AT403555B - Verfahren und vorrichtung zum aufbringen von giesspulver auf den giessspiegel beim stranggiessen - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen von Giesspulver auf den   Giegspiegel   beim Stranggiessen von Metallen, insbesondere von Stahl, durch ein aufeinanderfolgend portionsweises Einbringen desselben in den Kokillenraum. Weiters bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung obigen Verfahrens, bestehend im wesentlichen aus einem Vorratsbehälter für ein Giesspulver und einem mit diesem in Wirkverbindung stehenden, regelbaren Pulvereinbringungsmittel, gebildet aus einer   Portionier- und/oder   Fördereinrichtung sowie gegebenenfalls einem Einbringungsteil für das Pulver in den Kokillenraum oberhalb des Giessspiegels. 



   Beim Senkrecht-Stranggiessen wird flüssiges Metall in eine vertikale, an beiden Stirnseiten offene, Kokille eingebracht und der, an den Kokillenwänden erstarrte, im Kernbereich flüssige Metallstrang im gleichen Masse der Metalleinbringung nach unten abgezogen. 



   Bel einer Metallzufuhr in die Kokille mittels Giessrohres erfolgt zumeist ein Abdecken der in Fachkreisen   als Giessspiegel   bekannten Metalloberfläche mit einer feinen, am Giessspiegel schmelzenden oder sich erweichenden, sich möglichst gleichmässig auf dieser verteilenden Giesshilfe, einem sogenannten Stranggiesspulver.

   Während des Giessens und des Abziehens des Stranges nach unten aus der Kokille soll das Giesspulver im wesentlichen folgendes bewirken : - Ausbildung einer konvexen Metallbadoberfläche bzw. eines konvexen Giessspiegels im Bereich nahe der Kokillenwand - Verhinderung der Wärmeabstrahlung vom und - Verhinderung der Oxidation des Giessspiegels - Aufnahme und Auflösung von im flüssigen Metall aufschwimmenden nichtmetallischen Phasen - Verminderung der Reibung zwischen Strangschale und Kokille   - Vergleichmässigung   der Wärmeabfuhr von den   Strangseitenflächen Im Kokillenbereich   und somit gleichmässiges Strangschalenwachstum. 



  Die Sicherheit des Gusses mit abgedecktem   Glessspiegel   und die Erzeugnisgüte sind somit im hohen Masse vom Verhalten des   Abdeck- oder Giesspulvers   abhängig. 



   Um eine gewünschte Summenwirkung aus den schmeiztechnischen, den isolierenden, den reaktionskinetischen und den Grenzflächen- Eigenschaften eines Giesspulvers am   Giessspiegel   zu erreichen, ist es jedoch erforderlich, während der gesamten Giessdauer eine weitgehend über die gesamte Giessspiegelfläche gleichmässige Schichtdicke von Pulver in aufgelockerter, fluidisierter, also klumpen-und zusammenbakkungsfreier und   fliessfähiger   Form einzustellen. 



   Aus obigen Gründen und zur Erstellung einer hohen Strangqualität wird vielfach Giesspulver in grösseren Mengen auf der oberen stirnseitigen Umrandungsfläche der Kokille In Bereitschaft gehalten und während des Giessens händisch mit Schiebern nach Bedarf auf, vom Giesser und/oder befassten Arbeiter als erforderlich angesehene, Bereiche des Giessspiegels portionsweise aufgebracht. Eine derartige manuelle   Giessmittelaufbringung   kann bei einem Einsatz von geschultem, kundigen Personal durchaus eine Aufbringung einer gleichmässigen lockeren Pulverschicht auf den   Giessspiegel   und eine hohe Erzeugnissicherheit bei einwandfreier Produktgüte sicherstellen, ist jedoch aufwendig und kann Individuellen Einflüssen unterworfen sein. 



   Es wurde schon versucht,   Abdeckpulver   pneumatisch in den Kokillenraum zu   fördern,   anschliessend das Pulver durch Gravitation auf den   Giessspiegel   absinken zu lassen und so dieses in aufgelockerter Form auf die flüssige Strangstirnseite in der Kokille aufzubringen. Die um die Kokille wirkenden starken, thermisch bedingten Luft- und Dampfströmungen erbringen jedoch eine ungewollte und nachteilige Verfrachtung von Pulverteilen im Anlagebereich und eine Unkontrollierbarkeit der auf den   Giessspiegel   aufgebrachten Pulvermenge. 



   In JP Nr. 55-148123, Abract Nr. 57-72759 wird zur gleichmässigen Verteilung der Giesshilfe auf dem   Giessspiegel   vorgeschlagen, einen Vorratsbehälter in den Kokillenbereich zu fahren und mittels einer Pulverfördereinrichtung einen in Längsrichtung der Kokille verschiebbaren Chargierkessel zu beschicken und diesen jeweils in verschiedene Querschnittsbereiche der Kokille zu entleeren. Die Giesspulveraufbringung auf den flüssigen Strang erfolgt dabei portionsweise über eine Rutsche. Eine derartige Einrichtung ist aufwendig sowie wenig betriebssicher und kann ein Hindernis für die Giessmannschaft darstellen. 



   Um einen hohen Automatisierungsgrad zu erreichen und um einen momentanen Verbrauch an Giesspulver kennenzulernen, um diesen mit den Giessbedingungen in Verbindung setzen zu können, wird gemäss AT 100. 005 B angeregt, bei einer Schwerkraftversorgung den Durchfluss zu messen und diesen zur Steuerung der Pulververforgung heranzuziehen. 



   Aus der W092/00819 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt geworden, bei welchen ein Giesshilfsmittel fluidisiert und in einem Kreislauf bewegt wird, wobei aus diesem eine Entnahme nur in einer für eine Abdeckung des Giessspiegels erforderlichen Menge erfolgt. Derartige Systeme sind aufwendig und können Probleme hinsichtlich einer vollständigen Abdeckung der Strangoberfläche und einer Anpassung 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 der Förderparameter an die Giesspulverkonsistenz besitzen. 



   Um eine wirkungsvolle Pulververteilung über den gesamten Querschnitt zu erreichen, wird gemäss US PS 4 312 399 vorgeschlagen, das   Giesspulver mittels Schraubenförderer, welche   austragsseitig Schwingbewegungen über den Giessquerschnitt ausführen, in den Kokillenraum einzubringen. Weiters ist ein im wesentlichen gleichartiges Pulververteilungssystem auf den Giessspiegel, wobei jedoch der Pulverbehälter und die Dosiereinrichtung der Anlage von einem drehbaren Auslegearm mittels einer Säule in einer Höhe über Kopf gehalten wird, aus der AT 107879 E bekannt. Beiden   Pulvereinbnngungsarten   ist jedoch der Nachteil gemeinsam, dass keine wesentliche Auflockerung des Pulvers an der Einbringstelle der Kokille erfolgt.

   Einen derartigen Nachteil weist auch eine Fördereinrichtung gemäss DE 26 53 306 A1 auf, wobei, um eine Positionierung des Vorratsbehälters mit grossem Fassungsvermögen ausserhalb des unmittelbaren Bedienungsbereiches an der Kokille zu erreichen, von diesem Giesspulver pneumatisch in einen kleinen Behälter in   Kokillennähe   verfrachtet wird, worauf nach Abscheidung des pneumatischen Vordermittels eine mechanische. gegebenenfalls kompaktierende, Förderung des Pulvers zum Kokillenbadspiegel hin erfolgt. 



   Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen und die Nachteile der bisher bekannten Methoden einer Giesspulveraufbringung auf den   Giessspiegel in Stranggiesskokillen   beseitigen. Es ist somit Ziel der Erfindung, eine Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit welchen eine gleichmässig dicke, fluidisierte Giesspulverschicht in der   Stranggiesskokille   weitgehend mechanisch über die gesamte Giesszeit erstellt werden kann. 



   Dieses Ziel wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass die Aufbringung des Giesspulvers auf den   Giessspiegel   in der Kokille diskontinuierlich, jeweils in Einzelmengen oder Teilmengen erfolgt, wobei von einem Giesspulvervorrat gewünschte Einzelmengen bereitgestellt und in Zeitabständen durch Verdrängung mit hoher linearer Beschleunigung zur Kokillenachse hin in den Kokillenraum gestossen, aufgelockert und durch die Wirkung der Schwerkraft fallend auf die flüssige Strangoberfläche, eine Abdeckung mit geringer Dichte bildend, absinken gelassen werden. 



   Die Vorteile einer so erzielten Giesspulveraufbringung liegen insbesondere darin, dass eine Pulverauflage mit besonders geringer Dichte, also eine gleichmässig leichte sowie fluidisierte Pulverabdeckung geschaffen wird. Damit wird einerseits eine hohe Wärmeisolation betreffend die flüssige Metalloberfläche geschaffen, so dass auch bei vorteilhaft geringer Überhitzung des Metalles im Bereich dieser keinerlei erstarrte Dendritenformationen mit deren nachteiliger, auch den Reinheitsgrad verschlechternden Wirkung gebildet werden.

   Andererseits erfolgt durch die lockere Pulverschicht eine wesentliche Verbesserung der aufschmelzkinetischen Eigenschaften derselben an der Grenzfläche, so dass ein, im wesentlichen vollkommener Schutz des Giessspiegels mit flüssiger Schlackenphase erreicht wird und ein konvexer Randbereich an der Kokillenwand sowie eine schmierende Wirkung für die dazu relativ bewegte Strangschale erhalten werden. Von der Fachwelt wurde vorerst angenommen, dass ein diskontinuierliches Einbringen von Giesspulver in Einzelmengen in die Kokille eine Klumpenbildung desselben am   Giessspiegel   bewirken und dadurch der Giessvorgang nachteilig beeinflussen wird.

   Bei Überwindung dieses Vorurteiles konnte jedoch gefunden werden, dass bei einem Einstossen von Giesspulver in Teilmengen eine, durch Thermik begründete Verfrachtung von Pulver im wesentlichen unterbunden wird und offensichtlich eine zum Einstossen verwendete Verdrängung mit hoher Beschleunigung vorerst eine Kompaktierung und im Kokillenraum eine Vergrösserung des Volumens bzw. eine homogene Auflockerung der Giesspulverteilmenge bewirkt, wodurch überraschenderweise eine fluide Konsistenz der Giessspiegelabdeckung gebildet wird. Wenn weiters, wie in günstiger Weise vorgesehen, die durch Verdrängung beschleunigten Einzelmengen gegen einen   Pralikör-   per gestossen und flächig verteilt auf den   Giessspiegel   aufgebracht werden, kann eine homogene Pulveraufbringung auch bei grossen Giessquerschnitten erreicht werden. 



   Für unterschiedliche Kokillenquerschnitte hat es sich als vorteilhaft im Hinblick auf eine gleichmässige Abdeckungsschicht erwiesen, wenn die auf den   Giessspiegel   aufzubringende Giesspulvermenge durch Wahl der Grösse der Einzelmengen, bei gegebenenfalls Regelung der Zeitabstände zwischen den Verdrängungsstössen, eingestellt wird. 



   Eine besonders gute Verteilung und Fluidisierung des Pulvers am   Giesspiegel   kann, wie bei den Entwicklungsarbeiten gefunden wurde, erreicht werden, wenn die Einzelmengen an Giesspulver durch kontinuierliche Förderung desselben von einem Vorrat in ein Sammelmittel gebildet werden, von wo die Einzelmengen diskontinuierlich durch aufeinanderfolgende Verdrängungen in den Kokillenraum gestossen werden. 



   Dabei kann die Gleichmässigkeit der aufgebrachten Schicht über die gesamte Giesszeit gefördert werden, wenn Giesspulver in Einzelmengen mit einer Frequenz von mindestens 0, 018 Verdrängungen je Sekunde in den Kokillenraum gestossen wird. 



   Die weitere Aufgabe der Erfindung wird bei einer gattungsgemässen Einrichtung dadurch erreicht, dass die Pulveraufbringungsanlage im wesentlichen aus einem Vorratsbehälter für   Giesspulver,   einer mit diesem 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 in Verbindung stehenden Fördereinrichtung sowie einem Sammler oder Rohrkörper gebildet ist, mittels welcher Fördereinrichtung Giesspulver vom Vorratsbehälter, Teilmengen bildend, in den Rohrkörper, der einerseits durch einen, im wesentlichen linear bewegbaren bzw.

   verschiebbaren Verdrängungskörper abgeschlossen, andererseits zum Innenraum der Kokille gerichtet ist, einbringbar und jeweils durch eine Bewegung mit hoher Beschleunigung des Verdrängungskörpers das Giesspulver in Teilmengen aus dem Rohrkörper ausstossbar und auf den   Giessspiegel   des erstartenden Stranges in der Kokille aufbringbar ist. Die damit verbundenen Vorteile sind im wesentlichen in einer Mechanisierbarkeit und Automatisierbarkeit einer Pulveraufbringung auf den   Giessspiegel   zu sehen.

   Ebenso erheblich sind jedoch die Vorteile im Bezug auf die Konsistenz der aufgebrachten Pulverlage, weil offensichtlich bei einer Förderung des Giesspulvers in den Rohrkörper eine Lockerung desselben erfolgen kann, worauf bei einer Verschiebung mit hoher Beschleunigung des Verdrängungskörpers eine Kompression der Teilmenge bewirkt wird, welcher Kompression nach dem Ausstoss im Kokillenbereich ein Aufblähen folgt, wodurch ein Lockern und ein weitgehendes Fluidisieren der Pulvermasse bewirkt oder zumindest effizient unterstützt werden. 



   Eine besonders genaue Regelung der zugeführten Pulvermenge ist erzielbar, wenn die Fördereinrichtung für das Giesspulver aus einer Einrichtung mit einer Förderschnecke, welche von einem in der Drehzahl einstellbaren Motor antreibbar ist, besteht. 



   Wenn, wie weiters in günstiger Weise vorgesehen, der im Rohrkörper im wesentlichen linear verschiebbare Verdrängungskörper einen pneumatischen Antrieb, gegebenenfalls mit einer Verbindung über Hebel und dergleichen Bewegungsmittel aufweist, kann in einfacher Weise eine hohe lineare Beschleunigung der Giesspulvereinzelmengen bewerkstelligt werden. 



   Verteilungstechnisch, aber auch im Hinblick auf ein Erreichen einer lockeren Konsistenz der Pulverschicht am   Giessspiegel   grosser Strangquerschnitte kann es günstig wirkend sein, wenn in Austragsrichtung der Giesspulverteilmengen nach der Ausstossöffnung des Rohrkörpers im Bereich der   Kokille ein Prallkörper   für aus dem Rohrkörper bewegte   Giesspulverteilmengen   angeordnet ist. Dabei wird in einer vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung eine besonders gute und   gleichmässige Verteilung   des Abdeckpulvers erreicht, wenn der   Prallkörper   in seiner Lage verstellbar und gegebenenfalls in seiner Form auf den Giessquerschnitt der Kokille anpassbar ausgebildet ist. 



   Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt eine erfindungsgemässe Vorrichtung schematisch. 



   In einem Vorratsbehälter 4 einer   Pulvereinbringungsanlage   1 wird Giesspulver 5, welches vom Transport gegebenenfalls eine zusammengebackte klumpige Konsistenz aufweisen kann, bereitgehalten. Durch eine Fördereinrichtung 3 in der schematischen Darstellung einer Förderschnecke 31 kann mittels eines in seiner Drehzahl einstellbaren Motors 32 Giesspulver 5 aus einem Vorratsbehälter 4 entnommen, gelockert und in einem Rohrkörper   2,   eine ein vergrössertes Volumen aufweisende Teilmenge 20 bildend, eingebracht werden. In Zeitabständen wird ein linear bewegbarer bzw. verschiebbarer Verdrängungskörper 21 durch einen pneumatischen Antrieb 23 über einen an der Fördereinrichtung 3 drehbar gelagerten Hebel bewegt und eine gebildete Teilmenge 20 mit hoher Beschleunigung aus dem Rohrkörper 2 ausgetragen bzw. ausgestossen.

   Beim Ausstoss einer Teilpulvermenge 20 kann diese, zumindest teilweise, vorerst kompaktiert werden, um nachher bei gegebenenfalls einem Auftreffen auf einem   Prallkörper   22 und einem Absinken auf einen Metallstrang 7 in einer Kokille 6 eine fluidisierte Giesspulverauflage 8 bildend, zu expandieren bzw. eine Volumsvergrösserung zu erfahren. 



   Mit einer oben im Wirkungsprinzip beschriebenen Einrichtung wurde auf jeden   Giessspiegel   einer im Sequenzbetrieb arbeitenden Stranggiessanlage mit Giessquerschnitten von 360 x 270 mm alle 10 Sekunden eine Pulverteilmenge aufgebracht. Die Pulvermenge betrug dabei 0, 5 kg/t Stahl. Bei einer Qualitätskontrolle der erkalteten Stränge konnte eine verbesserte gleichmässig Güte der Oberfläche festgestellt werden, wobei auch die Innengüte sowohl hinsichtlich der Kristallisation als auch hinsichtlich des Reinheitsgrades verbessert war. 

**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.

Claims (10)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zum Aufbringen von Giess pulver auf den Giessspiegel beim Stranggiessen von Metallen, insbesondere von Stahl, durch ein aufeinander folgend portionsweises Einbringen desselben in den Kokillenraum, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbringung des Giesspulvers auf den Giessspiegel in der Kokille diskontinuierlich, jeweils in Einzelmengen oder Teilmengen erfolgt, wobei von einem Giesspulvervorrat gewünschte Einzelmengen bereitgestellt und in Zeitabständen durch Verdrängung mit hoher linearer Beschleunigung zur Kokillenachse hin in den Kokillenraum gestossen, aufgelockert und durch die Wirkung der Schwerkraft fallend auf die flüssige Strangoberfläche eine Abdeckung mit geringer Dichte bildend, absinken gelassen werden. <Desc/Clms Page number 4>
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Verdrängung beschleunigten Einzelmengen gegen einen an sich bekannten Prallkörper gestossen und flächig verteilt auf den Giessspiegel aufgebracht werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet" dass die auf den Giessspiegel aufzubrin- gende Giesspulvermenge durch Wahl der Grösse der Einzelmengen bei gegebenenfalls Regelung der Zeitabstände zwischen den Verdrängungsstössen eingestellt wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelmengen an Giesspulver durch kontinuierliche Förderung desselben von einem Vorrat in ein Sammelmittel gebildet werden, von wo die Einzelmengen diskontinuierlich durch aufeinanderfolgende Verdrängungen in den Kokillenraum gestossen werden.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Giesspulver in Einzel- mengen mit einer Frequenz von mindestens 0, 018 Verdrängungen je Sekunde in den Kokillenraum gestossen wird.
6. 6. Vorrichtung zum Aufbringen von Giesspulver auf den Giessspiegel beim Strangguss von Metallen, insbesondere von Stahl, bestehend im wesentlichen aus einem Vorratsbehälter für ein Giesspulver und einem mit diesem in Wirkverbindung stehenden regelbare Pulvereinbringungsmittel, gebildet aus einer Portionier-und/oder Fördereinrichtung sowie gegebenenfalls einem Einbringungsteil für das Pulver in den Kokillenraum oberhalb des Giessspiegels, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach den vorgeordneten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulveraufbringungsanlage (1) im wesentlichen aus einem Vorratsbehälter (4) für Giesspulver (5) einer mit diesem in Verbindung stehenden Fördereinrichtung (3) sowie einem Sammler oder Rohrkörper (2) gebildet ist, mittels welcher Fördereinrichtung (3) Giesspulver vom Vorratsbehälter (4)

   . Teilmengen (20) bildend, in den Rohrkörper (2), der einerseits durch einen, im wesentlichen linear bewegbaren bzw. verschiebbaren Verdrängungs- körper (21) abgeschlossen, andererseits zum Innenraum der Kokille (6) gerichtet ist, einbringbar und jeweils durch eine Bewegung mit hoher Beschleunigung des Verdrängungskörpers (21) das Giesspulver in Teilmengen (20) aus dem Rohrkörper (2) ausstossbar und auf den Giessspiegel des erstarrenden Stranges (7) in der Kokille (6) aufbringbar ist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (3) für das Giesspulver (5) aus einer Einrichtung mit einer Förderschnecke (31), welche von einem in der Drehzahl einstellbaren Motor (32) antreibbar ist, besteht.
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der im Rohrkörper (2) im wesentlichen linear verschiebbare Verdrängungskörper (21) einen pneumatischen Antrieb (23), gegebenenfalls mit einer Verbindung über Hebel und dergleichen Bewegungsmittel aufweist.
9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Austragsrichtung der Giesspulverteilmengen (20) nach der Ausstossöffnung des Rohrkörpers (2) im Bereich der Kokille (6) ein an sich bekannter Prallkörper (22) für aus dem Rohrkörper (20) bewegte Giesspulverteilmengen angeordnet ist.
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Prallkörper (22) in seiner Lage verstellbar und gegebenenfalls in seiner Form auf den Giessquerschnitt der Kokille anpassbar ausgebildet ist.