DE10257395A1

DE10257395A1 - Einlegekörper für Zwischenbehälter

Info

Publication number: DE10257395A1
Application number: DE10257395A
Authority: DE
Inventors: Richard Fechner; Robert Fechner
Original assignee: Weerulin Feuerfeste Produkte & Co KG GmbH; WEERULIN FEUERFESTE PRODUKTE G
Current assignee: WEERULIN GMBH, 45472 MUELHEIM, DE
Priority date: 2002-12-06
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2004-06-24
Also published as: DE50306871D1; ES2285209T3; BR0316330B1; RU2005116226A; WO2004052574A1; AU2003283259A1; EP1567297B1; RU2351432C2; BR0316330A; EP1567297A1; ATE357303T1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Einlegekörper zum Schutz der Aufprallfläche eines Gießstrahls in einem metallurgischen Gefäß, insbesondere einem Zwischenbehälter für den Strangguß, mit den Aufprallbereich umgebenden Begrenzungswänden, die zusammen mit der Aufprallfläche eine Wanne bilden, wobei der Einlegekörper (4, 104, 204, 304, 404) eine die Wanne nach oben verschließende Decke (4d, 104d, 204d, 304d, 404d, 6, 7, 8) aufweist, wobei die Decke durch den in den Einlegekörper (4, 104, 204, 304, 404) gelangenden Gießstrahl (3) partiell zerstörbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Einlegekörper zum Schutz der Aufprallfläche eines Gießstahls in einem metallurgischen Gefäß, insbesondere einem Zwischenbehälter für den Strangguß, mit den Aufprallbereich umgebenden Begrenzungswänden, die zusammen mit der Aufprallfläche eine Wanne bilden.
Ein gattungsgemäßer Einlegekörper ist aus der DE 2643009 bekannt. Dieser Einlegekörper weist zum Schutz der Aufprallfläche eines Zwischenbehälters vor einem auftreffenden Gießstahl einen Aufprallbereich auf, der durch ein Rost gebildet ist. Die das Rost bildenden Begrenzungen verhindern jedoch nur ungenügend ein Verspritzen des auftreffenden Gießstahls.
Aus der US 5,169,591 sind verschiedene gattungsgemäße Einlegekörper bekannt, die jeweils einen Aufprallbereich aufweisen, welcher von Begrenzungswänden umgeben ist. So wird u.a. vorgeschlagen, die Begrenzungswände schräg nach außen oder aber konkav auszugestalten, damit der auftreffende Gießstahl nicht aus dem Einlegekörper unkontrolliert herausspritzt. Die Begrenzungswände sollen daher ein umlaufendes Dach bilden, welches eine Eintrittsöffnung für den einfließenden Gießstahl bildet und den nach oben spritzenden Gießstahl nach unten zurückwerfen soll. In einem weiteren durch die US 5,169,591 offenbarten Ausführungsbeispiel eines Einlegekörpers ist der Aufprallbereich schräg zur Grundfläche des Zwischenbehälters ausgerichtet, wodurch der auftreffende Gießstahl zur Seite hin abgelenkt werden soll. Hierzu hat dieser Einlegekörper an seiner einen Seite, zu der hin der Gießstrahl umgelenkt wird, keine Begrenzungswand. Es hat sich herausgestellt, daß die in der US 5,169,591 offenbarten Einlegekörper nicht sicher ein unkontrolliertes Wegspritzen des Gießstahls verhindern. Dies hängt damit zusammen, daß die von den Begrenzungswänden gebildete obere Einlaßöffnung für den Gießstahl größer gehalten sein muß als der Durchmesser des Gießstrahls, damit dieser stets sicher in den Einlegekörper gelangen kann, ohne auf die Begrenzungswände aufzutreffen, wodurch der Gießstahl erst recht aus dem Zwischengehäuse spritzen würde.
Aus dem europäischen Patent EP 0 790 873 ist ebenfalls eine Prallplatte für ein Zwischengefäß aus feuerfestem Material bekannt, wobei die Prallplatte eine Pralloberfläche aufweist, welche von Seitenwänden umgeben ist, welche ihrerseits eine obere Oberfläche bilden, die die Einlaßöffnung für den einfließenden Gießstahl bildet. Wesentlich bei dieser Prallplatte ist, daß zwischen den Seitenwänden und der Pralloberfläche sowie zwischen den Seitenwänden und der oberen Oberfläche jeweils ein rechter Winkel ausgebildet ist und/oder die Einlaßöffnung eine rechteckige Gestalt hat. Auch bei dieser Prallplatte tritt das Problem auf, daß die Einlaßöffnung größer als der Durchmesser des einfließenden Gießstrahls gewählt werden muß, damit sicher verhindert wird, daß der Gießstrahl nicht die Einlaßöffnung verfehlt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen gattungsgemäßen Einlegekörper derart weiterzubilden, daß die Einlaßöffnung gleich groß oder nur unwesentlich größer ist als der Querschnitt des einfließenden Gießstrahls, damit ein unkontrolliertes Herausspritzen des Gießstahls aus dem Einlegekörper nach oben sicher vermieden wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Einlegekörper gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Einlegekörpers nach Anspruch 1 ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Unteransprüche.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke besteht darin, daß der Einlegekörper einen geschlossenen Deckel aufweist, der erst durch den auftreffenden Gießstahl teilweise zerstört bzw. geöffnet wird, so daß der Gießstahl in den Einlegekörper gelangen kann. Durch diese Maßnahme kann der Strahl des Gießstahls prinzipiell auf eine beliebige Stelle des Deckels des Einlegekörpers auftreffen, so daß keine besonderen Maßnahmen für ein zielgenaues Eingießen des Gießstahls vorgenommen werden müssen und sich das Befüllen des Zwischenbehälters insgesamt einfacher gestaltet. Der Deckel ist hierzu vorteilhaft dünn wandig auszugestalten. Er kann alternativ oder zusätzlich perforiert sein und/oder Sollbruchstellen aufweisen, damit er nur dort aufbricht, wo der Gießstahl auftrifft. Die Sollbruchstellen können prinzipiell beliebig angeordnet werden. So ist es möglich, die Sollbruchstellen als Quer- und Längslinien anzuordnen. Gleichsam können die Sollbruchstellen konzentrische Kreise, Ellipsen, Recht- oder Vielecke bilden. Gleiches gilt selbstverständlich für die Perforationen, die z.B. mittels kleiner Löcher gebildet sein können. Die Löcher sind dabei vorteilhaft so klein vom Durchmesser her zu bemessen, daß der von der Prallfläche nach oben spritzende Gießstahl nicht durch die im Deckel verbliebenen Löcher nach draußen gelangen kann.
Der Deckelbereich, welcher vom Gießstahl nicht mit in den Einlegekörper gerissen worden ist, bleibt vorteilhaft solange existent, bis der Einlegekörper fast oder zur Gänze gefüllt ist. Der Deckel wird während oder nach Abschluß des Befüllungsvorgangs des Einlegekörpers vorteilhaft aufgeschmolzen, so daß der Gießstahl über den Rand des Einlegekörpers herauslaufen kann. Grundgedanke ist hierbei, daß es nicht mehr zum Spritzen des Gießstahls kommt, wenn dieser in einen schon gefüllten Behälter eingefüllt wird. Gleichsam ist es aber auch möglich, daß der Deckel nicht vollständig aufgeschmolzen wird, sondern von dem von unten drückenden Gießstahl nach außen hin weggebrochen wird, so daß der Weg für den Gießstahl nach oben aus dem Einlegekörper frei wird.
In jedem Falle sollte zumindest das Deckelmaterial des Einlegekörpers von gleicher oder zumindest ähnlicher Art und Beschaffenheit sein, wie der Gießstahl selbst, damit er den Gießstahl nicht verunreinigt. Aufgrund der kleinen Abmessungen und der insbesondere dünnwandigen Ausgestaltung des Deckels, wird es jedoch zu keiner entscheidenden Verunreinigung kommen, wenn ein gänzlich anderes Material für den Deckel verwendet wird.
Es ist selbstverständlich möglich, die Innenwandungen sowie die Prallfläche des Einlegekörpers beliebig auszugestalten, um ein bestimmtes Strömen des Gießstahls zu erzielen.
Der Deckel kann um die Oberkanten der Seitenwände herumgebogen werden, so daß er gegen Verlieren gesichert ist. Es ist jedoch auch möglich, den Deckel mittels Befestigungsmitteln, z.B. in Form von Schrauben am Einlegekörper bzw. dessen Seitenwänden zu befestigen.
Es ist ferner möglich, daß in dem topfförmigen Einlegekörper ein geschlossener Behälter einliegt, welcher sich mit seinen Außenwänden an den Innenwänden des Einlegekörpers abstützt. Der Behälter bildet dabei mit seiner oberen Wandung den Deckel des Einlegekörpers. Der Behälter kann leicht von oben eingesetzt werden und ist insbesondere dünnwandig ausgebildet, so daß er während des Befüllens des Einlegekörpers schmilzt und sich mit dem Gießstahl vermengt. Es ist zudem möglich, den Behälter mit einem Fluid, insbesondere einem Gas, wie z.B. Argon zu füllen, damit der Gießstahl nicht mit Sauerstoff in Berührung kommt, und es somit nicht zu einer ungewünschten Oxidation des Stahls kommt. Die Form des Einlegekörpers und des Behälters ist dabei wiederum prinzipiell beliebig wählbar.
Nachfolgend werden beispielhafte mögliche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Einlegekörpers anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1: Einen Zwischenbehälter mit einliegendem Einlegekörper;
2: Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Einlegekörper im noch nicht vollständig gefüllten Zustand;
3: Querschnitt durch den Einlegekörper gem. 2 im fast vollständig gefüllten Zustand;
4: Querschnitt durch einen überlaufenden Einlegekörper gem. der 2 und 3;
5: Einlegekörper mit aufgeschraubtem Deckel;
6: Einlegekörper mit um die Stirnseiten der Seitenwände umgebogenen Deckel;
7: Einlegekörper mit von der Seite in einen Schlitz eingeschobenen Deckel;
8: Einlegekörper mit eingelegtem geschlossenen Behälter;
9: Querschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Deckels für einen Einlegekörper;
10: Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Deckels für einen Einlegekörper;
11: Draufsicht auf den Deckels gem. 10;
12: Draufsicht auf eine dritte mögliche Ausführungsform eines Deckels.
Die 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Zwischenbehälters 1, wie er z.B. beim Strangguß verwendet wird. Der Zwischenbehälter weist eine obere Öffnung 1a auf, über die der Gießstahl 3 mittels eines Rüssels 2 in den im Zwischenbehälter 1 einliegenden Einlegekörper 4 gelangt. Der erfindungsgemäße Einlegekörper 4 weist einen Deckel 4d auf, der von dem Strahl des Gießstahls 3 partiell beim Auftreffen auf den Deckel 4d zerstört wird. Sobald der Einlegekörper 4 vollständig gefüllt ist, fließt der Gießstahl 3 über die Ränder der Seitenwände des Einlegekörpers 4 hinweg und gelangt auf den Boden 1b des Zwischenbehälters 1. Über Öffnungen 1c gelangt dann der Gießstahl 3 in nicht dargestellte Formen bzw. Werkzeuge.
Die 2 zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Einlegekörper 4, wie er in 1 bereits dargestellt wurde. Der Einlegekörper 4 weist einen Boden 4e auf, welcher die Prallfläche 4f für den auftreffenden Gießstahl 3 bildet. Die Prallfläche 4f wird durch die Seitenwände 4a des Einlegekörpers 4 begrenzt. Der Einlegekörper 4 ist nach oben hin durch den Deckel 4d verschlossen. Nur der Bereich des Deckels 4d, auf den der Strahl des Gießstahls 3 trifft, wird zerstört, so daß der von der Prallfläche 4f wegspritzende Stahl 3c gegen die Seitenwandungen 4c sowie den Deckel 4d gelangen kann, jedoch nicht aus dem Einlegekörper wieder hinaus. Der Hohlraum 4b des Einlegekörpers 4 wird relativ schnell mit dem Gießstahl 3b gefüllt, so daß die Oberfläche 3a des sich im Einlegekörper ansammelnden Gießstahls schnell steigt und, wie in 3 dargestellt, den Deckel 4d erreicht. Der Deckel ist aus einem ähnlichen oder identischen Material wie der Gießstahl 3, so daß der Deckel 4d aufgrund des heißen Gießstahls 3 schmilzt und den Weg für den Gießstahl aus dem Einlegekörper frei macht, wie es in 4 dargestellt ist. Der Gießstahl fließt dann über die Seitenränder 4g der Seitenwände 4a des Einlegekörpers 4 und gelangt in den nicht dargestellten Zwischenbehälter.
Die 5 zeigt eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Einlegekörpers 104, mit einer Prallfläche 104f, Seitenwänden 104a und Hohlraum 104b. Auf den Stirnseiten 104g der Seitenwände 104a ist der insbesondere dünnwandige Deckel 104d mittels Schrauben befestigt.
Die 6 zeigt ebenfalls eine alternative Ausführungsform eines Einlegekörpers 209 mit Boden 204e, welcher die gewölbte Prallfläche 204f bildet, welche in der Mitte eine zu den Seitenwänden 204a hin abfallende Erhöhung hat, durch die der auftreffende Gießstahl zu den Seitenwänden 204a abgeleitet wird. Die Stirnseiten 204g der Seitenwände 204a sind beispielhaft abgerundet dargestellt. Sie können selbstverständlich auch kantig ausgeführt sein. Der Deckel 204d ist um die Stirnseiten 204g herumgebogen und hintergreift die nach außen gerichteten Seitenwände formschlüssig, wodurch er sicher am Einlegekörper gehalten ist.
Die 7 zeigt eine weitere mögliche Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Einlegekörpers 304, wobei hier der Deckel 304d seitlich in einen Schlitz 304m, welcher in die nach innen gerichteten Stirnseiten 304g der Seitenwände 304a eingearbeitet ist, mit seinen Außenkanten 304n eingeschoben wird. Die Seitenwände 304a sind gekrümmt bzw. konkav gestaltet, so daß der auf die Innenwandungen 304c auftreffende Gießstahl insbesondere von dem oberen Teil der Seitenwände 304a nach unten abgelenkt bzw. zurückgeworfen wird.
Die 8 zeigt eine Ausführungsform, bei der im Einlegekörper 404 ein Gefäß bzw. geschlossener Behälter 404p einliegt, der mit seiner oberen Wandung den Deckel 404d des Einlegekörpers 404 bildet. Der Behälter 404q stützt sich mit seinen Außenwänden an den Innenwänden 404c, 404f des Einlegekörpers 404 ab. Die Seitenwände 404a sind nach außen gerichtet, so daß der Behälter 404p von oben in den Einlegekörper 404 leicht einsetzbar ist. Der Behälter 404p kann mit einem Gas 404q zum Korrosionsschutz gefüllt sein. Der Behälter 404p kann insbesondere im Deckelbereich 404d dünnwandig ausgebildet sein, damit er relativ leicht schmelzen kann.
Die 9 bis 12 zeigen mögliche Ausgestaltungen von Deckeln für erfindungsgemäße Einlegekörper. So zeigt die 9 einen Querschnitt durch einen Deckel 6, dessen Bereich 6b, welcher vom Gießstahl durchbrochen werden soll, dünnwandig ausgebildet ist, wobei der den Bereich 6b umgebende Bereich etwas dicker ausgebildet ist. Der Übergang von Beriech 6a zu Bereich 6b kann prinzipiell beliebig gestaltet sein, ist hier vereinfacht abgeschrägt dargestellt.
Die 10 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere mögliche Ausführungsform eines Deckels 7, der Perforationen in Form von Sackbohrungen oder Aussparungen 7b aufweist. Eine mögliche Anordnung der Perforationen 7b zeigt die 11, wobei der vom Gießstahl zu durchbrechende Bereich 7c von im Kreis angeordneten Perforationen 7b umgeben ist. Trifft nun der Gießstahl auf den Bereich 7c, wird der Deckel entlang der durch die Perforationen 7b gebildeten Linie durchbrochen, wodurch nur die Bereiche 7a des Deckels unversehrt bleiben. Gleichsam können die vereinzelten Perforationen auch durch durchgehende Sollbruchlinien ersetzt werden oder mit diesen kombiniert werden.
Die 12 zeigt eine Ausführungsform eine Deckels 8, bei der Perforationen 8b in Zeilen und Spalten angeordnet sind. Kreisförmig ist der auftreffende Strahl 3a eines Gießstahls 3 dargestellt. Der Strahl 3a wird den Bereich 8c des Deckels 8 entlang der Linie 8d, welche die dem Strahl am nächsten liegenden Perforationen 8b miteinander verbindet, aus dem Deckel 8 herausbrechen, so daß nur die Bereiche 8a stehenbleiben, welche eine optimal große Reflektionsfläche für den von der Aufprallfläche des Einlegekörpers hochspritzenden Gießstahl bildet.
Es ist, wie bereits erwähnt, selbstverständlich möglich, die Form und Geometrie des Einlegekörpers nebst seines Deckels und seiner Seitenwände sowie Aufprallfläche den jeweils vorhandenen Rahmenbedingungen anzupassen, wobei stets auf einen oberen Verschluß mittels des durchbrochenen bzw. stehengebliebenen Deckels zu achten ist.

Claims

Einlegekörper zum Schutz der Aufprallfläche eines Gießstahls in einem metallurgischen Gefäß, insbesondere einem Zwischenbehälter für den Strangguß, mit den Aufprallbereich umgebenden Begrenzungswänden, die zusammen mit der Aufprallfläche eine Wanne bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlegekörper (4, 104, 204, 304, 404) eine die Wanne nach oben verschließende Decke (4d, 104d, 204d, 304d, 404d, 6, 7, 8) aufweist, wobei die Decke durch den in den Einlegekörper (4, 104, 204, 304, 404) gelangenden Gießstahl (3) partiell zerstörbar ist.
Einlegekörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufprallfläche sowie die Begrenzungswände aus einem feuerfesten Material sind, und daß die Decke aus einem dem Gießstahl gleichen oder ähnlichen Material ist.
Einlegekörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Decke dünnwandig ist.
Einlegekörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Decke (6, 7, 8) perforiert ist und/oder Sollbruchstellen aufweist.
Einlegekörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Decke mindestens eine insbesondere kleine fensterartige Öffnung aufweist.
Einlegekörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Decke nach oder während dem Füllen des Einlegekörpers (4, 104, 204, 304, 404) aufschmilzt oder vom Gießstahl aufgebrochen wird.
Einlegekörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Decke durch eine insbesondere dünnwandige Platte gebildet ist, die auf den oberen Stirnseiten der Begrenzungswände aufliegt.
Einlegekörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (104d) an den Begrenzungswänden (104a), insbesondere an deren Stirnseiten (194g), mittels Befestigungsmitteln (105) befestigt ist.
Einlegekörper nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte an ihren Seitenbereichen mindestens einen insbesondere angeformten Kragen aufweist, der mindestens eine der Begrenzungswände von innen und/oder außen zumindest teilweise umgreift.
Einlegekörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Einlegekörper ein Behälter aus einem dem Gießstahl gleichen oder ähnlichen Material einliegt, der die Decke des Einlegekörpers (4, 104, 204, 304, 404) bildet.
Einlegekörper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (404p) geschlossen ist und an der Aufprallfläche (404f) und der Berandung (404c) des Einlegkörpers (4, 104, 204, 304, 404) zumindest bereichsweise anliegt, wobei insbesondere die Oberflächenform des Behälters der Form der Aufprallfläche und/oder der Begrenzungswände angepaßt ist.
Einlegekörper nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter mindestens einen angeformten oder angeschweißten nach außenstehenden Kragen aufweist, der mindestens eine der Begrenzungswände zumindest teilweise umgreift.
Einlegekörper nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behälter (404p) ein Gas oder Gasgemisch (404q) ist, welches mit dem einfließenden Gießstahl in Kontakt kommt.
Einlegekörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufprallfläche gekrümmt, wabenförmig und/oder schräg gegenüber der Horizontalen ausgeformt ist.
Einlegekörper nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungswände zur Oberseite des Einlegekörpers (4, 104, 204, 404) nach außen auseinanderlaufen.
Einlegekörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungswände (303a) insbesondere konkav gewölbt sind, wodurch die Begrenzungswände (303a) einen Teil der Decke des Einlegekörpers (304) bilden.