DE3216478A1 - Verwendung eines tauchrohres in stranggussanlagen - Google Patents

Description

Verwendung eines Tauchrohres in Stranggußanlagen

Die Erfindung betrifft eine neuartige Verwendung eines Tauchrohres aus feuerfestem Material mit einer in der Rohrwandung ausgebildeten Öffnung in Stranggußanlagen.

Beim Vergießen metallischer Schmelzen in "offen" gießenden sowie mit Stopfen- und Schiebeverschlüssen regelbaren Stranggußanlagen dienen Tauchrohre bekanntlich dem Schutz des Gießstrahls gegen Oxidation durch die Atmosphäre. Die Einhausung des Gießstrahls findet üblicherweise zwischen Verteiler oder Tundish und Kokille statt, läßt sich aber auch zwischen Pfanne und Verteiler anordnen. Um dieses Hilfsmittel beim Gießen optimal nutzen zu können, ist es wichtig, daß die Rohre möglichst dicht angeschlossen werden, um dem Eintreten atmosphärischer Gase in das Rohrinnere entgegenzuwirken. Die Praxis zeigt jedoch, daß trotz aller Bemühungen und Vorkehrungen während der Gießverläufe gewisse Gasmengen aus der Atmosphäre vorwiegend an den Anschlußstellen in die Rohre eingesaugt werden und dort unerwünschte Reaktionen auslösen.

Es ist daher vorgeschlagen worden, derartige Tauchrohre mit einer seitlichen Bohrung zu versehen, durch die ein Inertgas in das Rohrinnere zum Schütze des Gießstrahls gegen Oxidation eingeleitet wird. Das eintretende Gas wird dabei jedoch schockartig auf nahezu Gießstrahl temperatur erhitzt, wodurch es sich auf ein Mehrfaches seines ursprünglichen Volumens ausdehnt und im Rohr einen entsprechenden Überdruck erzeugt. Da die Gase nicht nach außen entweichen können, pressen sie sich zwangsläufig auch in den Gießstrahl, mit dem sie chemisch und mechanisch reagieren, um dann zumindest mit der Fallgeschwindigkeit

des Gießstrahls in die in der Kokille befindliche Schmelze gepreßt zu werden. Bei z.B. Brammen- und Vorblockformaten kühlt die Schmelze ausreichend langsam ab, so daß die eingetragenen Gase weitgehend entweichen können und keine Einschlüsse oder sogenannte Fleckenseigerungen bilden. Bei kleineren Strangquerschnitten sind jedoch die notwendigen Abscheidungszeiten nicht mehr in ausreichendem Maße gegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, das Vergießen metallischer Schmelzen in Stranggußanlagen mit Hilfe von Tauchrohren weiter zu verbessern und ihren Einsatz insbesondere beim Gießen kleinerer Strangquerschnitte in Hinblick auf wünschenswerte Reinheitsgrade der Strangprodukte sicherzustellen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Verwendung eines Tauchrohres der gattungsgemäßen Art zum drucklosen Vergießen metallischer Schmelzen in Stranggußanlagen gelöst.

Auf diese Weise entfallen die für fehlerhafte Strangprodukte mitverantwortlichen- Saug- und/oder Druckkräfte sowie die dadurch bedingten chemischen Reaktionen, die bekanntlich in der Metallurgie unter Druck pro Zeiteinheit erheblich schneller und ergiebiger verlaufen. Das Tauchrohr kann wieder seine ihm zugedachte Schutzfunktion voll erfüllen, ohne daß es dazu irgendwelcher zusätzlicher Maßnahmen bedarf, wie beispielsweise den Einbau einer aufwendigen und teuren Gasinjektions-Vorrichtung. Da das Rohrsystem nach Mäßgabe der Erfindung zudem während der gesamten Dauer des Gießprozesses unter Atrnosphärendruck steht und somit keine oder nur unbedeutende Gasanteile aus der Atmosphäre in die flüssige Schmelze gelangen können, können die Rohre zum Gießen von Stranggußknüppeln vorzugsweise der Größenordnun-

gen von 100 bis 250 mm erfolgreich eingesetzt werden. Schließlich können bei der erfindungsgemäßen Verwendung der Tauchrohre im Gegensatz zu druckorientierten Systemen aufgrund der Gesetz-

mäßigkeit kommunizierender Röhren die Mechanismen sowohl der Gießspiegelautomatik als auch der Gießgeschwindigkeitsregelung optimal genutzt werden.

Nach einer bevorzugten vorrichtungsmäßigen Ausbildung der Erfindung ist bed einem Tauchrohr aus feuerfestem Material mit einer in der Rohrwandung ausgebildeten Öffnung die Öffnung möglichst nahe der Anschlußstelle des Rohres an eine Pfanne oder einen Verteiler angeordnet und weist einen Querschnitt auf, der dem zwei- bis zehnfachen Wert des Gießstrahlquerschnitts entspricht, wobei der sechs- bis siebenfache Wert bevorzugt wird.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung können zwei oder mehrere Öffnungen vorgesehen sein, die in vorzugsweise gleichen Winkelabständen und gleicher axialer Höhe auf dem Umfang des Rohres angeordnet sind, und wobei die Summe der Querschnitte aller Öffnungen gleich dem Querschnitt einer einzigen Öffnung ist.

Um einen verbesserten Schutz des Gießstrahls gegen Oxidation zu erzielen, kann nach einer weiteren vorrichtungsmäßigen Ausgestaltung der Erfindung im Einsaugbereich der Öffnung eine aus einem Inertgas bestehende Atmosphäre vorgesehen sein. Bei einer Änderung der Gießstrahlgeschwindigkeit kann somit das Inertgas in das Rohrinnere gelangen und dort eine schützende Atmosphäre aufbauen, wobei ein möglicher Gasübercshuß durch die Öffnung wieder ausgestoßen wird.

Die Erfindung wird beispielshalber anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Tauchrohr gemäß der Erfindung im Längsschnitt; Fig. 2 eine weitere Ausführungsform des Tauchrohrs nach Fig. in einer Schnittansicht entlang der Schnittlinie I-I nach Fig. 1; und

Fig. 3 das Tauchrohr nach FIg. 1 mit einer Zusatzeinrichtung.

Das in der Zeichnung mit 10 bezeichnete Tauchrohr besteht aus einem feuerfesten Material, wie z.B. aus hochtonerdehaltiger Keramik, und weist am unteren Ende eine in Achsrichtung ausgerichtete Austrittsöffnung 11 und am oberen Ende einen Anschlußflansch 12 auf, mit dessen Hilfe das Tauchrohr 10 beispielsweise an einen nicht dargestellten Verteiler einer Stranggußanlage anschließbar ist.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Tauchrohr 10 ist in der Rohrwandung 13 eine Öffnung 14 ausgebildet, die unter Beachtung festigkeitstechnischer Gesichtspunkte möglichst nahe dem durch den Anschlußflansch 12 gebildeten oberen Rohrrand angeordnet ist und deren Querschnitt dem zwei- bis zehfachen Wert des Gießstrahlguerschnitts entspricht.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich das . Tauchrohr 10 von dem zuvor beschriebenen lediglich durch die Anzahl der Öffnungen 15,16, die vorzugsweise in gleichen Winkelabständen und gleicher axialer Höhe auf dem Umfang des Rohres 10 angeordnet sind und deren Querschnitte zusammen dem einer einzigen Öffnung entsprechen.

Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 3 dargestellt, bei der das Tauchrohr 10 wie in Fig. 1 nur mit einer einzigen Öffnung 14 versehen ist. Unterhalb der Öffnung 14 befindet sich ein schalenartiges Behältnis 17 mit einem Anschluß 18, der mit einer nicht dargestellten Inertgasquelle, z.B. Argon, verbunden ist. Das Gas strömt in kleinen Mengen kontinuierlich in das Behältnis 17, wo es sich im Ansaugbereich der Öffnung 14 befindet. Das Inertgas kann auch von oberhalb der Öffnung 14, z.B. mit Hilfe einer Ringdüse, dem Einsaugbereich der Öffnung zugeführt werden.

Die Öffnung oder die Öffnungen sorgen dafür, daß die beispiels-

weise bei schieber^esteuerten Anlagen bevorzugt im Schieberbereich eingesaugte und schockartig auf nahezu Gießstrahltemperatur erhitzte Luft möglichst schnell wieder austreten kann und sich kein erhöhter Innendruck im Rohr aufbauen kann. Dies hat zur Folge, daß sich im Rohrinnern keine weiteren unerwünschten Saugkräfte bilden können. Bei den normalerweise vorliegenden Gießtemperaturen kann man davon ausgehen, daß sich die während bzw. zu Beginn eines Gießvorgangs mitgerissene Gasmenge auf ungefähr das sech- bis siebenfache ihres ursprünglichen Volumens ausdehnt. Da diese Gasmenge bei kleineren Gießstrahlquerschnitten geringer ist, lassen sich die oben beschriebenen Druckverhältnisse in einem solchen Fall mit durchschnittlichen Öffnungsquerschnittswerten erzielen, die sich eher an den unteren Werten des angegebenen Bereichs orientieren. Bei größeren Gießstrahlquerschnitten kann es dagegen angebracht sein, die Werte für den Öffnungsquerschnitt entsprechend anzuheben. Für Strang-

2 gußknüppel der Größenordnung von z.B. 150 bis 200 mm liegt der bevorzugte Mittelwert für den Öffnungsquerschnitt bei ungefähr dem sechs- bis siebenfachen Wert des jeweiligen Gießstrahlquerschnitts .

Es ist selbstverständlich, daß d^r erfinderische Verwendungszweck der Tauchrohre nicht auf die in der Zeichnung dargestellte Bauform beschränkt bleibt. Andere Bauformen, wie z.B. ein konisch ausgebildeter Rohrdurchgang, seitlich ausgerichtete Austrittsöffnungen oder das Fehlen eines Anschlußflansches, sind für die Gestaltung der oben beschriebenen Druckverhältnisse innerhalb des Tauchrohres ohne Belang. Ebenso kann die Öffnung jede beliebige Form aufweisen.

Leerseite

Claims (5)

Neumann Kroke Beisken & Partner sZ""u7(oti?) Telex 8537498 Dr.-Ing. Günter Altland Amselweg 3 750 MENDEN 2 Ansprüche

1. Verwendung eines Tauchrohres aus feuerfestem Material mit einer in der Rohrwandung ausgebildeten Öffnung zum drucklosen Vergießen metallischer Schmelzen in Stranggußanlagen.

2. Tauchrohr aus feuerfestem Material mit einer in der Rohrwandung (13) ausgebildeten Öffnung (14; 15,16) zur Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichn e t, daß die Öffnung (14; 15,16) möglichst nahe der Anschlußstelle des Rohres (10) an eine Pfanne oder einen Verteiler angeordnet ist und einen Querschnitt aufweist, der dem zwei- bis zehnfachen Wert des Gießstrahlquerschnitts entspricht.

3. Tauchrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Öffnung (14; 15,16) dem sechs- bis siebenfachen Wert des Gießstrahlquerschnitts entspricht.

4. Tauchrohr nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Öffnungen (15,16) vorgesehen sind, die vorzugsweise in gleichen Winkelabständen und gleicher axialer Höhe auf dem Umfang des Rohres (10) angeordnet sind, und daß die Summe der Querschnitte aller Öffnungen (15,16) gleich dem Querschnitt einer einzigen Öffnung (14) ist.

5. Tauchrohr nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Einsaugbereich der Öffnung (14; 15,16) eine aus Inertgas bestehende Atmosphäre vorgesehen ist.