AT396760B - Giesspfannenkopf - Google Patents

Description

AT396760B

Die Erfindung betrifft eine Gießpfanne mit einem die Pfanne oben abdeckenden Gießpfannenkopf, dessen Innenseite mit einem feuerfesten Material ausgekleidet und in dem wenigstens ein Brenner für festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoff und Sauerstoffgas für die Erhitzung der Schmelze in der Gießpfanne angeordnet ist, wobei der Gießpfannenkopf mit Halteeinrichtungen für den mindestens einen Brenner ausgestattet ist, an denen der Brenner bezüglich der Oberfläche des Schmelzbades axial verschieblich und schwenkbar bezüglich der Vertikallinie des Brenners angeordnet ist

In der Stahlmetallurgie haben die hohen gestellten Anforderungen an Produktivität und Qualität zu einer Teilung des Standes der Technik in primärmetalluTgische Verfahren (Schmelzen in Lichtbogenöfen und Konvertern) und sekundärmetallurgische Verfahren (Veredeln) geführt

Durch die US-PS 3 519 259 wurde es bekannt, einem Schmelzofen Luft durch eine Öffnung in der Seitenwand zuzuführen. Im Obexteil des Schmelzofens befinden sich Einrichtungen, die der Entkohlung der Schmelze dienen und kombiniert Öl und gasförmigen Sauerstoff führen. Aus der US-PS 2 828 516 wurde die Sauerstoffzufuhr zu einem Brenner bekannt Dabei handelt es sich nicht um eine gesonderte Sauerstoffzufuhr.

Ein Faktor, der nun allen sekundären metallurgischen Verfahren gemeinsam ist, ist dar Temperaturverlust Deswegen ist eine Möglichkeit für ein rationelles Erhitzen erwünscht, um den Ablauf der sekundären metallurgischen Verfahren wirkungsvoller zu gestalten. Weiters soll der primäre Ofen von der erforderlichen Überhitzungsarbeit entlastet und das Auftreten von Überhitzung vermindert und schließlich Energie eingespart werden.

Eine solche technologische Verbesserung des Erhitzens würde unmittelbar in Anlagen für kontinuierliches Gießen Anwendung finden. Diese Technologie schafft auch die Möglichkeit für verschiedene sekundäre metallurgische Behandlungsverfahren, welche die Anwendungshäufigkeit von Verfahren, beispielsweise Injektion, bei metallurgischen Prozessen beeinflußt

Aufgäbe der Erfindung ist es, eine Gießpfanne mit Gießpfannenkopf für die Erhitzung einer Schmelze bereitzustellen, welche bei Verringerung des Temperaturverlustes eine rationellere Erhitzung der Schmelze bei gleichzeitiger Verringerung des Energiebedarfes ermöglicht. Erreicht wird dies bei einer Gießpfanne der eingangs erwähnten Art dadurch, daß erfindungsgemäß der Gießpfannenkopf in an sich bekannter Weise mit Durchlässen zur Aufnahme von Sauerstofflanzen versehen ist, über welche Sauerstoff in den Raum zwischen dem Gießpfannenkopf und der Schmelzbadoberfläche einblasbar ist, daß die Sauerstofflanzen parallel zur Schmelzbadoberfläche oder nach innen unten geneigt zur Schmelzbodenoberfläche angeordnet sind und daß die Innenwand des Gießpfannenkopfes einen vertikalen zylindrischen Abschnitt aufweist, der samt einer anschließenden Schürze einen geringeren Durchmesser als die Innenwand der Gießpfanne aufweist, um die Gießpfanneninnenwand zwischen der Gießpfannenöffnung und der Schmelzbadoberfläche gegen die Flammen des bzw. derBrenner abzuschirmen. Der Brenner sorgt dabei für den bestmöglichen Wärmeübergang von der Flamme auf das Schmelzbad und übt gleichzeitig die geringstmögliche chemische Einwirkung auf das Schmelzbad aus. Der Abstand zwischen der Brennerdüse und dar Oberfläche des Schmelzbades kann im Betrieb von 10 bis 100 cm eingestellt werden. Der Brenner kann bezüglich einer vertikalen Linie zur Oberfläche des Schmelzbades innerhalb eines Winkelberriches von 9 bis 60° geschwenkt werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert Es zeigt, Fig. I eine Ausgestaltung des Kopf bereiches einer Gießpfanne und Fig. 2 ein Diagramm über den Temperaturanstieg in der Schmelze, abhängig von der Brennerleistung.

Gemäß Fig. 1 überbrückt der Gießpfannenkopf die Wände der Gießpfanne (1). In dem oberen, leicht gebogenen Teil (2) des Gießpfannenkopfes sind zwei Sauerstoff-Brennstoff-Brenner (4,5) angeordnet jedoch können bei einer bevorzugten Ausgestaltung auch drei Brenner verwendet werden, welche symmetrisch im Gießpfannenkopf angeordnet sind. Die Brenner (4) und (5) werden mit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff durch die Anschlüsse (7) bzw. (9) und mit gasförmigem Sauerstoff durch die Anschlüsse (6) bzw. (8) versorgt Die Brenner (4) und (5) sind in Halteeinrichtungen angeordnet welche durch Verschiebeeinrichtimgen (12) bzw. (10) ein Bewegen der Brenner in Richtung zum Schmelzbad oder von diesem weg ermöglichen und durch Schwenkeinrichtungen (13) bzw. (11) ein Verschwenken der Brenner bezüglich einer Vertikalen auf die Oberfläche des Schmelzbades erlauben.

Die Innenwand des Gießpfannenkopfes weist einen vertikalen zylindrischen Abschnitt (14) auf, der samt einer an ihn anschließenden Schürze (15) einen kleineren Innendurchmesser als die Innenwand der Gießpfanne (1) aufweist Dadurch wird die Wand der Gießpfanne (1) zwischen der Öffnung der Gießpfanne (1) und der Schmelzbadoberfläche gegen die Flammen des bzw. der Brenner (4,5) abgeschirmt Die Schürze (15) kann aus feuerfestem Material, z. B. Keramik, bestehen. Die Schürze (15) kann auch wassergekühlt sein. Als Ergebnis ist jener Teil der Innenwand der Gießpfanne (1) geschützt der oberhalb der Oberfläche des Schmelzbades gelegen ist

Durchlässe (16), beispielsweise drei Durchlässe, sind symmetrisch in dem vertikalen, zylindrischen Abschnitt (14) des Gießp'fannenkopfes vorgesehen. Sauerstofflanzen (17) sind in den Durchlässen (16) angeordnet Die Lanzen (17) dienen zur Zufuhr von gasförmigem Sauerstoff in den Raum zwischen dem Gießpfannenkopf und der Oberfläche des Schmelzbades in der Gießpfanne (1). Der sekundär zugeführte Sauerstoff ersetzt in einem gewissen Ausmaß den durch die Brenner (4,5) zugeführten gasförmigen Sauerstoff. Als Ergebnis dieser Sauerstoffzufuhr wird dem Gasvolumen unter dem Gießpfannenkopf eine Drehbewegung -2-

Claims (3)

1. AT 396 760 B erteilt Die Durchlässe (16) sind so ausgestaltet, daß die Lanzen (17) horizontal, d. h. parallel zur Oberfläche des Schmelzbades liegen können. Die Lanzen (17) können jedoch auch · wie dies Fig. 1 zeigt - nach innen und unten geneigt zur Schmelzbadoberfläche (Horizontalebene) angeordnet werden. In der horizontalen Ebene kann durch Schwenken der Lanze (17) um eine vertikale Achse, die Lanzenmündung versetzt werden. Die Sauerstofflanze (17) kann aus einer den Schwenkpunkt enthaltenden radialen Ebene des Pfannenkopfes um einen Winkel im Bereich von 10 bis 80° geschwenkt werden. In ihrem unteren Teil kann die Gießpfanne (1) weiters mit einer Düseneinrichtung versehen sein, um beispielsweise Argon in die Schmelze einzublasen und die Schmelze zu bewegen. Unter Verwendung einer wie vorstehend beschriebenen 101 Gießpfanne (1) wurde geschmolzener Stahl aus einem Lichtbogenofen in einer Reihe von Versuchen erhitzt Die Geschwindigkeit des Erkaltens der Gießpfanne (1) mit Erhitzungseinrichtung, jedoch ohne die Brenner (4, 5) in Tätigkeit wurde für Vergleichszwecke registriert Bei verschiedenen Brennerleistungen wurde der Abstand und die Ausrichtung des Brenners bezüglich der Oberfläche des Schmelzbades variiert So ist der Temperaturanstieg von 2 bis 3 °C je min, welcher in der Schmelze erzielt wurde, abhängig von der zugeführten Leistung und von dem Abstand und der Ausrichtung des Brenners (4,5) bezüglich der Oberfläche des Schmelzbades. Es ist in diesem Zusammenhang wichtig, die Heizeinrichtung so anzuordnen, daß sie sich bereits beim Anfahren auf der höchstmöglichen Temperatur befindet um eine wirksame thermische Hintergrundstrahlung zu erzielen. Das Kurvendiagramm gemäß Fig. 2 zeigt den Temperaturanstieg je min in der Schmelze als Funktion der Brennerleistung. Die obere Kurve veranschaulicht einen Brenneiabstand von 50 cm und der untere Kurventeil einen solchen von 60 cm. Aus diesen Kurven ist ersichtlich, daß, beispielsweise bei einer Leistung von 90 kWA und bei einem Brennerabstand von 50 cm, ein Temperaturanstieg in der Schmelze von annähernd +0,3 °C/min erzielt wird, wogegen bei einem Brennerabstand von 60 cm eine Temperaturverminderung von annähernd -0,6 eC/min auftritt. In Verbindung mit der Erhitzung der Schmelze in der Gießpfanne ist es von Wichtigkeit daß die Brennerflamme in der Schmelze eine geringstmögliche chemische Wirkung verursacht. Beispielsweise zeigt sich, daß die Elemente in der Schmelze auf natürliche Weise oxidiert werden. Die Elemente, welche die grüßte Affinität zu Sauerstoff aufweisen, werden zuerst oxidiert und sobald die vollständige Reduktion erreicht ist findet die Oxidation des nächsten Elementes statt usw. Die Ergebnisse der Messung des Wasserstoffgehaltes zeigen, daß die Brennertätigkeit keine Änderung auf die geprüften Hammenzusammensetzungen verursacht. PATENTANSPRÜCHE 1. Gießpfanne mit einem die Pfanne oben abdeckenden Gießpfannenkopf, dessen Innenseite mit einem feuerfesten Material ausgekleidet und in dem wenigstens ein Brenner für festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoff und Sauerstoffgas für die Erhitzung der Schmelze in der Gießpfanne angeordnet ist, wobei der Gießpfannenkopf mit Halteeinrichtungen für den mindestens einen Brenner ausgestattet ist, an denen der Brenner bezüglich der Oberfläche des Schmelzbades axial verschieblich und schwenkbar bezüglich der Vertikallinie des Brenners angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Gießpfannenkopf in an sich bekannter Weise mit Durchlässen (16) zur Aufnahme von Sauerstofflanzen (17) versehen ist, über welche Sauerstoff in den Raum zwischen dem Gießpfannenkopf und der Schmelzbadoberfläche einblasbar ist, daß die Sauerstofflanzen (17) parallel zur Schmelzbadoberfläche oder nach innen unten geneigt zur Schmelzbodenoberfläche angeordnet sind und daß die Innenwand des Gießpfannenkopfes einen vertikalen zylindrischen Abschnitt (14) aufweist, der samt einer anschließenden Schürze (15) einen geringeren Durchmesser als die Innenwand der Gießpfanne (1) aufweist, um die Gießpfanneninnenwand zwischen der Gießpfannenöffnung und der Schmelzbadoberfläche gegen die Flammen des bzw. der Brenner abzuschirmen.
2. 2. Gießpfanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schürze (15) des Gießpfannenkopfes zur Abschinnung der Gießpfannenwandung (1) gegen die Flamme des bzw. der Brenner (4,5) hohlzylindrisch und an ihrem inneren Umfang aus feuerfesten, vorzugsweise keramischem Material ausgebildet oder wassergekühlt ist.
3. 3. Gießpfanne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstofflanze (17) schwenkbar angeordnet und aus einer den Schwenkpunkt der Sauerstofflanze (17) enthaltenden Radialebene des Pfannenkopfes um einen Winkel zwischen 10 bis 80° ausschwenkbar ist. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -3-