DE1508753B1 - giessrorh fuer eine niederdruckgiessvorrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Gießrohr für - sich eine einwandfreie Entgasung des Rohrinneneine Niederdruckgießvorrichtung, dessen unteres raumes über einen wesentlichen Teil semer Länge Ende in das in einer Gießpfanne befindliche flüssige hinweg durchführen. Eine weitere Verbesserung der Metall eintaucht und an dessen oberem Ende ein Abdichtung der Sandfüllung nach unten läßt sich stählerner Kopf vorgesehen ist, an den sich ein stab.- 5 durch eine zwischen der unteren Zementfüllung und lernes Stützrohr anschließt, das auf der Innenseite dem unteren Ende der Sandfüllung vorgesehene vollständig und auf der Außenseite, soweit es in die Asbestdichtung erreichen. Das unbeabsichtigte Her-Schmelze eintaucht, mit einer hitzebeständigen Ma- ausrieseln von Sand während verschiedener Wärmeterialschicht bedeckt ist. ausdehnungen ist damit praktisch unmöglich gemacht.

Es ist ein Gießrohr für eine Niederdruckgieß- io An sich ist ein Ringraum, der mit Kitt, Zement Vorrichtung bekannt, welches aus einem Stahlrohr be- oder Mörtel gefüllt ist, bekannt. Die Füllung hat dasteht, das sowohl auf der Außenseite als auch auf der bei aber die Aufgabe, eine zusätzliche Wärmeisolie-Innenseite mit einer hitzebeständigen Materialschicht rung zwischen der hitzebeständigen äußeren Materialbedeckt ist. Das Stahlrohr ist an einen stählernen schicht und dem Stahlrohr herbeizuführen. Kopf angesehweißt, an den eine Gießform anklemm- 15 Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist bar ist. Nachteilig ist. bei dieser Anordnung, daß das dadurch gekennzeichnet, daß der stählerne Kopf des hitzebeständige Material' unmittelbar auf die Außen- Gießrohres in an sich bekannter Weise mit Lüftungsund Innenwandung des Stahlrohres aufgebracht ist. bohrungen versehen ist, die über die Sandschicht mit Infolge der wesentlich unterschiedlichen Ausdeh- der porigen inneren Materialschicht in Verbindung nungskoeffizienten zwischen dem Stahl des Rohres ao stehen. Durch das poröse Material der inneren Ma- und dem keramischen Werkstoff der hitzebeständigen \erialschicht und den Sand zu den Lüftungsbohrungen Materialschicht kann es dabei leicht zu einem Reißen dringendes Gas kann dann ungehindert auch aus tie- und damit Abbröckeln der hitzebeständigen Material- ler gelegenen Gießrohrabschnitten abströmen. schicht kommen. Besonders gefährdet ist dabei die Ein Gießrohr mit einem stählernen Kopf, in dem

auf die Außenwand des Stahlrohres aufgebrachte ₂₅ sich Lüftungsbohrungen befinden, ist zwar bekannt; Materialschicht, da sie bei einer Lockerung keinen es fehlt bei dieser Anordnung aber die Möglichkeit, Halt mehr an der Rohrwandung findet. Die äußere das Gas auch bei einem längeren Gießrohr durch eine Schicht kann deshalb schon nach kurzem Gebrauch gasdurchlässige Schicht hinter der inneren Materialvon dem Rohr abfallen, wodurch das Gießrohr vor- schicht zum Stahlkopf abzuleiten, zeitig unbrauchbar wird. 30 Schließlich erstreckt sich bei einer weiteren Aus-

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Gießrohr zu führungsform der Erfindung die innere hitzebestänschaffen, mit dem auch Metallschmelzen sehr hoher dige Materialschicht bis unter das untere Ende des Temperatur vergossen werden können. Stahlrohres, endet die untere Zementfüllung kurz

Die gestellte Aufgabe ist gemäß der Erfindung da- oberhalb der unteren Stahhrohrmündung und erdurch gelöst, daß das Stahlrohr mit nach außen vor- ₃₅ streckt sich schließlich die äußere hitzebeständige stehenden Haltegliedern versehen ist, die in das hitze- Materialschicht um das untere Stahlrohrende mit der beständige Material eingreifen und sich im unteren überzogenen Schutzhülle herum bis zum Anschluß an Bereich des Rohres befinden. die untere Zementfüllung. Die äußere hitzebeständige

Die hervorstehenden Halteglieder können dabei Materialschicht sichert damit das untere Stahkohrbeispielsweise aus dem Stahlrohr hervorstehende 40 ende vor dem geschmolzenen Metall, und zwar unNiete sein, um die sich das hitzebeständige Material abhängig von der inneren hitzebeständigen Materialherumlegt. Lockert sich bei diesem Aufbau die hitze- schicht.

beständige Materialschicht, so fällt sie nicht gleich Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung

ab, da die gelockerten Schichtteile zunächst nur auf dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es die Schichtteile aufrutschen, die mittels der Halte- 45 zeigt

glieder am Rohr festgehalten werden. Auf diese Weise F i g. 1 eine verkleinerte Darstellung eines Gießwird ein Gießrohr erhalten, das auch für Schmelzen rohres nach der Erfindung in Verbindung mit einer sehr hoher Temperatur geeignet ist. Gießpfanne und einer Gießform,

Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung des F i g. 2 in größerem Maßstab einen Längsschnitt

Gegenstandes nach der Erfindung ist das Stahlrohr 50 durch das Gießrohr nach der Erfindung, von außen her mit einer wärmeisolierenden, elasti- Es wird nunmehr im einzelnen auf die Zeichnungen

sehen, hitzebeständigen Schutzhülle umgeben, die Bezug genommen, und zwar insbesondere zunächst mittels der in sie eindringenden Halteglieder am Stahl- auf F ig. 1.

rohr gesichert ist. Die Schutzhülle bildet dabei eine 10 bezeichnet ein Preßgießrohr, das in Verbindung

Gleitschicht, welche unterschiedliche Materialausdeh- 55 mit einer Gießpfanne 12 angeordnet ist, in deren mangen zwischen dem Stahl und der hitzebeständigen unteres Ende sich das Rohr bis zu einem Punkt in Materialschicht ausgleicht. Bodennähe der Pfanne hineinerstreckt. Die Pfanne

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfin- wird zweckmäßigerweise in einer Grube 14 aufdung ist zwischen dem Stahlrohr sowie dem stähler- gestellt, die durch eine Deckplatte 16 verschlossen nen Kopf und der inneren hitzebeständigen Material- 60 wird, die das Gießrohr umgibt und auch als Mittel schicht ein an sich bekannter Ringraum vorgesehen, zur Lagerung und Unterstützung des Gießrohres in der mit Sand gefüllt ist, welcher an den oberen und der erwünschten Stellung dient. Von einer geeigneten unteren Gießrohrenden mittels an sich bekannter Quelle (nicht gezeigt) wird Luft oder em anderes Gas Zementfüllungen eingeschlossen ist. Das im Gießrohr herangeführt und durch eine Leitung 18 in das Innere unerwünschte Gas kann damit durch die poröse 65 der Grube geleitet. Sowie die Luft oder das andere hitzebeständige Materialschicht hindurch zum Sand Gas den notwendigen Druck erreicht, drückt es das und vom Sand her dann durch den stählernen Kopf flüssige Metall 20 in der Pfarme durch das Gießrohr nach außen abgeführt werden. Auf diese Weise läßt nach oben und in die Form 22, die oberhalb des Roh-

ORfGJNAL INSPECTED

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res angeordnet ist und eine Gießöffnung aufweist, die in dieser Hinsicht wenigstens bestimmte Merkmale mit dem Gießrohr in Verbindung steht. Wenn die der Erfindung einschließt.

Form gefüllt ist, wird die Luftzufuhr unterbrochen, Der übrige Teil des Gießrohres, abgesehen vom

die Form entfernt und durch eine andere Form er- Kopfaufbau, wird bei 60 gezeigt, ist mit dem Kopfsetzt; dieses wiederholt sich schrittweise so lange, bis 5 aufbau 24 fest verbunden und wird von diesem gedas flüssige Metall in der Gießpfanne praktisch voll- tragen. Das Gießrohr enthält ein inneres, feuerfestes kommen vergossen worden ist. Element 62, das sich über die ganze Länge des ferti-

Derartige Gießrohre sind je nach den Anlagen, in gen Gießrohres erstreckt und an seinem oberen Ende denen sie verwendet werden, von verschiedener vorzugsweise mit der oberen Stirnseite des Kopfauf-Größe, und die größeren Abmessungen bieten ent- ίο baues fluchtet. Dieses innere Rohr oder Futter 62 ist sprechend größere Schwierigkeiten. Da sich das untere an sich von bekannter Konstruktion und besteht vor-Ende des Rohres praktisch bis zum Boden der Pfanne zugsweise aus hitzebeständigem Material. Es widererstrecken muß, werden die Schwierigkeiten dadurch steht dem Angriff von flüssigem Eisen und flüssigem vermehrt, daß ein größerer Teil des Rohres innen und Stahl im gleichen Maß wie jedes andere Material, es außen, zumindest bei einem Teil des Gießverfahrens 15 ist jedoch zerbrechlich und relativ weich. Es ist außerdem in der Pfanne befindlichen flüssigen Metall aus- dem porös, und seine Wand ist in gewissem Maß gasgesetzt ist. durchlässig.

Das gemäß der Erfindung hergestellte Rohr 10, das Die Gießrohrkonstruktion umfaßt ein Stahlrohr 64

in der F i g. 2 ausführlich gezeigt wird, umfaßt einen um das Innenrohr 62, das einen Abstand von diesem Kopfaufbau 24, der das Mittel zur Lagerung des Roh- 20 hat, worauf im folgenden noch Bezug genommen res in der erwünschten Stellung durch die Deckplatte wird. Das Stahlrohr ist an der Kopf anordnung 24 vor-16 darstellt. Dieser Kopf 24 ist vorzugsweise aus zugsweise in der Form angebracht, daß es stumpf an mehreren Stahlteilen einschließlich eines inneren der unteren Stirnseite des Hirnringes 26 anliegt und, Hirnrings 26 zusammengesetzt, der einen radial nach wie bei 68 gezeigt ist, damit verschweißt ist. Das innen verlaufenden Flansch 28 aufweist. Der obere 25 Stahlrohr endigt an seinem unteren Ende über dem Abschnitt 30 dieses Hirnringes ist von kleinerem unteren Ende des übrigen Teils des Rohres, das durch Durchmesser und bildet eine Schulter 32, auf welcher das untere Ende des Rohres 62 festgelegt ist; auf ein Ring 34 gelagert ist, der durch Kopfschrauben 36, diese Einzelheiten wird im folgenden noch Bezug gedie durch darin befindliche Löcher eingesetzt und in nommen.

den Hirnring 36 eingeschraubt werden, befestigt ist. 30 In den Ringraum 66 des oberen Endes des Rohres Zwischen diesem Ring und der Schulter 32 liegt eine wird eine Zementmasse 70 bekannter Art eingebracht Asbestdichtung 37, und zwischen dem Ring und der und kann darin härten. Diese Masse soll sich über äußeren zylindrischen Oberfläche des Abschnitts 30 eine kurze Strecke in Abwärtsrichtung erstrecken und ist vorzugsweise ein Lüftungsraum 40 vorgesehen. bis oberhalb der diagonalen Bohrung 48 gehen. Unter-Der radial äußere Abschnitt des Ringes 34 bildet das 35 halb des Zementes 70 befindet sich Sand 72, der den Teil, das direkt auf der Deckplatte 16 der Grube auf- Raum vom Zement bis zu einem Punkt in der Nähe liegt, um das Rohr in seiner Stellung zu stützen. Über des unteren Endes des Stahlrohres füllt. Dieser Sand dem Ring 34 ist eine Manschette 42 angeordnet, die kann durch Umdrehen des Rohres in bezug auf die einen radial nach innen gerichteten Flansch 44 auf- gezeigte Stellung eingebracht werden. Nachdem der weist, welcher das obere Ende des Hirnrings 26 über- 40 Zement 70 eingebracht wurde, wird der Sand einlagert und darauf aufliegt. Das vorgenannte Teil wird geschüttet und durch bekannte Verfahren gehärtet von einem Haltering 44 umgeben, der einen radial oder abgebunden. Über den Löchern 48 kann ein nach außen gerichteten Flansch 46 aufweist. feinmaschiges Sieb 74 angeordnet werden, um den

Der Hirnring 26 ist mit einer oder mehreren dia- Sand in dem beabsichtigten Raum zu halten,
gonal verlaufenden Bohrungen 48 versehen, die inner- 45 Nachdem der Sand eingebracht ist, wird eine Dichhalb des verjüngten Abschnitts 30 eine Verbindung tung 76 auf den Sand in den ringförmigen Raum 66 zwischen seiner Innenfläche oberhalb des Flansches eingelegt. Diese Dichtung kann aus Asbest bestehen 28 und seiner Außenflächenöffnung herstellen. Mit und die Form eines O-Ringes haben. Sodann wird eine den Bohrungen 48 oder dem Lüftungsraum 40 oder weitere Zementmenge 78 in den Raum eingebracht, mit beiden steht eine oder stehen mehrere Lüftungs- 50 die ihn bis fast an das Ende des Stahlrohres füllt, bohrungen 50 in Verbindung, die im Ring 34 gebildet An der Außenseite des Stahlrohrs sind mehrere

sind und sich im allgemeinen radial nach außen er- Niete 80 befestigt, die in Bohrungen sitzen oder mit strecken. Diese Lüftungsöffnungen münden in eine ihm verschweißt sind. Diese Niete sind vorzugsweise ringförmige Nut 52 im Ring, die durch eine weitere rundköpf ig, und etwa acht solcher Niete sind willringförmige Nut 54 in dem Haltering ergänzt wird. 55 kürlich über die Oberfläche des Stahlrohrs verteilt. Diese beiden Nuten bilden einen ringförmigen Kanal, Diese Niete bilden das Hauptmittel zur Verankerung welcher mit der Außenseite durch einen Lüftungs- der äußeren Schutzhülle 82 von hitzebeständigem raum 56 zwischen dem Ring 34 und dem Haltering 44 Material am Stahlrohr, worauf im folgenden wieder in Verbindung steht, und zwar sowohl oberhalb als Bezug genommen wird. Die Niete sind hauptsächlich auch unterhalb des Kanals, wobei dieser Lüftungs- 60 am unteren Ende des Rohrs angeordnet und bilden raum dann mit einem weiteren Lüftungsraum 58 zwi- eine Verankerung zwischen dem Stahlrohr und der sehen der Manschette 42 und dem Haltering 44 in Außenhülle am unteren Abschnitt des Rohres und erVerbindung steht. Die im vorhergehenden beschrie- möglichen es dem oberen Teil der Hülle, sich in bene Kopfanordnung 24 ist allgemein bekannt und Längsrichtung des Rohres zu verschieben, was auch gehört nicht zum Bereich der Erfindung an sich, ab- 65 im folgenden beschrieben wird. Die Niete sind vorgesehen davon, daß sie Lüftungsräume im Zusam- zugsweise etwa im unteren Drittel der Länge des menhang mit dem übrigen Teil des Gießrohres bildet, Gießrohres angeordnet, obwohl der genaue Ort dieser und der übrige Teil der Konstruktion des Gießrohres Verteilung nicht kritisch ist.

Um die Außenseite des Stahlrohrs ist eine Umhüllung 82 aus Wärmeisoliermaterial angeordnet, die auch Änderungen in den Abmessungen der verschiedenen Teile aufnimmt, die auf Grund der verschiedenen Ausdehnungen des Stahls und der anderen Elemente entstehen. Diese Umhüllung 82 besteht aus hitzebeständigem Material und bildet in ihrer ursprünglichen Form ein nasses und sehr biegsames Blattmaterial. Es wird in dem erwünschten Bereich um das Stahlrohr herumgewickelt, verfestigt sich und härtet beim Aufbau des Gießrohres genügend, um in Stellung gehalten zu werden. Obwohl die Hülle dann von Hand weniger biegsam ist, ist sie dennoch den durch Ausdehnung und Zusammenziehung der Rohrelemente erzeugten Kräften gegenüber hochgradig elastisch. Die Umhüllung 82 wird bei ihrer Aufbringung mehrfach über die Niete 80 gelegt und schließt diese vollständig ein. Das untere Ende der Umhüllung wird über dem unteren Ende des Stahlrohrs, wie bei 86 gezeigt, nach innen verarbeitet.

Die gemäß der obigen Beschreibung hergestellte Anordnung wird dann in eine Form eingebracht, um die hitzebeständige Umhüllung 84 aufzubringen. Eine solche Form kann ein einfacher zylindrischer Behälter sein, der das untere Ende des Rohres aufnimmt, wobei das untere Ende des inneren Rohres 62 auf dem Boden der Form ruht. Der Raum in der Form, der die Rohrstruktur umgibt, wird mit hitzebeständigem Material bekannter Art angefüllt, welches in geeignetem plastischem Zustand ist. Dieses wird so eingebracht, daß es den Ringraum 66 unterhalb des unteren Endes des Zementes 78 füllt und dabei das untere Ende des Stahlrohrs und das nach innen umgebogene Ende der Umhüllung vollständig umgibt. Es ist zu beachten, daß das hitzebeständige Material, welches die Hülle 84 bildet, die Niete 80 und die darüber befindlichen Teile der Umhüllung vollständig umhüllt, um die erwünschte körperliche Verankerung zwischen dem Stahlrohr und der Hülle zu gewährleisten.

Vorzugsweise endet die Hülle 84 an ihrem oberen Ende unterhalb des Kopfaufbaus 24 und hat eine solche Lange, daß sie sich bei jedem beliebigen Pegel des flüssigen Metalls in der Pfanne über die gesamte Eintauchtiefe erstreckt, um eine Berührung des flüssigen Metalls mit dem Teil des Rohres oberhalb der Hülle zu verhindern.

Gegebenenfalls kann die Konstruktion so gewählt werden, daß eine Hülse 88 aus einem Material ähnlich demjenigen der Umhüllung 82 unmittelbar auf das innere Rohr 62 zwischen der Dichtung 76 und angrenzend an den Hirnring 26, jedoch unterhalb desselben aufgebracht wird.

Luftblasen und andere Gasbläsen, die sich in flüssigem Metall bilden, werden seit langem als eine bei derartigen Gießverfahren auftretende Schwierigkeit angesehen. Die in den Poren des Innenrohres 62 wie auch in anderen, bisher in Gießrohren verwendeten, Elementen eingefangene Luft dehnt sich aus, wenn sich das flüssige Metall in Berührung mit dem Innenrohr 62 im Gießrohr nach oben bewegt. Diese Luft muß natürlich einen Abzugskanal haben und würde in Abwesenheit anderer Abzugskanäle durch die Wand des Innenrohres 62 in den Rohrkanal und somit in das flüssige Metall einströmen und Fehler in den Gußteilen verursachen. Der in der Grube 14 entwickelte, überatmosphärische Druck bildet eine weitere Quelle für Luft oder Gas im Gießrohr. Dieser Druck ist von äußerst hohem Wert, wodurch Luft vor dieser Erfindung durch die Wände des Gießrohres gedrückt wurde, wobei die erwähnten nachteiligen Wirkungen auftraten.

Das Stahlrohr 64 bildet im vorliegenden Falle eine undurchlässige Membrane im Gießrohr und verhindert den Durchgang von Luft durch die Wand des Gießrohres vollständig. Die Luft in den Poren des Sandes 72 kann durch die Lüftungsbohrungen 48 und weitere oben beschriebene Lüftungskanäle nach außen entweichen. Die in den Poren des Innenrohres 62 eingefangene Luft kann ebenfalls durch diese Lüftungskanäle entweichen.

Der Ausdehnungskoeffizient des Stahls ist wesentlich größer als derjenige der anderen Teile innerhalb der Konstruktion des Gießrohres, insbesondere größer als derjenige des hitzebeständigen Materials der Hülle 84. Das Stahlrohr dehnt sich bei Erwärmung erheblich stärker aus als die hitzebeständige Hülle. Die Hülle kann jedoch infolge der Anordnung der Niete 80 im unteren Bereich des Rohres auf der Stahlrohroberfläche relativ auf und ab wandern, so daß Be-Schädigungen irgendwelcher Teile, insbesondere der verhältnismäßig spröden Hülle in starkem Maße herabgesetzt werden. Diese Wanderung hat im oberen Teil der Hülle vollständig freien Lauf.

Das Stahlrohr dehnt sich natürlich auch radial aus, und zwar stärker als die Hülle. Die Anbringungsart der Umhüllung 82 gleicht diesen Unterschied praktisch aus. Die Umhüllung nimmt auch im gewissen Maße die in Längsrichtung verlaufende Relativbewegung zwischen dem Stahlrohr und den feuerfesten Umhüllungen auf.

Das innere Rohr 62 und die Hülle 84 bieten beide ein hohes Maß an Wärmeisolierung für das Stahlrohr und sind besonders wirksam für den in das flüssige Metall eingetauchten Abschnitt des Gießrohres. Oberhalb der Umhüllung, wo das flüssige Metall das Gießrohr nicht unmittelbar berührt, bietet die Umhüllung 82 in starkem Maße eine Wärmeisolierung für das Stahlrohr.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Gießrohr für eine Niederdruckgießvorrichtung, dessen unteres Ende in das in einer Gießpfanne befindliche flüssige Metall eintaucht und an dessen oberem Ende ein stählerner Kopf vorgesehen ist, an den sich ein stählernes Stützrohr anschließt, das auf der Innenseite vollständig und auf der Außenseite, soweit es in die Schmelze eintaucht, mit einer hitzebeständigen Materialschicht bedeckt ist, dadurch gekennzeichne t, daß das Stahlrohr (64) mit nach außen vorstehenden Haltegliedern (80) versehen ist, die in das hitzebeständige Material (84) eingreifen und sich im unteren Bereich des Rohres befinden.

2. Gießrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlrohr (64) von außen her mit einer wärmeisolierenden, elastischen, hitzebeständigen Schutzhülle (82) umgeben ist, die mittels der in sie eindringenden Halteglieder (80) am Stahlrohr gesichert ist.

3. Gießrohr nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stahlrohr (64) sowie dem stählernen Kopf (24) und der inneren hitzebeständigen Materialschicht (62) ein an sich bekannter Ringraum vorgesehen ist, der mit Sand gefüllt ist, welcher an den oberen und

unteren Gießrohrenden mittels an sich bekannter Zementfüllungen (70, 78) eingeschlossen ist.

4. Gießrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der unteren Zementfüllung (78) und dem unteren Ende der Sandfüllung (72) eine Asbestdichtung (76) vorgesehen ist.

5. Gießrohr nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der stählerne Kopf (24) des Gießrohres in an sich bekannter Weise mit Lüftungsbohrungen (48) versehen ist, die über die Sandschicht (72) mit der porösen inneren

hitzebeständigen Materialschicht in Verbindung stehen.

6. Gießrohr nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die innere hitzebeständige Materialschicht (62) bis unter das untere Ende des Stahlrohres (64) erstreckt, daß die untere Zementfüllung (78) kurz oberhalb der unteren Stahlrohrmündung endet und daß sich die äußere hitzebeständige Materialschicht (84) um das untere Stahlrohrende mit der bei (86) überzogenen Schutzhülle (82) herum bis zum Anschluß an die untere Zementfüllung erstreckt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen COPY

909 536/132