DD238202A5 - Zufuehrungsvorrichtung in fluessigem metall mit temperaturkontrolle des fluessigmetalls fuer kontinuierlich fortlaufendes giessen eines gusseisenrohres - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stranggussanlage fuer Rohre aus Eisenlegierungen, insbesondere fuer Rohre aus Gusseisen. Die Anlage gehoert zum Typ der direkten Speisung einer Giesseinheit mit gekuehlter Ringduese und erhitztem Kern beim aufsteigenden, senkrechten Strangguss eines Gusseisenrohres. Mit dem Ziel, Verstopfungen in der ringfoermigen Passage fuer die Rohrbildung zu vermeiden, soll die Aufgabe geloest werden, eine differenzierte Regulierung der Temperatur des fluessigen Metalls bezueglich der fest-fluessig-Phase zu erreichen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass die Anlage einen Elektroofen (1), der das fluessige Gusseisen (F) enthaelt, einen Deckel (2) zum Schliessen des Elektroofens (1) und auf dem Deckel (2) eine Graphitblockeinheit (3), die in das fluessige Gusseisen (F) des Elektroofens (1) eintaucht, wobei sie zusaetzlich zu der Zufuehrungsvorrichtung (15) der direkten Speisung und der Giesseinheit ein Ausdehnungsgefaess (16) aufweist, um das fluessige Gusseisen (F) mit variablem Niveau der Kammer (25) des hohlen Kerns (14) der Giesseinheit zuzufuehren. (Fig. 1)

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft den Strangguß von Rohren aus Eisenlegierungen, insbesondere von Rohren aus Gußeisen mit geringer Dicke bzw. Wandstärke im Verhältnis zum Durchmesser. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf den senkrechten Strangguß eines Rohres aus Gußeisen, ausgehend von einer Ringdüse und einem zu dieser Ringdüse koaxialen, erhitzten Kern, der mit dieser eine ringförmige Sektion für den Guß von Rohren bildet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

I Es ist bereits eine Stranggußanlage für ein Rohr aus Gußeisen mit einem_geringen Verhältnis von Dicke zu Durchmesser, unter Verwendung einer Ringdüse und eines koaxialen, erhitzten Kernes bekannt, wie sie beispielsweise in der FR-PS 2415501 beschrieben ist. Bei dieser Lösung handelt es sich um einen senkrechten, absteigenden Strangguß, bei welchem das flüssige Gußeisen von oben in den ringförmigen Raum zwischen der Düse und dem Kern eintritt.

In bezug auf den eingeschränkten engen Raum der ringförmigen Passage, der dem flüssigen Gußeisen vorbehalten ist, um das Rohr zu bilden, besteht das Risiko der Verstopfung dieser ringförmigen Passage durch das zu früh in Kontakt mit der Ringdüsen-Wandung, die von außen durch eine Ummantelung mit Wasser gekühlt wird, verfestigte Gußeisen, wobei dieses Risiko noch höher ist, wenn die Zone der Verfestigung des Gußeisens, das heißt, die Grenze zwischen der flüssigen Phase und der festen Phase des Gußeisens, nicht den Gegenstand einer schwierig zu realisierenden Überwachung bildet. Zweck der Lösung gemäß FR-PS 2415 501 war es, diese Verfestigungszone zu definieren, sowie äußere Kühlmittel für die Ringdüse vorzuschlagen, um die Verfestigungszone zu überwachen, insbesondere zu Beginn des Gusses.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Stranggußanlage für Gußeisenrohre so auszubilden, daß die Verstopfungsgefahr in der ringförmigen Passage für die Bildung des Rohres, insbesondere zu Beginn des Gusses vermieden wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stranggußanlage für Gußeisenrohre zu schaffen, mit der die Regulierung der Temperatur des flüssigen Gußeisens selbst kontrolliert und gesichert werden kann, wobei eine differenzierte Einflußnahme bezüglich der flüssigen bzw. festen Phase in einem Block-Siphon-System realisiert werden soll.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Stranggußanlage zur Zuführung von flüssigem Gußeisen beim Strangguß von Rohren im Hinblick auf die Kontrolle und Regulierung der Gußeisentemperatur realisiert.

Diese Stranggußanlage vom aufsteigenden, senkrechten Typ mit direkter Speisung eines ringförmigen Raumes zwischen einer gekühlten rohrförmigen Ringdüse und einem erhitzten koaxialen Kern, ist dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Elektroofen für die Aufrechterhaltung der Schmelztemperatur umfaßt, der das flüssige Gußeisen enthält und der eine Zuführungsvorrichtung für die Zuführung des flüssigen Gußeisens zu dem ringförmigen Raum zwischen der Ringdüse und dem Kern der Gießeinheit umschließt, wobei die Zuführungsvorrichtung für das flüssige Gußeisen die Gießeinheit sowie ein Mittel zur Kontrolle und Regulierung der Temperatur des Kernes umfaßt, das in einer Einheit aus Graphitblöcken realisiert wird, die ihrerseits von dem feuerfesten, oberen Deckel des Elektroofens getragen werden. Dieser Deckel ist abnehmbar, so daß die Zuführungsvorrichtung außerhalb der Schmelze mit Aufrechterhaltung der Temperatur, die der Elektroofen enthält, hochgehoben werden kann, und dieser Deckel im oberen Teil des Elektroofens abdichtbar ist, so daß die Zuführungsvorrichtung im Schmelz-Bad mit Aufrechterhaltung der Temperatur untertauchbar angeordnet ist.

Gemäß weiterer Ausbildung des Gegenstandes der Erfindung ist das Mittel zur Kontrolle und Regulierung der Temperatur des Kernes der Gießeinheit durch ein Ausdehnungsgefäß gebildet, das mit der Kammer des hohlen Kernes der Gießeinheit hinsichtlich dessen Speisung mit flüssigem Gußeisen variablen Niveaus in Verbindung steht.

In vorteilhafter Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Kammer des hohlen Kernes in seinem oberen Teil durch eine zylindrischkonische Öffnung, die durch ein Kugelventil abgedichtet ist, das auf der Öffnung ruht, und die ihm als Sitz dient, mit der freien Luft in Verbindung steht. Einezweckmäßige Ausführungsform sieht vor, daß das Ausdehnungsgefäß eine Kammer aufweist, die bis auf eine untere Öffnung, die mit der Kammer des hohlen Kernes in Verbindung steht und bis auf eine obere Öffnung, die durch eine Leitung unter Kontrolle eines Ventils mit einer Druckgas-Quelle verbunden ist, verschlossen ist.

Eine besonders bevorzugte Ausführung nach der Erfindung besteht darin, daß die Kammer des hohlen Kernes in seinem unteren Teil mit einer Verbindungsringkammer in Verbindung steht, während die Kammer des Ausdehnungsgefäßes in seinem unteren Teil mit einer Verbindungsringkammer verbunden ist, wobei die Verbindungsringkammer ihrerseits untereinander durch eine horizontale Leitung verbindbar sind.

Nach einer weiteren vorteilhaften Merkmalsanordnung nach der Erfindung weist die Ringdüse in ihrem oberen Teil einen kegelstumpfförmigen Ausritt für das zu bildende Gußeisenrohrund in ihrem unteren Teil einen kegelstumpfförmigen Eintritt auf, um den Eintritt des flüssigen Metalls zu erleichtern.

Zweckmäßig ist es auch, wenn die Ringdüse im wesentlichen durch einen äußeren Ringflansch auf einem zylindrischen Hohlraum der Graphitblockeinheit ruhend ausgebildet ist.

Eine weitere besonders zweckmäßige Ausbildung nach der Erfindung besteht darin, daß der koaxiale hohle Kern von der Achse zur Ringdüse durch einen unteren Trägerflansch der etwa unterhalb der Ringdüse gelegen ist, auf der Graphitblockeinheit ruht, so daß mit dem unteren Eintritt der Ringdüse ein weit dimensionierter ringförmiger Raum für den Eintritt des flüssigen Metalls gebildet ist, wobei dieser Raum deutlich höher liegt, als der eingeschlossene ringförmige Raum und der Kern, um den Schaft des Gußeisenrohres zu bilden

M=oh =,ir,Qr hoenn^ore i;nrtoiihafton Δι ichilHi mn ict unrnpsphpn HaR Hie Rinnrii'ispvnti einer Kühlmanschette auf einen Teil ihrer

In bevorzugter Bedeutung für den Erfindungsgegenstand ist es, daß die Zuführungsvorrichtung für die Zuführung von flüssigem Metall zur Gießeinheit einen Kamin mit einer Höhe oberhalb des Deckels umfaßt, wobei dessen Höhe deutlich größer ist als die Höhe der Ringdüse oberhalb des Deckels.

Schließlich ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß die Zuführungsvorrichtung mit einem rohrförmigen elektrischen Heizwiderstand versehen ist, der fast den gesamten Kamin umschließt, das heißt, den Teil des Kamins, der von oberhalb des Elektroofens eine Höhe umfaßt, die der Summe der Höhe des Kamins oberhalb des Deckels und der Dicke des Deckels entspricht.

Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die untere Öffnung der Kammer des Ausdehnungsgefäßes durch eine senkrechte Fortsetzung verlängert wird, die auf der unteren Fläche der Graphitblockeinheit einmündet und durch einem Querschieber abgedichtet ist, dessen Öffnung für die Entleerung der Kammer in den Raum des Elektroofens vorgesehen ist.

Eine andere zweckmäßige Merkmalsausbildung sieht vor, daß der senkrechte Kamin der Zuführungsvorrichtung in seinem unteren Teil auf der unteren Fläche der Graphitblockeinheit mündet, aber durch einen Querschieber abgedichtet ist, dessen Öffnung die Entleerung des Kamins in den Raum des Elektroofens steuert, wobei der Kamin oberhalb des Querschiebers durch eine horizontale Leitung im rechten Winkel verlängert wird, die unterhalb des kegelstumpfförmigen Eintritts für das flüssige Metall in den ringförmigen Raum der Gießeinheit mündet, so daß eine direkte Speisung erfolgt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung umfaßt der Elektroofen mit Aufrechterhaltung der Temperatur in seinem oberen Teil eine Überlaufrinne zum Abfluß des überschüssigen flüssigen Metalls.

Eine weitere bevorzugte Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß die Graphitblockeinheit in Schließposition des Deckels mit dem Raum des Elektroofens einen Raum für das flüssige Gußeisen bildet, in das unterhalb des Deckels gelegene Teil des Graphitblockeinheit eintauchbar ist.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß die Graphitblockeinheit aus einer gewissen Anzahl von zylindrischen Teilen ausbildbar ist, die zu einem rechteckigen Block verbind- und verschraubbar sind.

Schließlich gehört es auch zum Wesen der Erfindung, daß die Gießeinheit, ihre Zuführungsvorrichtung und das Ausdehnungsgefäß jeweils senkrechte, parallele Achse aufweisen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Anlage in Funktion; Fig. 2: eine schematische Schnittdarstellung gemäß Fig. 1 mit Zuführvorrichtung frei schwebend; Fig. 3: ein Schnitt 3-3 nach Fig. 1.

Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 umfaßt die erfindungsgemäße Anlage im wesentlichen einen Elektroofen 1, einen Behälterfür flüssiges Gußeisen oder einen geheizten Vorratstiegel und einen feuerfesten oberen Deckel 2, der im oberen Teil des Elektroofens 1 abgedichtet werden kann.

Der das flüssige Gußeisen enthaltende Elektroofen 1 dient als Bad- oder umkleideter Behälter für das flüssige Gußeisen F mit Aufrechterhaltung der Temperatur der eigentlichen Zuführungsvorrichtunhg für das flüssige Gußeisen, die in Übereinstimmung mit der Erfindung von dem Deckel 2 getragen wird und aus einer Graphitblock-Einheit 3 besteht.

Nachfolgend sollen die wesentlichen Funktionseinheiten der erfindungsgemäßen Stranggußanlage näher beschrieben werden.

Aufgesetzt auf einer durchbrochenen Plattform 4, um im unteren Teil oder am Boden des Elektroofens 1 einen Zugang für dessen Entleerung durch eine nicht dargestellte untere, abdichtbare Öffnung zu erhalten, enthält der Elektroofen 1 in seinem Inneren eine dicke Blechhülle 5 und eine dicke feuerfeste Auskleidung 6, beispielsweise aus Silikat-Tonerde, die den Raum 7 zur Aufnahme des flüssigen Gußeisens F bildet. Der Elektroofen 1 weist Mittel zur elektrischen Heizung auf, die beispielsweise aus einem Induktor 8 bestehen, der sich über die senkrechte Wandung seiner feuerfesten Auskleidung 6 erstreckt. Der Elektroofen 1 weist ebenfalls in seinem oberen Teil eine Überlaufrinne 9 auf, um gegebenenfalls einen Überschuß an flüssigem Gußeisen F nach außen hin abzuführen. Der Elektroofen 1 ist in seinem oberen Teil durch den oberen Deckel 2 abgedichtet, der ebenfalls eine äußere Blechülle und eine dicke feuerfeste Auskleidung, beispielsweise aus Silikat-Tonerde, aufweist. Der obere Deckel 2 ist mit einem Befestigungsflansch oder mit Befestigungsdosen 10 versehen, die mit den Befestigungsbolzen 11 zusammenwirken, deren untere Enden in der Weise mit der durchbrochenen Plattform 4 verbunden sind, daß durch Anziehen der Befestigungsbolzen 11 der Deckel 2 im oberen Teil des Elektroofens 1 dicht aufgesetzt wird, und zwar Dank eines nicht dargestellten Dichtungsringes, der sich eingedrückt zwischen dem Elektroofen 1 und dem Deckel 2 befindet, ohne jedoch eine Überlauf-Öffnung zu bedecken, die durch die Überlaufrinne 9 entsteht.

In Übereinstimmung mit der Erfindung dient der Deckel 2 zum schwebenden Tragen einer Graphitblock-Einheit 3, bestehend aus einer Gießeinheit mit gekühlter Ringdüse 13 und koaxial zu der Ringdüse 13 angeordnetem, erhitztem hohlen Kern 14, die um die senkrechte Achse X-X herum angeordnet sind. Weiterhin bestehend aus einer Zuführungsvorrichtung 15 für die Zuführung von flüssigem Gußeisen F zur Gießeinheit, und schließlich bestehend aus einem Mittel zur Kontrolle und Regulierung der Temperatur des hohlen Kernes 14, wobei dieses Mittel von einem Ausdehnungsgefäß 16 gebildet wird.

In Schließposition des Deckels 2 bildet die Graphitblockeinheit 3 mit dem Raum 7 des Elektroofens 1 einen Raum zur Aufnahme des flüssigen Gußeisens F, in das der unterhalb des Deckels 2 gelegenen Teil der Graphitblockeinheit 3 eintaucht.

Im einzelnen umfaßt die Gießeinheit eine rohrförmige Ringdüse 13 aus Graphit in der Achse X-X, angeordnet in einem Hohlraum, der sich am Boden der Graphitblockeinheit 3 befindet, wo die Ringdüse 13 auf einem äußeren ringförmigen Flansch 17 ruht. Die Ringdüse 13, die durch die feuerfeste Auskleidung des Deckels 2 hindurchgeht, wird auf einem Teil ihrer Höhe von einer Kühlmanschette 18 umschlossen, die etwa der Dicke der feuerfesten Auskleidung des Deckels 2 entspricht, wobei die hohle Kühlmanschette 18 von einer Kühlflüssigkeit, wie Wasser oder einem flüssigen Metall mit niedrigem Schmelzpunkt

beispielsweise Blei oder Zinn, durchströmt wird. ..

erleichtern. An ihrem oberen Teil, oberhalb des Deckels 2, ist die Ringdüse 13 ebenfalls als kegelstumpförmiger Austritt 22 erweitert, die sich nicht in Kontakt mit dem in Bildung befindlichen Gußeisenrohr befindet.

Der hohle Kern 14 wird an seinem äußeren Teil sorgfältig in zylindrischer Form und ebenfalls wie die Ringsdüse 13 aus Graphit hergestellt, zu der er gut koaxial zentriert entsprechend der Achse X-X angeordnet ist und mittels eines unteren Trägerflansches 23, der deutlich unterhalb der Ringdüse 13 gelegen ist, auf der Graphiteinheit 3 ruht, so daß der zusammen mit dem unteren Eintritt 21 für den Zulauf des flüssigen Metalls F einen weit dimensionierten, ringförmigen Raum bildet, der deutlich höher als der ringförmige Raum zwischen der Ringdüse 13 und dem Kern 14 ist, um den Schaft eines Gußeisenrohres Tzu bilden. Der hohle Kern 14 bildet zusammen mit der Graphitblockeinheit 3, die ihn trägt, eine untere Verbindungsringkammer 24. Der hohle Kern 14 weist einen Hohlraum oder eine innere zylindrische Kammer 25 auf, die mit der Verbindungsringkammer 24 verbunden ist, wobei er in seinem oberen Teil durch eine zylindrisch-konische Öffnung 26, die durch die obere Wandung des Kerns 14 hindurchgeht, mit der freien Luft in Verbindung steht und die Öffnung 26 mittels eines Kugelventils 27 aus Graphit, das aufgrund seiner Schwerkraft auf ihr ruht und ihm als Sitz dient, abgedichtet ist.

Die Zuführungsvorrichtung 15 für die Zuführung in direkter Speisung besitzt die Form eines Block-Siphons aus Graphit und bildet einen Teil der Graphitblockeinheit 3, die an ihrer Außenseite mit einer dicken feuerfesten Auskleidung 6 versehen ist. Die Zuführungsvorrichtung 15 umfaßt einen senkrechten Kamin 28 mit oberem Trichter, angeordnet in der Achse Y-Y, der den Deckel 2 in einer Höhe H überragt, die deutlich größer ist als die Höhe h der Ringdüse 13, die ihrerseits höher als der Deckel 2 ist.

Der senkrechte Kamin 28 verlängert sich bis zur unteren Wandung der Graphitblockeinheit 3, so daß er oberhalb des Raumes 7 des Elektroofens 1 an der Außenfläche des Graphitblocks mündet. An seinem unteren Teil ist der Kamin 28 jedoch abgedichtet, beispielsweise durch einen Querschieber 29 oder durch andere äquivalente Mittel, deren Öffnung die Entleerung des Kamins 28 in den Raum 7 steuern. Oberhalb des Querschiebers 29 ist der Kamin 28 hinter einem Knie im rechten Winkel durch eine horizontale Leitung 30 verlängert, die unterhalb des konischen Eintritts 21 das flüssige Metall in den ringförmigen Raum der Gießeinheit in derem unteren Teil mündet, so daß eine direkte Speisung erfolgt. Die den Kamin 28 aufweisende Graphitblockeinheit ist von einem rohrförmigen elektrischen Heizwiderstand umschlossen, der fast der gesamten Höhe des Kamis 28, der oberhalb des Elektroofens 1 liegt, was der Höhe H und der Dicke des Deckels 2 entspricht.

In Übereinstimmung mit der Erfindung besteht das Ausdehnungsgefäß 16 aus einem Behälter in der senkrechten Achse Z-Z, welches ebenfalls vom Deckel 2 getragen wird, und durch diesen hindurchgeht, und zwar mit einer Höhe, die etwa der der Gießeinheit entspricht. Das Ausdehnungsgefäß 16 umfaßt einen Hohlraum oder eine zylindrische Kammer 31, die bis auf eine untere Öffnung 32, die in einer unteren Verbindungsringkammer 33 mündet, und bis auf eine obere Öffnung 34, die durch eine Leitung 35 unter Kontrolle eines Ventils 36 mit einer Druckgasquelle verbunden ist, wie Luft, Stickstoff oder Argon, verschlossen

Das Ausdehnungsgefäß 16 ist seinem oberen Teil durch einen mit diesem verschraubten Deckel 16a aus Graphit abgedichtet.

Die untere Verbindungsringkammer 33 wirkt einerseits mit der unteren Verbindungsringkammer 24 der Gießeinheit durch eine hohle horizontale Leitung 37 in der Graphitblockeinheit 3 zusammen, andererseits mit dem Raum 7 des Elektroofens 1 durch eine senkrechte Verlängerung der unteren Öffnung 32, wobei diese Verlängerung, die auf der unteren Fläche der Graphitblockeinheit 3 mündet, beispielsweise durch einen Querschieber 38 abgedichtet ist, dessen Öffnung die Entleerung der Kammer 31 in den Raum 7 des Elektroofens 1 gestattet. Das Ausdehnungsgefäß 16 ist das Mittel zur Kontrolle und Regulierung derTemperatur des Kernes 14.

Nachfolgend soll die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Anlage beispielhaft beschrieben werden.

Der Raum 7 des Elektroofens 1 ist am Anfang leer oder enthält nur einen Rest an flüssigem Gußeisen F oder ein Restbad.

Der Elektroofen 1 ist durch seinen Deckel 2 und die angezogenen Befestigungsbolzen 11 dicht verschlossen und die Graphitbiockeinheit 3 daher frei schwebend oberhalb des Raumes 7 des Elektroofens 1 angeordnet. Danach wird flüssiges Gußeisen F durch die Einfüllöffnung 12 — Achse W-W gemäß Fig.3 — bis zu einem Niveau eingetragen, das etwa unterhalb der Höhe der Überlaufrinne 9 liegt. Wenn dieses Niveau überschritten wird, so läuft das überschüssige flüssige Gußeisen F durch die Überlaufrinne 9 nach außen ab. Der Induktor 8 steht unter Spannung und der Elektroofen 1 wird daher aufgeheizt. Der Deckel 16a des Ausdehnungsgefäßes 16 in der Achse Z-Z wird angehoben und das flüssige Gußeisen f in die Kammer 31 des Ausdehnungsgefäßes 16 eingetragen. Da die Kammer 31 des Ausdehnungsgefäßes 16 mit der Kammer 25 des Kernes 14 —in der Achse X-X — verbunden ist, steigt das Niveau des flüssigen Gußeisens F gleichzeitig und auf die gleiche Höhe in den Kammern 25; 31.

Das Einfüllen des flüssigen Gußeisens F in die Kammern 25; 31 wird, wenn ein Stand unterhalb der Öffnungen 26; 34 erreicht ist, höchstens jedoch bei der halben Höhe der Kammer 25, in der Weise beendet, daß der Deckel 16a von neuem aufgeschraubt und die Flüssigkeit unter Druck beispielsweise Druckluft oder Inertgas, wie Stickstoff oder Argon, unter Druck, über die Leitung 35 eingeleitet, oder umgekehrt, über die Leitung 35, die mit einer Ansaugquelle verbunden ist, angesaugt, wobei das Niveau des flüssigen Gußeisens F in der Kammer 25 zwischen einem unteren Niveau, das sich in Höhe des erweiterten Eintritts 21 der Ringdüse 13 etwa unterhalb des unteren Teiles der Kühlmanschette 18 befindet, und einem oberen Niveau, das knapp unterhalb des Kugelventils 27 gelegen ist, schwanken kann.

Außerdem wird der senkrechte Kamin 28 über seine gesamte Höhe, die sich oberhalb des Raumes 7 des Elektroofens 1 befindet, durch den unter Spannung gesetzten elektrischen Heizungswiderstand 28a geheizt. Weiterhin wird eine Kühlflüssigkeit, beispielsweise kaltes Wasser, im Kreislauf durch die Leitung 19, die Kühlmanschette 18 und die Leitung 20 geführt. Bevorder Guß eines Gußeisenrohres T beginnt, erhitzt man den Kern 14 mit Einleiten der Flüssigkeit unter Druck in die Leitung 35, so daß das flüssige Gußeisen F in der Kammer 31 des Ausdehnungsgefäßes 16 zur Kammer 25 des Kernes 14 hin bis zu dessen oberem Teil ansteigt.

Nur der obere Teil des Kernes 14, durch den die zylindrisch-konische Öffnung 26 geht, die dem Kugelventil 27 als Sitz dient, wird nicht geheizt. Sie entspricht dem oberen Teil des ringförmigen Raumes zwischen der Ringdüse 13 und dem Kern 14, von dem ausgehend sich das Gußeisenrohr T bildet, weshalb dieser Teil, ohne von innen geheizt zu werden, von außen gekühlt werden

Unter Beachtung dieser thermischen Vorsichtsmaßnahmen stellt man das Gußeisenrohr T her.

Man gießt flüssiges Gußeisen F in den senkrechten Kamin 28. In diesem sinkt es bis zur horizontalen Leitung 30 ab, die es ausfüllt, steigt dann im erweiterten Eintritt 21 der Ringdüse 13 an und setzt seinen Anstieg unter einem entsprechenden Druck bis zur Höhe des Kamins 28 fort, zu dem ringförmigen Raum zwischen der Ringdüse 13 und dem Kern 14.

Dank der Erhitzung des Kerns 14 auffast seiner gesamten Höhe bis auf seinen oberen Teil—Austrittsende des Roh res T—bleibt

Kühlmanschette 18 gekühlten Ringdüse 13 befindliche Gußeisen gekühlt wird und dazu neigt, sich entlang einer Verfestigungszone zu verfestigen, die von einer festen, von unten nach oben in der Dicke anwachsenden Phase begrenzt wird, wobei diese Verfestigungszone gemäß FR-PS 2415501 beschrieben ist, jedoch im umgekehrten Sinn, da der Guß aufsteigend erfolgt, anstelle des absteigenden gemäß vorliegender Lösung.

Die Verfestigung des Gußeisens ist im oberen Bereich des Kernes 14 und an der Basis des Austritts 22 vollständig, was den freien Abgang des Gußeisenrohres t ermöglicht, wie dies in Fig. 1 erkennbar ist.

Indem das Rohr im Sinne des Pfeiles f mit Hilfe einer bekannten, nicht dargestellten Zugvorrichtung abgezogen wird und die Zuführung von flüssigem Gußeisen F in direkter Speisung kontinuierlich durch den senkrechten Kamin 28 und den Austritt 21 der Ringdüse 13 erfolgt, wird ein Gußeisenrohr T hergestellt.

Die äußere Vorwärmung des Gußeisens, das die Ringdüse 13 biszum Kern 14 speist, wird gesichert durch das flüssige Gußeisen F, das in dem Raum 7 enthalten ist und mittels Heizung durch den Induktor 8 flüssig gehalten wird. Man kann die Temperatur dieses flüssigen Gußeisens F erhöhen, indem man die Heizleistung des Induktors 8 vergrößert. Man kann ebenfalls das flüssige Gußeisen Firn Raum 7 erneuern, wenn man einschätzt, daß seine Temperatur zu niedrig ist. Man kann demnach das flüssige Gußeisen F mit hoher Temperatur durch die Einfüllöffnung 12 eintragen, so daß es mindestens einen Teil des Gußeisens mit zu niedriger Temperatur ersetzt, das seinerseits über die Überlaufrinne 9 abläuft. Daher wird die Graphitblockeinheit 3 durch eine Art Heizbad, welches durch das in dem Raum 7 des Elektroofens 1 enthaltene Gußeisen gebildet wird, auf der entsprechenden Temperatur gehalten. Die Kontrolle und Regulierung der Temperatur erfolgt in der Weise, daß man kontinuierlich ein festes Gußeisenrohr T am Ausgang des ringförmigen Raumes zwischen der Ringdüse 13 und dem Kern 14 erhält, das heißt, auf dem Niveau des oberen Bereiches am Ende des Kernes 14.

Wenn das Gußeisen noch im flüssigen Zustand diesen Raum verläßt und einen Ablauf-Grat im äußeren Bereich des Kernes 14 bildet, so ist der Kern 14 in seinem oberen Bereich zu heiß und die Kühlmanschette 18 nicht genügend wirksam. Man senkt daher das Niveau des flüssigen Gußeisens F in der Kammer 25 des Kernes 14 ab, indem man den Druck des gasförmigen Stromes in der Kammer 31 des Ausdehnungsgefäßes 16 verringert, und gleichzeitig die Wirkung der Kühlmanschette 18 erhöht, indem man den Durchfluß an Kühlmittel beschleunigt, welches durch die Leitung 19; 20 strömt, und wenn möglich, dessen Temperatur verringert.

Diese zwei vereinigten Maßnahmen oder mindestens eine von ihnen sollen dazu führen, wieder eine Verfestigungszone zu erhalten, wie sie in der FR-PS 2415501 beschrieben ist, das heißt, mit einer Phase völlig festen Gußeisensam Ausgang des ringförmigen Raumeszwischen der Ringdüse 13 und dem Kern 14.

Wenn sich dem gegenüber das Gußeisen im Inneren des ringförmigen Raumeszwischen der Ringdüse 13 und dem Kern 14 verfestigt, was zwangsläufig zum Stillstand des Gusses führt und die Demontage der Einheit von Ringdüse 13 und Kern 14 zur Folge hat, um mindestens einen neuen Kern 14 zu installieren, wenn das feste Gußeisen nicht an der Ringdüse 13 anhaftet, ist der obere Teil des Kernes 14zu kalt und/oder die Ringdüse 13 ist zu stark gekühlt worden. Indem man den Guß mit einem neuen Kern 14vielleicht einer neuen Ringdüse 13 wieder beginnt, achtet man darauf, den oberenTeil des Kernes 14wärmerzu machen, durch Anstieg des Niveaus an Gußeisen, beispielsweise in der Höhe N in der Kammer 25 des Kerns 14 durch Erhöhung des Druckes des gasförmigen Stromes in der Kammer 31 des Ausdehnungsgefäßes 16. Das Niveau des Gußeisens sinkt somit entsprechend auf die Höhe N1 in der Kammer 31 des Ausdehnungsgefäßes 16. Diese Maßnahme ermöglicht es, eine korrekte Verfestigungszone zu erhalten, wie sie in der FR-PS 2415501 beschrieben ist, um ein Gußeisenrohr T herzustellen.

Die Kontrolle der Temperatur der Wandungen von Ringdüse 13 und Kern 14 erfolgt mit Hilfe von nicht dargestellten und in geeigneterWeise, insbesondere am Kern 14, angeordneten Thermoelementen.

Da der ringförmige Raum zwischen der Ringdüse 13 und dem Kern 14 hinsichtlich derTemperatur kontrolliert und reguliert wird, ist es möglich, ein sehr dünnes Gußeisenrohr zu gießen, weil man vermeidet, daß das Gußeisen vorzeitig erstarrt, oder im Gegensatz dazu, daß es bis zum oberen Teil der ringförmigen Raumes hin zwischen der Ringdüse 13 und dem Kern 14 flüssig bleibt.

Als zahlenmäßiges Beispiel hat das Gußeisenrohr T einen äußeren Durchmesser von 118 mm und eine Dicke von 3 mm. Obwohl die Erfindung nicht auf derartige zahlenmäßige Werte eingeschränkt ist, erstreckt sie sich doch auf höhere Werte, sowohl im Durchmesser als auch in der Dicke; das gilt für geringe Durchmesser und geringe Wandstärken, und geringe Verhältnisse von Dicke/Durchmesser beispielsweise in der Größenordnung von 3/100, wo sie am vorteilhaftesten ist.

Das geringfügige Auslaufen der Gießeinheit Düse 13 und Kern 14 oder der Zuführungsvorrichtung 15 oder des Ausdehnungsgefäßes 16 im Anfangsstadium wird von dem Raum 7 des Elektroofens 1 aufgefangen. Jeder Überschuß an flüssigem Gußeisen F läuft durch die Überlaufrinne 9 ab.

Am Ende einer Gußperiode wird die Graphitblockeinheit 3 vom flüssigen Gußeisen F, das sie enthält, entleert, indem der Deckel 2 vom Elektroofen 1 abgetrennt wird und die Querschieber 20; 38, sobald sie sich außerhalb des Elektroofens 1 befinden, geöffnet werden. Das flüssige Gußeisen F fällt daher in den Raum 7 des Elektroofens 1 zurück.

Um den Raum 7 des Elektroofens 1 zu entleeren, muß man die im unteren Teil des Elektroofens 1, beispielsweise in den Achsen X-X, Y-Y und Z-Z gelegenen und nicht dargestellten Entleerungs-Öffnungen öffnen.

In dem erfindungsgemäßen Elektroofen 1, der in seinem Raum 7 eine Hülle aus flüssigem Gußeisen F enthält, wird die Graphitblockeinheit 3 in ihrem, während des ganzen Gusses im Elektroofen 1 untergetauchten Teil auf hohe Temperaturen gehalten. Indem man lediglich die Speiseleistung des Induktors 8 des Elektroofens 1 kontrolliert, das heißt, die Heizleistung des Elektroofens 1, überwacht man gleichzeitig die äußeren Temperaturen der untergetauchten Teile der Graphitblockeinheit 3, die die Zuführungsvorrichtung 15 zur Zuführung von flüssigem Gußeisen F bilden, wobei diese Graphitblöcke ebenfalls die Ringdüse 13 und den Kern 14, sowie das Ausdehnungsgefäß 16 bilden.

Dank der Kammern 31; 25, die durch das Ausdehnungsgefäß 16 in Zusammenhang mit dem Hohlraum des Kernes 14 gebildet werden, und Dank der Kontrolle des Niveaus des flüssigen Gußeisens F im Hohlraum des Kernes 14, der mittels der Leitung 35 unter Gasdruck steht, gewährleistet man die Regulierung der Temperatur des Kernes 14 in einfacher Weise, sicherund leicht reproduzierbar und ohne Gefahr, da das Kugelventil 27 in Verbindung mit der zylindrisch konischen Öffnung 26 die Rolle eines Sicherheitsventils in dem Fall spielt, wo ein Überschuß an flüssigem Gußeisen F in der Kammer 25 vorliegt.

Dank der Füllung des Raumes 7 des Elektroofens 1 mit flüssigem Gußeisen F und der teilweisen Füllung derKämrnerrr35T25 ebenfalls mit flüssigem Gußeisen F, das heißt, ebenfalls, mit einer Eisenmetall-Legierung, wie sie das in die Zuführungsvorrichtung 15 eingegossene Gußeisen für die Herstellung eines Gußeisenrohres T darstellt, und Dank der allmählichen Einleitung dieses flüssigen Gußeisens F im gleichen Augenblick in den Raum 7, die Kammer 31 des

Ausdehnungsgefäßes 16 und den Kamin 28 der Zuführungsvorrichtung 15, erhält man eine Temperatur-Homogenität, die sich günstig auf die mechanische Festigkeit der Graphitblockeinheit 3 auswirkt, denn man vermeidet thermische Spannungen unter Umgehung von Ausdehnungsunterschieden.

Dank der Anwesenheit der Kühlmanschette 18, die im wesentlichen den äußeren Teil der Ringdüse 13 bedeckt, der dem Durchgang durch die feuerfeste Auskleidung des Deckels 2 entspricht und daher im wesentlichen außerhalb der Graphitblockeinheit 3 liegt, und der Tatsache der thermischen Barriere, die durch die genannte feuerfeste Auskleidung gebildet wird, bringt man keine Temperatur-Heterogenität in die Graphitblockeinheit 3, im Verhältnis der Lokalisation der Kühlung zu den Abmessungen der Graphitblockeinheit 3, hinein.

Schließlich wird die Graphitblockeinheit 3 im Hinblick auf die Einfachheit ihrer Konstruktion vorzuweisen aus einer gewissen Anzahl von zylindrischen Teilen realisiert, die geeignet sind, zu einem rechteckigen Block verbunden und verschraubt zu werden.

Claims (17)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Stranggußaniage für Rohre aus Eisenlegierungen, insbesondere für Rohre aus Gußeisen, vom aufsteigenden, senkrechten Typ mit direkter Speisung eines ringförmigen Raumes zwischen einer gekühlten rohrförmigen Düse und einem koaxialen Kern, gekennzeichnet dadurch, daß sie einen Elektroofen (1) für die Aufrechterhaltung der Schmelztemperatur umfaßt, der das flüssige Gußeisen (F) enthält und der eine Zuführungsvorrichtung (15) für die Zuführung des flüssigen Gußeisens (F) zu dem ringförmigen Raum zwischen der Ringdüse (13) und dem Kern (14) der Gießeinheit aufweist, wobei die Zuführungsvorrichtung (15) für die Zuführung des flüssigen Gußeisens (F) die Gießeinheit sowie ein Mittel zur Kontrolle und Regulierung der Temperatur des Kernes (14) vorsieht, das in einer Einheit (3) aus Graphitblöcken ausgebildet ist, die ihrerseits von dem feuerfesten, oberen Deckel (2) des Elektroofens (1) getragen ist, wobei der genannte Deckel (2) abnehmbar ist, so daß die Zuführungsvorrichtung (15) außerhalb der Schmelze mit Aufrecherhaltung der Temperatur, die der Elektroofen (1) enthält, hochgehoben werden kann, und der Deckel (2) im oberen Teil des Elektroofens (1) abdichtbar ist, so daß die Zuführungsvorrichtung (15) im Schmelzbad mit Aufrechterhaltung derTemperatur untertauchbar angeordnet ist.
2. 2. Anlagen nach Punkt ^gekennzeichnet dadurch, daß das Mittel zur Kontrolle und Regulierung der Temperatur des Kernes (14) der Gießeinheit durch ein Ausdehnungsgefäß (16) gebildet ist, das mit der Kammer (25) des hohlen Kernes (14) hinsichtlich dessen Speisung mit flüssigem Gußeisen (F) variablen Niveaus in Verbindung bringbar ist.
3. 3. Anlage nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Kammer (25) des hohlen Kernes (14) in seinem oberen Teil durch eine zylindrisch-konische Öffnung (26), die durch ein Kugelventil (27) abgedichtet ist, das auf der Öffnung (26) ruht, und die ihm als Sitz dient, mit der freien Luft in Verbindung steht.
4. 4. Anlagenach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Ausdehnungsgefäß (16) eine Kammer (31 (aufweist, die bis auf eine untere Öffnung (32), die mit der Kammer (25) des hohlen Kernes (14) in Verbindung steht und bis auf eine obere Öffnung (34), die durch eine Leitung (35) unter Kontrolle eines Ventils (36) mit einer Druckgas-Quelle verbunden ist, verschlossen ist.
5. 5. Anlage nach Punkt 3 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Kammer (25) des hohlen Kernes (14) in seinem unteren Teil mit einer Verbindungsringkammer (24) in Verbindung steht, während die Kammer (31) des Ausdehnungsgefäßes (16) in seinem unteren Teil mit einer Verbindungsringkammer (33) verbunden ist, wobei die Verbindungsringkammern (24; 33) ihrerseits untereinander durch eine horizontale Leitung (37) verbindbar sind.
6. 6. Anlage nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Ringdüse (13) in ihrem oberen Teil einen kegelstumpfförmigen Austritt (22) für das zu bildende Gußeisenrohr (T) und in ihrem unteren Teil einen kegelstumpfförmigen Eintritt (21) aufweist, um den Eintritt des flüssigen Metalls zu erleichtern.
7. 7. Anlage nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Ringdüse (13) im wesentlichen durch einen äußeren Ringflansch (17) auf einem zylindrischen Hohlraum der Graphitblockeinheit (3) ruhend ausgebildet ist.
8. 8. Anlage nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der koaxiale hohle Kern (14) von der Achse (X-X) zur Ringdüse (13) durch einen unteren Trägerflansch (23), der etwa unterhalb der Ringdüse (13) gelegen ist, auf der Graphitblockeinheit (3) ruht, so daß mit dem unteren Eintritt (21) der Ringdüse (13) ein weit dimensionierter ringförmiger Raum für den Eintritt des flüssigen Metalls (F) gebildet ist, wobei dieser Raum deutlich höher liegt, als der eingeschlossene ringförmige Raum und der Kern (14), um den Schaft des Gußeisenrohres (T) zu bilden.
9. 9. Anlage nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Ringdüse (13) von einer Kühlmanschette (18) auf einem Teil ihrer Höhe umschlossen wird, der etwa der Dicke der feuerfesten Auskleidung des Deckels (2) entspricht.
10. 10. Anlage nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Zuführungsvorrichtung (15) für die Zuführung von flüssigem Metall (F) zur Gießeinheit einen Kamin (28) mit einer Höhe (H) oberhalb des Deckels (2) umfaßt, wobei dessen Höhe deutlich größer ist als die Höhe (h) der Ringdüse (13) oberhalb des Deckels (2).
11. 11. Anlagenach Punkt 1 und 10, gekennzeichnet dadurch, daß die Zuführungsvorrichtung (15) mit einem rohrförmigen elektrischen Heizwiderstand (28a) versehen ist, der fast den gesamten Kamin (28) umschließt, das heißt, den Teil des Kamins (28), der von oberhalb des Elektroofens (1) eine Höhe umfaßt, die der Summe der Höhe (H) und der Dicke des Deckels (2) entspricht.
12. 12. Anlage nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß die untere Öffnung (32) der Kammer (31) des Ausdehnungsgefäßes (16) durch eine senkrechte Fortsetzung verlängert wird, die auf der unteren Fläche der Graphitblockeinheit (3) einmündet und durch einen Querschieber (38) abgedichtet ist, dessen Öffnung für die Entleerung der Kammer (31) in den Raum (7) des Elektroofens (1) vorgesehen ist.
13. 13. Anlage nach Punkt 10, gekennzeichnet dadurch, daß der senkrechte Kamin (28) der Zuführungsvorrichtung (15) in seinem unteren Teil auf der unteren Fläche der Graphitblockeinheit (3) mündet, aber durch einen Querschieber (29) abgedichtet ist, dessen Öffnung die Entleerung des Kamins (28) in den Raum (7) des Elektroofens (1) steuert, wobei der Kamin (28) oberhalb des Querschiebers (29) durch eine horizontale Leitung (30) im rechten Winkel verlängert wird, die unterhalb des kegelstumpfförmigen Eintritts (21) für das flüssige Metall in den ringförmigen Raum der Gießeinheit mündet, so daß eine direkte Speisung erfolgt.
14. 14. Anlage nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Elektroofen (1) mit Aufrechterhaltung der Temperatur in seinem oberen Teil eine Überlaufrinne (9) zum Abfluß des überschüssigen flüssigen Metalls (F) umfaßt.
15. 15. Anlage nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Graphitblockeinheit (3) in Schließposition des Deckels (2) mit dem Raum (7) des Elektroofens (1) einen Raum für das flüssige Gußeisen (F) bildet, in das der unterhalb des Deckels (2) gelegene Teil der Graphitblockeinheit (3) eintauchbar ist.
16. 16. Anlage nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Graphitblockeinheit (3) aus einer gewissen Anzahl von zylindrischen Teilen ausbildbar ist, die zu einem rechteckigen Block verbind- und verschraubbar sind.
17. 17. Anlage nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Gießeinheit, ihre Zuführungsvorrichtung (15) und das Ausdehnungsgefäß (16) jeweils senkrechte, parallele Achsen (X-X; Y-Y; Z-Z;) aufweisen.

    Hierzu 3 Seiten Zeichnungen