CH675088A5

CH675088A5 -

Info

Publication number: CH675088A5
Application number: CH5065/87A
Authority: CH
Inventors: Bruno Mueller; Rolf Waltenspuehl
Original assignee: Stopinc Ag
Priority date: 1987-12-24
Filing date: 1987-12-24
Publication date: 1990-08-31
Also published as: ES2012895A6; DE3801164C1; BR8807373A; ZA889032B; EP0367800B1; WO1989005700A1; KR900700214A; DE3801164C2; EP0367800A1; JPH02502707A; US5019159A

Description

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CH 675 088 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einführen von Gas in eine Ausgussöffnung eines metallurgischen Behälters, um Ablagerungen bzw. Einfrierungen in der Ausgussöffnung zu verhindern oder abzubauen, sowie eine Ausgusshülse zur Durchführung des Verfahrens.

Beim Abgiessen insbesondere von Metallschmelzen aus Stahlgiesspfannen oder Verteilergefässen neigen bekanntlich insbesondere aluminiumberuhigte Stahlschmelzen zur Bildung von Tonerdeablagerungen in der Ausgussöffnung, die zu Verstopfungen und damit zu frühzeitigem Giessabbruch führen. Es ist nach der DE-PS 3 506 426 bekannt, solche Ablagerungen auf dem Wege des Gaseinführens zu bekämpfen. Dabei wird das Gas bei Raumtemperatur mit einem konstanten Gasstrom oder aber impulsartig eingeblasen.

Bei einem weiteren Verfahren (DE-PS 28 36 409) nach der eingangs beschriebenen Gattung, bei dem am Ausguss des Behälters ein Schiebeverschluss angeordnet ist, wird bei geschlossenem Verschluss durch die Schieberplatte ein Spülgas in die Ausgussöffnung zum Verhindern des Einfrierens der Schmelze in der Öffnung eingeblasen.

Mit diesen bekannten Verfahren konnten in der Praxis die beschriebenen Probleme mit mehr oder weniger Erfolg bekämpft werden.

Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, Gaseinführungen dahingehend zu verbessern, dass die genannten Ablagerungen bzw. Einfrierungen in der Ausgussöffnung auf einfache Weise über die geforderte Giessdauer verhindert werden können.

Erfindungsgemäss ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Gas vor Eintritt in die Ausgussöffnung auf mindestens 1000 Grad Celsius vorzugsweise sogar über die Liquidustemperatur der Metallschmelze vorgeheizt wird. Dadurch lassen sich die Abgiesszeiten resp. vorübergehende Schliesszei-ten ohne jegliche Giessabbrüche praktisch beliebig lang ausdehnen.

Durch das erhitzte Gaseinblasen erfährt die während dem Abgiessen in der Aussgussöffnung befindliche Schmelze keine merkbare Abkühlung in den die Tonerdeablagerungen fördernden Temperaturbereich oder gar ein Festsetzen an der Öffnungswandung wegen Erstarrung der Schmelze.

Bei Anwendung eines Schiebeverschlusses am Ausguss des Behälters kann in Schliessstellung des Verschlusses ein Zufrieren der Schmelze in der Ausgussöffnung durch Einblasen von erhitztem Gas durch eine Verschlussplatte in die Ausgussöffnung vorausgesetzt bei einer Gastemperatur über der Schmelzen-Liquidustemperatur ganz verhindert werden.

Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemässen Verfahren ein inertes Gas, wie z.B. Argon, oder ein Gas-Feststoffgemisch verwendet.

Das Gas kann auf dem Wege einer externen Heizeinrichtung oder aber durch eine erfindungsge-mässe Ausgusshülse erhitzt werden, bei welcher das kalte Gas über eine Gaszufuhrleitung in den oberen mit der Metallschmelze in Berührung stehenden Hülsenbereich über eine bestimmte Länge geführt und von dort durch einen gasdurchlässigen, die Ausgussöffnung umschliessenden Einsatz in die Schmelze eingeblasen wird. Auf diese Art lässt sich das Gas problemlos über den Schmelzpunkt der Schmelze aufheizen und Einfrierungen wie auch mögliche Tonerdeablagerungen an der Öffnungswandung über die gesamte geforderte Giesszeit verhindern.

Vorteile zu weiteren Varianten von erfindungsgemässen Ausgusshülsen sind in der folgenden Beschreibung erläutert.

Erhitztes Gas kann selbstverständlich auch in die verlängerte Ausgussöffnung gebildet durch ein Giessrohr oder eine Verschlussplatte in entsprechender Weise eingeblasen werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 Ein erfindungsgemässes Verfahren anhand einer in der Ausgussöffnung des Behälters angeordneten, im Längsschnitt gezeigten Ausgusshülse,

Fig. 2 ein erfindungsgemässes Verfahren angewendet bei einem am Ausguss angeordneten, in Schliessstellung befindlichen Schiebeverschlusses,

Fig. 3 Variante einer Ausgusshülse im Längsschnitt,

Fig. 4 Querschnitt der Ausgusshülse nach Fig. 3 gemäss der Linie IV-IV.

Fig. 5 weitere Variante einer Ausgusshülse im Längsschnitt.

Fig. 6 Querschnitt der Ausgusshülse nach Fig. 5 gemäss der Linie VI-VI.

Fig. 7 vierte Variante einer Ausgusshülse im Längsschnitt und

Fig. 8 Draufsicht der Hülse nach Fig. 7.

In Fig.1 ist ein Metallschmelze enthaltender Behälter 10 im Ausgussbereich gezeigt, bei dem der Ausguss durch eine feuerfeste Ausgusshülse 20 gebildet ist, an welche schematisch dargestellte feuerfeste Verschlussplatten 15 und 17 eines an sich bekannten Schiebeverschlusses angeschlossen sind. Der teilweise dargestellte Behälter 10 kann bspw. eine Stahlschmelzepfanne oder ein Zwischenverteiler sein und besteht im wesentlichen aus einem Stahlmantel 14 und einer feuerfesten Innenauskleidung 12, in die die Ausgusshülse 20 eingebettet ist. Mit der an die obere Verschlussplatte 15 ange-presste untere Verschlussplatte 17 lässt sich durch deren Verschiebung die Menge der Schmelze regulierbar abgiessen. In der gezeigten Stellung, bei der sich die Öffnungen der Verschlussplatten 15 und 17 mit der Ausgussöffnung 26 überdecken, ist der Verschluss voll geöffnet.

Die Ausgusshülse 20 aus feuerfestem Material weist einen ringförmigen gasdurchlässigen Einsatz 23 auf, der die Ausgussöffnung 26 umschliesst und am Umfang von einer Metallkapsel 25 umgeben ist, wobei ein Ringraum 27 dazwischen vorgesehen ist, der eine gleichmässige Verteilung des von der Gaszufuhrleitung 21 einmündenden Gases gewährleistet. Zum erfindungsgemässen Aufheizen des in die

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Ausgussöffnung 26 einzublasenden Gases ist die Gaszufuhrleitung 21 in den oberen Bereich der Ausgusshülse 20 geführt, dort spulenartig um die Ausgussöffnung 26 geführt und dann aufgeheizt durch den Einsatz 23 in die abzugiessende Schmelze geführt. Die im oberen Bereich der Ausgusshülse 20 spulenartig ausgebildete Gaszufuhrleitung 21' ist dabei in einem auf die Hülse aufgeklebten feuerfesten Aufsatz 22, der aus sehr gutem wärmeleitendem Material bestehen soll, bspw. Elektrographit, eingebettet. Das eingeblasene Gas erfährt durch die Verweilzeit in diesem mit der Metallschmelze in Kontakt stehenden und sehr schnell die Temperatur der Schmelze annehmenden Aufsatz 22 ebenfalls eine sehr schnelle Erhitzung, die annähernd der Schmelzetemperatur entspricht. Die Gaszufuhrleitung 21 besteht dabei aus einem hochhitzebeständi-gen Stahl oder aber aus einem feuerfesten Keramikrohr.

Insbesondere zum Verhindern von Einfrierungen in der Ausgussöffnung 26 bei geschlossenem Schiebeverschluss wird das in der Ausgusshülse 20 erhitzte Gas durch eine zusätzliche, in Fig.1 nur strichpunktiert dargestellte Leitung 21" in eine in der oberen Verschlussplatte 15 eingebetteten, die Ausgussöffnung 26 umschliessenden gasdurchlässigen Einsatz 16 geführt und von dort in die Ausgussöffnung 26 eingeblasen. Dadurch lässt sich bspw. bei einem vorübergehenden Schliessen des Verschlusses zwecks Giessrohrwechsel oder anderem ein Einfrieren der Schmelze in dieser Öffnung mit Erfolg verhindern.

Nach Fig.2 wird ebenfalls zum genannten Verhindern des Einfrierens bei einem geschlossenen Schiebeverschluss 33, der ebenfalls nur schematisch dargestellt ist, das erhitzte Gas durch einen in einer Schieberplatte 34 befestigten und in Schliessstellung unter die Ausgussöffnung 26 gelangenden gasdurchlässigen Stopfen 35 eingeführt. Das Gas ist dabei von einer nicht dargestellten Gasquelle G über eine Heizeinrichtung 30 und einer hitzebeständigen Gaszufuhrleitung 31 in den Stopfen 35 geführt, wobei letzterer Bohrungen zwecks wirkungsvollem Einblasen aufweist. In entsprechender Weise können auch die die Ausgussöffnung umschliessenden Einsätze solche Bohrungen enthalten.

Bei geöffnetem Verschluss 33 kann das erfin-dungsgemässe Verfahren je nach Anwendungsfall auch bei einem am Verschluss 33 angeschlossenen Giessrohr 36, dessen Ausgussöffnung 37 einen Einsatz 38 aufweist, angewendet werden. Das Gas wird in der Heizeinrichtung 30 erhitzt und durch eine hitzebeständige Leitung 32 in diesen Einsatz 38 und damit in die Ausgussöffnung geführt. Die Heizeinrichtung 30 ist ebenfalls nur schematisch dargestellt und es kann sich hierbei um einen bekannten Durchlauferhitzer handeln. Der Schiebeverschluss 33 ist am Ausguss des Behälters 10 angeordnet und besteht im wesentlichen aus drei feuerfesten Platten 34. 39 und 41. wobei die obere und die untere Platte 39 bzw. 41 feststehend sind, während die mittlere Platte 34 längsverschiebbar geführt ist.

Eine Variante einer Ausgusshülse 40 im Behälter 10 nach Fig.3 und Fig.4 besteht aus einem feuerfesten Körper 42 und einem in diesem eingebetteten porösen Einsatz 43. Der poröse Einsatz 43 um-schliesst wiederum die Ausgussöffnung 26. Die Gaszufuhr G erfolgt durch in die Hülse 40 eingeformte Schlitzleitung 44. die wiederum in den oberen Hülsenbereich geführt ist. Die Leitung 44 um-fasst einen ersten und zweiten ringförmigen Schlitz 44' um die Ausgussöffnung 26 und einen in einen den Einsatz 43 umgebenden Freiraum 45 geführten Schlitz 44". Auch bei dieser Variante lässt sich das Gas auf die erforderliche Temperatur erhitzen.

Fig.5 und Fig.6 zeigen eine im Behälter 10 eingebettete Ausgusshülse 50 als weitere Variante der Erfindung. Bei dieser Hülse 50 handelt es sich um einen in einem Blechmantel 51 eingegossenen feuerfesten Beton. Die Gaszufuhr G erfolgt über eine in die Hülse eingegossene Leitung 52, die wiederum in den oberen Teil der Hülse 50 spulenartig um die Ausgussöffnung 26 und von dort in einen ebenfalls in die Hülse eingegossenen blechummantelten porösen Einsatz 55 geführt ist. Auch hier ergibt die Verweilzeit des Gases in den Spulen 52, und 52" eine genügende Aufheizung des Gases.

Die in Fig.7 und Fig.8 gezeigte Ausgusshülse 60 besteht aus einem vollporösen feuerfesten Körper 61 mit einer Ausgussöffnung 26 und einem den Körper 61 umgebenden Blechmantel 62. Zwischen dem Körper 61 und dem Blechmantel 62 ist ein Ringraum

63 vorgesehen, in den das aufgeheizte Gas durch eine an eine Gaszufuhr G angeschlossene Leitung

64 eingeführt wird. Die Gaszufuhrleitung 64 hat eine Schlaufe 64', die ausserhalb und um die Hülse 61 mit der Metalischmelze in Kontakt ist und daher aus einem feuerfesten keramischen Rohr besteht.

Die Erfindung lässt sich auch sehr gut anwenden auf Nichteisenmetalle, bspw. Aluminiumschmelzen, bei denen die Schmelzetemperatur relativ niedrig ist und damit das Gas nicht so stark erhitzt werden muss.

Bei den beschriebenen Ausgusshülsen kann es sich auch um an sich bekannte in Stahlgiesspfannen eingemörtelte Lochsteine handeln.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Einführen von Gas in eine Ausgussöffnung eines Metallschmelze, insbesondere Stahlschmelze enthaltenden Behälters, zur Verhinderung oder zum Abbauen von Ablagerungen bzw. Einfrierungen in der Ausgussöffnung, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas vor Eintritt in die Ausgussöffnung (26) auf mindestens 1000 Grad Celsius vorgeheizt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das in die Ausgussöffnung (26) einzuführende Gas über die Liquidustemperatur der Metallschmelze vorgeheizt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Gas während dem Abgiessen durch einen die Ausgussöffnung umschliessenden gasdurchlässigen Einsatz eingeblasen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das mittels einer Heizeinrichtung (30) oder durch wärmetauschende Mittel (21', 44', 52', 64') in der Ausgusshülse (20, 40, 50, 60, 36) aufgeheizte Gas während dem Abgiessen durch

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4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Gas durch eine in einem am Ausguss des Behälters angeordneten in Schliessstellung befindlichen Schiebeverschluss enthaltende Verschlussplatte insbesondere zur Verhinderung des Einfrierens der Schmelze in die Ausgussöffnung eingeblasen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das mittels einer Heizeinrichtung (30) oder durch in der Ausgusshülse (20) vorgesehene wärmetauschende Mittel (21') aufgeheizte Gas durch die Verschlussplatte (34 oder 16) eingeblasen wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Gas ein Inertgas, z.B. Argon, oder ein Gas-Feststoff-Gemisch verwendet wird.

6. Feuerfeste Ausgusshülse für einen metallurgischen Behälter zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einem deren Ausgussöffnung umgebenden gasdurchlässigen Einsatz oder ganzheitlich bestehend aus gasdurchlässigem feuerfestem Material, an den oder die eine Gaszufuhrleitung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufheizen des Gases die Gaszufuhrleitung (21, 44, 52, 64) vor Einmündung in den gasdurchlässigen Einsatz (23,43, 55, 38) oder in das ganzheitlich aus gasdurchlässigem bestehende feuerfeste Material (61) in den oberen mit der Metallschmelze in Berührung stehenden Bereich (21', 44', 52', 52", 64') der Ausgusshülse (20,40, 50, 60) geführt ist.

7. Ausgusshülse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszufuhrleitung (21, 44, 52) im oberen Bereich der Ausgusshülse (20, 40, 50) spulenartig um die Achse der Ausgussöffnung (26) ausgebildet ist.

8. Ausgusshülse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen mit der Metallschmelze in Berührung stehenden ringförmigen feuerfesten Aufsatz (22) hat, der aus einem sehr gut wärmeleitenden Material, vorzugsweise Elek-trographit, besteht, in welchem die aus einem hitzebeständigen Material bestehende Leitung (21') eingebettet ist.

9. Ausgusshülse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszufuhrleitung (64), bestehend aus einem feuerfesten Keramik-röhrchen, aus dem oberen Hülsenbereich in einer Schlaufe (64') durch die Metallschmelze geführt ist.

10. Ausgusshülse nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszufuhrleitung (21, 52) eingegossen ist.

11. Ausgusshülse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eingegossene schlitzförmige Freiräume (44, 44', 44") in deren feuerfestem Körper (42) die Gaszufuhrleitung (44) bilden.

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