CH692105A5 - Einrichtung zum Zuführen von Stahl in eine Stranggiesskokille. - Google Patents

Description

  



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



  Es ist bekannt, flüssigen Stahl aus einem Zwischengefäss einer oder mehreren Stranggiesskokillen zuzuführen. Bei kleinen Strangquerschnitten kann der Stahl 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. Ein weiterer Nachteil dieser Einrichtung ist die Oxydation des Stahlstrahles zwischen dem Schieber und der Kokille. Bei sauerstoffempfindlichen Stählen kann deshalb dieses System nicht verwendet werden. 



  Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine Einrichtung zum Zuführen von Stahl aus einem Bodenausguss eines Zwischengefässes in eine Stranggiesskokille zu schaffen, die die oben erwähnten Nachteile überwindet und insbesondere auch ein Giessen ohne Zutritt von Luftsauerstoff ermöglicht. Die Einrichtung zum Zuführen von Stahl soll aber auch die Sicherheit bei Störungen erhöhen, ein sicheres Wiederanfahren und das Giessen mit unterschiedlichen Ausziehgeschwindigkeiten während eines laufenden Gusses ermöglichen. 



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



  Die Verwendung eines mobilen Giessdüsenkörpers zusammen mit einer Abschirmung des Luftsauerstoffes erlaubt das Giessen von Stählen mit erhöhten Qualitätsmerkmalen. 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 Befestigung der Führungsschienen und der Bewegungseinrichtung für die Wechselteile sowie eines Dichtungsringes für einen Faltenbalg an der Grundplatte stellt sicher, dass die gesamte Einrichtung von unkontrollierbaren Ausdehnungen des Giessgefässes unabhängig ist. Im Weiteren ermöglicht diese Montageart einen raschen Wechsel der gesamten Einrichtung am Zwischengefäss. 



  Der Dichtungsring kann eine Bohrung für eine Kolbenstange der Kolbenzylindereinheit aufweisen. In Ruhestellung dichtet die Kolbenstange die Bohrung im Dichtungsring gegen Luftzutritt in einen durch den Faltenbalg abgeschirmten Raum ab. Im Dichtungsring können zusätzlich Zu- und Abführleitungen für das Gaszirkulationssystem zur Kühlung des Halterahmens angeordnet sein. 



  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- bis 1,5fache der mittleren Düsenbohrung. 



  Der Faltenbalg ist in der Regel auf dem 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. 



  Die Führung zwischen dem Halterahmen für den Giessdüsenkörper 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 Nut der Führungsleisten wird etwa zwei Mal so lang wie die Länge eines Halterahmens gewählt. Damit ist Gewähr für das Einlegen des zweiten Halterahmens geboten. 



  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 Bewegungseinrichtung für die Wechselteile kann während des Giessbetriebes in ihrer Arbeitsstellung verbleiben. Um einen ungehinderten Zugang und freie Sicht zum Einschieben von Wechselteilen in die Führungen sicherzustellen, kann nach einem weiteren Ausführungsbeispiel die Bewegungseinrichtung für die Wechselteile an einer Achse parallel zur Bewegungsachse des Wechselteiles an einem Hebel pendelnd aufgehängt und zwischen einer Ruhestellung und einer Arbeitsstellung um die Achse schwenkbar sein. 



  Bei Giessbetrieb ist in den Führungsschienen als Wechselteil ein Blockierstein eingehängt. Er dient zum Blockieren des Giessstrahles bei einer Störung. Er kann jederzeit mittels einer Druckknopfschaltung unter den Ausgussstein geschoben werden. Nach einer weiteren Ausführungsform ist es auch möglich, die Bewegungseinrichtung für das Wechselteil mit einem Badspiegelmessgerät zu verbinden und die Wechselbewegung bei Überschreitung einer maximalen oder bei Unterschreitung einer minimalen Badspiegelhöhe automatisch über einen Rechner zu steuern. 



  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 und 
   Fig. 4 eine Ansicht/Schnitt auf eine Aufhängung der Bewegungseinrichtung für den Wechselteil. 
 



  Die Fig. 1 bis 3 zeigen ein Beispiel einer Einrichtung zum Zuführen von Stahl aus einem Bodenausguss, wobei ein Zwischengefäss 2 nur durch die Einbettung eines Ausgusssteines 3 dargestellt ist. Ein Pfeil 4 zeigt die Ausfliessrichtung des Giessmetalles. 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 11 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 Führungsschiene 7 an ein Gaszirkulationssystem, dargestellt durch eine Gaszuführleitung 17, angeschlossen. Aus der Gaszuführleitung 17 wird über Bohrungen 18 Gas in die Führungsleisten 14 zur Kühlung des Halterahmens 12 zugeführt. Ist der Halterahmen 12 in Giessposition, so sind die Gasaustrittsöffnungen 19 der Führungsschiene 7 in Übereinstimmung mit den Gaseintrittsöffnungen 21 der Führungsleisten 14. 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 eine Dichtungsfläche 20 an einem Dichtungsring 20 min  befestigt, der die Führungsschienen 7, 7 min  umschliesst. Ausserhalb des Dichtungsringes 20 min ist eine Kol benzylindereinheit 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 des Dichtungsringes 20 min . In Ruhestellung dichtet die Kolbenstange 32 die Bohrung 33 gegen einen Luftzutritt in einen durch den Faltenbalg 31 abgeschirmten Raum ab. Im Dichtungsring 20 min  können auch Zu- und Abführleitungen 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 am Kokillentisch befestigt und kann mit einer Heb- und Absenkvorrichtung bis zum Dichtungsring 20 min  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 im Halterahmen 12, 12 min  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 einer Kokille oder auch im Badspiegel liegt. 



  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- bis 2fache, vorzugsweise das 1- bis 1,5fache der mittleren Düsenbohrung. 



  Der Blockierstein 38 kann aus keramischem oder aus metallischem Werkstoff sein. 



  In Fig. 4 werden für gleich bleibende Teile die gleichen Bezugsziffern wie in den Fig. 1 bis 3 verwendet. Im Unterschied zu Fig. 3 ist die Bewegungseinrichtung, die beispielsweise als Kolbenzylindereinheit 30 ausgeführt ist, aus ihrer Arbeitsstellung 56 in eine Ruhestellung 55 verschwenkbar. Zu diesem Zweck ist an einer Achse 50, die parallel zur Bewegungsachse 51 des Wechselteiles 6 angeordnet ist, ein Hebel 52 pendelnd aufgehängt. An diesem Hebel 52 ist die Kolbenzylindereinheit 30 befestigt. Soll ein neues Wechselteil unter die Ausgussdüse eingesetzt werden, so wird der Faltenbalg 31 abgesenkt, um Zugang zu den offenen Führungsschienen 7, 7 min  zu erhalten.

   Nach dem manuellen Einführen des neuen Wechselteiles 6 in die offenen Führungsschienen 7, 7 min wird kurz vor dem Austausch des Wechselteiles 6 der Hebel 52 mit der Kolbenzylindereinheit 30 in Arbeitsposition 56, wie strichpunktiert dargestellt, verschwenkt und mittels der Festhalteeinrichtung 57 festgehalten. Nach dem Austausch des neuen gegen das alte Wechselteil 6 wird der Faltenbalg 31 wieder in Abdichtstellung gebracht. 



  Das Auswechseln eines Wechselteiles mittels der Kolbenzylindereinheit 30 erfolgt in der Regel bei abgesenktem Faltenbalg. Wird die Wechselbewegung in einem Störungsfall durch eine Badspiegelmesseinrichtung zusätzlich gesteuert, so verbleibt die Kolbenzylindereinheit auch bei geschlossenem Faltenbalg in Arbeitsstellung und kann so in Notfällen jederzeit die Ausgussöffnung am Zwischengefäss verschliessen. Dadurch wird die Sicherheit bei geschlossenem Giessbetrieb wesentlich erhöht. 



  Die Verschwenkachse 50 ist ausserhalb des Faltenbalges 31 angeordnet. Je nach den örtlichen Platzverhältnissen könnte an Stelle der horizontalen Verschwenkachse 50 eine vertikale Achse für die Verschwenkung der Kolbenzylindereinheit 30 vorgesehen werden.

Claims (14)

1. Einrichtung zum Zuführen von Stahl 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) in eine Giessposition in beidseitig des Ausgusssteines (3) angeordneten offenen Führungsschienen (7, 7 min ) bringbar ist, dieses erste Wechselteil (6) mittels einer Bewegungseinrichtung (29) und eines zweiten Wechselteils aus der Giessposition herausstossbar und das zweite Wechselteil in die Giessposition bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Wechselteil (6) aus einem feuerfesten Giessdüsenkörper (11) und einem Halterahmen (12) für den Giessdüsenkörper (11) besteht, wobei der Halterahmen (12) 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, und dass die Führungsschienen (7, 7 min ), die Bewegungseinrichtung (29) und ein Dichtungsring (20 min ) für einen Faltenbalg (31) an einer am Zwischengefäss (2) auswechselbaren Grundplatte (10) angeordnet sind und dass der Dichtungsring (20 min ) die Führungsschienen (7, 7 min ) umschliesst und eine Kolbenzylindereinheit (30), die als Antrieb der Bewegungseinrichtung (29) dient, ausserhalb des Dichtungsringes (20 min ) vorgesehen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring (20 min ) eine Bohrung (33) für eine Kolbenstange (32) der Kolbenzylindereinheit (30) aufweist.

3.

Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Dichtungsring (20 min ) Zu- und Abführleitungen für ein Gaszirkulationssystem zur Kühlung des Halterahmens (12) angeordnet sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (10) eine konische Führung (37) zur Zentrierung und Höhenpositionierung des Ausgusssteines (3) aufweist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenbalg (31) mit einer Heb- und Senkvorrichtung zwischen dem Dichtungsring (20 min ) und einem Kokillentisch angeordnet ist und Austrittsöffnungen für Kühlgas innerhalb des Faltenbalges (31) vorgesehen sind.

6.

Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungseinrichtung (29) an einer Achse (50) parallel zur Bewegungsachse (51) des Wechselteiles (6) an einem Hebel (52) pendelnd aufgehängt und zwischen einer Ruhestellung (55) und einer Arbeitsstellung (56) um die Achse (50) schwenkbar ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Halterahmen (12) über die Führungsschienen (7, 7 min ) mit dem Gaszirkulationssystem (17) verbunden ist und dass Gaseintrittsöffnungen (21) an den Führungsleisten (14) des Halterahmens (12) in der Giessposition mit entsprechenden Gaszuführ- bzw. Gasaustrittsöffnungen (19) der Führungsschienen (7, 7 min ) in ihrer Position übereinstimmen.

8.

Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschienen (7, 7 min ) nutenförmige Führungsbahnen (15) aufweisen und die Gasaustrittsöffnungen (19) in den Führungsbahnen (15) münden.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Halterahmen (12, 12 min ) eine kegelförmige Aufnahmeöffnung (39) für den Giessdüsenkörper (11) oder einen Blockierstein (38) und eine konzentrisch zur Aufnahmeöffnung (39) verlaufende Kühlnut (23) aufweist.

10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Führungsbahn (15) der Führungsschienen (7, 7 min ) zwei Mal der Länge der Halterahmen (12) entspricht.

11.

Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Giessdüsenkörpers (11) mindestens zwei Mal dem mittleren Durchmesser der Düsenbohrung entspricht.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Giessdüsenkörper (11) und dem Ausgussstein (3) eine ringförmige Dichtungsfläche (40) ausgebildet ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Dichtungsfläche (40) das 0,5- bis 2fache des mittleren Durchmessers der Düsenbohrung beträgt.

14.

Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungseinrichtung (29) mit einem Badspiegelmessgerät verbunden ist, um ein Herausstossen des ersten Wechselteils (6) mittels des zweiten Wechselteils (12 min ) automatisch bei vorbestimmten Badspiegelhöhen rechnergesteuert einzuleiten.