CH689447A5 - Einrichtung zum Zufuehren einer Stahlschmelze in eine Stranggiesskokille. - Google Patents

Description

  
 



  Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Zuführen einer Stahlschmelze aus einem Bodenausguss eines Zwischengefässes in eine Stranggiesskokille gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1. 



  Es ist bekannt, eine Stahlschmelze aus einem Zwischengefäss einer oder mehreren Stranggiesskokillen zuzuführen. Bei kleinen Strangquerschnitten kann die Stahlschmelze aus einem offenen Bodenausguss ohne Schieber- oder Stopfensteuerung direkt der Kokille zugeführt werden. Die Standzeit der feuerfesten Ausmauerung des Zwischengefässes wird bei Sequenzgüssen in der Regel durch die Standzeit des Bodenausgusses bestimmt. Treten während eines laufenden Gusses Störungen an der Stranggiessanlage, wie beispielsweise ein Durchbruch auf, so können offene Bodenausgüsse mittels einem Kupferstopfen verschlossen werden. Ein Wiederöffnen kann durch Aufbrennen mit einer Sauerstofflanze erfolgen, wobei eine Verletzung des Düsensteines und eine daraus resultierende unbefriedigende Giessstrahlausbildung nicht auszuschliessen sind. 



  Um die genannten Nachteile zu überwinden, werden bei Stranggiessanlagen für Knüppel- und Vorblockquerschnitte auch Ausgussdüsen mit Stopfen- oder Schieberregeleinrichtungen versehen. 



  Aus der DE-AS 1 299 804, die den Oberbegriff von Anspruch 1 bildet, ist eine Verschliesseinrichtung für einen Ausgussstein bekannt, die aus einer Schieberplatte besteht. Beidseits des Ausgusssteines sind offene Führungsschienen angeordnet, in welchen Schieberplatten quer zur Ausfliessrichtung geführt sind und mittels einer am Giessgefässumfang befestigten Bewegungseinrichtung eine erste Schieberplatte aus der Giessposition herausgestossen und eine zweite Schieberplatte in die Giessposition gebracht wird. 



  Die Herstellung einer solchen Schieberplatte, deren Länge und Breite dem fünf- bis zehnfachen des Giessdüsendurchmessers entspricht, ist teuer. Die grosse Gleitfläche, die gegenüber dem Ausgussstein eine Schieberfläche bildet, muss mit hoher Präzision geschliffen werden. Werden solche Schieberplatten verkleinert, so erhitzen sich diese zusammen mit ihrem Blechmantel, den Gleitführungen und ihren Aufhängungen so stark, dass sie nach relativ kurzer Zeit unbrauchbar sind. Im weiteren ist der Verschiebeweg der Platten in seiner Länge ungenau, was zu einer ungenügenden Übereinstimmung zwischen der Bohrung des Ausgusssteines und der Ausgussöffnung der Schieberplatte führt.

   Auch sind vorgeschlagene Anschläge zur Be- grenzung der Einschiebbewegung nicht befriedigend, weil sie vor dem Herausstossen der alten Platte entfernt und beim Positionieren der neuen Platte wieder eingesetzt werden müssen. 



  Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Zuführen einer Stahlschmelze aus einem Bodenausguss eines Zwischengefässes in eine Stranggiesskokille zu schaffen, die die oben erwähnten Nachteile überwindet und insbesondere einen feuerfesten Giessdüsenkörper aufweist, der sowohl eine lange Standzeit sicherstellt als auch eine kostengünstige Herstellung garantiert. Die Einrichtung zum Zuführen einer Stahlschmelze soll aber auch die Sicherheit bei Störungen erhöhen, ein sicheres Wiederanfahren und das Giessen mit unterschiedlichen Ausziehgeschwindigkeiten während eines laufenden Gusses ermöglichen. Eine weitere Zielsetzung wird auch in einer erhöhten Positionierungsgenauigkeit zwischen der Bohrung des Ausgusssteines am Zwischengefäss und der Einschiebpositionierung des Giessdüsenkörpers gesehen. 



  Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Summe der Merkmale von Anspruch 1 gelöst. 



  Die Verwendung eines mobilen Giessdüsenkörpers erlaubt in Notfällen ein rasches Verschliessen der Ausgussöffnung eines Zwischengefässes und ein mit weniger Komplikationen verbundenes Wiederöffnen. Im weiteren können bei langen Sequenzgüssen Giessdüsen ersetzt werden, wenn sie durch Verschleiss einen zu grossen Durchfluss oder durch Absetzen von Aluminiumoxyd-Ablagerungen die Düsenöffnungen zu verstopfen beginnen. Bei Hochleistungsstranggiessanlagen, die nach einer Angiessperiode mit wesentlich höherer Giessgeschwindigkeit fahren, können durch Giessdüsenwechsel die Giessleistungen den momentan erforderlichen Giessparametern leicht angepasst werden. 



  Die Luftkühlung des Halterahmens ermöglicht eine starke Verkleinerung des Giessdüsenkörpers, die wiederum eine kostengünstige Herstellung solcher Giessdüsen bei engen Toleranzen erlaubt. Der Einsatz des mobilen Giessdüsenkörpers hilft auch mit, die Ausnützung der Zwischengefässe optimal zu gestalten und trägt dadurch zu einer Kostensenkung und einer Leistungssteigerung der Stranggiessanlage bei. 



  Die Druckgasversorgung kann an ein Pressluftnetz angeschlossen werden. Wird gleichzeitig eine Abschirmung des Giessstrahles gewünscht, so kann an Stelle von Pressluft das Gaszirkulationssystem an eine Stickstoff- oder Edelgasversorgung angeschlossen werden. 



  Die Bewegungseinrichtung zum Einschieben der Wechselteile kann auf einer mit dem Giessgefäss verbundenen Konsole befestigt werden. Um eine genaue Plazierung des Wechselteiles zu erreichen, die insbesondere unabhängig von unkontrollierbaren Ausdehnungen am Giessgefäss ist, wird gemäss einem Ausführungsbeispiel vorgeschlagen, die Führungsschienen, ihre Aufhängung und die Bewegungseinrichtung an einer Grundplatte zu befestigen. Diese Grundplatte kann am Zwischengefäss leicht anbring- und wegnehmbar gestaltet werden. 



  Die Führung zwischen dem Halterahmen und den Führungsschienen kann als einfache Gleitführung ausgebildet sein. Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, die Führungsleisten in nutenförmigen Führungsbahnen zu führen und Gaszuführöffnungen in den Nuten münden zu lassen. Die Länge der nutenförmigen Führungsbahnen wird etwa zwei Mal so lang wie die Länge eines Halterahmens gewählt. Damit ist Gewähr für das Einlegen des zweiten Halterahmens geboten. 



  Der etwa rechteckige oder quadratische Halterahmen weist im Zentrum eine kegelförmige Aufnahmeöffnung für einen kegelförmigen Giessdüsenkörper auf. Durch die runde Gestalt des Giessdüsenkörpers ergibt sich eine kleinstmögliche ringförmige Dichtungsfläche zwischen dem Giessdüsenkörper und dem Ausgussstein. Die Breite dieser ringförmigen Dichtungsfläche beträgt gemäss einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel das 0,5-1,5fache der mittleren Düsenbohrung. 



  Ist während des Giessbetriebes eine Abschirmung des Giessstrahles und des Badspiegels gegen Luftsauerstoff vorgesehen, so ist es besonders vorteilhaft, wenn auf einer Grundplatte ein Dichtungsring für einen Faltenbalg die Führungsschienen einschliesst und ausserhalb des Dichtungsringes eine Kolbenzylindereinheit als Bewegungseinrichtung für die Wechselteile an der Grundplatte befestigt ist. Der Dichtungsring kann ein Verstärkungsauge mit einer Bohrung für eine Kolbenstange der Kolbenzylindereinheit aufweisen. In Ruhestellung dichtet die Kolbenstange die Bohrung im Verstärkungsauge gegen Luftzutritt in einen durch den Faltenbalg abgeschirmten Raum ab. Im Verstärkungsauge können zusätzlich Zu- und Abführleitungen für das Gaszirkulationssystem zur Kühlung des Halterahmens angeordnet sein. 



  Der Faltenbalg ist in der Regel auf einem Kokillentisch befestigt und kann mit einer Heb- und Senkvorrichtung gegen den oberen Dichtungsring angeschlagen werden. Wird der Halterahmen mit einem Schutzgas gekühlt, so kann dieses Kühlgas nach dem Kühlen des Halterahmens als vorgewärmtes Schutzgas im Faltenbalg verwendet werden. 



  Im nachfolgenden soll anhand von Figuren die Erfindung zusätzlich erläutert werden. 



  Dabei zeigen: 
 
   Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Bodenausguss eines Zwischengefässes, 
   Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1, 
   Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III von Fig. 2, 
   Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI der Fig. 3. 
 



  Die Fig. 1-4 zeigen ein Beispiel einer Einrichtung zum Zuführen einer Stahlschmelze aus einem Bodenausguss, wobei ein Zwischengefäss 2 nur durch die Einbettung eines Ausgusssteines 3 dargestellt ist. Ein Pfeil 4 zeigt die Ausfliessrichtung der Stahlschmelze. Ein Wechselteil 6 befindet sich in Giessposition. Beidseits dieses Wechselteiles 6 bzw. des Ausgusssteines 3 sind offene Führungsschienen 7, 7 min  mit Schrauben 8 und Federn 9 elastisch mit einer Grundplatte 10 verbunden. 



  Das Wechselteil 6 besteht aus einem Halterahmen 12 aus Stahl, der einen Giessdüsenkörper 11 trägt. Der Halterahmen 12 ist mit Führungsleisten 14 ausgerüstet, die in Nuten 15 der Führungsschienen 7, 7 min  geführt sind. Damit die Führungsschienen 7, 7 min eine elastische Presskraft auf die Führungsleisten 14 bzw. auf den Giessdüsenkörper in einer Richtung zum Ausgussstein 3 hin aufbringen, sind sie elastisch an der Grundplatte 10 befestigt. 



  Wie am besten in Fig. 2 sichtbar, ist die Führungsleiste 14 an ein Gaszirkulationssystem, dargestellt durch eine Gaszuführleitung 17, angeschlossen. Aus der Gaszuführleitung 17 wird über Bohrungen 18 Gas in die Nuten 15 und über die Führungsleisten 14 zur Kühlung des Halterahmens 12 zugeführt. Ist der Halterahmen 12 in Giessposition, so sind Gaseintritts- bzw. Gasaustrittsöffnungen 21 der Führungsleisten in Übereinstimmung mit den Gaszuführ- bzw. Gasabführöffnungen 29 der Führungsschienen. Das Kühlgas strömt durch eine Kühlnut 23 im Halterahmen 12 und verlässt diesen auf der gegenüberliegenden Seite über die Führungsschiene 7 min . In diesem Beispiel strömt Schutzgas, wie beispielsweise Stickstoff oder ein Edelgas, in einen mittels Faltenbalg 31 abgeschlossenen Raum.

   Damit der Faltenbalg 31 gegenüber dem Zwischengefäss abdichtet, ist an der Grundplatte 10 ein Dichtungsring 20 befestigt, der die Führungsschienen 7, 7 min umschliesst. Ausserhalb des Dichtungsringes 20 ist eine Kolbenzylindereinheit 30 an der Grundplatte 10 angeflanscht, die als Bewegungseinrichtung für die Wechselteile vorgesehen ist. Eine Kolbenstange 32 der Kolbenzylindereinheit 30 befindet sich in einer Bohrung 33 eines Verstärkungsauges 34 des Dichtungsringes 20. In Ruhestellung dichtet die Kolben stange 32 die Bohrung 33 im Verstärkungsauge 34 gegen einen Luftzutritt in einen durch den Faltenbalg 31 abgeschirmten Raum ab. Im Verstärkungsauge 34 können auch Zu- und Abführleitungen 36 (Fig. 4) für das Gaszirkulationssystem zur Kühlung des Halterahmens 12 angeordnet werden. 



  Der in Fig. 1 und 3 nur andeutungsweise dargestellte, im Stand der Technik bekannte Faltenbalg 31, ist an einem Kokillentisch befestigt und kann mit einer Heb- und Absenkvorrichtung bis zum Dichtungsring 20 hochgezogen werden. Wenn als Kühlgas ein Oxydationsschutzgas verwendet wird, kann das Kühlgas, nach Erfüllung der Kühlfunktion, innerhalb des Faltenbalges 31 münden. 



  An der Grundplatte 10, die am Zwischengefässboden mittels Schrauben oder Keilen etc. leicht anbring- und wegnehmbar ist, ist die gesamte Wechseleinrichtung angebracht. Zusätzlich ist an der Grundplatte 10 eine konische Führung 37 zur Zentrierung und Höhenpositionierung des Ausgusssteines 3 vorgesehen. 



  Für eine genaue Positionierung des Giessdüsenkörpers 11 oder eines Blockiersteines 38 ist in den Halterahmen 12, 12 min jeweils eine kegelförmige Aufnahmeöffnung 39 für einen kegelstumpfförmigen Giessdüsenkörper 11 bzw. Blockierstein 38 vorgesehen. Die Standzeit des Giessdüsenkörpers 11 kann verlängert werden, wenn das Verhältnis Durchmesser der Düsenbohrung zur Höhe des Giessdüsenkörpers 1:2 bis 1:5, vorzugsweise 1:3 bis 1:4, liegt. Der Giessdüsenkörper kann im Rahmen der Erfindung so verlängert werden, dass die Ausflussmündung wenige cm oberhalb eines Badspiegels in eine Kokille oder auch im Badspiegel eingetaucht mündet. 



  Eine Dichtungsfläche 40 zwischen dem Ausgussstein 3 und dem Giessdüsenkörper 14 ist ringförmig und kann mit wenig Aufwand als hochpräzise Dichtungsfläche bearbeitet werden. Die Breite der ringförmigen Fläche beträgt das 0,5-2fache, vorzugsweise das 1-1,5fache der mittleren Düsenbohrung. 



  Zum Blockieren der Durchflussöffnung kann ein Halterahmen eingeschoben werden, der keine kegelförmige Aufnahmeöffnung 39 aufweist und die Durchflussblockierung durch einen Halterahmen, der aus Stahl oder Grauguss mit einem angebauten oder separaten Verschlussteil besteht, erfolgt. Auch ein solcher Halterahmen kann an das Gaszirkulationssystem angeschlossen werden und ist für eine Vielfachanwendung vorgesehen. 

Claims (15)

1. Einrichtung zum Zuführen einer Stahlschmelze aus einem Bodenausguss eines Zwischengefässes in eine Stranggiesskokille, wobei das Zwischengefäss (2) mit einem Ausgussstein (3) versehen ist und unterhalb des Ausgusssteines (3) ein quer zur Ausfliessrichtung (4) bewegbares erstes Wechselteil (6) sich in Giessposition in beidseitig des Ausgusssteines (3) angeordneten offenen Führungsschienen (7, 7 min ) befindet, dieses mittels einer Bewegungseinrichtung (30, 32) und einem zweiten Wechselteil (38) aus der Giessposition herausstossbar und das zweite Wechselteil (38) in Giessposition bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Wechselteil (6) aus einem feuerfesten Giessdüsenkörper (11) und einem Halterahmen (12) für den Giessdüsenkörper (11) besteht, der auf zwei gegenüberliegenden Seiten Führungsleisten (14) für die Führungsschienen (7, 7 min )

aufweist und derart geführt und positioniert ist, dass der Giessdüsenkörper (11) in dichtem Kontakt mit dem Ausgussstein (3) steht, der Halterahmen (12) sich zu seiner Kühlung an ein Gaszirkulationssystem (17) derart anschliesst, dass Gaseintritts- bzw. Gasaustrittsöffnungen (21) an den Führungsleisten (14) des Halterahmens (12) in Giessposition mit entsprechenden Gaszuführ- bzw. Gasabführöffnungen (29) der Führungsschienen (7, 7 min ) übereinstimmen und mindestens eine dieser Führungsschienen (7, 7 min ) mit einer Druckgasversorgung verbunden ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschienen (7, 7 min ) eine elastische Presskraft auf die Führungsleisten (14) bzw. auf den Giessdüsenkörper (11) in Richtung Ausgussstein (3) aufbringen.

3.

Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschienen (7, 7 min ), ihre Aufhängung (8) und die Bewegungseinrichtung (30, 32) an einer Grundplatte (10) befestigt sind, die am Zwischengefäss (2) anbring- und wegnehmbar ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Grundplatte (10) ein Dichtungsring (20) für einen Faltenbalg (31) die Führungsschienen (7, 7 min ) umschliesst und ausserhalb des Dichtungsringes (20) eine Kolbenzylindereinheit (30), die als Bewegungseinrichtung (30, 32) für die Wechselteile (6, 38) dient, an der Grundplatte (10) befestigt ist.

5.

Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring (20) ein Verstärkungsauge (34) mit einer Bohrung (33) für eine Kolbenstange (32) der Kolbenzylindereinheit (30) aufweist und in Ruhestellung die Bohrung (33) im Verstärkungsauge (34) durch die Kolbenstange (32) gegen Luftzutritt in einen durch den Faltenbalg (31) abgeschirmten Raum abdichtet.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Verstärkungsauge (34) Zu- und Abführleitungen (36) für das Gaszirkulationssystem (17) zur Kühlung des Halterahmens (12) angeordnet sind.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (10) eine konische Führung (37) zur Zentrierung und Höhenpositionierung des Ausgusssteines (3) aufweist.

8.

Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gaszirkulationssystem (17) an eine Stickstoff- oder Edelgasversorgung angeschlossen ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4-8, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Ende des Faltenbalges (31) auf einem Kokillentisch befestigbar und das andere Ende des Faltenbalges (31) mit einer Heb- und Senkvorrichtung an den Dichtungsring (20) anschlagbar ist und Kühlgas nach Erfüllung der Kühlfunktion innerhalb des Faltenbalges (31) das Gaszirkulationssystem (17) verlässt.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschienen (7, 7 min ) nutenförmige Führungsbahnen aufweisen und die Gaszuführ- bzw. Gasabführöffnungen (29) in die Nuten (15) münden.

11.

Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Halterahmen (12, 12 min ) eine kegelförmige Aufnahmeöffnung (39) für einen kegelförmigen Giessdüsenkörper (11) oder Blockierstein (38) und eine konzentrisch zur Aufnahmeöffnung (39) verlaufende Kühlnut (23) aufweist.

12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Nut (15) der Führungsschienen (7, 7 min ) mindestens zweimal der Länge eines Halterahmens (12, 12 min ) entspricht.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Giessdüsenkörpers (11) mindestens dreimal dem Durchmesser der Düsenbohrung entspricht.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsfläche (40) am Giessdüsenkörper (11) gegenüber dem Ausgussstein (3) ringförmig ist.

15.

Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der ringförmigen Dichtungsfläche (40) das 0,5-1,5fache der mittleren Düsenbohrung beträgt.