DE7206583U

DE7206583U - Feuerfestes Gießrohr zum Gießen schmelzflüssiger Metalle

Info

Publication number: DE7206583U
Application number: DE7206583U
Authority: DE
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Publication date: 1972-08-31

Description

Vereinigte Österreichische Eisen- und Stahlwerke Aktiengesellschaft in Linz (Österreich)

Feuerfestes Gießrohr zum Gießen schmelzflüssxger

Metalle

Die Neuerung betrifft ein feuerfestes Gießrohr zum Gießen schmelzflüssiger Metalle, insbesondere zum kontinuierlichen Stranggießen von zur Erzeugung kaltgewalzter Bleche bestimmten Stählen, mit einem unter den Gießspiegel in der Gießform eintauchbaren Gießrohrkopf, der einen geschlossenen Boden und mindestens einen von der Innenbohrung des Gießrohres seitwärts führenden Kanal zum Umlenken des Metalls aufweist.

Gießrohre dieser Art werden insbesondere beim Stranggießen von Brammen aus Stahl verwendet. Sie dienen dazu, unterhalb des Cießsoiegels in der Kokille eine gerichtete Strömung zu erzeugen, damit nichtmetallische Einschlüsse und Desoxydationsprodukte an die Oberfläche des Stahles gespült werden, wo sie mit einer auf der Stahloberfläche schwimmenden Gießpulveroder Schlackendecke in Berührung kommen und von dieser aufgenommen werden. Je nach der Neigung der Achsen der Austrittskanäle können verschiedene Strömungsrichtungen

herbeigeführt werden, wie dies beispielsweise in "CO~CS3t-Nev?s",- VOl-. 7; 2/IQfifl. fisitsn 5 und 6» oder in ¹¹STAL" (deutsche Ausgabe) 1967, Heft 2, Seiten 139 - 141, sowie in den USA-Patentschriften Nr. 3 517 726 und Nr. 3 371 704 beschrieben ist. Solche GießroLre können auch für eine Primärabscheidung nichtmetallischer Teilchen in einem der Kokille vorgeschalteten Zwischengefäß verwendet werden.

Die bekannten Gießrohre haben den Nachteil, daß die Führung der Metallströmung in der Kokille nicht zufriedenstellend ist und unterschiedlichen Strangdimensionen nicht oder nur schwierig angepaßt werden kann. Bei Brammen größerer Breite gelangt das flüssige Metall oft nicht bis zu den Seitenwänden der Kokille bzw. bis an die Oberfläche des Gießspiegels, so daß die Abscheidung nichtmetallischer Einschlüsse aus dem Metall nicht gewährleistet ist. Infolge der Erosion durch das flüssige Metall werden auch die Konturen der Austrittsöffnungen im Laufe des Gießens stark verändert, wodurch sich die Bedingungen für die Ausbildung der gewünschten gerichteten Strömung verschlechtern.

Die Neuerung bezweckt die Vermeidung der geschilderten Nachteile und Schwierigkeiten und besteht bei einem feuerfesten Gießrohr der eingangs bezeichneten Art darin, daß an den seitswärts führenden Kanal bzw. an die seitwärts führenden Kanäle ein bzw. je ein vertikal nach oben führender Kanal aus feuerfestem Material anschließt, dessen Länge vorzugsweise mindestens 4 cm beträgt.

Das neuerungsgemäße Gießrohr ist besonders geeignet zum kontinuierlichen Stranggießen von Stählen,

die zur Erzeugung von kaltgewalzten Blechtn mit höchster Oberflächengüte bestinu.it sind, vornehmlich von Blechen, die Kaitumformungsarbeiten unterworfen werden. Ihre Zu= sairanensetzung kann beispielsweise die folgende sein: C bis zu 0,20 %, Mn 0,25 bis 1,60 %, Λ1 0,02 bis 0,1 % und gegebenenfalls Silizium bis zu 0,30 %, Rest Eisen und übliche Verunreinigungen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind im Gießrohrkopf zwei vertikal nach oben führende, spiegelbildlich zu der zentralen Innenbohrung des Gießrohres angeordnete Kanäle vorgesehen. Beim Gießen von über 1,5 m breiten Brammen können zwei derartige Gießrohre nebeneinander angeordnet werden- wobei die Achsen der vertikal nach oben führenden Kanäle in einer durch die horizontale Längsachse der Stranggießkokille gehenden vertikalen Ebene liegen.

Die Neuerung wird anhand der Zeichnung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Fig. 1 ist ein Vertikalschnitt durch einen Gießrohrformling, an dem ein Gießrohr mit einem zwei vertikal nach oben führende Kanäle enthaltenden Gießrohrkopf gebildet wird. Fig. 2 ist ein Horizontalschnitt nach der Linie II - II der Fig. 1. Fig. 3 zeigt im vergrößerten Maßstab den fertigen Gießrohrkopf nach Fig. 1, bei dem die vertikal nach oben führenden Kanäle durch eine horizontale Bohrung verbunden sind. Fig. 4 ist ein Horizontalschnitt durch einen Gießrohrkopf rait vier vertikal nach oben führenden Kanälen. Fig. 5 zeigt einen Vertikalschnitt durch ein in Gießstellung befindliches Gießrohr mit einem einzigen, vertikal nach oben führenden Kanal zur Umlenkung des schmelzflüssigen Metalls und Fig. 6 zeigt eine vorteilhafte Anordnung zweier solcher Gießrohre in einer Stranggießkokille.

Der Gießrohrformling 1 nach Fig. 1 hat am oberen Ende einen ringförmigen Ansatz 2, der dazu uienl, da^ fertige GieSrchr cpilter mit dent Boden 3 einer strichliert angedeuteten Pfanne oder eines Zwischengefäßes zu verbinden. Das untere Ende des Formlings 1 weist einen größeren Querschnitt auf und ist mit 4 bezeichnat; aus diesem verdickten Ende wird der sogenannte Gießrohrkopf gebildet, der beim kontinuierlichen Stahlstranggießen in einem bestimmten Abstand unterhalb des Metallspiegels in einer wassergekühlten Stranggießkokille oder in einem Zwischengefäß eingesetzt wird.

Dieser Formling 1 wird in einem ersten Arbeitsgang durch Pressen von plastischem feuerfestem Material in einer Preßform unter Verwendung von drei Dornen hergestellt, wobei der nu stiere Dorn der Längserstreckung und dem Querschnitt der Gießrohrinnenbohrung 7 entspricht, während die spiegelbildlich dazu angeordneten weiteren Dorne zur Bildung der vertikalen Kanäle 8, 9 dienen. Wie ersichtlich, enden alle drei Kanäle 7, 8, 9 im gleichen Abstand von der Bodenfläche des Gießrohrkopfes 4. In einem zweiten Arbeitsgang wird nun von der Seite her eine horizontal verlaufende Bohrung 10, die den Gießrohrkopf 4 in Bodennähe durchsetzt, angebracht und so weit geführt, daß eine Verbindung zwischen der zentralen Innenbohrung 7 und den vertikalen Kanälen 8, 9 hergestellt ist. Dann wird in einem dritten Arbeitsgang die an der Außenwandung des Gießrohrkopfes befindliche öffnung der Bohrung 10 durch einen Stopfen 13 aus feuerfestem Material dichtend verschlossen. Zweckmäßigerweise wird das Durchbohren des Gießrohrkopfe-5 4 nach dem Brennen des Formlings 1 durchgeführt. In die zu verschließende öffnung der Bohrung 10 kann ein Gewinde 11 eingeschnitten wer-

den, welches mit einem Gewinde 12 am Stopfen 13 korrespondiert, so daß dieser z. B. mit Hilfe eines vierkantigen Zapfens 14 in ^e" Gisßrohrkopf eingeschraubt werden kann. Man kann aber auch den ungebrannten Formling durchbohret und die zu verschließende öffnung mit einer Stampfmasse ausfüllen, welche beim anschließenden Brennen des Formlinge sintert und einen dichten Verschluß ergibt.

Der Gießrohrformling kann auch durch Gießen einer breiigen feuerfesten Masse in eine z. B. aus Gips bestehende Gießform hergestellt werden, wobei die Feuchtigkeit der feuerfesten Masse zum größten Teil durch die poröse Gießform entzogen wird. Vor dem Gieflpn werden Kerne in die Gießform eingesetzt, welche C-τ Innenbohrung 7 bzw. den Kanälen 8, 9 entsprechen. Der durch Gießen hergestellte Formling bzw. Gießling 1 wird getrocknet und dann in gleicher Weise weiter behandelt, wie im vorgehenden bereits beschrieben, d. h. der Gießrohrkopf wird durch eine horizontale Bohrung angebohrt, die Verbindung zwischen den vertikalen Kanälen hergestellt und das Loch in der Außenwandung des Gießrohrkopfes verschlossen.

Der fertige Gießrohrkopf, welcher in Fig. 3 dargestellt ist, ermöglicht ein«= Umlenkung eines Metallstromes um 180° nach oben, wodurch beim Gießen zwei vertikal nach oben gerichtete, unter dem Gießspiegel in einem vorgegebenen Abstand a (Fig. 5, 6) austretende Metallstrahlen erzeugt werden. Um sicherzustellen, daß eine ausreichende vertikale Zwangsführung der Strömung vorhanden ist, soll die Länge b der Kanäle 8, 9 mindestens 4 cm betragen; a ist somit die "freie" Weglänge und b die "geführte" Weglänge der nach oben gerichteten

^r Metallstrahlen.

In fig- 4 ist ein GieQrohrkopf 4 mit vier nach oben gerichteten vertikalen Kanälen 16, I⁷, 18, 19 dargestellt, welche durch seitwärts führende Kanäle 20, 21, 22, 23 mit der Gießrohrinnenbohrung 15 verbunden sind. Zur Herstellung der Verbindungskanäle 20, 22 und 21, 2 3 wird je eine horizontale Bohrung durch den Gießrohrkopf 4 geführt, deren Achse die Vertikalachsen jeweils der Kanäle 16, 15, 18 bzw. 19, 15, 17 schneidet. Mit 24 ist die horizontale Längsachse einer rechteckigen Brammenstranggießkokille angedeutet, deren strichliert gezeichnete Innenkontur das Bezugszeichen 25 hat, wodurch eine zweckmäßige Anordnung des Gießrohrkopfes 4 veranschaulicht wird.

In Fig. 5 ist ein Gießrohr 26 gezeigt, an dessen Innenbohrung 27 sich ein seitwärts führender Kanal 28 anschließt, der die Verbindung zu einem einzigen, vertikal nach oben führenden Kanal 29 bildet. Die Längsachse 30 des Kanals 29 soll mit der Längsmittelachse der nicht gezeichneten Stranggußkokille zusammenfallen, so daß etwa in der Mitte des Gießspiegels 35 durch den nach oben gerichteten Metallstrahl 31 eine Welle oder Wölbung 34 entsteht. Der Abstand a zwischen dem durch die Mündung des Kanals 29 bestimmten Niveau 36 und dem Gießspiegel 35, d. h. die "freie" Weglänge des ausströmenden Metallstrahles und dessen Geschwindigkeit ν werden so eingestellt, daß diese Welle oder Wölbung 34 auf dem schmelzflüssigen Metall 32 die dieses abdeckende Gießpulver- bzw. Schlackenschicht 33 nicht aufreißt. Dadurch ist es möglich, nichtmetallische Teilchen, insbesondere Al-O- und SiO„, aus schmelzflüssigem Metall in einwandfreier Weise abzuscheiden und in die Gießpulver- oder Schlakkenschicht 33 einzuspülen. b - die "geführte" Weglänge des Metallstrahls bzw. die Längs des Kanals 29 - beträgt, wie früher erwähnt, mindestens 4 cm.

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Beim kontinuierlichen Gießen von Stahlbrammen aus weichen, aluminiumberuhigten Tiefziehstählen können ] ^[ vorteilhaft zwei Gießrohre 26, 26' verwendet werden, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Die Gießrohre werden spiegelbildlich zur Strangachse bzw. vertikalen Kokillenachse 30 angeordnet, so daß sich auf dem Gießspiegel in der wassergekühlten Stranggußkokille 37 zwei Wellen oder Wölbungen 34, 34' bilden. Mit 38 ist die sich in der Stranggießkokille 37 bildende erstarrte Randschicht des Gußstranges bezeicnnet, der nach unten ausgezogen und weiter bis zur völligen Durcherstarrung gekühlt wird.

Wenn durch Erosion.ein Verschleiß der vertikalen Kanäle eintritt, so kann eine Veränderung der Querschnitte bzw. der Geschwindigkeit ν ohne Schwierigkeiten durch Veränderung von a, d. h. durch Heben ^x des Gießrohres bzw. des Zwischengefäßes kompensiert | werden, ohne daß der Wirkungsgrad der Abscheidung der * nichtmetallischen Teilchen verändert wird. Da a und ν in relativ weiten Grenzen veränderbar sind, können die erfindungsgemäßen Gießrohre leicht an verschiedene Metalldurchsatzmengen/Zeiteinheit (Gießleistungen) angepaßt werden; auf das Verhältnis von Breite zu Dicke der Bramme (Kokille) braucht keine Rücksicht j j genommen zu werden.

Claims

Schutzansprüche

1. Feuerfestes Gießrohr zum Gießen schmelzflüssiger Metalle, insbesondere zum kontinuierlichen Stranggießen von zur Erzeugung kaltgewalzter Bleche bestimmten Stählen, mit einem unter den Gießspiegel in der Gießform eintauchbaren Gießrohrkopf, der einen geschlossenen Boden und mindestens einen von der Innenbohrung des Gießrohres seitwärts führenden Kanal zum Umlenken des Metalls aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an den seitwärts führenden Kanal bzw. an die seitwärts führenden Kanäle (10, 20, 21, 22, 23, 28) ein bzw. je ein vertikal nach oben führender Kanal (8, 9, 16, V-. 18, 19, 29) aus feuerfestem Material anschließt, dessen Länge vorzugsweise mindestens 4 cm beträgt.

2. Gießrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gießrohrkopf zwei vertikal nach oben führende, spiegelbildlich zu der zentralen Innenbohrung (7) des Gießrohres angeordnete Kanäle (8, 9) vorgesehen sind.