DE2019541B2

DE2019541B2 - Als Verbundkörper ausgebildeter Ausguß an flüssige Metallschmelze enthaltenden Behältern

Info

Publication number: DE2019541B2
Application number: DE2019541A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag; Hansjoachim Dipl.-Ing. 6200 Wiesbaden-Rambach Kutzer
Original assignee: Didier Werke AG
Current assignee: Didier Werke AG
Priority date: 1970-04-23
Filing date: 1970-04-23
Publication date: 1974-06-20
Also published as: BE765422A; DE2019541A1; CA942030A; NL7105584A; FR2086273B1; ZA711974B; CH550625A; LU62918A1; GB1341239A; US3797712A; DE2019541C3; AT312834B; JPS5147650B1; FR2086273A1

Description

festeren Material, nämlich Magnesit, zu versehen.

30 In der deutschen Patentschrift 638 612 ist angegeben, daß das Ausgußloch auch ganz mit verschleißfestem Werkstoff bekleidet sein kann, aber dies wäre nicht angemessen, weil das abfließende Gießgut in diesem

Die Erfindung betrifft einen als Verbundkörper aus- Fall zufolge des guten Wärmeleitvermögens des Eingebildeten Ausguß an flüssige Metallschmelze ent- 35 satzwerkstoffs an der unteren Kante anhaftet und dort haltenden Behältern, bei dem ein feuerfestes kera- gleichsam einen Bart bildet. Folgt man dieser Lehre, so misches Ausgußträgermaterial eine oder mehrere die muß in Kauf genommen werden, daß der durch das Durchflußöffnung begrenzende Einlagen aus hoch- verschleißfeste Material bzw. durch den Einsatz nicht verschleißfestem feuerfestem Material enthält. geschützte Teil des Durchlaufkanals vorzeitig ver-

Beim Stranggießen gelangt die Metallschmelze aus 40 schleißt.

der Gießpfanne über einen Zwischenbehälter (Tun- Fs trifft nicht zu, daß eine Bartbildung nur an der dish) in die Stranggießkokille, und zwar durch einen untersten Kante eines über die ganze Länge des Durchim Boden des Zwischenbehälters angeordneten Aus- laufkanals sich erstreckenden Einsatzes entsteht Vielguß aus feuerfestem keramischem Material. Hierbei mehr tritt die Bartbildung überall dort auf, wo entist es wichtig, daß über die Gesamtdauer des Gieß- 45 sprechende Verhältnisse in Bezug auf die Konzcntravorganges der freie Querschnitt der Durchflußöffnung tion des Desoxydationsmittels im Stahl, der Tempedes Ausgusses erhalten bleibt und dadurch eine mög- ratur des durchfließenden Stahles und der Temperatur liehst gleichmäßige Durchlaufgeschwindigkeit und der Berührungsfläche des Ausgusses bzw. des Einsatzes Gießleistung gewährleistet ist. gegeben sind" Jedenfalls läßt sich eine Bartbildung Veränderungen des freien Ausguß-Durchflußquer- 50 nicht einfach dadurch vermeiden, daß an Stelle eines schnittes beim Gießvorgang waren jedoch bisher nicht den ganzen Durchlaufkanal des Ausgusses ausfütternauszuschüeßen. Sie teten insbesondere wie folgt in den Einsatzes aus verschleißfestem Material ein EinErscheinung und sind in der Hauptsache auf folgende satz verwendet wird, der kürzer ist als die Länge des Umstände zurückzuführen: Durchlaufkanals und diese nur teilweise auskleidet, (1) Der freie Durchflußquerschnitt kann in Folge 55 wie die Zeichnung der deutschen Patentschrift 638 612 einer durch Zuwachsen bewirkten Ansatzbildung in zeigt.

der Durchflußöffnung verengt werden. Diese Erschei- Demgemäß kann mit dem ringförmigen Futter nach

nung tritt besonders beim Gießen von Aluminium, der deutschen Auslegeschrift 1 096 564, durch dessen

Silicium, Mangan oder Titan als Zusätze enthaltenden Einschnürung eine Anhäufung von gut wärmeleiten-

Stahlschmelzen auf und ist aus der durch Desoxydation 60 dem Material gegeben ist und dem Einsatz nach der

bewirkten Bildung von flüssigen bis teigigen Misch- deutschen Patentschrift 638 612 zwar der Verschleiß

kristallen, die an der durch Desoxydationsprodukte, vermindert, aber keinesfalls eine Bartbildung verhin-

z. B. Al₂O₃, sensibilisierten Oberfläche der Durchfluß- dert werden. Haben sich erstmal Bartansätze gebildet,

öffnung anhaften können, zu erklären. Bestimmend für dann erfolgt ein stetiges Zuwachsen des Durchlauf-

das jeweilige Ausmaß dieser Erscheinung sind die 65 kanals.

Konzentration dieser Zusätze in der Schmelze und In der deutschen Offenlegungsschrift I 905 995 ist

deren Temperatur, da bei gleichbleibender Konz^ntra- ein Gießpfannenausguß, insbesondere für das Stahl-

lion und Absenkung der Temperatur der Schmelze stranggießen, mit einem den Gießpfannenboden nach

unten nicht wesentlich überragenden Auslaufende beschrieben, bei dem in der Durchlauföffnung in Auslaufrichtung gleichmäßig mehrere feuerfeste und hochverschleißfeste, ringkörperähnliche Einsätze unmittelbar hintereinander angeordnet sind. Die Einsätze können aus oxydischen, silicat^schen bzw. aus Carbide und Boride oder Nitride enthaltenden feuerfesten Werkstoffen bestehen.

Diese Art von Gießpfannenausguß hat alle die Nachteile, die eingangs mit Bezug auf Ausgüsse mit Einlagen oder Einsätzen geschilfert wurden.

Jn der deutschen Patentschrift 1 242 810 ist ein Behälter zur Aufnahme von Metallschmelzen, insbesondere Eisen- und Stahlschmelzen, beschrieben, bei dem Teile des Behälters, die dem besonderen Angriff der Metallschmelze ausgesetzt sind, z. B. die Ausflußdüsen, aus einem gesinterten Verbundwerkstoff mit feinverteilten metallischen und oxydkeramischen Komponenten bestehen. Das Entstehen von Ansätzen ist dadurch nicht auszuschließen. _ao

in »Glas-EmaiJ-Keramo-Technik« (1968), Heft 3; Seile 82, wird die Erweiterung der Ausgußbohrungen von üblichen Ausgüssen aus Schamotte od. dgl. gescMdert und darauf hingewiesen, daß für manche Zwicke der Querschnitt der Ausgußbohrung möglichst erhalten bleiben soll (tatsächlich ist es erwünscht, daß in jedem Fall der Querschnitt der Ausgußbohrung erhalten bleibt). Es soll daher z. B. der obere Teil der Ausgußbohrung aus hochfeuerfesten Stoffen hergestellt werden, die der Erosion einen größeren Widerstand entgegensetzen als Schamotte. Auch dieser Vorschlag hat den geschilderten Nachteil, daß bei Verwendung derartiger hochfeuerfester und hochwärmelei !fähiger Stoffe eine Ansatzbildung nicht zu vermeiden ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Ausguß an flüssige Metallschmelze enthaltenden Behältern zu schaffen, der die Möglichkeit gibt, einen sehr konstanten Gießstrahl zu erzeugen und über längere Zeit zu unterhalten, ohne daß es zu den geschilderten Schwierigkeiten oder Mangeln hinsichtlich des Verschleißwiderstandes und der Bildung von Ansätzen in der Durchflußöffnung kommt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Einlage(n) aus hochfeuerfestem Cermet besteht bzw. bestehen, als ringscheibenförmige(r) Blendenkörper mit einer Dicke von 5 bis 30 % des Durchmessers der Durchflußöffnung ausgebildet ist (sind) und auf einem Auflager von einem Ringkörper aus Trägermaterial gehalten ist (sind) oder am Auslaufende in das Trägermaterial eingemörtelt ist. Hierbei bleibt der freie Querschnitt des Durchlaufkanals über die Gesamtdauer des Gießvorganges erhalten, was eine gleichmäßige Durchlaufgeschwindigkeit und Gießleistung gewährleistet.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann zum genauen Einstellen des Wärmeabflusses von der Durchflußöffnung her der im Ausgußträgermaterial angeordneten als Ringscheibe ausgebildete Blendenkörper mit lochförmigen Durchbrechungen versehen sein. Durch eine mehr oder weniger starke Lochung läßt sich der Wärmefluß in bestimmten Grenzen regeln. Außerdem schafft die Lochung eine günstige Verbindung zwischen Blendenkörper und Trägermaterial bei Verwendung eines feuerfesten Mörtels oder Kittes als Befestigungsmittel.

Die Durchflußöffnung im Ausgußträgermaterial kann vorteilhaft einen als Auflager für die Einlage dienenden Ringabsatz aufweisen, gegen den der Blendenkörper durch eJnen Ringkörper aus demselben feuerfestem Material wie das Trägermaterial gehalten ist, dessen innere öffnung als Teil der Durciiflußöffnung des Ausgusses an ihrem freien Ende wie das Einlaufprofil des Ausgusses ausgebildet ist. Bei dem Ausguß gemäß der Erfindung können auch mehrere durch Distanzstücke im Abstand voneinander gehaltene Blendenkörper im Trägermaterial angeordnet sein. Hierbei können die Distanzslücke Hülsenform haben und aus demselben Material wie das Trägermaterial bestehen. Bei beiden Ausführungsarten «st es möglich, den oder die Blendenkörper in einfacher Weise im Trägermaterial des Ausgusses anzuordnen. Die Länge der Distanzstücke kann verschieden sein, um eine variable Lage der Blendenkörper im Bereich der Durchflußöffnung zu erreichen. Dadurch ist eine große Anpassungsfähigkeit des Ausgusses an die metallurgischen Verhältnisse, wie z. B. die Art der Desoxydation, sowie eine Anordnung der Blendenkörper an den gefährdeten Stellen entlang der Durchflußöffnung des Ausgusses gegeben. Der Tatsache, daß verschieden desoxydierte Stahlschmelzen zu unterschiedlicher Ansatzbildung oder Korrosion an unterschiedlichen Stellen innerhalb der Durchflußöffnung eines Ausgusses führen können, ist damit in vorteilhafter Weise Rechnung getragen.

Der Ausguß gemäß der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Fig. 1 zeigt schematisch einen Tundishausguß nach dem Stand der Technik im Längsschnitt.

Fig. 2 und 3 zeigen je einen Tundishausguß mit an verschiedenen Stellen eingelegten ringscheibenförmigen Blendenkörpern im Längsschnitt.

Fig. 4 stellt eine weitere Ausführungsform eines Tundishausgusses mit mehreren eingelegten ringscheibenförmigen Blendenkörpern im Längsschnitt dar. Fig. 5 ist eine Draufsicht auf eine Ringscheibe mit lochförmigen Durchbrechungen und

Fig. 6 zeigt einen Tundish-Tauchausguß mit mehreren eingelegten Ringscheiben im Längsschnitt.

Statt eines in Fig. 1 dargestellten Tundishausgusses von bekannter Form ist nach der Erfindung, wie in den Fig. 2 bis 4 dargestellt, ein Verbundkörper vorgesehen, der im wesentlichen aus einem Grundkörper 1 als feuerfestes Trägermaterial, z. B. aus Quarzgut mit etwa 14% Cr₂O₃, einer oder mehreren Ringscheiben 2, 2' aus einem hochfeuerfesten Cermet, auf der Basis Zirkonoxyd und Molybdän, und einem Haltering 3 sowie gegebenenfalls einer oder mehreren Abstandshülsen 4, beide aus demselben feuerfesten Material wie das Trägermaterial, besteht. Das innere Durchgangsloch von Haltering und Abstandshiilse bildet zugleich einen Teil des Durchflußkanals 5 des Ausgusses und stimmt demgemäß mit dessen Durchmesser überein. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausguß ist die Ringscheibe 2 im Einlaufbereich eingesetzt. Als Auflageringfläche für die Ringscheibe dient ein übrigens bei allen Ausführungsformen in das Trägermaterial des Grundkörpers 1 bei seiner Herstellung gleich mit eingeformter oder nachträglich durch spanabhebende Formung eingearbeiteter Absatz !'. Um das bei solchen Ausgüssen bewährte Einlaufprofil beizubehalten, ist der Haltering 3 entsprechend geformt und wird von oben auf die eingesetzte Ringscheibe aufgesetzt und zusammen mit dieser und dem Trägermaterial durch einen geeigneten feuerfesten Mörtel fest verbunden.

Fig. 3 zeigt eine um Auslaufende des Ausgusses eingemörtelte Ringscheibe.

Die Anwendung mehrerer Ringscheiben 2 und 2', uie im übrigen aus verschiedenen Materialien bestehen können, ist bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausguß veranschaulicht. Neben dem unteren Absatz Γ als Auflagefläche für die untere Ringscheibe 2 bildet die obere Ringfläche 4' einer auf die Ringscheibe 2 aufgesetzten Abstandshülse 4 die Auflagefläche für eine weitere in das Trägermaterial eingemörtelte Ringscheibe 2', an die sich nach oben wiederum, wie bei Ausführungsform nach Fig. 2 erläutert, der eingemörtelte Haltering 3 anschließt.

Eine Übertragung der Ringscheiben-Anordnung gemäß Fig. 4 auf einen Tauchausguß, wie er am Tundish einer Stranggießanlage zum Eintauchen in die Stranggießkontrolle angeordnet ist, zeigt Fig. 6. Dabei sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen. Der Grundkörper aus dem Trägermaterial Quarzgut ist hier mit 1 α bezeichnet.

Mit einem erfindungsgemäßen Tundishausguß aus

100 Teilen SiO₂ und 14 Teilen Cr₂O₃ und einer 2 mm dicken ringförmigen Hartstoffblende aus überwiegend Molybdän und Zirkonoxyd kann z. B. ein Stahl mit der Analyse

C =0,07 %,
Mn = 0,45 %,
S =0,030%,

Si = 0,08 %,
P =0,030%,
Al = 0,033%,

ίο im Sequenzstrangguß von mehrmals 12 t mit einer konstanten Gießgeschwindigkeit von 1,8 m/mm einwandfrei vergossen werden.

Um sowohl eine gute Haltbarkeit der Ringscheibe beim Einmörteln in das Trägermaterial zu erzielen als auch den Grad ihrer Wärmeleitfähigkeit in veränderlichen Größen bestimmen zu können, kann die Ringscheibe, wie in Fig. 5 dargestellt, eine Vielzahl konzentrisch zu ihrer Durchflußöffnung angeordnete lochförmige Durchbrechungen 6 aufweisen, deren Anzahl und Größe veränderbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 der Sättigungsgrad überschritten werden kann, was Patentansprüche: bevorzugt zur Ansatzbildung führt. (2) Durch Korrosion kann der freie Durchflußquer-

1. Als Verbundkörper ausgebildeter Ausguß an schnitt im Ausguß erweitert werden, was z. B. dadurch flüssige Metallschmelze enthaltenden Behältern, S bedingt sein kann, daß FeO und/oder Desoxydationsbei dem ein feuerfestes keramisches Ausgußträgsr- produkte mit den Bestandteilen des feuerfesten Matematerial eine oder mehrere die Durchflußöffnung rials des Ausgusses niedrigschmelzende Eutektika begrenzende Einlagen aus hochverschleißfestem bilden.

feuerfestem Material enthält, dadurch ge- Beide Erscheinungen, sowohl das Zuwachsen als

kennzeichnet, daß die Einlage(n) aus hoch- io auch die Erweiterung des freien Durchflußquerschnitts

feuerfestem Cermet besteht bzw. bestehen, als im Ausguß, sind gleich unangenehm und unerwünscht,

ringscheibenförmige(r) Blendenkörper (2, 2') mit weil sie erhebliche Störungen beim Gießvorgang aus-

einer Dicke von 5 bis 20% des Durchmessers der lösen und auch Gefahren mit sich bringen. So kann

Durchflußöffnung (5) ausgebildet ist (sind) und auf ein Zuwachsen des freien Durchflußquerschnitts zum

einem Auflager von einem Ringkörper aus Träger- 15 allmählichen Versiegen des Metallstroms, ein Ver-

material gehalten ist (sind) oder am Auslaufende schleiß desselben hingegen zum Durchbruch der flüs-

in das Trägermaterial eingemörtelt ist. sigen Schmelze an den durch Korrosion am meisten

2. Ausguß nach Anspruch 1, dadurch gekenn- verschlissenen Wandteilen des Ausgusses führen, die zeichnet, daß der im Trägermaterial eingebettete in Folge ihres Verschleisses dem hydrodynamischen ringscheibenförmige Blendenkörper (2) mit loch- ao Druck nicht mehr Stand zu halten vermögen,
förmigen Durchbrechungen (6) versehen ist. Zur Verhinderung von vorzeitigen Verschleiß-

3. Ausguß nach Anspruch 1 oder 2, gekenn- erscheinunjen ist es aus der deutschen Patentschrift zeichnet durch die Anordnung mehrerer durch 638 612 und der deutschen Auslegeschrift 1096 564 Distanzstücke (4) im Abstand voneinander gehal- bekannt, den Ausguß im oberen Teil des Einlaufes des tene Blendenkörper (2 und T) im Trägermaterial. »5 Ausflußkanals mit einem ringförmigen Einsatz aus

einem gegen den Durchfluß der flüssigen Schmelze besonders widerstandsfähigen, hochfeuerfesten, gegenüber dem umgebenden Ausgußmaterial verschleiß-