DE3216478C2

DE3216478C2 - Gießschutzrohr

Info

Publication number: DE3216478C2
Application number: DE19823216478
Authority: DE
Inventors: Günter Dr.-Ing. 5750 Menden Altland
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-05-03
Filing date: 1982-05-03
Publication date: 1985-02-28
Also published as: EP0145791A1; DE3216478A1

Abstract

Bei der Verwendung eines Tauchrohres (10) mit einer in der Rohrwandung (13) ausgebildeten Öffnung (14) zum drucklosen Gießen metallischer Schmelzen in Stranggußanlagen entspricht der Querschnitt dieser im oberen Randbereich des Rohres (10) angeordneten Öffnung (14) dem zwei- bis zehnfachen Wert des Gießstrahlquerschnitts, wodurch die für fehlerhafte Strangprodukte mitverantwortlichen Saugkräfte und/oder Überdrücke im Rohrinnern entfallen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gießschutzrohr aus feuerfestem Werkstoff unterhalb einer Gießpfanne oder einem Zwischenbehälter beim Stranggießen, das eine öffnung in seiner Wandung aufweist.

Für das Vergießen metallischer Schmelzen in »offen« gießenden und mit Stopfen- oder Schiebeverschlüssen regelbaren Stranggießanlagen werden als Oxidationsschutz zwischen Pfanne und Verteiler sogenannte »Schattenrohre« und zwischen Verteiler und Kokille Eintauchausgüsse sowie Tauchrohre eingesetzt. Bei unzureichender Montage eines solchen Gießschutzrohres unter einem Ausguß kann es zu unerwünschten Luftinfiltrationen kommen, indem durch den im Gießschutzrohr herrschenden Unterdruck Luft angesaugt wird, die sich dabei schockartig auf nahezu Gießstrahltemperatur erhitzt, wobei sie sich auf ein Mehrfaches ihres ursprünglichen Volumens ausdehnt und im Rohrinnern einen entsprechenden Überdruck erzeugt. Die erhitzte Luft preßt sich in den Gießstrahl, mit dem sie chemisch und mechanisch reagiert. Dies ist nicht nur für die Stahlqualität besonders nachteilig, sondern führt auch bei Rohren aus keramisch gegossener amorpher Kieselsäure zu einer unerwünschten Reaktion zwischen FeO und der amorphen Kieselsäure, was Auswaschungen und selbst Durchbrüche zur Folge haben kann.

Um das Ansaugen von Luft bei undichter Verbindung zwischen Ausguß und Gießschutzrohr zu verhindern, besteht die Möglichkeit, in diesem Bereich inertes Gas einzuleiten, z. B. durch einen Ring aus permeablem Material. Des weiteren sind Gießschutzrohre der eingangs genannten Art bekannt, deren öffnung in der Rohrwandung durch einen Stopfen aus einem permeablem Material verschlossen ist, durch den Inertgas mittels einer Injektionsvorrichtung in das Rohrinnere gepreßt wird. Derartige Maßnahmen bewirken zwar, daß der Gießstrahl im Gießschutzrohr während des Gießvorganges weitgehend vor Oxidation geschützt ist, können aber nicht verhindern, daß sich das Inertgas infolge der starken Volumenausdehnung in den Gießstrahl preßt, der somit beim F.indringen in die Kokille nichtmetallische Einschlüsse mit in größere Tiefen nimmt, wo sie teils in der Erstarrungsfront eingeschlossen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gießschutzrohr der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß chemisehe und/oder physikalische Reaktionen von während des Gießvorganges in das Rohrinnere eintretenden Gasen mit der zu vergießenden Schmelze weitgehend vermieden werden.
Die Aufgabe wird bei einem Gießschutzrohr der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die öffnung dicht unterhalb der Anschlußstelle angeordnet ist und daß der freie Querschnitt der öffnung dem zwei- bis zehnfachen, vorzugsweise dem sechs- bis siebenfachen Wert des Gießstrahlquerschnittes entspricht

Auf diese Weise können die zu Beginn oder während des Gießvorganges, z. B. im Anschlußbereich eingesaugten Gase unmittelbar nach ihrem Eintritt ungehindert wieder nach außen entweichen, so daß sich in dem freien Raum zwischen Gießstrahl und Rohrwandung keine weiteren Druck- oder Saugkräfte mehr aufbauen können. Damit ist weitgehend sichergestellt, daß auch keine weiteren Gase aus der Atmosphäre in die flüssige Schmelze gelangen können, so daß der Gießstrahl ohne mechanische oder chemische Beeinflussung ruhig in die Kokille fallen kann. Das Fehlen jeglicher Saugkräfte ist schließlich auch gießtechnisch von Vorteil, indem sowohl die Gießspiegelautomatik als auch die Geschwindigkeitsregelung nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren optimal genutzt werden kann.

Um den besagten Druckausgleich zu beschleunigen, kann es nach einem bevorzugten Vorschlag der Erfindung zweckmäßig sein, zwei oder mehrere öffnungen vorzusehen, die vorzugsweise in im wesentlichen glei· chen Winkelabständen und in gleicher axialer Höhe in der Wandung angeordnet sind, wobei die Summe aller Öffnungsquerschnitte im wesentlichen dem einer einzelnen öffnung entspricht.
Für den Fall, daß sich während des Gießvorgangs z. B.

die Gießgeschwindigkeit ändert und folglich mit dem Aufbau neuer temporärer Saugkräfte gerechnet werden muß, kann es nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung zweckmäßig sein, wenn im Einsaugbereich der öffnung eine aus Inertgas bestehende Atmosphäre herrscht. Auf diese Weise kann sich im Rohrinnern zwischen Rohrwandung und Gießstrahl eine schützende Atmosphäre aufbauen, wobei ein möglicher Gasüberschuß durch die öffnung wieder nach außen entweichen kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Gießschutzrohr gemäß der Erfindung im Längsschnitt;
F i g. 2 eine andere Ausführungsform des Gießschutzrohres in einer Schnittansicht entlang der Schnittlinie 1-1 nach F i g. 1; und

F i g. 3 das Gießschutzrohr nach F i g. 1 mit einer Zusatzeinrichtung.

Das in der Zeichnung mit 10 bezeichnete Gießsch it/-rohr 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 Gießschutzrohr 10 beispiclsweise an einen nicht dargestellten Verteiler einer Stranggießanlage anschließbar ist.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Gießrohr 10 ist ,n der Rohrwandung 13 eine öfnnung 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 zehnfachen Wert des Gießstrahlquerschnitts entspricht.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 unterscheidet sich das Gießschutzrohr 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 14 entsprechen.

Eine weitere Ausführungsform ist in Fig.3 dargestellt, bei der das Gießschutzrohr 10 wie in F i g. 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 überhalb der Öffnung 14. z. B. mit Hilfe einer Ringdüse, dem Einsaugbereich der öffnung zugeführt werden.

Die öffnung oder die öffnungen sorgen dafür, daß die beispielsweise bei schiebergesteuerten 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 Sechs- 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 Stranggußknüppel der Größenordnung von z. B. 150 bis 200 mm² liegt der bevorzugte Mittelwert für den Öffnungsquerschnitt bei ungefähr dem sechs- bis siebenfachen Wert des jeweiligen Gießstrahlquerschnitts.

Es ist selbstverständlich, daß das erfindungsgemäße Gießschutzrohr 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 Gießschutzrohres ohne Belang. Ebenso kann die öffnung jede beliebige Form aufweisen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gießschutzrohr aus feuerfestem Werkstoff unterhalb einer Gießpanne oder einem Zwischenbehälter beim Stranggießen, das eine öffnung in seiner Wandung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (14; 15, 16) dicht unterhalb der Anschlußstelle angeordnet ist und daß der freie Querschnitt der öffnung (14) dem zwei- bis zehnfachen, vorzugsweise dem sechs- bis siebenfachen Wert des Gießstrahlquerschnitts entspricht

2. Gießschutzrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere öffnungen (15,16) vorgesehen sind, die vorzugsweise in im wesentlichen gleichen Winkelabständen und in gleicher axialer Höhe in der Wandung angeordnet sind, wobei die Summe aller Öffnungsquerschnitte im wesentlichen dem einer einzelnen öffnung (14) entspricht.

3. Gießschutzrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Einsaugbereich der öffnung (14; 15, 16) eine aus Inertgas bestehende Atmosphäre herrscht.