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Verfahren und Einrichtung zum Zuführen des Gießmetalls in Stranggießanlagen,
insbesondere von Stahl Die Erfindung beschäftigt sich mit einem Verfahren und einer
besonders günstigen Einrichtung zu dessen Ausführung zum Zuführen des Gießmetalls
in Stranggießanlagen, insbesondere von Stahl aus einer Fallhöhe vom Niveau eines
Zwischenbehälters zum spiegel der Durchlaufgießform.
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Von Stahlwerksgießpfannen her ist es bekannt, da das Verschließen
eines im Boden befindlichen Auslaulkanais mit Schwierigkeiten verbunden sein kann.
Im Gefäßboden befindet sich eine Öffnung, die mittels der sogenannten ;jtopfenstange
und einem an deren Kopf befindlichen Formstück verschließbar ist. Zwar besteht die
Möglichkeit, eine formgenaue Stopfenstange herzustellen, jedoch zeigt sich im betrieb,
wenn der flüssige Stahl vor frühzeitigem Auslaufen bewahrt werden soll, daß es in
schwierigen Fällen zu sogenannten Stopfenläufern kommt. Die Verschlußstelle erwärmt
sich dabei zusehends und offenbar erträgt das keramische Material nicht immer diese
Wärmebeanspruchung, so daß im Lauf von einigen Minuten flüssiger Stahl aus der verschlossenen
(5ffnung tritt. permit ist nicht nur eine gefahr für das Bedienungspersonal verbunden,
sondern
der Zeitpunkt des Gießens vorverlegt, der im betrieblichen Ablauf oft ganz anders
eingeplant wurde.
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Nachforschungen haben ergeben, daß die Gründe für derartige Vorkommnisse
in der Inhomogenität des keramischen Materials zu suchen sind bz?.. in einer gewissen
Unregelmäßigkeit des Herstellungsverfahrens. So ist es auch von ;itahlwerlrskonvertern
lier bekannt, daß die Ausmauerung ungleich abgenutzt wird, was unter Umständen ebenfalls
auf derartige Erscheinungen zurückzuführen ist.
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Nicht ganz dieselben, jedoch ähnliche Verhältnisse liegen auch bei
den Stopfen der Verteilerrinnen an Stranggießanlagen vor. während des Anfahrens
der Anlage ergeben sich immer wieder Schwierigkeiten, mit dem stopfen zu arbeiten,
so daß nicht nur etwa ein manfrelhafter Verschluß der Verteilerrinne von Nachteil
ist, sondern insbesondere das Regulieren des Ausflusses in die Durchlaufgießform
mittels des Stopfens. Die Beanspruchung des keramischen materials scheint eben doch
so gro zu sein, daS durch das Vorbeifließen flüssigen Stahls, der immerhin eine
Temperatur von ca. 1.500°C besitzt, eine Erosionswirkung eintritt, die verhindert,
einen stetigen AusfluB konstanter Größe aufrecht zu erhalten. Es ist schon von anderen
Durchflußöffnungen bekannt, daß eine praktiscii unüberwindliche Schwierigkeit darin
besteht, eine abgemessene Menge einer Flüssigkeit durch die Öffnung einer Düse zu
transportieren, wenn es darauf ankommt, mit der pro Zeiteinheit theoretisch festgelegten
Menge einen bestimmten Vorgang aufrecht zu erhalten.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Zuführung
des Gießmetalls aus einem Zwischenbehälter in die Durchlaufgießform einer Stranggießanlage
die Zulaufverhältnisse zu verbessern, d.h. die mit einem
Stopfen
verbundenen yäntrnel zu beseitigen. Insbesondere soll ermöglicht werden, eine genauere
Strömung, d.h.
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eine exakter abgemessene Menge pro Zeiteinheit des Gießmetalls zuführen
zu können.
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Erfindungsgemäß wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, daiJ
der rom flüssigen Metalls durcii einen von der Atmosphäre angeschlossenen Raum geleitet,
zur Verstärkung des Stromes der Raumdruck erniedrigt und zur Anschwächung des Stromes
der Raumdruck erhöht wird. Ein solches Verfahren beinhaltet verschiedene Vorzüge.
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Praktisch en@@@llt damit zunächst der bekannte Stopfen in der bisherigen
Form zur Regulierung des Durchlflusses.
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Die Nachteile des Stopfen bzw. die kritische Stelle am Auslauf der
Verteilerrinne ist somit beseitigt. Während des Betriebes ergeben sich deshalb wesentliche
Vorteile durch eine bessere Dosierungsmöglickeit der aus der Verteilerrinne strömenden
Menge, also derjenigen Strömung.
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die das Niveau des Badspiegels in der Durchlaufgießform erbringt.
An und für sich steht das Schmelzbad in der Verteilerrinne nicht sehr hoch, so laß
gegenüber der verhältnismäßiig geringen Metallsäule leicht ein entsprechender Gegendruck
aufgebaut werden kann. Andererseits verbinden sich mit dem vorgeschlagenen Verfahren
zusätzliche Vorteile, weil den aus der Verteilerrinne durch einen von der Atmosphäre
abgeschlossenen Raum geleitete Metallstrom dem Luftsauerstoff entzogen ist und somit
eine erneute Reoxydation verhindert werden kann. Der Raum kann aber auch von einer
geringen Größe sein, weil lediglich ein gewisser Abstand zum Gießmetall-Strom einzuhalten
ist.
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Im übrigen bildet der Badspiegel zusammen mit der DurchlaufiefSform
nach unten und der Boden der Verteilerrinne einen ideellen Abschluß, auf den sich
der vorhandene
Unter- oder Überdruck von außen bzw. innen abstützen
kann.
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Das Verfahren kann dakingehend verbessert werden durch die Zuführung
von inerter dasen steverbaren Druckes in den vom Gießstrahlen durchflossenen Raum.
An und für sich findet in geringerem Umfang bei Unterdruck bei eine Entgasunt statt.
Bei höheren Drücken kann eine soche erenfalls berbeigeführt werden. indem der statische
Gasdruck durch einen tei iee dynamischen ersetzt wird, so daß in gewissem Einne
eine Spülwirkung innerhalb des Druckraumes eintritt.
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Die Einrichtung zur Druchführung des Verfahrens zeichnet sich nunniehr
aus durch einen an Verteilerrinne und Durchlaufgießraum angeschlossenen im Bereich
der Oszillations-Amlitude bewegbaren Verbindungskanal, der an eine der Luftabsaugung
und eine andere der Zuführung inerten Gases dienende Ringleitung angeschlossen ist.
Eine solche Einrichtung bewährt sich deshalb, weil für geringere Gasdrücke ohne
weiteres Zuleitungen angeordnet sein können, die das Vibrieren der Durchlaufgießform
mit ausführen.
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Dann ist es auch möglich, daß ent';eder eine Gasströmung oder ein
rein statischer Druck aufrecht erhalten werden können. Die Ausübung eines höhereu
Druckes bei geringer kinetischer Energie ist eine Abwandlungsform, die je nach den
Betriebsverhaltnissen eingestellt werden kann. Das Entgasen des Gießstrahles, die
Steuerung seiner Stärke und damit ein berührungsfreies Verschließen oder öffnen
der Ausfußöffnung an der Verteilerrinne sind somit in Kombination auftretende Vorteile
der Erfindung.
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Nach der weiteren Erfindung ist eine metallbalg als Verbindungskanal
vorgesehen. Je größer man dabei die nahl der Balgglieder wählt, dest kleiner sind
die Relativbewegungen zwischen den einzelnen die Schwingbewegungen mitmachenden
Teilen der Einrichtung. Solche Metallbale können deshalb mit sehr großer betensdauer
Verwendung finden.
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Die Erfindung eignet sich jedoch nicht nur für niedere Drücke, d.h.
also verhältnismäßig klene Metallsäulen, die über der Ausflußöffnung stehen, sondern
bei der Vahl eines anderen Verbindungskanals auch für extrem hohe Drücke. So ist
es nach einem weiteren Merkmal der Erfindung möglich, einen aus ineinander verschiebbaren,
gegeneinander abdichtbaren Rohren gebildeten Verbindungskanal herzustellen. Wahrend
das an der Verteilerrinne befestigte Rohr stillsteht, bewegt sich im stillstehenden
das an der Kokille befestigte ohr, wobei sich ein besonders wichtiger Effekt für
das Zerlegen der Gießeinrichtung ergibt, indem bei Demontage beide Rohre lediglich
auseinander zu ziehen sind, wobei gegebenenfalls vorher eine die beiden Rohre abdichtende
Manschette zu entfernen ist.
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Die richtige Bemessung des Gießstrahls anhand des aufgezeigten Verfahrens
stellt jedoch nicht nur eine Möglichkeit zum öffnen und Verschlief3en der Verteilerrinne
oder irgendwelcher anderer Gefäße dar, sondern bildet bei geeigneter Anwendung der
Einrichtung gemäß der Erfindung nach einem zusätzlichen Merkmal eine Methode durch
pneumatisches Regeln diU Füllstandshöhe in der
Durchlaufgießform
zu beeinflussen. Es ist jedoch auch möglich, diesen Grundgedanken deshalb weiter
voran zu treiben, weil bei geeigneter Pufferung einer geringeren Materialmenge innerhalb
des Druckraums zwischen Durchlaufgrießform und Verteilerrinne eine gewisse Unabhängigkeit
zwischen der Menge geschaffen werden kann, die aus der Verteilerrinne fließt und
derjenigen, die tatsächlich das Niveau des Bandspiegels in der Druchlaufgießfos
bestimmt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemaäßen
Einrichtung schematishc dargestellt und im folgenden näher erläutert: Die einzige
Figur der Zeichnung bildet einen senkrechten Querschnitt durch die Gie{einrichtung
einer Stranggießanlage in Höhe der Gießbühne.
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Aus der Gießpfanne 1, die von einem Kran getragen wird oder auch innerhalb
einer besonderen Haltevorrichtung zum Abguß bereit gestellt ist, tritt das schemalzflüssige
Gießmetall 2 aus einer Bodenöffnung 3 aus. 5 relangt in die Verbeilerrinne -4, die
in einer nicht gezeigten Aufnahme, wie beispielsweise einem vorfahrbaren Gestell
über die Durchlaufgießform 5 gebracht wird. Die Durchlauf gießform 5 ist in bekannter
Art mit einem Oszillationsantrieb 6 versehen, dessen schwingende Bewegung das Loslösen
des Gießstranges 7 von der Wandung 8 8 bewirkt. Die Durchlaufgießform 5 besitzt
Kühlkammern 9, die über
uflüsse 10 und Abflüsse 11 mit Kahlwasser
versorgt sind. Die Durchlaufgießform 5 besitzt einen Flansch 12 an ihrem Eingang
und die Verteilerrinne 4 weist zwei konzentrische Ringrinder 13 und 14 auf, zwischen
denen nunmehr ein kurzes, aber mit größerem Durchmesser versehenes Rohr 15 lagert,
befestigt und entsprechend abgedichtet ist. Bei Entfernen der Verteilerrinne 4 wird
dememtsprechend auch das Rohr 15 mit transportiert.
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Ein ähnliches Rohr 16 befindet sich am Ringflansch 12 der Durchlauf
gießform 5 befestigt Die du cii den Oszillationsantrieb 6 übertragenen Schwingungen
führt demnach das Rohr 16 mit aus. Zu diesem Zweck ist eine Führung 17 zwischen
den beiden Rohren 15 und 16 vorge sehen und zzecks Abdichtung ein Metallbalg 18,
der hier nur als ein einfaches, federndes Rohr um die beiden Rohre 15 und 16 verläuft,
wobei jeweils Verlängerungen 19 und 20 an den Rohres 15 und 16 bedichtet befestigt
sind. Die Verteilerrinne 4, das Rohr 15, der Metallbalg 18, das Rohr 16, und die
gefällte Durchlaufrießform 5 bilden demnach einen von der äußeren tmosphäre abgeschlossenen
Druckraum 21. Führt man nunmehr durch einen weiter nicht dargestellten Verdichter,
eine Pumpe oder dergleichen 22 ein inertes Gas zu, so wird die im Druck raum 21
befindliche Luft in Richtung 23 verdrängt und im weiteren strömt auch das inerte
as durch diesen Druckraum, so daß aus dem Gießstrahl 24 entwichendes Gjs abgeführt
werden kann. Soll jedoch vermieden werden, daß der Gießstrahl 24 volumenmäßig zuviel
Gießmetall in die Durchlaufgießform 5 befördert, wird durch einen Gegendruck 25
der Druck im Druckraum 21 soweit esteigert, daß er der Metallsäule zwischen den
Niveaupunkten 26 und 27 das Gleichgewicht hält. Est dieser
Zustand
erreicht, so vermag aus dem Auslaufstutzen 28 keinerlei Metall mehr aus zureten,
so daß, um die Verteilerrinne 4 vor überlaufen schließlich zu bewahren, auch der
Durchflus aus der Giebpfonne 1 gestoppt bzw.
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gedrosselt werden muß.
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Das gazeichnete Ausführungsbeispiel gemäß der Figur der Zeichnung
könnte ohne weiteres arbeiten, imdem der Gießstrahl 24 direkt in die Durchlaufgießform
fällt. Gezeichnet ist jedoch ein Tauchrohr 29, das zur Aufferung, d.h. Speicherung
eines Teiles des Gießmetalls 2 mit einem erweiterten Teil 30 ausgerästet ist. Das
Regulieren des Gasdruckes im Druckraum 21 kann nunmehr derart vorgenommen werden,
daß der Gießspiegel 31 wesentlich in seinen Niveau beeinflußt wird.
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Ein Differieren der Stranggeschwindigkeit des Gießstranges 7, das
durch unterschiedlich schnelles Abkühlen hervorgerufen wird, kann so aufgefangen
werden.
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Das Tauchrohr 29 mit der Erweiterung 20 ist an Rippen 32 und Konsolen
33 innerhalb des Rohres 16 abgestützen.
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Bei Entfernen der Gießrinne 4 mit dem Rohr 15 bleibt demnach das Tauchrohr
29 im Rohr 16 stehen, bzw. wird zusammen mit dem Rohr 16 während der Oszillationsbewegung
mitbewegt. Es versteht sich, daß die Rohre 15 und 16 mittels Leitungen 34 gekühlt
bzw. geheizt werden können, um ein Regulieren der Temperatur des Gießmetalls 2 zu
bewerkstelligen, In Betracht gezogene Druckschriften: "Berg- und Hüttenmännische
Montschefte, 107. Jahrgang, April 1962, Seite 81.