DD208564A5 - Rohrfoermiges giessmundstueck fuer eine stranggussanlage - Google Patents
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Abstract
Ziel der Erfindung ist die ununterbrochene Herstellung von Rohren mit qualitativ hochwertiger Aussen- und Innenwand. Aufgabe der Erfindung ist die Loesung der Probleme der Steuerung der Abkuehlung der gegossenen Schmelze. Nach der Erfindung wird das dadurch erreicht, dass der Kopf zusammengesetzt ist und wenigstens eine schmale ringfoermige Lippe, deren Innenflaeche die durchgehende Verlaengerung der Innenwand des Hohlkoerpers des Giessmundstuecks darstellt, wobei sich die Lippe an der Ebene, der Beruehrungsebene zwischen dem Eingussbecken und dem Kuehlmantel, an den Hohlraum anschliesst und wenigstens einen, sich einem Waermedurchgang widersetzenden, Ring aus isolierendem Material, der die Lippe umgibt und in Beruehrung mit dem Hohlkoerper steht, aufweist.
Description
/ O *7 C Π O -*/- ^ B22D/248 750.3 4 O / J) U J 62 091 27
17.5.83
Rohrförmiges Gießmundstück für eine Stranggußanlage Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein rohrförmiges Gießmundstüok für eine Stranggußanlage, die ein mit einer unteren Gießöffnung versehenes Eingußbeoken, einen Kühlmantel für das Gießmundstück, der in der Verlängerung der Innenwand der Gießöffnung unter dem Eingußbecken befestigt ist, und einen geheizten Kern, der zusammen mit dem Gießmundstüok einen engen, rohr» förmigen und zur Gießöffnung koaxialen Gießraum bildet, aufweist und wobei das Gießmundstück einen vom Kühlmantel umgebenen zylindrischen dickwandigen Hohlkörper und einen in die Gießöffnung ragenden Kopf besitzt.
Eine Stranggüßanlage für ein derartiges Rohr enthält gemäß der "B1R-PS 2 415 50I unterhalb eines mit einer unteren Gießöffnung versehenen Eingußbeckens ein im wesentlichen zylindrisches Gießmundstück, das von einem Kühlmantel umgeben ist und zusammen mit einem das Eingußbecken durchquerenden Kern einen ringförmigen Raum für das Gießen des Rohres begrenzt. Eine Abziehvorrichtung zieht das erstarrte Rohr entsprechend seiner Bildung schrittweise ab.
Im Fall des Gießens eines dünnwandigen Rohrs, insbesondere eines Rohrs aus Gußmaterial, ist die Verstopfungsgefahr durch vorzeitige teilweise Erstarrung groß, da der Eintritt des Gießraums eng ist.
Es wurde daher vorgeschlagen, das Gießmundstück mit einem in die Gießöffnung eindringenden Kopf zu versehen und somit
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den Eintritt des ringförmigen Saums in eine wärmere Zone zu verlagern« In gewiesen Fällen ist der Kopf eine einfache Verlängerung des zylindrischen Körpers des GießmundstückSe In anderen Fällen wird, gemäß einer vorteilhafteren Form, der Kopf durch einen kegelstumpfförmigen sich naoh oben-verjüngenden Vorsprung gebildet, der innerhalb der Gießöffnung in die Schmelze eintaucht.
Wenn die Verstopfung am Eintritt auf diese Weise praktisch beseitigt ist, ist aber festzustellen9 daß sich jedoch in gewissen mehr oder weniger regelmäßigen Längsabständen entsprechend einem Vielfachen des Entnahmeschritts für das erstarrte Bohr auf der Oberfläche abgelagerte Ringe aus erstarrter Schmelze bilden, die mit dem Rest des in den Ringraum gegossenen Gußmaterial weder amalgamiert noch verschweißt sind» Wenn auch von geringer Tiefe, so können diese Binge jedoch die Hälfte des Gesamtwerts des Ringraums zwischen dem Kern und dem Gießmundstück erreichen» folglich die Hälft© der Dicke des gegossenen Rohrs· Sie sind daher bei der Herstellung eines sehr langen Rohrs aus dünnem Gußmaterial unzulässig, da sie Schwächungszonen darstellen, die durch Abschneiden des gegossenen Rohrs beseitigt werden müssen» Gelegentlich entsteht auch eine völlige Verstopfung der Zufuhr an Setiiael&e und ein Stillstand des Gussesβ
Ziel ider n3Bgf indung
Das Ziel der Erfindung besteht darin, ohne Gefahr der Unterbrechung des Gießprosesses infolge Verstopfung oder Rohrbruch oder Vorzeitiger mechanischer Zerstörung des Kopfes Rohre
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17.5.83
hoher Qualität mit hochwertigen Außen- und Innenwänden und ohne Schwächungszonen infolge von Dickenunstetigkeiten, welche sowohl eine Quelle für Brüche bei jedem Abzugsschritt als auch eine Verringerung des Produktionsergebnisses, weil sie abgeschnitten werden müssen, darstellen, herzustellen·
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein rohrförmiges Gießmundstück für eine Stranggußanlage, die ein mit einer unteren Gießöffnung versehenes Eingußbecken, einen Kühlmantel für das Gießmundstück, der in der Verlängerung der Innenwand der Gießöffnung unter dem Eingußbecken befestigt ist, und einen geheizten Kern, der zusammen mit dem Gießmundstück einen engen, rohrförmigen und zur Gießöffnung koaxialen Gießraum bildet, aufweist und wobei das Gießmundstück einen vom Kühlmantel umgebenen zylindrischen dickwandigen Hohlkörper und einen in die Gießöffnung ragenden Kopf besitzt, zu schaffen, welches zum Kühlmantel nur nach einen engen Durchtritt, der auf den Querschnitt der Lippe, d. h· auf einen Bruchteil des Querschnitts des Hohlkörpers, beschränkt iste Außerdem verzögert der hitzefeste Ring diesen Wärmestrom durch Verlängerung seines Wegs.
Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Lippe aus Graphit besteht und mit dem Hohlkörper des Gießmundstücks einstückig ausgebildet ist·
Auch darin besteht ein Merkmal des erfindungsgemäßen rohrförmigen Gießmundstückes, daß die Lippe sehr geringfügig kegelstumpf förmig ist und sich über eine Abrundung an den Hohlkörper anschließt·
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Andererseits ist ein Merkmal der Erfindung gleichfalls darin au sehen, daß der Ring aus hitzefestem Material besteht*
Gleichfalls zu den erfinderischen Merkmalen zu rechnen ist, daß der Hing den Raum zwischen der Lippe und der Innenwand der Gießöffnung ausgefüllt und mit dem oberen Ende der Lippe bändig ist.
Ea ist ebenfalls ein Merkmal der Erfindung 9 daß eiije zweite äußere Lippe, die zur inneren Lippe koaxial ist, von dieser durch einen Ringraum getrennt ist, außen zylindrisch ist und an der Wand der Gießöffnung anliegt, wobei der hitzefeste Ring den Raum zwischen den beiden Lippen ausfüllt.
Als Merkmal der Erfindung ist auch anzusehen, daß die Lippe einen oberen Rand aufweist und außen wenigstens eine ringförmige Ausnehmung als Sitz für einen isolierenden Ring besitzt.
Zu den erfinderischen Merkmalen zu rechnen ist9 daß die ausgenommene Außenfläche der Lippe konkav und halb wulstförmig
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht daring daß die Lippe eine seitliche Rippe aufweist,, die für swei konzentrisch© übereinanderliegende Ringe eine trennwand bildet.
Auch darin besteht ein Merkmal der erfindungsgemäßen Lösang, daß die radiale Breite der Lippe etwa ein Drittel der Breite des Hohlkörpers beträgt©
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Gleichfalls ist ein Merkmal der Erfindung darin zu sehen, daß der Ring aus einem isolierenden Material, etwa Aluminiumoxidfasern, besteht.
Schließlich besteht ein Merkmal der Erfindung noch darin, daß die axiale Höhe der Lippe wenigstens gleich der Dicke des Hohlkörpers ist, vorzugsweise das 1 i/2faohe hiervon beträgt·
Nachstehend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden» In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
Fig* 1: einen schematischen Längsschnitt einer senk»
rechten Stranggußanlage mit rohrförmigem Gießmundstück nach der Erfindung während des Gießens eines Bohrst
Fig* 2ί einen gegenüber Fig· 1 vergrößerten teilweisen Längsschnitt des Kopfs des Gießmundstücks nach der Erfindung;
Fig« 3 bis 5: teilweise Längsschnitte im gleichen Maßstab
wie Fig. 2 von Varianten des Kopfes des Gießmundstücks nach der Erfindungj
Fig. 6i einen Fig. 3 bis 5 ähnlichen teilweisen Längsschnitt eines Kopfes eines Gießmundstücks nach dem Stand der Technik zum Vergleiche
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel von Fige 1 und Hg* 2 ist die Erfindung bei einer senkrecht nach unten arbeitenden "Stranggußanlage für ein dünnwandiges Rohr T aus Gußmaterial angewendet, dessen Verhältnis von Dicke zn Durchmesser gering, d« h· kleiner als 10 %, ist, wobei die Dicke ihrerseits 5 am nicht übersteigt und in der Größenordnung von 3 PQ liegen kenn»
Zur Vereinfachung ist in Fig® 1 nur ein Teil eines Eingußbeokens 1 gezeigt, das das Gießmundstück 6 nach der Erfindung mit Schmelze F speist« Das Eingußbecken 1 befindet sich in einem metallischen Mantel oder Gehäuse 2$ das innen mit einer dicken hitzefesten Auskleidung 3» ^* Be der Art von Stlicium-Aluminiiuaoxidj ausgekleidet ist«, Das Eingußbecken 1 ,hat an seinem Unterteil, der in Fig* 1 allein dargestellt ist, eine senkrechte Gießöffnung 4 von zylindrischer Form mit einer Achse X-»lo Innerhalb der Gießöffnung M- befindet sich das obere %de oder der Kopf 17 eines Gießmundstücks 6 und ein K©m 8S der zusammen mit dem Gießmundstück 6 einen rohrförmigen Gießraum 10 bildet«
Der aus Graphit bestehende und sur Gießöffnung koaxiale Kern 8 durchquert das lingiißbecken 1 vollständig und ist an seinem Oberteil unter Abstützung am Gehäuse 2 durch bekannte nicht dargestellte Mittel aufgehängt, z* B* durch, diejenigen in der FE-JPS 2 415 501« Der Kern 8 ist vorzugsweise hohl und enthält innen eine Heizvorrichtung, z, B« einen schlangenförmigen Induktor 12 aus Kupfer* der schraubenförmig gewickelt und innen wassergekühlt ist» Der Kern 8 kann auch einen Heiz- ^iderstand enthalten»
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Das Gießmundstück 6 besteht ebenfalls aus Graphit* Es ist rohrförmig und koaxial zum Kern 8, d. h· hat die Achse X-X. Das Gießmundstück 6 umgibt den Kern 8 und bildet mit diesem einen engen rohrförmigen Gießraum 1O$ dessen Breite der Wanddicke des zu gießenden Rohrs T entspricht· Die Höhe des Gießmundstücks 6 beträgt beispielsweise 25 cm für das. Gießen eines Rohrs T aus Gußmaterial mit einem Außendurchmesser von 170 mm und einer Wanddicke von 5 mm. Das Gießmundstück 6 wird an seinem unteren Ende durch einen Flansch 9 gestützt, der durch Zuganker 14 am Gehäuse 2 aufgehängt ist.
Der Flansch 9 trägt auch einen zum Gießmundstück 6 und zum Kern 8 koaxialen Kühlmantel 15, der in enger Berührung mit der Außenwand des Gießmundstücks 6 zwischen dem Gehäuse 2 des Eingußbeckens 1, d. h. dem Austritt der Gießöffnung 4, und dem Flansch 9 steht. Dieser Kühlmantel I5 ist schematisch dargestellt als Hülse mit Wasserumlauf mit Leitungen 16$ I3 für den Ein- bzw· Austritt des Wassers· Der Kühlmantel I5 kann aber auch gemäß der FE-PS 2 415 501 zwischen der Hülse mit Wasserumlauf und dem Gießmundstück 6 eine Schürze aus flüssigem Kühlmetall mit niedrigem Schmelzpunkt aufweisen, um eine bessere thermische Berührung und folglich eine vollkommene Beseitigung der Wärme zu gewährleisten·
Die Anlage enthält außerdem eine Entnahme- oder Abziehvorrichtung für das gegossene Eohr T, die z· B· aus zwei Paaren von Bollen 18$ 20 mit waagerechten Achsen besteht, die auf die Außenwand des gegossenen Eohrs (D symmetrisch zur Achse X-X gedrückt werden· Zwei dieser Rollen 18$ 20, die sich auf
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derselben Seite der Achse X-X befinden, sind durch eine Übertragungskette 19 verbunden und werden durch einen Getriebemotor 21 schrittweise, da h· mit Stillstandsseiten, gedreht.
Durch dieses bekannte Abziehsystem erfolgt das Austreten des erstarrten Rohrs ΐ aus dem rohrförmigen Gießraum 10 schrittweise·
Das Gießmundstück 6 enthält erfindungsgemäß einen zylindrischen Hohlkörper ? von konstanter Wanddicke, der an seinem Oberteil duroh einen in die Gießöffnung 4 eingepaßten Kopf verlängert ist»
Gemäß der in fig. 1 und Fig« 2 dargestellten Ausführungsform enthält der zusammengesetzte Kopf 17 eine dünne oder schmale ringförmige Lippe 22, die sich mit einer großen Abrundung 23 an den dickwandigen Hohlkörper 7 anschließt· Der Kopf 17 ist zusammen mit dem Hohlkörper 7 einstückig ausgebildet und besteht aus Graphit* Diese Verbindung erfolgt genau an der Mündung der Gießöffnung 4g de tu in der Ebene P, der Berührungsebene (strichpunktiert dargestellt) zwischen der Außenfläche des metallischen Gehäuses 2 und dem oberen Ende des Kühlmantels 15« Folglich hat die Lippe 22 auf ihrer gesamten Höhe innerhalb der Gießöffnung 4 eine merklich geringere Dicke als der Hohlkörper 7 außerhalb der Gießöffnung 4* An ihrem Oberteil hat die Lippe 22 eine Dicke, die einen Bruchteil der Dicke des gekühlten Teils des Gießmundstücks 6, des Hohlkörpers 7, darstellt» Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Lippe 22 kegelstumpfförmige Da ihre Konizität jedoch sehr gering ist, ist ihre Dicke beinahe auf ihrer gesamten Höhe ein Bruchteil der Dicke des gekühlten Hohlkörpers 7. Die
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Dicke der Lippe 22 beträgt beispielsweise höchstens ein Drittel der Dicke des Hohlkörpers 7 genau vor der Abrundung 23 ihrer Verbindung mit diesem Hohlkörper 7· Die ajciale Abmessung der Lippe 22 ist mindestens gleich der Wanddicke des Hohlkörpers 7 und für gewöhnlich gleich dem 1,5-fachen dieser Dickeο
Die Lippe 22 ist von einem hitzefesten Ring 24, beispielsweise aus einem silicium-aluminiumoxidhaltigen Material» mit guten Wärmeisolationseigenschaften umgeben· Der Hing 24 ist auf die Lippe 22 aufgepaßt, schmiegt sich an deren Außenprofil an und bildet zusammen mit dieser Lippe den zusammengesetzten Kopf 17 des Gießmundstücks 6. Die Form und Breite des Rings 24 gestatten diesem Kopf 17 ein Anpassen an die Innenwand der Gießöffnung 4· Auf diese Weise wird die Strömung der Schmelze 7 nur zwischen der Lippe 22 und dem Kern zugelassen*
Bei Gebrauch steht das obere Ende der ringförmigen dünnen Lippe 22 in unmittelbarer Berührung mit der im Eingußbecken 1 enthaltenen Schmelze F und schließt sich an den dickwandigen Hohlkörper 7 ä.ea Gießmundstücks 6 genau an der oberen Grenze der kräftigen Kühlung des Gießmundstüoks 6 duroh den Kühlmantel 15 an.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, steht die waagerechte und ebene Oberseite 25 des Rings 24, die mit dem oberen Ende der Lippe 22 bündig ist, ebenfalls in Berührung mit der Schmelze F des Eingußbeokens 1. Die Unterseite des Rings 24 steht dagegen in Berührung mit dem Hohlkörper 7 und mit der Abrundung 23 der Lippe an diesem Hohlkörper 7 in der Ebene P·
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Vom Beginn des Gießens an und während der gesamten Zeit, in der das Gießen andauert und in der folglich der ringförmige Gießraum 10 mit Schmelze F gefüllt ist, wird daher der gesamte zusammengesetzte Kopf 17 des Gießmundstücks 6 in einer heißen Zone gehalten, da er mit seiner waagerechten Oberseite 25 und der zylindrischen Innenseite der Lippe 22 in Berührung mit der Schmelze F steht·
line Kühlung kann nur vom Kühlmantel 15 aus erfolgen· Ein Kühlstrom durchquert den leitenden Graphit der Lippe 22 und des Hohlkörpers 7» kann aber das hitzefeste Material des Kings 24 nicht durchqueren· Folglioh folgen die zwischen der Schmelze F und dem Kühlmantel I5 erzeugten Kühlströme den Wegen$ die durch die mit Pfeilen versehenen gestrichelten WärmefIttßlinien f^ und die gepunkteten Wärmeflußlinien f2 von Figβ 2 angegeben sind·
Die Wärme der über dem Kopf 17 und im Gießraum 10 innerhalb der Lippe 22 befindlichen Schmelze F fließt längs der gestrichelten Wärmeflußlinle f^ zum Kühlmantel I5 ab· Diese Wärmeflußlinie f„j entspricht einer geringen Wärmeabgabe, weil die Lippe 22 aus Graphit (Wärmeleitfähigkeit« 70 bis 100 kCal/h/m /0O), folglich ein guter Wärmeleiter, folgendes aufweist« Einerseits einen geringen Querschnitt, der der Wärme einen geringen Durchgangsquerschnitt bietet, und andererseits eine große Länge oder Höhe, die den Wärmestrom längs der Wärmeflußlinia f^ ebenso sehr verlangsamt, während der Hing 24, der aus hitzefestem silicium-aluminiumoxidhaltigen Material besteht (Wärmeleitfähigkeit^ 0,5 bis 3 kOal/
O *\ ' '
h/cm /QC) sich dem Wärmedurchgang widersetzt und daher umgangen werden muß«
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Somit wird auf Grund des zusammengesetzten oder heißen Kopfs 17 die im ringförmigen Gießraum 10 innerhalb der Lippe 22 und der Gießöffnung 4 sowie über der Ebene P verhältnismäßig wenig gekühlt. Man kann sogar in Betracht ziehen, daß sie praktisch keine Kühlung erfährt.
Unterhalb der waagerechten Ebene P, welche diejenige der Verbindung der dünnen Lippe 22 aus Graphit und auch des hitzefesten Bings 24 mit dem Hohlkörper 7 von konstanter Dioke des Gießmundstücks 6 ist, d. h. mit dem unter der oberen Grenze des Kühlmantels 15 befindlichen Grenze, befinden sich dagegen weitaus kräftigere Wärmeströme längs der Wärme» flußlinien f2 als der Wärmeflußlinie' f^, die die Wärme des Gießraums 10 zum Kühlmantel 15 hin abführen. Tatsächlich ist der Durchtrittsquerschnitt für die der Schmelze F entnommene Wärmemenge weitaus größer unterhalb der Ebene P, da die Dicke des Hohlkörpers 7 aus Graphit, einem guten Wärmeleiter, merklich größer als diejenige der Lippe 22 ist.
Die tatsächliche und fühlbare Kühlung der Schmelze F beginnt daher unter dieser Ebene P, d* tu in der Zone des ringförmigen Gießraums 10, die vom Kühlmantel 15 umgeben ist. Die gegossene Schmelze F erstarrt nur unterhalb der Ebene P, wie in Fig· 1 und Fig. 2 ersichtlich ist.
Die Lippe 22 ist nicht nur einstückig mit dem Hohlkörper 7 ausgebildet, sondern es befindet sich ferner ihre Innenseite genau in der Verlängerung der zylindrischen Innenwand 26 des Hohlkörpers 7, so daß das Gießmundstück 6 auf seiner gesamten Höhe eine durchgehende Fläche hat, insbesondere zwischen der in der Gießöffnung 4 über der Ebene P befindlichen
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heißen Zone und der unter der Ebene P befindlichen» durch den Kühlmantel 15 gekühlten Zone· Diese der Schmelze zugewandte »Stetigkeit der Innenwand 26 aus Graphit ist besonders vorteilhaft, da sie zu Beginn des Gusses vorhanden und während dessen aufrechterhalten wird, während das Gießmundstück 6 aus Graphit sich in Berührung mit der Schmelze F erhitzt und sich folglich gleichmäßig ausdehnt. Daraus ergibt sich, daß die Formwände an der Schmelze F im Gießraum 10 zwischen der Lippe 22 und dem Hohlkörper 7 einerseits und dem Kern 8 andererseits durchgehend bleiben, was die absteigende Strömung der Schmelze F und die Erzielung eines Rohrs T mit einer schönen glatten gesunden Außenwand und einer schönen Innenwand erleichtert.
Auf diese Weise wird die Verstopfung des gesamten Oberteils des Gießraums 10 durch wenigstens teilweise Erstarrung der Schmelze F vermieden« Die Erstarrung beginnt dagegen an der Ebene P der oberen Einflußgrenze des Kühlmantels 15 und ist am unteren Ende des Gießmundstücks 6 beendet, d, h· in Nähe von dessen Austritt.
Die Erstarrungsfront ist regelmäßig und stetig» Es besteht keine Gefahr der Bildung eines Ablagerungsrings auf Grund einer Dickenunstetigkeit, wie sie bei Punkt 28 in Fig· 6 angegeben ist· In dieser Fig» 6 enthält ein Gießmundstück 36 nach dem. Stand der Technik einen kegelstumpfförmigen Kopf 37j der an der Stelle des Gehäuses 2 dieselbe Breite wie der Hohlkörper des Gießmundstücks 36 hat und sich in Richtung auf das Eingußbecken 1 verjüngt·
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Weil Graphit ein guter Wärmeleiter ist, und weil der Querschnitt des Kopfes 37 oberhalb der Ebene P groß ist (weitaus größer als derjenige des zusammengesetzten Kopfs 17)» wird die Wärme der Schmelze F mit Hilfe des Kühlmantels 15 durch den großen Durchgangsquerschnitt entnommen, den der Kopf 37 oberhalb der Ebene P zur Verfügung stellt, und zwar durch einen Strom längs einer gestrichelt dargestellten Wärmeflußlinie f-a. Dieser Strom ist weitaus größer als der längs der Wärmeflußlinie f^, da er einen weitaus größeren Durchgangsquerschnitt aus Graphit durchquert. Daraus ergibt sich, daß die zwar langsam erfolgende Erstarrung der Schmelze F bei dem Punkt S1S oberhalb der Ebene P beginnt.
In Höhe der Ebene P kann die Dicke der erstarrten Schmelze F bei dem Punkt FS die Hälfte der Breite des Gießraums 10 und sogar die Gesamtheit dieses Raums bis zum Verschluß erreichen. Unterhalb der Ebene P ist die Kühlung der Schmelze F weitaus kräftiger, da der Weg längs der Wärmeflußlinie f2 zum Kühlmantel I5 weitaus direkter und kürzer ist.
Die Ebene P, die Trennungsebene zwischen diesen beiden Kühlungszonen markiert somit eine merkliche Dickenunstetigkeit der erstarrten Schmelze F, die bei Punkt 28 bei jedem Abzugsschritt eine Quelle für Brüche darstellte
Im Gegensatz hierzu bleibt der zusammengesetzte Kopf 17 des Gießmundstücks 6 von Fig. 1 und Fig, 2 heiß und vermeidet die Kühlung der Schmelze F in dieser Zone des Gießmundstücks 6, so daß oberhalb der Ebene P keinerlei Erstarrung beginnt. Die Erstarrung findet lediglich unterhalb der Ebene P statt. Der angegebene schwere Fehler wird dadurch vermieden.
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17.5.83
Auf Grund seines zusammengesetzten Aufbaus und der Dicke des hitzefesten Rings 24 ist überdies der Kopf 17 sehr robust, zeigt keinerlei mechanische Zerbrechlichkeit, da der Hing 24 die verjüngte Lippe 22 schützt und außen verstärkt und gewährleistet somit die gleichmäßige Dicke des Gießmundstücks 6 einschließlich der innerhalb der Gießöffnung 4 enthaltenen Zone»
Wenn auch die Ausführungsbeispiele von FIg0 1 und Fig. 2 besonders vorteilhaft sind, können auch andere Arten eines heißen zusammengesetzten Kopfs 17 für ein Gießmundstück 6 hergestellt werden mit einerseits einem Teil aus Graphit von geringem Querschnitt, der bei der Strömung der Schmelze F im, Gießraum 10 eine gleichmäßige zylindrische Wand bewirkt und gegenüber der in Eichtung zum Kühlmantel 15 strömenden Wärme einen geringen Durchgangsquerschnitt hat, und mit andererseits einem hitzefesten isolierenden Teil, beispielsweise aus siliciuiE-aJi.uminiumoxidhaltigen Material.
Jedenfalls muß unabhängig von der Ausführungsform die Grenze zwischen dem zusammengesetzten Kopf 17 und dem Hohlkörper 7 des Gießmundstücks 6 die waagerechte Ebene P bleiben, wobei der Hohlkörper. 7 dieselbe Höhe wie der Kühlmantel 15 hat.
In lig» 3 enthält der Kopf des Gießmundstücks unterhalb der Ebene P OTei ringförmige konzentrische dünne Lippen 22 j 32, von denen die Lippe 32 außen und die andere Lippe 22 innen liegt« Die Lippen 22$ 32 bestehen aus Graphit, da sie die Fortsetzung des dickwandigen rohrförmigen Hohlkörpers 7 des
24 8 7 5 0 3 - Λ$ - 62 091 27
17.5,83
Gießmundstücks darstellen. Die Außenflächen der äußeren Lippe 32 ist zylindrisch und legt sich genau an die Wand der Gießöffnung an, während die einander gegenüberliegenden Oberflächen der beiden Lippen 22ι 32 geringfügig kegelstumpfförmig und durch einen hitzefesten isolierenden Ring 34 aus silicium-aluminiumoxidhaltigem Material besteht, der in enger Berührung mit ihnen steht und mit ihren oberen Saiden längs ein und derselben waagerechten Ebene bündig ist. Diese Enden stehen in Berührung mit der Schmelze F des Eingußbekkens, da gemäß der voll ausgezogenen Darstellung die hitzefeste Auskleidung 3 mit der äußeren Wand der äußeren Lippe 32 des zusammengesetzten Kopfs verbunden ist. In diesem Fall entsteht zwischen der Schmelze F in der Gießöffnung 4 und dem Kühlmantel 15 ein doppelter Strom längs der Wärmeflußlinien fyj für den Wärmeübergang· Diese beiden Wärmeflußlinien f^j durchqueren jeweils eine ringförmige Lippe 221 Weil jedoch diese Lippen 22; 32 dünn sind, bleibt der Wärmeverlust durch diese beiden Ströme sehr gering und ist nicht in der Lage, den Beginn einer Erstarrung der Schmelze F oberhalb der Ebene P zu verursachen, d. h. an der Stelle der Lippen 22\ 32β
Gemäß einer strichpunktiert dargestellten Variante verlängert sich die hitzefeste Auskleidung über den Kopf 17 hinaus und verbindet sich mit der Innenwand der inneren Lippe 22.
Wie im Fall der vorhergehenden Ausführungsform stellt der hitzefeste Ring 34 ei& Hindernis dar, das den Wärmedurchgang behindert und gleichzeitig eine mechanische Verstärkung des warmen Kopfes I7 des Gießmundstückes 6 gewährleistet.
24 8 / 5 0 3 -16 -' 62 09127
17.5.63
Gemäß der weiteren Ausführungsform nach Pig* 4 enthält der zusammengesetzte Kopf 17 des Gießmundstücks 6 oberhalb der Ebene P eine Lippe 42, deren ausgenommene Außenfläche 43 gemäß einem halbkreisringförmigen Profil konkav ist, das einen Rand 44 oder eine obere Erweiterung, die sich an die Innenwand der Gießöffnung 4 anschließt, und einen Sitz für einen hitzefesten Hing 45 aus silioium-aluminiuinoxidhaltigem Material bildet mit halbkreisringförmigem zugeordnetem Profil und mit zylindrischem Außenprofil, das an das zylindrische Innenprofil der Gießöffnung 4 angepaßt ist» Der Hand 44 nimmt dieselbe ringförmige Breite wie der unter der Ebene P befindliche Hohlkörper 7 ©in· D©£ obere Rand 44? der dieselbe Breite hat und mit der im Eingußbecken 1 enthaltenen Schmelze F in Berührung steht, ist merklich verjüngt. Er ist überdies verstärkt und wird vom Ring 45 getragen, der sich unmittelbar darunter befindet, so daß der Strom längs der Wärmeflußlinien f^ für die Mitnahme der Wärme zum Kühlmantel 15 sich weder auf der gesamten ringförmigen Breite dieses oberen Randes 44 ausbreiten, noch unmittelbar zum Kühlmantel 15 richten kann» Die Wärmeflußlinie f^ muß dagegen den hitzefesten Ring 45 umgehen und einen engen ringförmigen Querschnitt a-b zwischen dem Ring 45 und dem Gießraum 10 durchqueren» Folglich ist die Wärmemitnahme längs der Wärmeflußlinie f^ gering«
Anstelle halbkreisförmig zu sein, können die ausgenommene äußere Fläche der Lippe 46 und der hitzefeste Ring 48 j 49 ein rechteckiges Ausnehmungsprofil haben· Fige 5 zeigt eine Ausführungsform dieser Art. In dieser Fig. 5 enthält der zusammengesetzte Kopf 17 aus Graphit eine innere dünne Lippe 46, deren ausgenommen© äußere Oberfläche zwei Sitze mit recht-
24 87 5 0 3 -17 - 62 09127
17.5.83
eckigem Querschnitt bildet, die durch zwei hitzefeste konzentrische Ringe 48; 49 mit derselben zylindrischen Form ausgefüllt sind (genau oder ungefähr rechteckiges Profil)· Die beiden Ringe 48; 49 sind durch eine als waagerechte Trennwand ausgebildete Rippe 50 aus Graphit getrennt, die in Berührung mit der hitzefesten Auskleidung 3 steht und folglich keinen Wärmedurchgang liefern kann. Gemäß der Ausführungsform von Fige 5 enthält überdies die Lippe 46 einen oberen Rand 52, der als eine obere ebene Trennwand ausgebildet ist, was dem Kopf 17 aus Graphit ein Meridianprofil verleiht« Der obere Querschnitt dieses Meridianprofils kann entweder von der hitzefesten Auskleidung 3 bedeckt sein, wenn sich diese über eine Abrundung (voll ausgezogen dargestellt) an die Innenwand der Lippe 46 aus Graphit anschließt, oder in Berührung mit der Schmelze stehen, wenn der abgerundete Anschluß längs der strichpunktierten Linie in der Verlängerung der Umfangsränder der als Trennwände ausgebildeten Ränder 50; 52 erfolgt«
Gemäß einer Variante kann die Lippe 46 ohne oberen Rand 52 ausgebildet sein· Der isolierende Ring 49 steht dann an seinem Oberteil in Berührung mit der Auskleidung 3, was der Lippe 46 aus Graphit ein Meridianprofil verleiht.
Wie beim Beispiel von Fig. 4 bleibt der Durchgangsquerschnitt für den Strom längs der Wärmeflußlinie f,, zur Wärmeentnahme zum Kühlmantel 15 hin auf die rohrförmige senkrechte verjüngte Lippe 46 des Kopfes 17 beschränkt.
2487503 -18 - 62 091.27-
17.5*83
Je nach den Anlagen kann selbstverständlich der zusammengesetzte Kopf 17 ebenfalls weitere Anordnungen von Lippen aus Graphit und von Hingen aufweisen, die sich dem Wärmedurchgang widersetzen·
In dem FaIl9 in dem die isolierenden Ringe 45 nach Fig, 4 und 48; 49 nach Fig. 5 nicht in unmittelbarer Berührung mit der Schmelze F stehen, besteht großes Interesse daran, für diese Ringe 451 48; 49 ein Material mit besseren Isoliereigenschaften zu wählen, ohne daß Eigenschaften für die Hitzefestigkeit erforderlich sind, die die Berührung mit der Schmelze F erfordert«, So können die Ringe 45; 48j 49 Fasern aus Aluminiumoxid SeIn9 während der Ring 24 aus Silicium-aluminiumoxidbeton bestehen kann, wobei letzterer weitaus weniger gut als die Fasern aus Aluminiumoxid isoliert. Bei diesen verschiedenen Varianten sind die Höhe einer Lippe 32$ 42; 46 oberhalb der Ebene P und ihre radiale mittlere Breite gleich denjenigen der Lippe 22 von Fig, 1 und Fig. 2.
Wenn auch die Erfindung für-einen senkrecht nach unten erfolgenden Strangguß beschrieben ist, findet sie ebenfalls Anwendung bei einem aufsteigenden Strangguß, wobei der Kopf 17 des Gießmundstücks 6 zum "Fuß" des Gießmundstücks 6 wird und in das am Unterteil der Anlage befindliche Schmelzenbad eintaucht , Die Erfindung findet auch Anwendung beim waagerechten Strangguß (die Achse X-X ist waagerecht) oder beim geneigten Strangguß (die Achse X-X verläuft schräg).
Claims (7)
- 248750 3 -19 - 62 0912717.5.83Erfindungsanspruch
- 1. BohrfÖrmiges Gießmund stück für eine Stranggußanlage, die ein mit einer unteren Gießöffnung versehenes Bingußbecken, einen Kühlmantel für das Gießmundstück, der in der Verlängerung der Innenwand der Gießöffnung unter dem Bingußbekken befestigt ist, und einen geheizten Kern, der zusammen mit dem Gießmundstück einen engen, rohrförmigen und zur Gießöffnung koaxialen Gießraum bildet, aufweist und wobei das Gießmundstück einen vom Kühlmantel umgebenen zylindrischen dickwandigen Hohlkörper und einen in die Gießöffnung ragenden Kopf besitzt, gekennzeichnet dadurch, daß der Kopf (1?) zusammengesetzt ist und wenigstens eine schmale ringförmige Lippe (22? 32; 42| 46), deren Innenfläche die durchgehende Verlängerung der Innenwand (26) des Hohlkörpers (7) des Gießmundstücks (6) darstellt, wobei sich die Lippe (22; 32ι 42; 46) an der Bbene (P),der Berührungsebene zwischen dem Eingußbecken (1) und dem Kühlmantel (15), an den Hohlraum (7) anschließt und wenigstens einen, sich einem Wärmedurchgang widersetzendem, Ring (24$ 34; 45; 48 j 49) aus isolierendem Material, der die Lippe (22; 32ι 42$ 46) umgibt und in Berührung mit dem Hohlkörper (7) steht, aufweist«2· Rohrförmiges Gießmundstück nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Lippe (22; 32; 42; 46) aas Graphit besteht und mit dem Hohlkörper (7) des Gießmundstücks (6) einstückig ausgebildet ist»
- 3. HohrfÖrmiges Gießmundstück nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Lippe (22? 32) sehr geringfügig24 8750 3-20 - 62 091 27kegelstumpfförmig ist und sioh über eine Abrundung (23) an den Hohlkörper (7) anschließt.
- 4. Rohrförmig es Gießmund stück nach einem der Punkte 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Ring (24$ 34; 45 ·, 48 j 49) aus hitzefestem Material besteht.
- 5. Rohrförmiges Gießmundstück nach einem der Punkte 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Ring (24; 34) den Raum zwischen der Lippe (22; 42) und der Innenwand der Gießöffnung (4) ausfüllt und mit dem oberen Ende der Lippe (22j 42) bündig ist.6» Rohrförmiges Gießmundstück nach einem der Punkte 1 bis 4S gekennzeichnet dadurch, daß eine zweite äußere Lippe (32), die zur inneren Lippe (22) koaxial ist, von dieser durch einen Ringraum getrennt ist, außen zylindrisch ist und an der Wand der Gießöffnung (4) anliegt, wobei der hitzefeste Ring (34) den Raum zwischen den beiden Lippen (22; 32) ausfüllte7* Rohrförmiges Gießmundstück nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Lippe (425 46) einen oberen Rand (44; 52) aufweist und außen wenigstens eine ringförmige Ausnehmung als Sitz für einen isolierenden Ring (45; 48$ 49) aufweist»8« Rohrförmiges Gießmundstück nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß die ausgenommene Außenfläche (43) der Lippe (42) konkav und halb wulstförmig ist.248750 3 -21 - 62 091 27
- 17.5.839* Rohrförmiges Gießmundstück nach Punkt 7* gekennzeichnet dadurch, daß die Lippe (46) eine seitliche Rippe (50) aufweist, die für zwei konzentrische, übereinanderliegende Ringe (46; 49) eine Trennwand bildet.
- 10. Rohrförmiges Gießmundstück nach einem der vorhergehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß die radiale Breite der Lippe (22; 42; 46) etwa ein Drittel der Breite des Hohlkörpers (7) beträgt.β Rohrförmiges Gießmundstück nach einem der Punkte 7 bis 10, gekennzeichnet dadurch, daß der Ring (48$ 49) aus einem isolierenden Material, etwa Aluminiumoxidfasern, besteht.12* Rohrförmiges Gießmundstück nach einem der vorhergehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß die axiale Höhe der Lippe (22; 32$ 42| 46) wenigstens gleich der Dicke des Hohlkörpers (7) ist, vorzugsweise das 1 i/2fache hiervon beträgt.Hierzu 3 Seiten Zeichnungen
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