DE3882041T2 - FIREPROOF TUBULAR PRODUCT. - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein feuerfestes Produkt, welches vornehmlich beim kontinuierlichen Gießen verwendet wird. Dabei befaßt sich die Erfindung mit einem rohrförmigen feuerfesten Produkt, dessen Gebrauch beim Gießen einer Schmelze von einem Trichter in eine Gießmulde oder Form Verwendung findet. Der Guß der Schmelze von dem Trichter in die Form wird oft durch Heben oder Senken einer feuerfesten Stopperstange kontrolliert, von oder aus einer Sitzposition an der Basis des Trichters, wo entweder eine fixierte untere Ausgußröhre (SEN sub-entry nozzle) oder eine Trichterdüse angeordnet ist, die in die Trichterbasis geformt ist, und auf der eine unterhalb der Eingußöffnung liegende Verstärkungsführung (SES sub-entry shroud) befestigt ist. An Stelle des Stopperstange-Verschlusses kann auch ein Verschlußmechanismus mit Öffnung und Schieberplatte an der SEN oder der SES angeordnet sein, was ebenfalls bekannt ist.The invention relates to a refractory product which is used primarily in continuous casting. The invention is concerned with a tubular refractory product, the use of which is found in pouring a melt from a hopper into a trough or mold. The pouring of the melt from the hopper into the mold is often controlled by raising or lowering a refractory stopper rod from or from a seated position at the base of the hopper where either a fixed sub-entry nozzle (SEN sub-entry nozzle) or a hopper nozzle is arranged which is molded into the hopper base and on which a reinforcing guide located below the pouring opening (SES sub-entry shroud) is attached. Instead of the stopper rod closure, a closure mechanism with opening and slide plate can also be arranged on the SEN or the SES, which is also known.
Die EP-A 0 080 672 beschreibt Verbesserungen an einer drehbaren Ventilanordnung bei der gegenuberliegend angeordnete Ventilkörper zusammenwirken, und wobei die Ventilkörper gegeneinander federnd vorgespannt sind, um den Ventiloberflächenkontakt mit dem Ziel zu verbessern, um das Risiko der Metall-Leckage zu mindern.EP-A 0 080 672 describes improvements to a rotatable valve arrangement in which oppositely arranged valve bodies interact, and wherein the valve bodies are resiliently biased against each other to improve valve surface contact with the target to reduce the risk of metal leakage.
Die EP-A 0 198 123 bezieht sich auf Probleme der Einzelkomponenten wie Ventil, Düse und Ummantelung nach dem vorherigen Stand der Technik, an deren Verbindungsstellen infolge Lufteintritt Schwierigkeiten auftreten, und schlägt die Verwendung einer Dichtung auf Kohlenstoff-Basis in der verengten Öffnung der Ummantelung vor, wo diese die Gießdüse berührt.EP-A 0 198 123 refers to problems of the individual components, such as valve, nozzle and shroud, according to the previous state of the art, where difficulties arise at the joints due to air ingress, and proposes the use of a carbon-based seal in the narrowed opening of the shroud where it contacts the pouring nozzle.
Die EP-A 0 198 237 beschreibt eine Gleitplatte mit einer vorgeformten Plattenoberfläche, um die ein Material geringerer Feuerfestigkeit angeordnet ist, zur Bildung eines eine Düse bestimmenden Körpers, wobei eine Metallform beim Gießen wie eine schützende Verkleidung während der Benutzung des Ventils dient.EP-A 0 198 237 describes a sliding plate with a preformed plate surface around which a material of lower fire resistance is arranged to form a body defining a nozzle, wherein a metal mold during casting serves as a protective covering during use of the valve.
Neuerdings wurden von einigen Stahlkochern an der Unterseite des Trichters sehr einfache Mechanismen angebracht, die ein schnelles Wechseln solcher Gießrohre ermöglichen sollten, um Verluste beim Ersatz verschlissener oder beschädigter Gießrohre im Hinblick auf Zeit und Produktion zu vermindern. Ein solcher Rohrwechsler ist in der GB 1 597 215 beschrieben, während eine andere Ausführungsform in der EP-A 0 192 019 offenbart wird. Ist ein SES gebrochen oder verschlissen, stößt der Mechanismus sofort das verschlissene Teil aus und treibt ein neues Rohr in die Anordnung unterhalb des Metallstromes, beispielsweise mittels einer Kolbenanordnung.Recently, some steelmakers have fitted very simple mechanisms to the bottom of the hopper to enable such pouring tubes to be changed quickly in order to reduce losses in time and production when replacing worn or damaged pouring tubes. One such tube changer is described in GB 1 597 215, while another embodiment is disclosed in EP-A 0 192 019. If an SES is broken or worn, the mechanism immediately ejects the worn part and drives a new tube into position below the metal stream, for example by means of a piston arrangement.
Nach dem vorliegend beschriebenen System wird ein oberer Stutzen benutzt, der einen Sitz zur Aufnahme des Ausflußunterbrechers aufweist, die in einem Wellblock angeordnet und in der Trichterführung befestigt ist, an der ein geeignetes Verbindungsmittel zwischen den beiden Teilen vorgesehen ist. Eine untere Anordnung wird gegen die Unterseite dieser stationären Platte durch den Rohrwechselmechnismus in Position gehalten, wobei diese eine bewegliche Platte und einen versenkten Gußstutzen aufweist, verbunden durch eine geeignete Anordnung, zusammenghalten mit einer verstärkenden Stahlschale, und die dazu dient, die beiden Komponenten fest zusammenzuhalten und dem durch den arbeitenden Kolben erzeugten Druck zu widerstehen.According to the system described here, an upper nozzle is used which has a seat for receiving the flow interrupter, which is arranged in a corrugated block and fixed in the funnel guide, on which a suitable connecting means between the two parts is provided. A lower assembly is held in position against the underside of this stationary plate by the tube changing mechanism, which comprises a movable plate and a countersunk cast iron nozzle, connected by a suitable arrangement, to a reinforcing steel shell, and which serves to hold the two components firmly together and to withstand the pressure generated by the working piston.
Während seit ihrer Einführung die Rohrwechselmechanismen durch Weiterentwicklungen verbessert worden sind, verbleiben dennoch Probleme, die in einer sicheren adäquaten Befestigung der miteinander in Eingriff stehenden Oberflächen des Rohres, des Stutzens und der oberen oder stationären Platte und der unteren oder gleitenden Platte und des versenkten Gießstutzenteils wesentlich für den Betrieb des Rohrwechslers sind. Falls unsaubere Verbindungsstellen dieser feuerfesten Teile vorhanden sind, kann es eintreten, daß Luft-/Sauerstoff-Leckagen durch die oder an den schlecht verbundenen Stellen eintreten, mit nachteiliger Folge für die Qualität des Stahles. Luft-/Sauerstoff-Durchtritte an diesen Verbindungen reagieren mit dem Aluminium in der Stahlführung, so daß sich eine Aluminiumoxid- Anlagerung aufbaut und das Gießrohr verstopft. Diese Reaktion bringt auch ein Problem hervor, das sich selbst als Einschluß im Guß manifestiert, gewöhnlich bekannt als "Schwarzfleck" (black spot).While tube changing mechanisms have been improved by further developments since their introduction, problems remain which are essential to the operation of the tube changer in ensuring adequate fastening of the mating surfaces of the tube, nozzle and upper or stationary plate and lower or sliding plate and recessed nozzle section. If poor joints of these refractory parts are present, air/oxygen leaks can occur through or at the poorly joined points, with adverse consequences for the quality of the steel. Air/oxygen leaks at these joints react with the aluminum in the steel guide to build up an aluminum oxide deposit and clog the pouring tube. This reaction also creates a problem which manifests itself as an inclusion in the casting, commonly known as a "black spot."
Obwohl auf diesem Gebiet unter anderem versucht wurde, diese Probleme dadurch zu mildern, indem versucht wurde, die Handhabung der Gießrohre und der Wechselsysteme zu verbessern, führte dies jedoch zu immer mehr komplexen und aufwendigeren Vorrichtungen.Although attempts have been made in this field to alleviate these problems by, among other things, trying to improve the handling of the pouring pipes and the changing systems, this has led to increasingly complex and expensive devices.
Nach der vorliegenden Erfindung soll den oben erwähnten Problemen vorgebeugt oder abgeholfen werden, durch Ausbildung eines verbesserten Gießrohres, welches für den Gebrauch in Verbindung mit metallurgischen Unterteilgußgefäßen geeignet ist und wobei der vorhandene Rohrwechsler dabei der Notwendigkeit zu weiteren Entwicklungen an derartigen Wechsel-Mechanismen abhilft.It is an object of the present invention to obviate or obviate the above-mentioned problems by providing an improved pouring tube suitable for use in conjunction with metallurgical bottom casting vessels, and the present tube changer thereby obviates the need for further developments in such change mechanisms.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Teil einer feuerfesten Gießanordnung vorgesehen, bestehend aus einem Einzelteil mit einer Schiebeplatte-Oberfläche, und mit einem unterhalb der Eingußöffnung liegenden Gießrohrteil, worin das feuerfeste Gießeinrichtungsteil ein isostatisch gepreßter, einstückiger, feuerfester Körper ist, der derart geformt ist, daß er an einem Ende eine glatte, flache, plattenförmige Oberfläche aufweist, in der eine Öffnung vorgesehen ist, die den Einlaß zu einem Durchlaßkanal bildet, deren umgebende Kante aus einem verschleißfestem, hartem, feuerfestem Material geformt ist, um so eine Kante auszubilden, die die Haut oder die Schale einer erstarrten Schmelze während einer Rohrwechseloperation zertrennen kann, die sich während des Durchgießens des geschmolzenen Metalls durch den Durchlaßkanal der Gießanordnung in diesem gebildet hat, wobei der übrige Teil des Körpers in Rohrform ausgebildet aus einem wärmeschockbeständigem Material besteht, um eine unterhalb der Eingußöffnung liegende Verstärkungsführung zum Eingießen der Schmelze in die Form zu bilden.According to the present invention, a part of a refractory casting assembly is provided, consisting of a single part with a Slide plate surface, and with a pouring tube part located below the sprue opening, wherein the refractory pouring device part is an isostatically pressed, one-piece refractory body formed to have at one end a smooth, flat, plate-shaped surface in which an opening is provided which forms the inlet to a passageway, the surrounding edge of which is formed of a wear-resistant, hard, refractory material so as to form an edge which can sever the skin or shell of a solidified melt during a tube changing operation which has formed therein during the pouring of the molten metal through the passageway of the pouring assembly, the remainder of the body being formed in tubular form of a thermal shock resistant material to form a reinforcing guide located below the sprue opening for pouring the melt into the mold.
In vorteilhafter Weise sind die besagten Komponenten gebildet durch Siliciumnitrit oder Siliciumoxinitrit gebundene Materialien, die aus Stoffen wie Aluminiumoxid-Graphit, Zirkonoxid-Graphit, Magnesiumoxid-Graphit oder aus geeigneten Mischungen davon bestehen. Auf diese Art und Weise kann eine Einzelkomponente mit im wesentlichen gleichförmiger Zusammensetzung hergestellt werden, die die bestimmten Anwendungs-Anforderungen einhält.Advantageously, said components are formed by silicon nitride or silicon oxynitride bonded materials consisting of materials such as aluminum oxide graphite, zirconium oxide graphite, magnesium oxide graphite or suitable mixtures thereof. In this way, a single component with a substantially uniform composition can be produced which meets the specific application requirements.
Alternativ dazu besteht die Möglichkeit, eine zusammen verpreßte Konfiguration herzustellen, wobei ein Ring um die Öffnung an der flachen Plattenoberfläche vorgesehen ist, aus einem Material, welches die geforderte Festigkeit, Wärmeschockbeständigkeit und physikalische Verträglichkeit mit der zurückzuhaltenden Platte und dem SES-Körpermaterial aufweist. Dabei ist ein spezifiziertes Material aus Al&sub2;O&sub3;, SiO&sub2;, ZiO&sub2; und C für einen Aluminium-Graphit Aufnahmekörper geeignet. Dies erfordert in der Tat ein kontrolliertes Füllen der isostatischen Form in an sich bekannter Art und Weise, wobei ausgewählte Materialien benutzt werden in Übereinstimmung mit der Erfindung. Die Komponenten dieses Materials sind üblicherweise so, daß der Aluminiiumoxid-Gehalt 45 Gew.% übersteigt Siliciumoxid- und Zirkonoxid-Anteile liegen niedriger, wobei der Zirkonoxid-Anteil den des Silizium-Anteils übersteigen mag, jedoch noch das Beifügen eines Kohlenstoff-Anteils erlaubt. Eine derartig gewünschte Zusammensetzung enthält 53% Aluminiumoxid, 18% Siliciumoxid, 24% Zirkonoxid und 3% Kohlenstoff mit einem Bestand, der für die typischerweise in diesem Bereich benutzten Materialien geringer ist. Bei dieser alternativen Mischungs-Anordnung ist ein Stützen auf Siliciumnitrit- oder Siliciumoxinitritverbindungen nicht mehr notwendig.Alternatively, it is possible to produce a pressed together configuration, with a ring provided around the opening on the flat plate surface, of a material having the required strength, thermal shock resistance and physical compatibility with the plate to be retained and the SES body material. A specified material of Al₂O₃, SiO₂, ZiO₂ and C is suitable for an aluminium-graphite retaining body. This in fact requires a controlled filling of the isostatic mould in a manner known per se, using selected materials in accordance with the invention. The components of this material are usually such that that the alumina content exceeds 45 wt.% Silica and zirconia contents are lower, with the zirconia content possibly exceeding that of the silicon content, but still allowing the addition of a carbon content. Such a desired composition contains 53% alumina, 18% silica, 24% zirconia and 3% carbon, with a content that is lower for the materials typically used in this field. With this alternative mixture arrangement, reliance on silicon nitride or silicon oxynitride compounds is no longer necessary.
In dieser Weise geht diese Erfindung das Problem der fehlerhaften Abdichtungen mit einer neuen Lösung an, wobei völlig neue feuerfeste Komponenten bei der Gießanordnung zum Einsatz kommen. Jede der vorherigen gleitenden Ober- und Unterplatten des Rohrwechselsystems, der Trichterbodenstutzen oder der Block und das Gießrohr sind ersetzt. Anstelle von vier Komponenten werden nach der Erfindung nun zwei Komponenten vorgesehen. Dabei werden zwei der zu Störungen führenden Verbindungen in der Gußwechselanordnung ausgeschaltet. Falls gewünscht, ist es auch möglich, nur die untere Platte des Rohrwechslers und das übliche Gußrohr mit einer Zusammensetzung nach dieser Erfindung auszustatten, weil dies der Bereich ist, der normalerweise den meistens Verschleiß und Leckagen, bedingt durch die Rohrwechseloperationen, aufweist. Früher hätte man dies nicht in Erwägung gezogen in Bezug auf die grundsätzlich unterschiedlichen Aufgaben der betreffeden Komponenten einer Vier-Teile-Gießanordnung.In this way, this invention addresses the problem of faulty seals with a new solution, using completely new refractory components in the pouring assembly. Each of the previous sliding top and bottom plates of the tube change system, the hopper bottom nozzle or the block and the pouring tube are replaced. Instead of four components, the invention now provides two components. This eliminates two of the troublesome connections in the pouring change assembly. If desired, it is also possible to equip only the bottom plate of the tube changer and the usual pouring tube with a composition according to this invention, because this is the area that normally suffers the most wear and leakage due to the tube change operations. Previously, this would not have been considered in view of the fundamentally different roles of the respective components of a four-part pouring assembly.
Die Platten des Rohrwechslers müssen hinreichend hart sein, um in der Lage zu sein, die erkaltende Gußschmelzenhaut oder die sich während des Gießens durch die Anordnung bildende Wandung zu durchtrennen, während das Gießrohr, das von der Wechselplatte in die Gußform leitet, in der Lage sein muß, Wärmeschocks zu widerstehen. Diese Bedingungen müssen im Grundsatz als einander entgegenstehend angesehen werden, weil ein Material, welches die nötige Härtecharakteristiken aufweist, im allgemein nur geringere Widerstandsfähigkeit bezüglich des Wärmeschocks besitzt, und umgekehrt. Wie auch immer, es wurde nun überraschender Weise herausgefunden, daß es möglich ist, in einem einzigen Schritt eine feuerfeste Komponente herzustellen, die die geforderte Härte und die Wärmeschockwiderstandsfähhigkeit aufweist, die für die oben genannten Materialien oder ähnlichen Verwendung benutzt werden können.The plates of the tube changer must be sufficiently hard to be able to cut through the cooling molten metal skin or the wall formed by the assembly during casting, while the pouring tube leading from the changer plate into the mold must be able to withstand thermal shocks. These conditions must in principle be considered to be contradictory, because a material which has the necessary hardness characteristics generally has only a lower resistance to thermal shock, and vice versa. However, it has been now surprisingly found that it is possible to produce in a single step a refractory component having the required hardness and thermal shock resistance which can be used for the above mentioned materials or similar applications.
Wie oben bereits erwähnt, sollte die Erfindung angewendet werden an dem oberen Rohrwechsler, der befestigt ist an der Platte/Trichterblock oder an den Stutzenteilen der Gießanordnung oder an der unteren Gleitplatte/Gußrohrplatte der Gießanordnung. Die besten Vorteile wurden erzielt durch den Ersatz aller bekannten Komponenten mit den neu zusammengesetzen Komponenten dieser Erfindung.As mentioned above, the invention should be applied to the upper tube changer attached to the plate/hopper block or to the nozzle parts of the casting assembly or to the lower slide plate/cast tube plate of the casting assembly. The best advantages were achieved by replacing all known components with the newly assembled components of this invention.
Die Erfindung wird nun näher beschrieben anhand der beiliegenden Zeichnungen in denen:The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings in which:
Figur 1: Einen Schnitt durch eine konventionelle untere Gleitplatte des Rohrwechslers zeigt;Figure 1: Shows a section through a conventional lower slide plate of the tube changer;
Figur 2: Einen Schnitt durch ein konventionelles Gießrohr, eingerichtet zur Verbindung mit der unteren Gleitplatte dargestellt in Fig. 1;Figure 2: A section through a conventional pouring tube, arranged for connection to the lower sliding plate shown in Fig. 1;
Figur 3: Einen Schnitt durch ein Gießrohr gemäß der Erfindung, welches die in Fig. 1 und 2 dargestellen Komponenten ersetzt.Figure 3: A section through a pouring tube according to the invention, which replaces the components shown in Fig. 1 and 2.
Figur 4: Einen Schnitt durch ein Gießstutzenteil mit integrierter oberer Wechselplatte zur Befestigung in dem Bodenbereich des Trichters zur Bildung des unteren Teils der Gießanordnung, ausgestattet in Übereinstimmung mit dieser Erfindung;Figure 4: A section through a pouring spout part with integrated upper removable plate for fastening in the bottom area of the funnel to form the lower part of the pouring arrangement, equipped in accordance with this invention;
Figur 5: Ein Schnitt durch eine Gießkomponente (SES) mit integrierter unterer Gleitwechselplatte zur Darstellung für eine korrespondierende untere Platte in einem unteren Teil einer Gießanordnung, ausgestattet in Übereinstimmung mit dieser Erfindung;Figure 5: A section through a cast component (SES) with integrated lower sliding plate to show for a corresponding lower plate in a lower part of a casting assembly equipped in accordance with this invention;
Figur 6: Ein Schnitt durch eine Gießkomponente (SES) ähnlich in der Funktion wie die der Figur 5 dargestellte, jedoch mit zusammenverpreßtem, ringförmigem Material erhöhter Charakteristik, in einem herkömmlichen Aluminiumoxid-Graphitkörper, der ein herkömmliches Zirkonoxid-Schlackeverschleiß-Widerstandsband aufweist.Figure 6: A section through a cast component (SES) similar in function to that shown in Figure 5, but with compressed annular material of increased characteristic, in a conventional alumina-graphite body having a conventional zirconia-slag wear resistance band.
Bezugnehmend auf Figur 3 der Zeichnung zeigt diese einen feuerfesten Gießkörper 1 mit einem Durchlaßkanal 2, um zur Verwendung mit einem Rohrwechselmechanismus ein ersetzbares Mittel zum Gießen des geschmolzenen Metalls während des kontinuierlichen Gießens von einem Trichter in eine Gießmulde vorzusehen, wobei der Gießkörper 1 isostatisch aus feuerfestem Pulvermaterial und ausgesuchten Bindemitteln gepreßt wird, um ihm hitze- und verschleißfeste Eigenschaften zu verleihen für dieses feuerfeste Stück eines zusammengesetzten, durch die isostatische Pressung geformten Gießkörpers 1. Der Preßvorgang zum Formen des feuerfesten Pudermaterials vollzieht sich in einer allgemein bekannten Art der se durch den Gebrauch einer flexiblen Form, um einen geformten feuerfesten Gießkörper 1 vorzusehen, der an einem Ende eine flache Plattenoberfläche 3 aufweist, während der übrige Teil des Gießkörpers 1 eine im wesentlichen zylindrische Form aufweist. Federn und aufnehmende Ausnehmungen (falls notwendig) werden in die Form eingefügt, die gefüllt wird mit dem feuerfesten Pulver-/Bindermaterial derart, daß die gepreßte Verbindung mit einem sich axial erstreckenden Durchlaßkanal 2 versehen ist, der sich von einer Öffnung 4 in der Platte 3 bis zu dem divergenten Auslaß 5 an der Spitze 6 des Gießkörpers 1 erstreckt. Bei der Auswahl der feuerfesten Materialien wie Aluminiumoxid-Graphit, Zirkonoxid-Graphit oder Magnesiumoxid-Graphit, unter Verwendung von Siliciumnitrit (Si&sub3;N&sub4;) oder Siliciumoxidnitrit (Si&sub2;ON&sub2;) als Binder mit geeigneter Füllung und Auskleidung der Form ist es möglich sicherzustellen, daß die umgebende Kante (3') um der besagten Öffnung 4 eine Kante vorsieht, die während einer Rohrwechseloperation in der Lage ist, eine Haut oder Schale einer erstarrenden Schmelze, die sich bis in den Durchlaßkanal der Gießanordnung erstreckt, während der Gußstrang des geschmolzenen Metalls dadurch fließt, zu durchtrennen, und wobei der Gießkörper 1 von einem wärmeschockwiderstandsfähigem Material gebildet wird. Da nach der Darstellung dieser Beschreibung der Gegenstand für den Gebrauch bestimmt ist, ihn als ein versenktes Mündungsstutzenteil zu verwenden, ist ein Band 7 aus einem verschleißfesten feuerfesten Material, wie Zirkonoxid oder Zirkonoxid/Graphit-Mischungen in bereits bekannter Weise vorgesehen.Referring to Figure 3 of the drawings, there is shown a refractory casting body 1 having a passageway 2 for use with a tube changing mechanism to provide a replaceable means for pouring molten metal from a hopper into a trough during continuous pouring, the casting body 1 being isostatically pressed from refractory powder material and selected binders to impart heat and wear resistant properties to this refractory piece of a composite isostatically formed casting body 1. The pressing operation for forming the refractory powder material takes place in a well known manner by the use of a flexible mold to provide a shaped refractory casting body 1 having a flat plate surface 3 at one end, the remainder of the casting body 1 being of substantially cylindrical shape. Springs and receiving recesses (if necessary) are inserted into the mold, which is filled with the refractory powder/binder material such that the pressed joint is provided with an axially extending passage channel 2 extending from an opening 4 in the plate 3 to the divergent outlet 5 at the tip 6 of the casting body 1. In selecting the refractory Materials such as alumina-graphite, zirconia-graphite or magnesia-graphite, using silicon nitride (Si₃N₄) or silicon oxynitride (Si₂ON₂) as binder with suitable filling and lining of the mold, it is possible to ensure that the surrounding edge (3') around said opening 4 provides an edge which, during a tube changing operation, is capable of severing a skin or shell of a solidifying melt extending into the passageway of the casting assembly while the cast strand of molten metal flows therethrough, and wherein the casting body 1 is formed of a thermal shock resistant material. Since, according to the presentation of this description, the article is intended to be used as a countersunk nozzle part, a band 7 of a wear-resistant refractory material such as zirconia or zirconia/graphite mixtures is provided in a manner already known.
Weiterhin wird, wie bei den Mitteln zur Verhütung körperlichen Schadens während der Handhabung durch den Rohrwechsler bekannt ist, beispielsweise eine schützende Metallkante 8 befestigt nach normaler Nachbearbeitung der feuerfesten Zusammensetzung. Dieser letzte Schritt mag auch einen Fein-Schliff der Plattenoberfläche 3 einschließen.Furthermore, as is known in the means of preventing physical harm during handling by the pipe changer, for example, a protective metal edge 8 is attached after normal finishing of the refractory composition. This last step may also include a fine grinding of the plate surface 3.
Beim Gebrauch des Rohrwechslers wird die feuerfeste Zusammensetzung bei vielen in der gleichen Weise benutzt, wie bei den bekannten zwei Teile-Anordnungen, wobei die Unterseite der Metallkante 8 benutzt wird, um örtlich gedrängt und unterstützend die Zusammensetzung des Gießrohres für den Gebrauch zu erreichen, unterhalb entweder bei der herkömmlichen unteren zweiteiligen Wechselplatte und dem Trichterstutzen oder bei der neuen Zusammensetzung gemäß der Erfindung wie sie weiter nachstehend beschrieben wird.In using the tube changer, the refractory composition is used in many of the same ways as in the known two-piece arrangements, the underside of the metal edge 8 being used to locally urge and assist the composition of the pouring tube into place for use, beneath either the conventional lower two-piece change plate and funnel nozzle or the new composition of the invention as described further below.
Bezugnehmend zu der Figur 4 der Zeichnung zeigt diese den Schnitt eines feuerfesten Gießstutzens 21 für den Einsatz in dem bekannten Block 20 in dem Bodenbereich eines Trichters 19, der einen Durchlaßkanal 22 aufweist und eine integriert angeformte Oberflächenplatte 23 für die Verwendung mit einem Rohrwechselmechanismusses während des kontinuierlichen Abgießens von einem Trichter in eine Gießform, die isostatisch gepreßt wird durch feuerfestes Pulvermaterial und selektierten Bindern (wie bereits vorher diskutiert wurde) um hitze- und verschleißwiderstandsfähige Eigenschaften aufzuweisen bei einem feuerfesten einstückigen zusammengesetzten Köper 21, der durch isostatisches Pressen geformt wird. Der Preßvorgang zum Formen des feuerfesten Pulvermaterials wird erreicht in einer allgemein bekannten Weise dadurch, daß eine flexible Gießform benutzt wird, um einen geformten feuerfesten Körper 21 vorzusehen, der an einem Ende des Körpers eine flache Plattenoberfläche 23 aufweist, während der Rest des Körpers 21 in vorteihafter Weise bandförmig oder zylindrisch geformt ist. Feder und aufnehmende Ausnehmungen (falls notwendig) werden in der Form vorgesehen, welche mit dem feuerfesten Pulver- /Bindermaterial gefüllt werden derart, daß die gepreßte Verbindung mit einem sich axial erstreckenden Durchlaßkanal 22 versehen ist, der sich von einer Öffnung 24 in der Platte 23 bis zu einem Einlaß 25, der eine geformte Anformung aufweist, um eine Sitzoberfläche 26 für einen Stopper, welcher nicht dargestellt ist, erstreckt. Bei der Auswahl von feuerfesten Materialien, wie beispielsweise Aluminiumoxid-Graphit, Zirkoniumoxid-Graphit oder Magnesiumoxid-Graphit, in gebundener Form für die Verwendung einer Siliciumnitrit- oder Siliciumoxinitritverbindung mit ähnlichen Füllungen und Auskleidungen der Gußform ist es möglich geworden, daß die umgebende Kante 23 um die besagte Öffnung 24 eine Kante bildet, die während einer Rohrwechseloperation in der Lage ist, eine Haut oder Schale der erstarrenden Schmelze, die sich während des Gießens des geschmolzenen Metalls bis in den Durchlaßkanal der Gießanordnung erstreckt, zu durchtrennen, wobei der Körper 21 dabei vorzugsweise aus einem thermischen, schockresistenten Material ausgebildet sein sollte. Die übliche Nachbearbeitung des feuerfesten Materials, das auch einen Feinschliff mit umfassen mag, wird ausgeführt.Referring to Figure 4 of the drawings, there is shown a section of a refractory pouring spout 21 for use in the prior art block 20 in the bottom region of a hopper 19 having a passageway 22 and an integrally formed surface plate 23 for use with a tube changing mechanism during continuous pouring from a hopper into a mold isostatically pressed by refractory powder material and selected binders (as previously discussed) to provide heat and wear resistant properties in a refractory one-piece composite body 21 formed by isostatic pressing. The pressing operation for forming the refractory powder material is achieved in a well known manner by using a flexible mould to provide a shaped refractory body 21 having a flat plate surface 23 at one end of the body, while the remainder of the body 21 is advantageously band-shaped or cylindrical. Spring and receiving recesses (if necessary) are provided in the mould which are filled with the refractory powder/binder material such that the pressed joint is provided with an axially extending passageway 22 extending from an opening 24 in the plate 23 to an inlet 25 having a shaped projection around a seating surface 26 for a stopper, not shown. When selecting refractory materials such as alumina-graphite, zirconium-graphite or magnesium-graphite in bonded form for use with a silicon nitride or silicon oxynitride compound with similar fillings and linings of the casting mold, it has become possible for the surrounding edge 23 around said opening 24 to form an edge which, during a tube changing operation, is capable of cutting through a skin or shell of the solidifying melt which extends into the passage channel of the casting arrangement during the pouring of the molten metal, whereby the body 21 should preferably be made of a thermal, shock-resistant material. The usual post-processing of the refractory material, which also has a Fine-tuning, which may include, is carried out.
Eine weitere Darstellung der Erfindung wird in der Figur 5 der Zeichnungen gezeigt. In dieser Ausführung wird eine versenkte Eingußöffnung gezeigt (SES), wobei diese in einer allgemeinen Art geformt ist ähnlich zu der beschriebenen Anordnung in der Ausführungsform 1, die ein feuerfestes Gießkörperteil 31 mit einem Durchlaßkanal 32 vorsieht, wobei an dem einen Ende des Körpers 31 eine flache Plattenoberfläche 33 vorhanden ist, und wobei der restliche Teil des Körpers 31 durch eine allgemeine zylindrische Form für den Gebrauch mit einem Rohrwechselmechanismus besteht, wie dies bereits beschrieben wurde. Ähnlich wie bei der Auswahl ähnlicher feuerfester Materialien (wie bereits oben schon diskutiert wurde) ist es möglich sicher zu stellen, daß die umgebende Kante 33' um die besagte Öffnung 34 eine Kante bildet, die während einer Rohrwechseloperation in der Lage ist, eine Haut oder die Schale einer erstarrenden Schmelze, die bis in den Durchlaßkanal der Gießanordnung während der Guß des geschmolzenen Metalls durchströmt, zu durchtrennen und daß der Körper 31 aus einem thermischen, schockresistenten Material besteht. Soweit in der bisherigen Darstellung diskutiert wurde, soll als ein versenkbares Eintrittsteil, ein Band 37 eines verschleißwiderstandsfähigen feuerfesten Materials Verwendung finden, so beispielsweise aus Zirkonoxid oder hohen Zirkonoxid-Graphit-Mischungen wie in bekannter Art und Weise vorgesehen.A further illustration of the invention is shown in Figure 5 of the drawings. In this embodiment a countersunk gate (SES) is shown, formed in a general manner similar to the arrangement described in Embodiment 1, which provides a refractory casting body portion 31 having a passageway 32, a flat plate surface 33 being present at one end of the body 31, and the remainder of the body 31 being of a general cylindrical shape for use with a tube changing mechanism as previously described. Similarly to the selection of similar refractory materials (as already discussed above), it is possible to ensure that the surrounding edge 33' around said opening 34 forms an edge which, during a tube changing operation, is capable of cutting through a skin or shell of a solidifying melt which flows into the passageway of the pouring arrangement during the pouring of the molten metal and that the body 31 is made of a thermal, shock-resistant material. As discussed in the previous presentation, a band 37 of a wear-resistant refractory material is to be used as a submersible entry part, for example made of zirconium oxide or high zirconium oxide-graphite mixtures as provided in a known manner.
Wie eingangs dargestellt, wurde zur Verhinderung einer körperlichen Beschädigung während des Wechselns eine schützende Metalleinfassung 38 vorgesehen. Eine übliche Nachbearbeitung der feuerfesten Komponenten, wobei die Nachbearbeitung auch einen Feinschliff der Platten-Oberfläche 33 einschließen kann, wird ausgeführt.As stated above, a protective metal enclosure 38 has been provided to prevent physical damage during the change. A usual post-processing of the refractory components, which post-processing may also include a fine grinding of the plate surface 33, is carried out.
Wie in Figur 6 gezeigt wird, ist es ebenso möglich den SES und andere Plattenbereiche 42 auszustatten mit üblichen Aluminiumoxid- Graphit-Material jedoch mit selektiver Steigerung der Bereiche 43" um die Öffnung 44 in der Plattenoberfläche 43 durch ein anderwertiges Material, welches in ähnlicher Weise die geforderte mechanische Festigkeit aufweist, Wärmeschockwiderstandsfähigkeit, um als "Schneidkante" 43' während des Rohrwechselns zusammen mit der totalen Verträglichkeit der körperlichen Eigenschaften des restlichen Aluminiumoxid/Graphit-Körpers 41 zu operieren. In dieser Ausführungsform besteht die gewählte Zusammensetzung aus 53% Aluminiumoxid, 18% Siliciumoxid, 24% Zirkonoxid und 3% Kohlenstoff (als Graphit) mit einem Bestand, der typischerweise für diesen Bereich benutzten Materialien geringer ist. In anderer Hinsicht ist diese Darstellung ähnlich wie in dem Ausführungsbeispiel 3, und dessen Teile sind in analoger Weise mit Bezugszeichen versehen. Soweit diese Einheiten in einem einzigen Preßschritt (co-pressing step) hergestellt werden, besteht dort kein Risiko des Stahl-Durchbrechens an der Grenzfläche.As shown in Figure 6, it is also possible to equip the SES and other plate areas 42 with conventional alumina-graphite material but with selective augmentation of the areas 43" around the opening 44 in the plate surface 43 with a different material which similarly has the required mechanical strength, thermal shock resistance to operate as a "cutting edge" 43' during tube changing along with total compatibility of the physical properties of the rest of the alumina/graphite body 41. In this embodiment, the selected composition is 53% alumina, 18% silica, 24% zirconia and 3% carbon (as graphite) with a content lower than materials typically used for this area. In other respects, this representation is similar to that of Embodiment 3 and its parts are referenced in an analogous manner. As long as these units are manufactured in a single pressing step (co-pressing step), there is no risk of steel breaking through at the interface.
Die Vorteile dieser Erfindung sind, daß die vorgeschlagene Gießanordnung hinsichtlich des Gebrauchs von Ober- und Unterteilen aus isostatisch gepreßten graphitisiertem Aluminiumoxid oder graphitisierten Aluminiumoxid/Zirkonoxid-Mischungen oder ähnlichen hitzebeständigen, verschleißbeständigen, keramischen Materialien ein hochintegriertes festes System ergeben, welches zwei der früheren Risikoverbindungen gänzlich ausschaltet, wobei der Nachteil der Gasleckage unterbunden wird. Dies führt zu einem geringeren Ansatz von Aluminiumoxid im Gießrohr und vermeidet dessen Verstopfung. Ein anderer Vorteil liegt in der verbesserten Kontrolle des beweglichen Systems, bedingt durch die Festigkeit des neuen Systems. Zusätzlich wird durch die Schaffung eines zusammengesetzten Gießkörpers eine Verringerung der Zusammenbau-Arbeit an Ort und Stelle (on-site assembly work) errreicht, was zu einer Verbesserung der Qualitätskontrolle führt.The advantages of this invention are that the proposed casting arrangement, with regard to the use of top and bottom parts made of isostatically pressed graphitized alumina or graphitized alumina/zirconia mixtures or similar heat-resistant, wear-resistant, ceramic materials, results in a highly integrated solid system which completely eliminates two of the previous risk connections, thereby eliminating the disadvantage of gas leakage. This results in less build-up of alumina in the pour tube and avoids its clogging. Another advantage is the improved control of the moving system due to the strength of the new system. In addition, by creating a composite casting body, a reduction in on-site assembly work is achieved, which leads to an improvement in quality control.
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