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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Vergiessen von Stahl aus der Pfanne zu Blöcken, wobei der Giessstrahl gegen atmosphärische Einflüsse geschützt wird, unter Verwendung eines inerten Schutzgases, wie insbesondere Argon, bei welchem der Stahl durch ein Rohr aus feuerfestem Material hindurch vergossen wird und während des Vergiessens eine Schutzgasatmosphäre an den beiden Enden des offenen Rohres geschaffen wird, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit einem im wesentlichen koaxial zur Ausgussöffnung vertikal angeordneten und den Giessstrahl umgebenden Rohr aus feuerfestem Material und einem im wesentlichen koaxial zum Giessstrahl angeordneten Düsenring.
Beim Vergiessen von Stahl grosser Reinheit weist der Giessstrahl eine verhältnismässig grosse Oberfläche im Verhältnis zu seinem Querschnitt auf. Diese Oberfläche wird noch dadurch vergrö- ssert, dass der Giessstrahl keine glatte zylindrische Form aufweist, und auch Spritzer vergrössern die Oberfläche. Bei frei austretendem Giessstrahl nimmt daher der Stahl aus der Atmosphäre Sauerstoff und Wasserstoff auf, so dass die vorherige sorgfältige Entgasung des Bades wieder teilweise zerstört wird. Die Aufnahme von Sauerstoff und Wasserstoff hat einen qualitätsverschlechternden Einfluss auf den Stahl, da sich durch die Aufnahme von Sauerstoff oxydische Einschlüsse bilden und Wasserstoff die Gefahr von Wasserstoffrissen (Flocken) im Stahl mit sich bringt.
Es wurde bereits vorgeschlagen, beim Abgiessen mit steigendem Guss zwischen der Austritts- öffnung der Giesspfanne und dem Eingusstrichter eine dichte Verbindung herzustellen, um einen Zutritt der Luft zu vermeiden. Solche dichtende Anschlüsse sind aber äusserst kompliziert und kostspielig und es besteht vor allem die Schwierigkeit, dass nach dem dichtenden Anschluss auch die kleinsten Relativbewegungen zwischen Giesspfanne und Eingusstrichter vermieden werden müssen.
Wenn nun einfach im Bereich des Giessstrahles eine Argon-Atmosphäre hergestellt wird, so bedingt dies einen sehr hohen Verbrauch an kostspieligem Argon. Bei den bekannten Anordnungen wurde nun ein Schutzzylinder um den Giessstrahl herum angeordnet, wobei in diesen Schutzzylinder eine Zuführungsleitung für Argon mündete, so dass innerhalb dieses Schutzzylinders eine Argon- - Atmosphäre geschaffen wird. Voraussetzung für eine solche Anordnung ist aber, dass dieser Schutzzylinder möglichst dicht an die Ausgussöffnung der Pfanne und an die Eingussöffnung der Kokille bzw. an den Eingusstrichter anschliesst, um zu vermeiden, dass die Argon-Atmosphäre innerhalb dieses Schutzzylinders mit Luft angereichert wird. Dies ist nun schwierig durchzuführen, da der Giessstrahl eine Injektorwirkung auf die Anschlussstellen ausübt und Luft eingesaugt wird.
Diese angesaugte Luft verschlechtert nun die im Schutzzylinder herrschende Argon-Atmosphäre und es wird daher die Stahlqualität durch Aufnahme von Sauerstoff und Wasserstoff verschlechtert.
Aus der AT-PS Nr. 332006 ist ein Verfahren bekanntgeworden, wobei zur Vermeidung einer Verunreinigung des Giessstrahles durch Oxydation ein Schutzgasstrom unmittelbar auf den Giessstrahl gelenkt wird. Die Vorrichtung gemäss der DE-PS Nr. 811490 zum Zuführen des schmelzflüssigen Giessgutes in die Giessform weist einen Ring auf, durch den das Schutzgas zur Giessstrahlumhüllung auf diesen aufgebracht wird. Die DE-OS 2517834 zeigt und beschreibt eine Vorrichtung zum Abschirmen des Giessstrahles beim Stranggiessen gegen unerwünschte Oxydation und Gasaufnahme, wobei der Giessstrahl ebenfalls durch das Schutzgas direkt beaufschlagt wird.
Bei dem aus der AT-PS Nr. 242878 bekanntgewordenen Verfahren zum Schützen des Giessstrahles gegenüber einer oxydierenden Einwirkung der umgebenden Atmosphäre wird der Giessstrahl durch ein Rohr geführt, welches über
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wobei in einem Hohlraum, der den Giessstrahl umgibt, ein Überdruck eines gasförmigen Zusatzstoffes erzeugt und gehalten wird. Bei dem aus der DE-OS 2841186 bekanntgewordenen Giessverfahren wird die freie Oberfläche des Giessstrahles mit einer Schicht eines das flüssige Metall nicht oxydierenden flüssigen Gases bedeckt.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, mit einfachen Mitteln und geringem Aufwand den Giessstrahl gegen atmosphärische Einflüsse wirksam zu schützen und besteht im wesentlichen darin, dass das Schutzgas von der Aussenseite des Rohres her zum äusseren Umfang der beiden offenen Enden des Rohres geblasen wird. Es wird auf diese Weise ausserhalb des Rohres an den Rohrenden, welche an die Ausgussöffnung der Pfanne und an die Kokille oder den Eingusstrichter anschliessen, eine Schutzgasatmosphäre geschaffen, so dass in das Rohr nur Schutzgas und keine Luft eindringen
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kann. Wenn durch die Injektorwirkung des durch das Rohr strömenden Giessstrahles ein Medium an den Rohrenden eingesaugt wird, so ist es Schutzgas und keine Luft, so dass eine Verschlechterung der Stahlqualität durch Sauerstoff oder Wasserstoff nicht zu befürchten ist.
Die Erfindung bietet auch den Vorteil, dass das Rohr weder an die Kokille bzw. an den Eingusstrichter, noch an die Pfanne dicht angeschlossen werden muss, wodurch der Aufwand verringert wird. Dafür kann ein Rohr verwendet werden, dessen lichter Durchmesser das 1, 2- bis 2fache des lichten Durchmessers der Ausgussöffnung der Pfanne beträgt. Durch eine enge Bemessung des Rohres ist auch die Bodenlänge des Ringspaltes, der gegebenenfalls zwischen dem Rohr und der Pfanne bzw. der Kokille oder dem Eingusstrichter besteht, verringert, so dass nur verhältnismässig kleine Querschnitte durch den Schutzgasmantel abzudichten sind.
Gemäss der Erfindung kann zusätzlich vor und/oder während des Vergiessens dem Inneren des Rohres Schutzgas zugeführt werden. Wenn Argon vor dem Vergiessen in das Innere des Rohres eingeführt wird, so wird dadurch die im Rohr befindliche Luft verdrängt und es tritt somit von Beginn an bereits der Giessstrahl in eine Schutzgasatmosphäre ein. Wenn während des Vergiessens zusätzlich auch Schutzgas in das Rohr eingeführt wird, so wird dadurch die Ansaugung des Schutzgases von aussen an den Rohrenden verringert und es kann daher die Menge des von aussen den Rohrenden zugeführten Schutzgases verringert werden.
Gemäss der Erfindung kann bei steigendem Guss das Rohr vor dem Vergiessen einfach in den Eingusstrichter gestellt werden, da eine dichte Verbindung zwischen Eingusstrichter und Rohr in Anbetracht der an den Rohrenden geschaffenen Schutzgasatmosphäre nicht erforderlich ist. Bei fallendem Guss kann gemäss der Erfindung das Rohr vor dem Vergiessen am Pfannenboden befestigt werden, so dass es die Bewegung der Pfanne mitmacht. Auch hier ist eine dichte Verbindung des Rohres mit dem Pfannenboden nicht erforderlich.
Es ist bekannt, die Kokille und den Eingusstrichter vor Beginn des Vergiessens mit Argon zu spülen, um die Luft zu verdrängen. Hiebei sind verschiedene Massnahmen bekannt, welche eine möglichst wirksame Verdrängung der Luft aus der Kokille bzw. dem Eingusstrichter bewirken. Alle diese Massnahmen können zusätzlich angewendet werden, da sich die Erfindung ja nur darauf bezieht, den Giessstrahl gegen Luftzutritt zu schützen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht im wesentlichen darin, dass das Rohr von wenigstens einem Düsenring mit zu beiden Rohrenden gerichteten Düsen umgeben ist und in den Dilsenring, wie an sich bekannt, eine Zuführungsleitung für Schutzgas mündet.
In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels schematisch erläutert.
Fig. 1 zeigt das Abgiessen aus einer Pfanne in den Eingusstrichter bei steigendem Guss, Fig. 2 zeigt in schaubildlicher Darstellung das Rohr mit dem Düsenring.
--1- stellt die Pfanne dar, deren Ausgussöffnung mit --2-- bezeichnet ist. --3-- sind die einzelnen Kokillen des Gespannes und --4-- ist der Eingusstrichter. In den Eingusstrichter wird vor dem Beginn des Vergiessens ein Rohr --5-- aus feuerfestem Material gestellt, welches in Fig. 2 in grösserem Massstab dargestellt ist. Das Rohr ist von einem Düsenring --6-- umgeben, welcher an seinen beiden Stirnflächen --7 und 8-- Düsen --9-- aufweist, welche nach oben und nach unten gegen die offenen Enden --10 und 11-des des Rohres --5-- gerichtet sind. Über einen Schlauch - wird Argon in den Düsenring unter Druck eingeführt, welches während des Gusses durch die Düsen --9-- zu den beiden offenen Enden --10 und 11-- des Rohres strömt.
Es wird dadurch an diesen beiden offenen Enden-10 und 11--aussen eine Argon-Atmosphäre geschaffen, so dass
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daher einen billigen Teil dar, welcher ohne weiteres, falls erforderlich, bei jedem Guss ausgetauscht werden kann. Der Düsenring --6-- kann ohne weiteres auf das Rohr --5-- aufgesteckt sein und immer wieder verwendet werden, da dieser ja beim Guss nicht beansprucht wird.
Das Schutzgas, beispielsweise Argon, kann während des Gussvorganges unter einem Druck
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von 1,5 bis 2 bar zugeführt werden. Ein solcher Gussvorgang erstreckt sich auf etwa 14 bis 18 min je Schmelze und es ist der Verbrauch an Schutzgas verhältnismässig gering.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Vergiessen von Stahl aus der Pfanne zu Blöcken, wobei der Giessstrahl gegen atmosphärische Einflüsse geschützt wird, unter Verwendung eines inerten Schutzgases, wie insbesondere Argon, bei welchem der Stahl durch ein Rohr aus feuerfestem Material hindurch vergossen wird und während des Vergiessens eine Schutzgasatmosphäre an den beiden Enden des offenen Rohres geschaffen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzgas von der Aussenseite des Rohres her zum äusseren Umfang der beiden offenen Enden des Rohres geblasen wird.