DE7214530U - Vorrichtung zum Unterbinden der Oxydation eines Gießstrahles - Google Patents

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17. April 1972 g.ni 71 650

Stahlwerke Südwestfalen AG, 593 Hüttental-Geisweid, Postfach

Vorrichtung zum Unterbinden der Oxydation eines Gießstrahles

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum Unterbinden der Oxydation eines metallenen Gießstrahles durch Anwenden eines Mantels eines Schutzgases.

Sobald ein metallener Gießstrahl, der sauerstoff-affine Elemente enthält, mit der umgebenden Luft in Kontakt kommt, finden sowohl eine unerwünschte Oxydation des Metalles sowie eine schädliche Gasaufnahme im flüssigen Metalle statt. Beide Vorgänge können die Eigenschaften des zu erstellenden Gußstückes außerordentlich nachteilig beeinflussen. Es ist daher der Versuch unternommen, zur Vermeidung dieser Nachteile durch Anwendung einer den Gießstrahl umgebenden, inerten Gasatmosphäre den Zutritt sowohl des Sauerstoffes der Luft als auch anderer schädlicher Gase zu verhindern.

Zur Erzeugung eines solchen Schutzgasmantels ist es bekannt, den Gießstrahl mit einem Ringohr zu umfangen, das nach unten parallel zum Gießstrahl gerichtete Austrittsöffnungen für ein dem Ringrohr zuzuführendes Schutzgas aufweist. Es hat sich jedoch gezeigt, daß trotz der Aufwendung unwirtschaftlich hoher Schutzgasmengen die angestrebte Schutzwirkung nicht erzielbar ist. EsÄind weiterhin nachdem DT-Gbm 7 008 854 bzw. der DT-OS 2 127 926 mechanische Vorrichtungen, die als Topf, Schirm, Schürze, Behälter oder dergl. ausgebildet sein können, vorzusehen, die in Verbindung mit zugeführtem Schutzgas das Einwirken der atmosphärischen Luft auf einen metallischen Gießstrahl vermeiden sollen. Diese mechanischen Vorrichtungen weisen jedooh eine Reihe erheblicher Nachtelle auf. Sie behindern die Beobachtung des Gießstrahles sowohl beim Beginn des

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Gießens wie auch im weiteren Verlaufe des Gießprozesses außerordentlich und machen sie sogar teilweise unmöglich. Zur Kontrolle des Gießstrahles vorgesehene Fenster werden schon nach kurzer Betriebsdauer durch die unvermeidlichen Metallspritzer blind, undurchsichtig und damit unwirksam. Diese mechanischen Vorrichtungen wirken sich außerordnetlich störend aus, wenn es gilt, die unvermeidbar am Ausgußstein der Gießwanne sich bildenden Ansätze zu entfernen» In der Praxis hat sich weiterhin gezeigt, daß die gewünschte Abschirmung des Gießstrahles gegen atmosphärische Einflüsse auch hier zu wünschen übrig läßt.

Die Neuerung geht von der Aufgabe aus, eine Vorrichtung zu schaffen, welche bei erträglichem Aufwände von Schutzgas eine praktisch vollkommene Abschirmung des Gießstrahles erlaubt und sich während des Gießprozesses nicht störend auswirkt, d. h. sowohl die ständige Beobachtung des Gießstrahles zuläßt als auch die Beseitigung von Ansätzen am Ausgußstein der Gießpfanne nicht behindert.

Gemäß der Neuerung wird diese Aufgabe gelöst, indem ein mit Düsen ausgestattetes, mittels eines Schutzgases gespeistes Ringrohr der angegebenen Gattung mindestens eine Reihe von Düsen aufweist, deren Achsen mit dem Gießstrahl Winkel in einem Bereiche einschließen, der sich von der normalen Richtung bis zu solchen Winkeln erstreckt, die dem Gießstrahl bis auf 5° entgegengerichtet sind. Eine solche Vorrichtung kann ein einziges Ringrohr aufweisen, das neben den bekannten, dem Gießstrahl parallel geriohteten Düsen auch solche aufweist, die etwa normal auf ihn gerichtet sind, und es können weitere Düsen angeordnet sein, welche dem Schutzgas dem Gießstrahl in spitzem Winkel entgegengerichtet abgeben.

Es hat sich bewährt, mindestens zwei Ringrohre vorzusehen, von denen das untere die dem Gießstrahl parallel gerichteten Düsen aufweist. Das darüberstehende Ringrohr weist Düsen auf, welche Schutzgas in Richtung auf den Ringstrahl und/oder mit einer ihm entgegengeriohteten Komponente abgeben. Als zweck-

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mäßig hat es sich erwiesen, Düsen vorzusehen, welche als segmentartige Schlitze ausgebildet sind und Schutzgas über einen größeren Winkelbereich divergierend abgeben.

Im einzelnen sind die Merkmale der Neuerung an Hand der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit einer dieses darstellenden Zeichnung erläutert„

In der Fig. ist dar Ausgußstein 1 einer Gießpfanne 2 gezeigt, deren Boden eine Halterung J für Ringrohre 4 und 5 aufweist. Die einzelnen Ringrohre sind dicht miteinander verbunden, und das obere Ringrohr 4 ist, bspw, durch Schweißen, fest mit der Halterung 3 verbunden. Über die Leitung 6 werden die Ringrohre 4 und 5 mit einem Schutzgas gespeist; als Schutzgase haben sich inerte Gase, wie trockener Stickstoff, Argon oder dergl., bewährt.

Das untere der Schutzrohre 6 ist mit einer dichten Reihe von Düsen 7 ausgestattet, deren Achsen parallel zu der des von den Ringrohren konzentrisch umgebenen Gießstrahles 8 gerichtet sind. Das durch die Düsen 7 austretende Schutzgas bildet in bekannter Weise einen den Gießstrahl umgebenden Schleier, der, solange Störeffekte durch den heißen, schnellströmenden Gießstrahl nicht auftreten, etwa hohlzylindrisch die Achse des Gießstrahles umgibt. Das Ringrohr 4 ist mit einer Reihe von Düsen 9 ausgestattet, die normal auf die Achse des Gießstrahles 8 gerichtet sind. Hierdurch wird bereits im Ursprungsbereich des Gießstrahles dessen nächste Umgebung mit dem Schutzgas angereichert, so daß auch bei der folgenden Verwirbelung und thermischen Expansion der den Gießstrahl umgebenden Schutzgasatmosphäre diese praktisch lücken- und fugenlos erhalten bleibt und der dem Gießvorgang schädlichen Außenluft der Zutritt versagt bleibt. Der Prozess des Einhüllens des Gießstrahles bereits von Anfang an kann dadurch noch unterstützt werden, daß, vorzugsweise neben etwa normal auf den Gießstrahl gerichteten Düsen, noch weitere Düsen Io vorgesehen sind, welche Schutzgas dem Gießstrahl in spitzem Winkel entgegengerichtet abgeben. - Bei einem abgewandelten,

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nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können an die Stelle getrennter Düsen 9 und Io schlitzartige Düsen treten, welche, segmentartig ausgeführt, einen wesentlich stärker divergierenden Schutzgasstrahl abgeben und die Einhüllung des Gießstrahies vom Ursprung an unterstützen.

Die Neuerung weist eine Reihe wesentlicher Vorteile auf. Sie ist einfach aufgebaut, erfordert keinen großen Aufwand, und sie läßt sich an beliebige AusgußÖffnungen, so bspw. solcher von Stopfen - bzw. Schieberpfannen, anpassen. Sie ist einfach zu handhaben, und als wesentlich ergibt sich, daß die Oxydation des metallenen Gießstrahles durch den ihn über seine gesamte Länge lückenlos umgebenden Schutzgasschleior bei relativ geringem Verbrauch an Schutzgas bei zweckmäßiger Wahl des Abstar.ries der Düsen voneinander sowie deren Durchmesser vollständig vermieden wird. Als äußerst vorteilhaft hat es sich herausgestellt, daß der Gießstrahl praktisch über seine volle Länge leicht beobachtet werden kann, und daß im Bedarfsfalle der Ausgußstein leicht zugängig ist. Diese Zugängigkeit kann dadurch noch verbessert werden, daß nur ein einziges Ringrohr verwendet wird, das sowohl die axial gerichteten Düsen 7 als auch die zentripetal gerichteten Düsen 9 sowie die nach oben geneigten Düsen Io aufweist. Im Bedarfsfalle kann auf die Düsen Io verzichtet werden, oder es können Schlitzdüsen vorgesehen sein, die einen breiteren Winkel bestreichen und sowohl auf- den Gießstrahl zu verlaufende Strömungsbereiche als auch solche bewirken, die eine ihm entgegengerichtete Komponente aufweisen. Die Form des abgegebenen Strömungsfeldes wird durch Anordnung, Durchmesser und Richtung der Düsen bestimmt. Im Falle der Aufteilung auf zwei oder mehr Ringronre lcann die Charakteristik noch dadurch beeinflußt werden, daß diese mit unterschiedlichem Druck gespeist werden. Im Ausführungsbeispiel sind die unterschiedlichen Strömungsfelder auch dadurch beeinflußt, daß die Düsen 7 im Ringrohre 5 in dichter Folge, d. h. mit geringen Abständen, vorgesehen sind, während die Teilungsaostände der Düsen 9 des Ringrohres wesentlich größer sind und von denen der Düsen Io noch übertroffen werden.

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Die Neuerung ergibt mit geringem Aufwände eine sowohl den freien Blick auf den Gießstrahl gestattende als auch die Mündung des Ausgußsteines zugängig haltende Vorrichtung, die bei relativ geringem Verbrauch an Schutzgas und damit laufenden Kosten eine völlige Abschirmung des Gießstrahles erlaubt und somit sowohl eine Oxydation desselben als auch die Aufnahme unerwünschter Gase vermeidet. Die Anwendung der neuerungsgemäßen Vorrichtung empfiehlt sich beim Gießen von Stahl, ist aber nicht auf Stahl beschränkt.

Claims (6)

PATENTANWÄLTE F .W . H E M M E R IC H · G E R D M Ü L L ε Π · O . G R O SSE " 6 - 17. April 1972 g.ni 71 650 Stahlwerke Südwestfalen AG, 593 Hüttental-Geisweid, Postfach Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum Unterbinden der Oxydation eines metallenen Gießstrahles ,-insbesondere aus Stahl - mit einem unterhalb der Austrittsöffnung des Gießbehälters vorgesehenen, mit parallel zum Gießstrahl gerichtet angeordneten Düsen ausgestatteten, den Gießstrahl einschließenden, mittels eines Schutzgases gespeisten Ringrohr, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Reihe von Düsen (9, lo) vorgesehen ist, deren Achsen mit dem Gießstrahl(8)Winkel in einem Bereiche einschließen, der sich von der normal auf dem Gießstrahl stehenden Richtung bis zu solchen Winkeln erstreckt, die dem Gießstrahl bis auf 5° entgegengerichtet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Ringrohr (4, 5) neben dem Gießstrahl (8) parallel gerichtete Düsen (7) solche (9) aufweist, "die etwa normal auf ihn gerichtet sind, und daß weitere Düsen (lo) Schutzgas dem .Gießstrahl in spitzem Winkel entgegengerichtet abgeben.

3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Ringrohre (4, 5) vorgesehen sind, von denen das untere die dem Gießstrahl (8) parallel gerichteten-Düsen (7) aufweist.

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4. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis j5, dadurch gekennzeichnet, daß ein über dem unteren Ringrohr (5) angeordnetes Ringrohr (4) die Schutzgap in Richtung "auf den Gießstrahl abgebenden Düsen (9) aufweist.

5. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Düsen als segmentartige Schlitze ausgeführt sind und Schutzgas über einen größeren Winkelbereich divergierend abgeben.

6. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Ringrohre (4, 5) JeWeI¹S ihnen zugeordnete Zuleitungen (6) aufweisen, die Schutzgas mit unterschiedlichem Druck zuführen.