Giessvorrichtung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Giess vorrichtung, bei der das zu vergiessende Metall aus einer Giessrinne oder einer Giesspfanne mit einem durch einen Stopfenverschluss geregelten Auslauf, in freiem Strahl in eine Stranggiesskokille, fällt.
Beim Vergiessen von Metallen wird angestrebt, dass das zu vergiessende Metall möglichst wenig mit Luft in Berührung kommt, da der Sauerstoff der Luft bei der hohen Temperatur des zu vergiessenden Metalles zur Oxydation desselben oder zumindestens bestimmter Legierungsbestandteile desselben führt. Die dabei entstehenden Oxyde werden in den Guss- lingen eingeschlossen oder setzen sich als geschlossene Haut auf der Oberfläche derselben ab und ver schlechtern dadurch die Qualität der Gusslinge.
Die Oxyd'bildung tritt insbesondere dann stark auf, wenn man das zu vergiessende Metall in freiem Strahl in die Stranggiesskokille fallen lässt.
Zur Vermeidung dieses Nachteiles ist es bekannt, das zu vergiessende Metall aus der Giessrinne oder Giesspfanne durch eine Rohrdüse, welche in den Giesskopf in der Stranggiesskokille eintaucht, zu leiten. Das durch die Rohrdüse strömende heisse Metall beansprucht die Rohrdüse sehr stark, so dass oft eine Rohrdüse noch vor Beendigung eines Gusses un brauchbar wird, und dann das Giessen unterbrochen oder mit nur provisorischen Hilfsmitteln fortgesetzt werden muss.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, diese Nach teile zu beseitigen.
Bei der erfindungsgemässen Stranggiessvorrichtung ist an der Auslassöffnung der Giessrinne oder Giess pfanne ein Mantelrohr angeordnet, welches den an sich fallenden Strahl des zu vergiessenden Metalles umgibt. Da das zu vergiessende Metall nicht wie bei den bisher bekannten Rohrdüsen mit der Wandung des Rohres in Verbindung steht, kann es diese nicht abtragen und beschädigen. Innerhalb des Mantelrohres kann eine sauerstofffreie Atmosphäre geschaffen werden, so dass der innerhalb des Mantel rohres frei fallende Metallstrahl vor Oxydation ge schützt ist. Da das Metall von der Unterseite der Giessrinne oder Giesspfanne abfliesst, nimmt es auch nicht von der Oberfläche des in der Giessrinne bzw.
Giesspfanne befindlichen Metalles Oxydteile mit. Das Mantelrohr ist zweckmässigerweise mit einer Zufüh rungsleitung für ein inertes oder brennbares Gas oder für einen pulverförmigen, leicht brennbaren Stoff verbunden. Bei der hohen Temperatur des zu ver- giessenden Metalles verbindet sich ein brennbares Gas oder ein sonstiger brennbarer Stoff mit gege benenfalls in dem Mantelrohr befindlichen Sauerstoff teilchen sehr schnell, so dass auf diese Art und Weise in dem Mantelrohr eine sauerstofffreie Atmosphäre geschaffen wird.
Zweckmässigerweise wird das Mantelrohr derart ausgestaltet, dass es mit seinem unteren Ende in das flüssige Metall in der Kokille eintaucht. Um dem dem Mantelrohr zugeführten Gas bzw. den bei der Verbrennung von leicht brennbaren, pulverförmigen Stoffen entstehenden Gasen das Abfliessen aus dem Mantelrohr zu gestatten, muss dieses dann mit Ab flussöffnungen versehen sein. Insbesondere dann, wenn dem Mantelrohr brennbares Gas zugeführt werden soll, ist es zweckmässig, derartige Abfluss- öffnungen in solcher Höhe am unteren Ende des Mantelrohres anzuordnen, dass sie während des Giess vorganges dicht über dem Metallspiegel in der Strang giesskokille liegen.
Das hier austretende brennbare Gas verbrennt und;\oder verdrängt in dem über dem Giesskopf in der Kokille befindlichen Raum noch vorhandene Luft und schafft so einerseits eine sauer- stoffarme Atmosphäre und heizt die Giesskopfober- fläche, verringert deren Wärmeabstrahlung und ver hindert die Oxydbildung auf der Giesskopfoberfläche.
Das in die Metalloberfläche in der Stranggiess- kokille eintauchende Mantelrohr bietet den weiteren Vorteil, dass die Metalloberfläche in der Stranggiess- kokille trotz frei in die Stranggiesskokille fallendem Metallstrahl durch feste oder flüssige Abdeckmittel abgedeckt werden kann, ohne dass die Gefahr besteht, dass durch den frei fallenden Metallstrahl Teilchen des Abdeckmittels mitgerissen werden und in unkon trollierbarer Weise im erstarrenden Gussling einge schlossen werden.
Zweckmässigerweise wird das Mantelrohr aus einem keramischen Material herge stellt. Zur Erhöhung der Festigkeit kann es dabei ganz oder teilweise mit einem Metallmantel versehen sein, es kann aber auch nur aus Metallbestehen.
Beim absatzweisen Stranggiessen in einer Strang giesskokille mit einer Giessvorrichtung der erfindungs gemässen Art, insbesondere einer solchen, bei der das Mantelrohr in den Metallspiegel der Stranggiess- kokille eintauchen soll, ist es zweckmässig, wenn sofort beim Einlaufen der ersten Metallteilmengen in der Stranggiesskokille das Metall ein Bad solcher Tiefe bildet, dass das Mantelrohr in dieses Bad ein tauchen kann.
Wenn bei Beginn des Giessens die Stranggiesskokille durch ein flaches Anfahrstück nach unten abgeschlossen ist, verteilen sich die erster in die Stranggiesskokille einfliessenden Metallteilmengen gleichmässig über den ganzen Querschnitt der Kokille und ergeben somit eine sehr dünne Schicht, die schnell ungleichmässig erstarrt und die in das erfin dungsgemässe Mantelrohr nicht eintauchen kann.
Deshalb kann das Anfahrstück derart mit einer Ausnehmung versehen sein, dass bei Beginn des Giessens das Mantelrohr in diese Ausnehmung hinein ragt. Diese Ausnehmung füllt sich beim Einfliessen der ersten Metallteilmengen sehr schnell mit einem Metallbad einer solchen Tiefe, dass das Mantelrohr in dieses Metallbad eintauchen kann.
Bei Strang giesskokillen grossen Querschnittes ist es weiterhin zweckmässig, ausgehend von dieser Ausnehmung weitere Ausnehmungen in dem Anfahrstück vorzu sehen, in welche die nach den ersten weiterhin nachfliessenden Metallteilmengen sich ausbreiten kön nen, wobei der Umfang des von diesen Metallteil- mengen eingenommenen Raumes und insbesondere die freie Oberfläche dieser Metallteilmengen klein ist gegenüber dem Querschnitt, den diese ausfüllen, so dass die ersten Metallteilmengen nicht sehr viel rascher erstarren als die später nachfliessenden.
Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes eine Giessvorrichtung mit einem an einer Giessrinne angeschlossenen Mantel rohr.
Die Giessrinne 1 ist mit dem zu vergiessenden Me tall 2 gefüllt. In den Boden der Giessrinne 1 ist ein Lochstein 3 eingesetzt, welcher den Auslaufstein 4 trägt und zentriert. Der Auslaufstein 4 besteht aus einer Mischung von Graphit und Schamotte und ist an seinem besonders hoch beanspruchten Einlauf mit einer hochverschleissfesten Buchse 5 aus Zir- konium versehen, welche besonders widerstandsfähig gegen das zu vergiessende Metall ist. Der Stopfen 6 kann durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Vorrichtung der Buchse 5 verschieden weit genähert werden, so dass dadurch die aus der Giessrinne 1 durch den Auslaufstein 4 auslaufende Metallmenge geregelt werden kann. An der Giessrinne 1 sind Bolzen 7 befestigt, die einen Tragring 8 tragen.
Von dem Tragring 8 wird das Mantelrohr 9 gehalten, das in die Stranggiesskokille 10 hineinragt und aus einem keramischen Material besteht. Zwischen dem Mantel rohr 9 und der Giessrinne 1 ist ein Brennerring 11 angeordnet, dem durch eine Zuführungsleitung 12 ein brennbares Gas zugeführt werden kann, das durch die Düsen 13 in das Innere des Mantelrohres 9 einströmt. Das innere des Mantelrohres 9 steht weiter hin mit einem Leitungsanschluss 21 in Verbindung.
Weiterhin weist das Mantelrohr 9 Auslassöffnungen 14 auf, welche dicht über der Oberfläche des durch eine Schlackenschicht 15 abgedeckten, in der Strang- giesskokille befindlichen flüssigen Metalles 16 ange ordnet sind.
Das Anfahrstück 17 weist eine Ausnehmung 18 auf, an die sich nach beiden Seiten rinnenförmige Ausnehmungen 19 anschliessen. Von den rinnenför- migen Ausnehmungen 19 aus gehen schräge Bohrun gen zur Aussenseite des Anfahrstückes 17.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Vor richtung ist folgende: Zu Beginn des Giessens befindet sich das An fahrstück 17 in der in der Zeichnung dargestellten Lage. Wenn der Stopfen 6 in die in der Zeichnung dargestellte Lage angehoben wird, fliesst das zu ver giessende Metall 2 durch den Auslaufstein 4 und fällt von diesem aus in freiem Strahl durch das Mantelrohr 9 und sammelt sich in der napfförmigen Ausnehmung 18 des Anfahrstückes 17.
Bereits vor Beginn des Giessens ist durch die Zuführungsleitung 12 dem Brennerring 11 brennbares Gas zugeführt worden, das sich im Innern des Mantelrohres 9 gesammelt hat und sofort bei Eintreten des flüssigen Metalles mit dem noch in dem Mantelrohr 9 befind lichen Sauerstoff verbrennt. Von der napfförmigen Ausnehmung 18 aus fliesst das flüssige Metall, sobald es die Ausnehmung 18 gefüllt hat, durch die rinnen- förmigen Ausnehmungen 19 und füllt diese.
Von den rinnenförmigen Ausnehmungen 19 aus fliesst das Metall in die Bohrungen 20, wobei sich in diesen beim Erstarren des Metalles zapfenartige Ansätze bilden, welche eine sichere Verbindung zwi schen dem Anfahrstück 17 und dem entstehenden Gussling herstellen.
Sobald die Oberfläche des flüs sigen Metalls 16 die in der Zeichnung dargestellte Lage erreicht hat, wird das Anfahrstück 17 ent sprechend der Zufliessgeschwindigkeit des zu ver- giessenden Metalles derart abgesenkt, dass die Ober fläche des flüssigen Metalles 16 stets in der in der Zeichnung dargestellten Lage bleibt. Nachdem in dem Mantelrohr 9 der Sauerstoff verbrannt ist, strömt das brennbare Gas unverändert durch das Mantelrohr 9 und tritt durch die Ausflussöffnungen 14 aus, wobei es sich entzündet und in der in der Stranggiesskokille 10 befindlichen Luft verbrennt.
Sollte unvorhergesehenerweise das flüssige Metall 16 in der Stranggiesskokille 10 einmal so hoch steigen, dass es oder zumindestens die Schlackenschicht 15 die Ausflussöffnungen 14 verstopft, kann das brenn bare Gas durch den Leitungsanschluss 21 abfliessen. Anderseits kann gegebenenfalls durch den Leitungs- anschluss 21 weiteres brennbares Gas oder ein weiterer brennbarer, beispielsweise pulverförmiger Stoff in das Mantelrohr 9 eingeführt werden.
Das zu vergiessende Metall 2 gelangt somit von der Unter seite der Giessrinne 1 im freien Fall in die Strang giesskokille 10, ohne mit Luftsauerstoff in Berührung gekommen zu sein.