[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Führen einer metallurgischen Schmelze,
insbesondere einer Stahlschmelze, mit einem an ein metallurgisches Gefäß anschließenden
Ausgussrohr.
[0002] Zur Beeinflussung der Strömung von metallurgischen Schmelzen in Stranggießkokillen
werden in der Regel unterschiedliche, auf das Gießformat und den Betriebszustand abgestimmte
Tauchrohrbauformen angewendet. Darüber hinaus kann auch eine sog. elektromagnetische
Bremse eingesetzt werden. Die Tauchrohrbauform erlaubt nur eine Abstimmung auf jeweils
ein Gießformat und einen Betriebszustand. Eine dynamische Beeinflussung der Kokillenströmung
ist nicht möglich. Die elektromagnetische Bremse führt zu einem Abbremsen der Schmelze.
Dabei werden nicht nur ungünstige Strömungsbedingungen, sondern auch die gewollte
horizontale Vermischung der Schmelze behindert. Außerdem verursacht der Einsatz der
elektromagnetischen Bremse einen erheblichen konstruktiven Mehraufwand, sowie hohe
Investitions- und Betriebskosten.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Veränderung des Einströmens von Metallschmelze
von einem metallurgischen Gefäß in ein nachgeordnetes Gefäß unter günstigen Strömungsbedingungen
zu ermöglichen.
[0004] Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in dem Gefäßboden
ein Auslaufstutzen mit einer am unteren Ende gebildeten Kugelfläche angeordnet ist,
die dichtend in den Eingang des Ausgussrohres ragt, das gelenkig am Gefäßboden gelagert
ist. Dadurch kann die Strömung der Metallschmelze in einem nachfolgenden Gefäß beeinflusst
werden, so dass zum einen ungünstige Strömungsverhältnisse vermieden werden und zum
anderen eine horizontale Vermischung erzielt wird. Dabei kann durch die Bewegung des
Ausgussrohres die Richtung des Bewegungsimpulses der in das untere Gefäß einströmenden
Schmelze verändert werden. Aufgrund von zusätzlichen konstruktiven Maßnahmen kann
auch eine horizontale Verschiebung des Ausgussrohres berücksichtigt werden. Damit
verbunden ist eine Verbesserung des Reinheitsgrades und der Oberflächenqualität des
Stranggussproduktes. Außerdem kann auch ein Ausrichtfehler bei der Montage von Ausgussrohren
korrigiert werden.
[0005] Nach weiteren Merkmalen wird die Bewegungsfähigkeit des Ausgussrohres derart erzielt,
dass das Ausgussrohr kardanisch am Gefäßboden gelagert ist.
[0006] Der Bewegungsantrieb wird dabei nach anderen Merkmalen dadurch erzielt, dass eine
Lagerwelle für einen ersten, äußeren Kardanring an einem Schwenkantrieb angeschlossen
ist.
[0007] Die Bewegung des Ausgussrohres ergibt sich nach einer Ausgestaltung dann dadurch,
dass in dem ersten, äußeren Kardanring ein zweiter, innerer Kardanring mittels einer
parallel oder senkrecht zur Lagerwelle verlaufenden Welle schwenkbar gelagert ist.
[0008] Dabei sind nach einer Weiterbildung die Lager für die schwenkbare Lagerwelle des
ersten, äußeren Kardanrings am Gefäßboden angeordnet.
[0009] Zur Vermeidung von Luftansaugungen durch Unterdruck im Strömungskanal ist vorgesehen,
dass in dem Eingang des Ausgussrohres und / oder in die Kugelfläche eine Kohlefaserdichtung
eingelegt ist.
[0010] Nach weiteren Merkmalen ist in den Auslaufstutzen eine den Strömungskanal anschneidende
Ringnut eingearbeitet. Dadurch kann vorteilhafterweise Inertgas zugeführt werden.
[0011] Die Dichtwirkung bei entsprechendem Abrollen der Kugelform wird dadurch erzielt,
dass der Eingang des Ausgussrohres in seiner Querschnittsform mit einem geraden Abschnitt
beginnt, der über einen Bogenabschnitt in den zylindrischen Strömungskanal übergeht,
wobei die Kugelfläche des Auslaufstutzens teils an dem geraden Abschnitt teils an
dem Bogenabschnitt dicht anliegt.
[0012] Die Anwendung der Erfindung ergibt sich vorteilhafterweise derart, dass das metallurgische
Gefäß aus einem Verteilergefäß für eine Stranggießanlage besteht. Dadurch kann die
Strömung in das tiefer angeordnete Gefäß mit der erwähnten horizontalen Vermischung
eingeführt werden.
[0013] Eine weitere vorteilhafte Anwendung ergibt sich daraus , dass das Ausgussrohr aus
einem Tauchrohr für eine Stranggießkokille besteht.
[0014] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, das nachfolgend näher erläutert
wird.
[0015] Die einzige Figur stellt einen axialen Querschnitt durch einen Gefäßboden eines metallurgischen
Gefäßes mit Auslaufstutzen und Ausgussrohr dar.
[0016] Ein metallurgisches Gefäß 1 mit einem Gefäßboden 1a weist eine Vorrichtung zum Führen
der Strömung einer metallurgischen Schmelze, z.B. einer Stahl-Schmelze, und ein an
das metallurgische Gefäß 1 anschließendes Ausgussrohr 2 auf.
[0017] In dem Gefäßboden 1a ist ein Auslaufstutzen 3 mit einer am unteren Ende 3a gebildeten
Kugelfläche 3b angeordnet. Die Kugelfläche 3b ragt dichtend mit dem Kugelradius 14
("R") in den Eingang 2c des Ausgussrohres 2. Das Ausgussrohr 2 ist gelenkig am Gefäßboden
1a gelagert, so dass es verschiedene Winkelstellungen einnehmen kann.
[0018] Die gelenkige Bewegung des Ausgussrohres 2 wird z.B. durch eine kardanische Aufhängung
am Gefäßboden 1a ermöglicht. Dabei wird die Bewegung über eine Lagerwelle 4 für einen
ersten, äußeren Kardanring 5 erzeugt, wobei die Lagerwelle 4 an einen (nur angedeuteten
) Schwenkantrieb 6 angeschlossen ist. In dem ersten, äußeren Kardanring 5 ist ein
zweiter, innerer Kardanring 7 mittels einer parallel oder senkrecht zur Lagerwelle
4 verlaufenden Welle 7a schwenkbar gelagert.
[0019] Die Drehlager 13 für die schwenkbare Lagerwelle 4 des ersten, äußeren Kardanrings
5 sind am Gefäßboden 1a angeordnet.
[0020] In den Eingang 2c des Ausgussrohres 2 und / oder in die Kugelfläche 3b ist eine Kohlefaserdichtung
2e zur Dichtung gegen Unterdruck eingelegt. In den Auslaufstutzen 3 kann auch eine
den Strömungskanal 2d anschneidende Ringnut 8 eingeschnitten sein, um Inertgas zuzuführen,
das ebenfalls der Außenluft entgegenwirkt.
[0021] Der Eingang 2c des Ausgussrohres 2 beginnt in seiner Querschnittsform 9 symmetrisch
jeweils mit einem geraden Abschnitt 10, der über einen Bogenabschnitt 11 in den zylindrischen
Strömungskanal 2d übergeht, wobei die Kugelfläche 3b des Auslaufstutzens 3 teils an
dem geraden Abschnitt 10 teils an dem Bogenabschnitt 11 dicht auch während einer Winkelbewegung
anliegt.
[0022] Im Ausführungsbeispiel ist angenommen, dass das metallurgische Gefäß 1 aus einem
Verteilergefäß 12 für eine Stranggießanlage besteht. Ferner wird vorausgesetzt, dass
das Ausgussrohr 2 aus einem Tauchrohr 2a für eine Stranggießkokille besteht, das mit
seiner Mündung 2b bis unter den Schmelzenspiegel eintaucht. Das Tauchrohr 2a kann
derart bewegt werden, dass die Richtung des Bewegungsimpulses der in die Stranggießkokille
einströmenden Schmelze, die das Strömungsfeld in der Stranggießkokille maßgeblich
mitbeeinflusst, verändert wird. Bei einer horizontalen Verschiebungsanordnung kann
aufgrund einer Kombination beider Bewegungswege die Position und die Ausrichtung des
in die Schmelze eintauchenden Rohrstücks unabhängig voneinander eingestellt werden.
[0023] Als zusätzliche Maßnahme kann die Strömung in der Stranggießkokille durch eine Messung
einer physikalischen Größe beurteilt und in Form einer beschreibenden Kennzahl einer
Regelungseinheit zugeführt werden. Als Mess-System kann z.B. ein Geschwindigkeitsmess-System
für Stranggießkokillen oder in einem einfachen Fall können auch nur mehrere Sensoren
zur Aufnahme des Oberflächenprofils in der Stranggießkokille angewendet werden.
Bezugszeichenliste:
[0024]
- 1
- metallurgisches Gefäß
- 1a
- Gefäßboden
- 2
- Ausgussrohr
- 2a
- Tauchrohr
- 2b
- Mündung
- 2c
- Eingang
- 2d
- Strömungskanal
- 2e
- Kohlefaserdichtung
- 3
- Auslaufstutzen
- 3a
- unteres Ende
- 3b
- Kugelfläche
- 4
- Lagerwelle
- 5
- erster, äußerer Kardanring
- 6
- Schwenkantrieb
- 7
- zweiter, innerer Kardanring
- 7a
- Welle
- 8
- Ringnut
- 9
- Querschnittsform
- 10
- gerader Abschnitt
- 11
- Bogenabschnitt
- 12
- Verteilergefäß
- 13
- Drehlager
- 14
- Kugelradius "R"
1. Vorrichtung zum Führen der Strömung einer metallurgischen Schmelze, insbesondere von
Stahlschmelze, mit einem an ein metallurgisches Gefäß anschließenden Ausgussrohr,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Gefäßboden (1a) ein Auslaufstutzen (3) mit einer am unteren Ende (3a) gebildeten
Kugelfläche (3b) angeordnet ist, die dichtend in den Eingang (2c) des Ausgussrohres
(2) ragt, das gelenkig am Gefäßboden (1a) gelagert ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Ausgussrohr (2) kardanisch am Gefäßboden (1a) gelagert ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Lagerwelle (4) für einen ersten, äußeren Kardanring (5) an einen Schwenkantrieb
(6) angeschlossen ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem ersten, äußeren Kardanring (5) ein zweiter, innerer Kardanring (7) mittels
einer parallel oder senkrecht zur Lagerwelle (4) verlaufenden Welle (7a) schwenkbar
gelagert ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lager (13) für die schwenkbare Lagerwelle (4) des ersten, äußeren Kardanrings
(5) am Gefäßboden (1a) angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Eingang (2c) des Ausgussrohres (2) und / oder in die Kugelfläche (3b) eine
Kohlefaserdichtung (2e) eingelegt ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass in den Auslaufstutzen (3) eine den Strömungskanal (2d) anschneidende Ringnut (8)
eingearbeitet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Eingang (2c) des Ausgussrohres (2) in seiner Querschnittsform (9) mit einem geraden
Abschnitt (10) beginnt, der über einen Bogenabschnitt (11) in den zylindrischen Strömungskanal
(2d) übergeht, wobei die Kugelfläche (3b) des Auslaufstutzens (3) teils an dem geraden
Abschnitt (10) teils an dem Bogenabschnitt (11) dicht anliegt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das metallurgische Gefäß (1) aus einem Verteilergefäß (12) für eine Stranggießanlage
besteht.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Ausgussrohr (2) aus einem Tauchrohr (2a) für eine Stranggießkokille besteht.