DE2127936A1 - Vorrichtung zur Bildung einer Schutzhülle um einen Metallschmelzen strom - Google Patents

Description

"Vorrichtung zur Bildung einer Schutzhülle um einen Metallschmelzenstrom"

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit der eine Inertgashülle gebildet werden kann, die einen Metallschmelzenstrom vor der Atmosphäre schützt, der aus einer in einem Bodenausgiessgefäss befindlichen Düse austritt und frei in das offene obere Ende einer Giessform fällt, die mit Abstand unterhalb der Düse angeordnet ist.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung eignet sich insbesondere für das Stranggiessen von Stahl. Wenn die Stahlschmelze durch die Luft hindurch in ein Aufnahmegefäss abgegossen wird, beispielsweise in eine Stranggiesskokille, so bilden sich Eisenoxyde. Eisenoxyde und andere Oxyde, gebildet durch Reduktions-

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Patentanwälte Dipl.-lng. Martin Licht, Dipl.-Wirt$ch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

mittel, beispielsweise Aluminiumoxyd, und Siliziumoxyd, sind in geschmolzenem Stahl unlöslich und bilden eine schlackenähnliche Schicht, die in der Giessform auf der Oberfläche der Stahlschmelze schwimmt. Die Oxyde sammeln sich in Nähe der Formwände und bewegen sich mit dem Stahlgußstrang längs seiner Oberfläche abwärts.

Wenn sich die Gussoberfläche verfestigt, sammeln sich die Oxyde auf oder in der Nähe der Oberfläche des Gusskörpers < > Die Oxyde beeinträchtigen die Qualität der Oberfläche nachteilig und müssen durch eine geeignete Behandlung, beispielsweise durch Putzen, entfernt werden.

Wenn der Stahlschmelzenstrom während des Giessens der Luft ausgesetzt ist, dann entstehen in der Oberfläche ausser— dem Risse, Grübchen, Schuppen und Wellen, und zwar aufgrund der Turbulenz des Stahlstroms, die durch Lufteinschlüsse verursacht wird.

Um die Oxydation von Stahl beim Abguss auf ein Mindestmass zu beschränken und die durch den turbulenten Stahlstrom hervorgerufenen Oberflächenunregelmässigkeiten ebenfalls so gering wie möglich zu halten, ist bekannt, den Stahlstrom während des Abgiessens vor Luft zu schützen. Dies wird gewöhnlich dadurch erreicht, dass für den ausfliessenden Stahl ein geschlossener Strömungskanal geschaffen wird, und zwar in Form eines Rohres oder einer Hülse, der sich von dem Giessgefäss abwärts in die Giessform hineinerstreckt, wie dies in der USA-Patentschrift 3 5Oi 068 beschrieben ist, oder sich von der Giessform aus nach oben erstreckt, wie dies die USA-Patentschrift 3 439 735 zeigt. '

Es ist nun erwünscht, dass die Austrittsdüse des Giessgefässes einen Zugang hat, der ein Entfernen erstarrter Tropfen mit einem Werkzeug oder mit einer Brennerflamme er-

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möglicht, da sonst solche Tropfen so stark wachsen können, dass sie den ausfliessenden Schmelzenstrom beim Giessen ziemlich stark versprühen und fehllenken, oder dass das Metall tatsächlich mit dem Oberteil des Formkopfes verschweisst wird. Selbst wenn derartige Tröpfchen oder Tröpfchenstellen klein sind, können sie einen Schieber zur Steuerung der Bodenausgiessöffnung daran hindern, seine Lage zu ändern, wenn ein anderer Mechanismus nahe unterhalb des Schiebers angeordnet wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Vorrichtung zum Einhüllen zu schaffen, mit der die oben genannten Nachteile vermieden werden, und die sich insbesondere in Verbindung mit Schieberverschlüssen zur Steuerung der Bodenausgiessöffnung eignet.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Einhüllen weist nun eine Hülse auf, die von einer Halterung getragen wird, welche am Gefässboden befestigt ist und die eine Querschnittsfläche besitzt, welche Raum für Inertgas bietet, das den Metallstrom einhüllt. Des weiteren weist die erfindungsgemässe Vorrichtung oben an der Giessform ein Gehäuse auf, das mit Mitteln versehen ist, die eine mit der Hülse in gleitender, abgedichteter Berührung stehende Öffnung bilden sowie einen Einlass für Inertgas. Schliesslich ist in der Halterung der Hülse ein Spalt vorgesehen, durch die den Metallstrom umhüllenden Gase entweichen können.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des Ausführungsbeispiels der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine senkrechte Schnittansicht von Teilen eines Bodenausgiessgefässes und eines Aufnahmegefässes mit der neuartigen Umhüllungsvorrichtung,

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Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht von rechts in Fig, I,

Figo 3 eine waagerechte Schnittansicht längs der Linie ΪΙΙ-ΙΙΙ in Fig. 2,

Fig. 4 eine Vorderansicht des Bodenteils der Umhüllungsvorrichtung,

Fig. 5 eine waagerechte Schnittansicht der Vorrichtung Längs der Linie V-V in Fig. 2,

Fig. 6 eine Querschnittsansicht eines Teils der Vorrichtung, aus der die Abdichtung ersichtlich ist,

Fig. 7 in einem grbsseren Maßstab eine Querschnittsansicht eines Teils der Umhiil lungs vorrichtung von Fig. 1,

Fig. 8 eine Seitenansicht der Konstruktion von Fig. 7 und

Fig. 9 eine Seitenansicht ähnlich der von Fig. 2, jedoch eine andere Ausführung der Befestigung der Umhüllungsvorrichtung zeigend.

In Fig. 1 sind die Teile eines herkömmlichen Bodenausgiessgefässes 10 und eines Aufnahmegefässes 12 dargestellt, die beide mit einer hitzebeständigen Auskleidung zur Aufnahme von Metallschmelzen versehen sein können. Beispielsweise in einem Stranggiessverfahren ist das Gefäss 12 eine Kokille, die in bekannter Weise in senkrechter Richtung hin- und herschwingt. Die Bodenwand des BodenausgiessgefUsses besitzt eine Auslassöffnung Ik und trägt eine hitzebeständige Austrittsdüse 15, die an der Unterseite befestigt ist und mit

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der Öffnung fluchtet. Ausserdem sind ebenfalls in an sich bekannter Weise mehrere Schieberkörper ±6 unter der Düse angeordnet. Die Schieber können in irgendeiner gewünschten Weise, so durch federbelastete Stossarme 17> wie in Fig. 2 ersichtlich, getragen und betätigt werden.

Die neuartige Schutzvorrichtung oder Hülle weist einen mit einem offenen Boden versehenen Kasten 18 auf, der eine zentrale, nach oben ragende Hülse 19 hat. Der Kasten 18 ist vorzugsweise in Draufsicht rechteckig und besteht aus Abschnitten 18a und 18b, die längs der quer verlaufenden Mittellinie 20 des Kastens (Pig. k und 5) trennbar sind. Die unterteilte Konstruktion ermöglicht das Entfernen eines Teils des Kastens, um eine Sauerstofflanze zugänglich zu machen, während das Metall vergossen wird. Der Kasten 18 ist mit einer Beobachtungsöffnung 21, die aus einem hitzebeständigen, transparenten Material besteht, und einem Inertgaseintritt 22 versehen.

Eine sich nach unten erstreckende Verbindungshülse 23 ist mittels eines Aufhängers an einem Halterungsboden 25 aufgehängt. Ein Stützkörper 26 berührt den Flansch 27 der Verbindungshülse 23, um ihn an Ort und Stelle zu halten. Wie aus den Figuren 5 und 6 hervorgeht, ist die Hülse 23 in Bezug auf die nach oben ragende Hülse 19 koaxial angeordnet. Eine zwischen den beiden Hülsen vorhandene Packung 28 bildet eine gasdichte Abdichtung zwischen der stationären Hülse und dem Teil der Hülse, der sich zusammen mit einer schwingenden Kokille bewegt. Die Packung 28 kann aus irgendeinem geeigneten Material bestehen, beispielsweise aus Graphit-Asbest oder Glasfaser·. Der Abstand zwischen dem Boden des Schiebers und dem Kopf der Verbindungshülse 23 lässt sich durch Einfügen von Unterlegscheiben 30 zwischen den Stütz·*· körper 26 und den Flansch 27 einstellen. Die eine Seite der

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Verbindungshülse 23 hat eine angelenkte, federbelastete Tür 31 (Figuren 7 und 8). Wenn irgendwelches verfestigtes Material an dem Boden des Schiebers 16 anhaftet, so verschwenkt dieses Material beim Betätigen des Schieberwechselmechanismus die Tür um ihr Gelenk 32 und verhindert damit, dass der Schieber gegen den Kopf der Hülse 23 stösst. Der Pederteil des Gelenkes bewirkt dann, dass die Tür in ihre Ausgangslage zurückgebracht wird. Die Stützplatte 26 besitzt, wie aus Fig„ 3 ersichtlich, eine Einkerbung 33» die es der Tür ermöglicht, an der Stützplatte vorbeizugehen, wenn sie geöffnet ist, und auch alle Fremdkörper vorbeizulassen.

In Fig. 9 ist eine andere Form der Befestigung der Verbindungshülse der Umhüllung an dem Gefäss dargestellt, wobei Federn 34 Stoss- bzw. Pendelarme 17 veranlassen, mit dem Boden des Flansches 27 in Berührung zu treten und ihn gegen den Schieber 16 zu drücken«,

Im Betriebszustand wird eine Verbindungshülse 23 auf dem Stützkörper 26 angeordnet. Das Giessgefäss 10 wird dann über dem Aufnahmegefäss 12 positioniert. Der geteilte Formdeckel 18 wird daraufhin rund um die Verbindungshülse gesetzt und die beiden Hälften werden durch Schraubenbolzen oder Klammern miteinander verbunden. Ein Schieber 16, in dem sich eine Öffnung befindet, wird unterhalb der Düse 15 angeordnet, und die Metallschmelze beginnt, durch die Umhüllung in die Giessform hineinzufHessen. Durch die Eintrittsöffnung 22 wird Inertgas eingeleitet, das den Kopf der Giessform und der Umhüllung füllt, und das Gas tritt durch den Spalt 40 zwischen dem Schieber 16 und dem Flansch 27 (Fig. 7) wieder aus. Da sich der Schieber unabhängig von der Umhüllung bewegt, können Schieber und Düsen ge wechselt werden, ohne dass dadurch die Umhüllung gestört wird,

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Falls gewünscht, kann der Giessformdeckel 18 einteilig ausgebildet werden. Dies würde erfordern, dass die Verbindungshülse 23 in die Hülse 19 eingesetzt wird, bevor der Deckel oben auf der Giessform angeordnet wird, und dass die Verbindungshülse 23 danach an der Aufhängung befestigt wird.

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Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zur Bildung einer aus Inertgas bestehenden Hülle zum Schütze eines Metallschmelzenstroms vor der Atmosphäre, der aus einer in einem Bodenausgiessgefäss vorhandenen Düse ausgetragen wird und frei in das offene obere Ende einer Giessform fällt, die mit Abstand unter der Düse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllungsvorrichtung eine Hülse (23) aufweist, die von einer Halterung (24, 25) getragen wird, welche an dem Gefässboden befestigt ist, und die eine Querschnittsfläche hat, die Raum für Inertgas bietet, welches den Metallstrom umhüllt, dass sich oben auf der Giessform (12) ein Gehäuse (18) befindet, das mit einer Öffnung (l9) versehen ist, die in gleitender, dichtender Berührung mit der Hülse (23) steht und das eine Eintrittsöffnung (22) für das Inertgas aufweist, und dass in der Halterung der Hülse (23) ein Spalt (40) vorgesehen ist, durch den das den Metallschmelzenstrom umhüllende Gas entweicht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 in Verbindung mit einer Bodenausgiesspfanne, bei der die Austrittsöffnung der Austragsdüse durch einen Schieber steuerbar ist, dessen gegenüberliegenden Längskanten durch Federeinrichtungen an den Giessgefässboden andrückbar und mit ihm in gleitende, dichtende Berührung bringbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung der Hülse (23) eine Stütze (17) aufweist, die zu jeder Federeinrichtung (34) gehört und den Spalt (40) bildet.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pedereinrichtung (3^) mit einem Flansch (27) der Hülse (23) in Berührung steht, und dass zwischen dem Schieber (l6) und dem Flansch (27) Unterlegscheiben angeordnet sind, die die Weite des Spaltes (^O) bestimmen.

*fc. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Teil der Hülse (23) zwischen den Stützen (26) mit einer federbelasteten Tür (31) versehen ist, die eine Bewegung des Hülsenabschnitts neben dem Schieber (l6) in Richtung von dem Schieber weg ermöglicht»

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (18) aus Teilen (18a, 18b) zusammengesetzt ist, die sich längs einer Linie voneinander trennen lassen, welche sich durch die Hülse (23) erstreckt, und die aneinander befestigbar sind, um dann mit der Hülse (23) in gleitender, abgedichteter Berührung zu stehen.

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