deshalb auf die Verkürzung des Gießstrahls und der Gießzeit durch den Bodenabstich beschränken. Dabei läßt die Verkürzung der Abgießzeit der Metallschmelze aus dem Schmelzofen oder dergleichen auch Ϊ eine niedrigere Abstichtemperatur zu, was wiederum eine Verkürzung fA der Gesamtchargenzeit zur Folge hat und gleichzeitig Energie einspart. Trotz dieser Vorteile sind die bekannten Bodenabstichvorrichtungen mit einigen Nachteilen behaftet, weil sie mit Klappen arbeiten, welche die Bodenabstichöffnung über Pneumatik- odei Hydraulikzylinder öffnen und schließen, wobei während des Schmelzvorganges und der metallurgischen Arbeiten der gesamte statische Druck der Metallschmelze auf der Klappe und über das zugehörige Gestänge auf dem pneumatisehen bzw. hydraulischen Antrieb ruht. Deshalb können Unregelmäßigkeiten im pneumatischen oder hydraulischen System dieser Bodenab-Stichvorrichtungen während der Chargenzeit und während des Abstiches zu Störungen und erheblichen Schaden führen. Auch erfordern sie aufgrund ihrer Arbeitsweise einen bestimmten Abstand zwischen den einzelnen Aggregaten, was einen längeren Gießstrahl zur Folge hat.The protection of the pouring stream from atmospheric influences must therefore be limited to the shortening of the pouring stream and the pouring time by tapping the floor. The shortening of the pouring time of the molten metal from the melting furnace or the like also allows a lower tapping temperature, which in turn results in a shortening f A of the total batch time and at the same time saves energy. Despite these advantages, the known Bodenabstichvorrichtungen have some disadvantages because they work with flaps that open and close the Bodenabtich opening via pneumatic or hydraulic cylinders, with the entire static pressure of the metal melt on the flap and over the during the melting process and the metallurgical work associated linkage rests on the pneumatic or hydraulic drive. Therefore, irregularities in the pneumatic or hydraulic system of these bottom stitching devices during the batch time and during the tapping can lead to malfunctions and considerable damage. Due to the way they work, they also require a certain distance between the individual units, which results in a longer pouring stream.
Bei der erwähnten bekannten Anlage (GB-PS 812 216) ist eine Verschiußplatte am Schmelztiegel des Schmelzofens vorgesehen, womit der Nachteil der Aufnahme des statistischen Druckes der Metallschmelze durch ein Hydrauliksystem oder Pneumatiksystem vermieden ist. Die Verschlußplatte hält den statischen Druck der Metallschmelze mechanisch und wird über eine Schwenkachse und Kegelräder mittels eines Handrades betätigt. Der Nachteil dieser Verschlußplatte ist, daß sie zur Vermeidung des Abfließens der Metallschmelze sehr eng an der Mündung der Abstichöffnung im Boden des Schmelztiegels anliegen muß. IIn the known system mentioned (GB-PS 812 216) is a closure plate provided on the crucible of the melting furnace, which has the disadvantage of absorbing the statistical pressure of the molten metal through a hydraulic system or pneumatic system is avoided. The sealing plate mechanically maintains the static pressure of the molten metal and is operated via a swivel axis and bevel gears by means of a handwheel. The disadvantage of this closure plate is that it is used for To avoid the outflow of the molten metal, it must be very close to the mouth of the tap opening in the bottom of the crucible. I.
Dies läßt sich bei der großen und ständig unterschiedlichen thermi- $This can be seen in the large and constantly varying thermal $
sehen Belastung der Verschlußplatte nicht sicher erreichen, weswegen |see loading of the locking plate not reach safely, which is why |
sie nur kurzzeitig zum Verschluß der Bodenabstichöffnung herangezogen £ it was only used briefly to close the bottom tap opening £
wird. Im allgemeinen wird die Metallschmelze vor der Verschlußplatte b7.w. in der Bodenabstichöffnung eingefroren und erst kurz vor dem Abstich wird dieser Teil der Schmelze durch elektrische Energie in der Bodenabstichöffnung aufgeschmolzen.will. In general, the molten metal is in front of the sealing plate b7.w. Frozen in the tap opening and just before the Tapping, this part of the melt is melted by electrical energy in the bottom tapping opening.
Hier setzt die Erfindung ein, welcher die Aufgabe zugrunde liegt, eine Vorrichtung für den Bodenabstich einer Metallschmelze aus einem Schmelzofen oder einer Gießpfanne der im Oberbegriff des Schutzanspruches 1 angegebenen Gattung zu schaffen, die bei billigem und einfachstem Aufbau mit keinem der genannten Nachteile behaftet ist und bei größter mechanischer sowie thermischer Belastung betriebssicher arbeitet und wartungsfrei ist.This is where the invention, which is based on the object, a Device for tapping the bottom of a metal melt from a melting furnace or a pouring ladle in the preamble of the protection claim 1 to create specified genus, which is cheap and simple construction with none of the disadvantages mentioned and works reliably and is maintenance-free under the greatest mechanical and thermal loads.
Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Schutzanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den restlichen Schutzansprüchen angegeben.This task is due to the in the characterizing part of the protection claim 1 specified features solved. Advantageous refinements of the device according to the invention are set out in the remaining claims specified.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt der Abschluß der Abstichöffnung im Boden des Schmelzofens bzw. der Gießpfanne mittels einer Platte in Verbindung mit einem losen, trockenen, feuerfesten Granulat, womit die Abstichöffnung oder eine Teillänge der Abstichöffnung gefüllt ist. Die Platte verhindert das Abfließen des Granulats nach unten, nimmt den statischen Druck der Metallschmelze auf und ist direkt unter der Mündung der Abstichöffnung angeordnet. Zum Öffnen und Schließen der Abstichöffnung wird die Platte einfach in horizontaler Richtung verschoben oder gedreht. Um die erforderliche Beweglichkeit der Platte sicherzustellen, hat die Oberkante der Platte einen Abstand von 2 bis 15 mm, vorzugsweise 5 bis 8 mm, von der Unterkante der Mündung der Abstichöffnung, wobei der Abstand von der Körnigkeit des Granulats abhängt. Damit sichergestellt ist, daß kein Granulat bei geschlossener Abstichöffnung abfließt, ist der Durch-In the device according to the invention, the tap opening is closed in the bottom of the furnace or the ladle by means of a plate in connection with a loose, dry, refractory Granules, with which the tap opening or part of the length of the tap opening is filled. The plate prevents the granulate from flowing out downwards, absorbs the static pressure of the molten metal and is arranged directly under the mouth of the tap opening. To open and closing the tap opening, the plate is simply shifted or rotated in the horizontal direction. To have the necessary mobility To ensure the plate, the top edge of the plate has a distance of 2 to 15 mm, preferably 5 to 8 mm, from the Lower edge of the mouth of the tap opening, the distance depending on the granularity of the granulate. This ensures that no granulate flows off when the tapping opening is closed, the
Ί ·. Ί ·.
messer der Platte 2 bis 3 mal so groß wie der Durchmesser der Abstichöffnung oder sogar noch größer. Zusätzlich kann die Platte mit einer Vertiefung versehen und/oder aufgerauht wurden.knife of the plate 2 to 3 times as large as the diameter of the tapping opening or even bigger. In addition, the plate can be indented and / or roughened.
Zum Öffnen der Abstichöffnung wird die Platte einfach von deren Mündung wegbewegt, so daß das Granulat aus der Abstichöffnung herausfällt bzw. durch den statischen Druck der Metallschmelze herausgedrückt wird und die Metallschmelze ausfließen kann. Die Bewegung der Platte erfolgt entweder geradlinig auf Gleitschienen, die fest am Schmelzofen bzw. an der Gießpfanne angebracht sind, oder von einer vertikalen Schwenkachse aus, an der die Platte angebracht ist, so daß letztere sich beim Drehen der Schwenkachse entlang einer kreisbogenförmigen Bahn bewegt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch eine extrem niedrige Bauhöhe aus.To open the tapping opening, the plate is simply removed from its mouth moved away so that the granulate falls out of the tap opening or is pushed out by the static pressure of the molten metal and the molten metal can flow out. The plate is moved either in a straight line on slide rails that are firmly attached to the Melting furnace or are attached to the ladle, or from a vertical pivot axis on which the plate is attached, so that the latter moves along an arcuate path when the pivot axis is rotated. The device according to the invention draws are characterized by an extremely low overall height.
Die Bewegung der Platte wird vorzugsweise mittels eines Pneumatikzylinders bewirkt, welcher aus dem normalen Werksnetz gespeist wird. Dabei kann dafür Vorsorge getroffen werden, daß bei Ausfall der Druckluft Platte und Schwenkachse mittels eines Handhebels betätigt werden können, und daß bei Reparaturarbeiten im Bereich der Bodenabstich-Vorrichtung die Platte mittels Steckbolzen gesichert werden kann.The movement of the plate is preferably carried out by means of a pneumatic cylinder which is fed from the normal plant network. It can be ensured that in the event of a failure of the compressed air Plate and pivot axis can be operated by means of a hand lever, and that during repair work in the area of the floor tapping device the plate can be secured with locking pins.
Überraschenderweise läßt sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne wirtschaftlichen Aufwand der Gießstrahl beim Abstich vor atmosphärischen Einflüssen vollkommen schützen. Dies geschieht in der Weise, daß gleichzeitig mit dem Wegbewegen der Platte von der Abstichöffnung ein Schutzrohr eingefahren oder eingeschwenkt wird, welches den Gießstrahl abschirmt und mit der Platte gekoppelt ist, so daß für seine Bewegung eine zusätzliche Steuerung oder ein zusätzlicher Antrieb nicht erforderlich ist. Es ist lediglich vorzusehen, daß in der entsprechenden Endstellung des gemeinsamen Bewegungsantriebes für die Platte und das Schutzrohr die Achse des letzteren mit derjenigen der Abstichöffnung zusammenfällt.Surprisingly, with the device according to the invention Protect the pouring stream completely against atmospheric influences during tapping without any economic effort. This is done in the Way that, at the same time as the plate is moved away from the tap opening, a protective tube is retracted or swiveled in, which shields the pouring stream and is coupled to the plate, so that an additional control or an additional Drive is not required. It is only necessary to provide that in the corresponding end position of the common movement drive for the plate and the protective tube, the axis of the latter coincides with that of the tapping opening.
Statt des Schutzrohres können auch andere Hilfseinrichtungen für metallurgische Zwecke eingefahren bzw. eingeschwenkt werden, beispielsweise eine Sonde zur Erfassung des Metallstrahlendes, die aber auch mit dem Schutzrohr kombiniert sein kann, oder ein Siphon zur vollkommenen Trennung von Metall und Schlacke.Instead of the protective tube, other auxiliary equipment for metallurgical Purposes are retracted or swiveled in, for example a probe for detecting the metal beam end, but also Can be combined with the protective pipe, or a siphon for the perfect Separation of metal and slag.
Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Vorrichtung nach der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:The following are exemplary embodiments of the device according to the invention explained in more detail with reference to drawings. It shows:
Fig. 1 einen Schnitt eines Elektrolichtbogenofens mit geöffneter Bodenabstichöffnung; 1 shows a section of an electric arc furnace with the bottom tapping opening open;
Fig. 2 einen Schnitt eines Elektrolichtbogenofens mit geöffneter Bodenabstichöffnung, wobei ein Schutzrohr für den Gießstrahl vorgesehen ist;2 shows a section of an electric arc furnace with the bottom tapping opening open, wherein a protective tube is provided for the pouring stream;
Fig. 3 eine Ansicht von unten einer Vorrichtung mit einer als Drehverschluß ausgebildeten Platte zum Abdecken der Bodenabstichöffnung gemäß Fig. 1 oder 2 in geschlossener Stellung;Fig. 3 is a view from below of a device with a twist lock formed plate for covering the bottom tap opening according to Figure 1 or 2 in the closed position;
Fig. 4 den Schnitt entlang der Linie A-B in Fig. 3;Fig. 4 shows the section along the line A-B in Fig. 3;
Fig. 5 die Ansicht entsprechend derjenigen gemäß Fig. 3 einer Vorrichtung mit der Platte nach Fig. 3 und dem Schutzrohr gemäß Fig. 2, wobei die Platte sich in geschlossener Stellung befindet; FIG. 5 shows the view corresponding to that according to FIG. 3 of a device with the plate according to FIG. 3 and the protective tube according to FIG. 2, the plate being in the closed position;
Fig. 6 die Ansicht gemäß Fig. 5, wobei die Platte sich in geöffneter Stellung befindet;6 shows the view according to FIG. 5, the plate being in the open position;
Fig. 7 den Schnitt entlang der Linie A-B in Fig. 6;Fig. 7 shows the section along the line A-B in Fig. 6;
Fig. 8 die Ansicht entsprechend derjenigen gemäß Fig. 3 einer Vorrichtung mit einer als Schiebeverschluß ausgebildeten Platte zum Abdecken der Bodenabstichöffnung gemäß Fig. I oder 2 in geschlossener Stellung;8 shows the view corresponding to that according to FIG. 3 of a device with a plate designed as a sliding lock to cover the bottom tap opening according to FIG. 1 or 2 in closed position;
Fig. 9 den Schnitt entlang der Linie A-B in Fig. 8;Fig. 9 shows the section along the line A-B in Fig. 8;
Fig, 10 die Ansicht entsprechend derjenigen gemäß Fig. 8 einer Vorrichtung mit der Platte nach Fig. 8 und dem Schutzrohr gemäß Fig. 2, wobei die Platte sich in geöffneter Stellung befindet; und10 shows the view corresponding to that according to FIG. 8 of a device with the plate according to FIG. 8 and the protective tube according to FIG. 2, the plate being in the open position; and
Fig. 11 den Schnitt entlang der Linie A-B in Fig. 10.FIG. 11 shows the section along the line A-B in FIG. 10.
Gemäß Fig. 1 und 2 fließt die in einem Elektrolichtbogenofen 1 befindliche Metallschmelze 2 in einem Gießstrahl 3 in eine Gießpfanne k, und zwar durch eine geöffnete Abstichöffnung 5 im Boden des Elektrolichtbogenofen 1 hindurch. Zum Abdecken der Abstichöffnung 5 ist gemäß Fig. 1 eine Platte 6 vorgesehen. Beim Elektrolichtbogenofen 1 nach Fig. 2 ist zusätzlich ein Schutzrohr 9 für den aus der Abstichöffnung 5 austretenden Gießstrah! 3 vorhanden.According to FIGS. 1 and 2, the molten metal 2 located in an electric arc furnace 1 flows in a pouring stream 3 into a pouring ladle k, through an opened tap opening 5 in the bottom of the electric arc furnace 1. To cover the tapping opening 5, a plate 6 is provided according to FIG. 1. In the case of the electric arc furnace 1 according to FIG. 2, there is also a protective tube 9 for the pouring stream emerging from the tapping opening 5! 3 available.
Gemäß Fig. 3 und 4 wird die Platte 6 zum Verschließen der Abstichöffnung 5 über eine Schwenkachse 10 mit Hilfe eines doppeltwirkenden pneumatischen Zylinders 11 mit der Abstichöffnung 5 in Deckung gebracht, so daß sich ein Spalt 7 zwischen der Platte 6 und der Abstichöffnung 5 ergibt. Danach wird die Abstichöffnung 5 mit einer Füllung 8 versehen, indem ein Granulat mit einer bestimmten Körnung mittels eines Trichters von oben in die Abstichöffnung 5 eingebracht wird. Anschließend kann ein Einschmelzvorgang in gewohnter Weise "im Elektrolichtbogenofen 1 durchgeführt werden.According to FIGS. 3 and 4, the plate 6 is used to close the tap opening 5 via a pivot axis 10 with the aid of a double-acting pneumatic cylinder 11 with the tap opening 5 in alignment brought so that a gap 7 between the plate 6 and the tap opening 5 results. Then the tap opening 5 with a Filling 8 is provided by introducing granules with a certain grain size into the tapping opening 5 from above using a funnel will. A melting process can then be carried out in the usual way “in the electric arc furnace 1.
Wenn die Metallschmelze 2 abgestochen werden soll, wird einfach über ein Ventil der Zylinder 11 betätigt, der die Platte 6 über die Schwenkachse 10 aus dem Bereich der Abstichöffnung 5 herausschwenkt. Sobald die Platte 6 diesen Bereich verlassen hat, fällt das Granulat der Füllung 8 aus der Abstichöffnung 5 bzw. wird es vom statischen Druck der Metallschmelze 2 aus derselben herausgedrückt, so daß die Metallschmelze 2 in die Gießpfanne k abfließen kann. Die Platte 6 kann bei etwaigem Ausfall der Druckluft von Hand über einen Handhebel 13 geschlossen und geöffnet werden.When the molten metal 2 is to be tapped, the cylinder 11 is simply actuated via a valve, which pivots the plate 6 out of the area of the tapping opening 5 via the pivot axis 10. As soon as the plate 6 has left this area, the granules of the filling 8 fall out of the tap opening 5 or are pressed out of the same by the static pressure of the molten metal 2, so that the molten metal 2 can flow off into the pouring ladle k. In the event of a failure of the compressed air, the plate 6 can be closed and opened by hand using a hand lever 13.
Nach dem Abfließen der Metallschmelze 2 wiederholt sich der oben geschilderte Vorgang. Die Platte 6 wird in die Abdeckstellung gebracht und Granulat wird in die Abstichöffnung 5 eingefüllt, so daß sich die Füllung 8 ergibt. Danach kann ein neuer Einschmelzvorgang beginnen.After the molten metal 2 has drained off, the process described above is repeated. The plate 6 is brought into the covering position and granules are poured into the tap opening 5 , so that the filling 8 results. A new melting process can then begin.
Die erweiterte Vorrichtung nach Fig. 5 bis 7 unterscheidet sich von derjenigen gemäß Fig. 3 und k im wesentlichen nur dadurch, daß zusätzlich zur Platte 6 das Schutzrohr 9 gemäß Fig. 2 vorgesehen und der Bewegungsmechanismus für die Platte 6 auch dem Schutzrohr 9 für den Gieß strahl 3 (Fig. 2) zugeordnet ist, so daß die Platte 6 und das Schutzrohr 9 gleichzeitig verschwenkt werden, um wechselweise unter die Abstichöffnung 5 zu gelangen, wie in Fig. 5 bzw. 6, 7 dargestellt. The extended device according to FIGS. 5 to 7 differs from that according to FIGS. 3 and k essentially only in that in addition to the plate 6, the protective tube 9 is provided according to FIG Pouring jet 3 (Fig. 2) is assigned, so that the plate 6 and the protective tube 9 are pivoted at the same time to alternately get under the tap opening 5, as shown in Fig. 5 and 6, 7 respectively.
Die Vorrichtung nach Fig. 8 und 9 entspricht im wesentlichen derjenigen nach Fig. 3 und 4, abgesehen davon, daß die Platte 6 in Gleitschienen 12 verschiebbar ist.The device according to FIGS. 8 and 9 corresponds essentially to that 3 and 4, except that the plate 6 in slide rails 12 is slidable.
Die erweiterte Vorrichtung nach Fig. 10 und 11 unterscheidet sich von derjenigen gemäß Fig. 8 und 9 im wesentlichen nur dadurch, daß analog der Ausführungsform gemäß Fig. 5 bis 7 zusätzlich zur Platte 6 das Schutzrohr 9 nach Fig. 2 vorgesehen und der BewegungsmechanismusThe expanded apparatus of FIGS. 10 and 11 differs from those according to FIGS. 8 and 9 essentially only in that, analogously to the embodiment according to FIGS. 5 to 7, in addition to the plate 6, the Protective tube 9 according to FIG. 2 is provided and the movement mechanism
gemäß Fig. 8 und 9 so ausgebildet ist, daß die Platte 6 und das Schutzrohr 9 für den Gießstrahl 3 (Fig. 2) bezüglich der Abstichöffnung 5 analog dem anhand von Fig. 5 bis 7 geschilderten Verschwenken in den Gleitschienen 12 verschoben werden.is shown in FIG. 8 and 9 is formed so that the plate 6 and the protective tube 9 for the metal stream 3 (Fig. 2) with respect to the tap hole 5 analogously to the reference to FIG. are shifted 5 to 7-mentioned pivoting into the slide rails 12th
Das Schutzrohr 9 kann auch durch andere, nicht dargestellte metallurgische Einrichtungen ersetzt sein.The protective tube 9 can also be replaced by other metallurgical ones, not shown Facilities to be replaced.
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JPS61105094A (en) | 1986-05-23 |
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