DE1231856B - Giesspfanne mit Stopfenverschluss und elektrisch beheiztem Ausguss - Google Patents
Giesspfanne mit Stopfenverschluss und elektrisch beheiztem AusgussInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/50—Pouring-nozzles
- B22D41/60—Pouring-nozzles with heating or cooling means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. α.:
B22d
Deutsche KL: 31 b2-41/08
Nummer: 1231856
Aktenzeichen: C 21150 VI a/31 b2
Anmeldetag: 7. April 1960
Auslegetag: 5. Januar 1967
Die Erfindung bezieht sich auf eine Gießpfanne zum Gießen von Metallen, insbesondere von Stahl,
mit einem Stopfenverschluß und elektrisch beheiztem Ausguß am Gefäßboden.
Solche Gießpfannen werden zum Füllen von Kokillen, namentlich in Stahlwerken, oder als
Zwischenbehälter zwischen einer Transportpfanne und einer Kokille für Strangguß verwendet. In diesem
letzten Fall kann der Zwischenbehälter mehrere steuerbare Ausgüsse aufweisen, die jede einen Gießstrahl
in die verschiedenen Kokillen gießen. Der Ausguß oder die Ausgüsse können durch Stopfen
verschlossen werden.
Vor dem Einbringen des Metalls in eine solche Pfanne ist es notwendig, deren Inneres ebenso wie
den Ausguß oder die Ausgüsse auf eine Temperatur vorzuwärmen, die dem Schmelzpunkt des einzubringenden
Metalls naheliegt. Ist indessen die Übertemperatur des Metalls oberhalb seines Schmelzpunktes
gering und ist auch der Ausgußdurchmesser klein, wobei nur ein schwacher Ausfluß erreicht wird,
ergeben sich oft ernste Schwierigkeiten beim Gießen. Diese sind auf den Umstand zurückzuführen, daß
der untere Teil des Ausgusses im allgemeinen weniger gut erwärmt wird als der übrige Teil und daß er
sich nach der Vorwärmung schnell abkühlt. Metalltropfen und gegebenenfalls Metallzapfen erstarren
dann am Ausgußhals; dies hat die Wirkung, den Metallstrahl abzulenken und den Ausguß zu verlegen.
Es ist bereits eine Einrichtung zur elektrischen Steuerung des Vergießens von Stahl. durch lange
Ausgüsse bekannt, bei der eine Stahlsäule von etwa 2 m Länge entsteht. Durch eine am Auslauf angeordnete
Wechselstromspule soll ein von unten nach oben fortschreitendes Wanderfeld und in der Stahlsäule
eine nach aufwärts gerichtete Kraftkomponente erzeugt werden, die je nach der Stromstärke die Abwärtsbewegung
des flüssigen Stahls bremsen oder aufheben kann. Es handelt sich dabei in erster Linie
um eine elektrodynamische Wirkung. Zu Beginn des Gießens kann die lange erstarrte Metallsäule durch
das Feld der Wechselstromspule induktiv geschmolzen werden, wobei geeignete Zusatzbeheizungen vorgesehen
sein können.
Bei einem anderen bekannten Verfahren zum Schmelzen und Gießen von Metallen unter Schutzgas
oder Vakuum wird das Metall, welches durch einen langgestreckten Ausguß ausfließen soll, durch Induktionsheizung
geschmolzen, wobei das Metall zum Unterbrechen des Gießens gekühlt und zum Erstarren
gebracht wird. Beim Wiederbeginn des Gießens
Gießpfanne mit Stopfenverschluß und elektrisch
beheiztem Ausguß
Anmelder:
Centre National de Recherches Metallurgiques, Association sans but lucrativ, Charleroi (Belgien)
Vertreter:
Dipl.-Ing. H. Stehmann, Patentanwalt, Nürnberg 2, Essenweinstr. 4-6
Als Erfinder benannt:
Etienne Jadot, Leuze (Belgien)
Etienne Jadot, Leuze (Belgien)
.· Beanspruchte Priorität:
Belgien vom 8. April 1959 (577 511)
wird die erstarrte Metallsäule elektrisch beheizt und schmilzt. Die Verwendung normaler Ausgußtüllen ist
bei diesem Verfahren nicht möglich.
Bei üblichen, durch Stopfen gesteuertem Ausguß mit relativ kurzem Ausgußkanal muß jedoch dieser
letztere dauernd von erstarrten Metallteilen freigehalten werden, um die Steuerung des Gießstrahles
von Störungen freizuhalten, d. h., jedes Erstarren — und sei es auch in kleinsten Bereichen — der Metallsäule
muß sicher verhindert werden, so daß der Ausguß m keinem Fall verlegt wird. Andererseits ist zu
bemerken, daß zum Freimachen eines verlegten Ausgusses bestimmte bekannte Verfahren, bei denen
auf ihn ein Sauerstoffstrahl gerichtet wird, den schweren Nachteil haben, das Metall zu oxydieren;
dieses Oxyd greift den Ausguß an, verändert den Querschnitt seines unteren Teiles und folglich den
Ausfluß des nachher zu gießenden Metalls.
Demzufolge hat die Erfindung eine zum Gießen von Metallen und insbesondere von Stahl dienende
Gießpfanne mit normalem, durch Stopfen gesteuertem Ausguß mit verhältnismäßig kurzem Ausgußkanal
zum Gegenstand, die diese Nachteile nicht aufweist.
609 750/345
Die den Gegenstand der Erfindung bildende Gießpfanne
ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß der Ausguß durch elektrische Lichtbogen geheizt
wird, die zwischen einem die Tülle umgebenden Graphitring einerseits und mehreren an die Stromquelle
angeschlossenen Graphitelektroden erzeugt werden.
Je nachdem, ob man Emphasen- oder Dreiphasenstrom verwendet, wird eine verschiedene Elektrodenanzahl
benutzt. Bei Einphasenstrom ist die Elektrodenanzahl gerade, bei Dreiphasenstrom ein Vielfaches
von drei.
Die Elektroden sind mit einer Regelvorrichtung ausgerüstet, die ihr Entfernen oder Annähern gestattet,
um die durch jeden Lichtbogen aufgenommene Leistung und infolgedessen die von den Lichtbogen
gelieferte Wärme einzuregeln.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden diese Elektroden vor Luftzutritt
geschützt, um ihre Verbrennung durch den Sauerstoff zu verhindern.
Gemäß der Erfindung wird der Ausguß auf eine Temperatur erhitzt, die oberhalb des Liquiduspunktes
des zu gießenden Metalls liegt, so daß im Ausguß kein Metall erstarren kann.
Um die Wirksamkeit der Beheizung des Ausgusses zu steigern und dessen Abkühlung zu verringern,
wurde es als besonders vorteilhaft gefunden, die untere Stirnfläche des Ausgusses gegenüber der
unteren Stirnfläche des Behälters zurückzusetzen. Auf diese Weise wird der Wärmeverlust am unteren
Ausgußende kleiner, und das durch den Ausguß fließende Metall läuft nicht Gefahr, zu erstarren.
Der Ausguß ist vorteilhaft aus einem Material hergestellt, das gegen plötzliche Temperaturänderungen,
Korrosion und Erosion sehr widerstandsfähig ist, so daß er eine möglichst lange Lebensdauer hat und im
Lauf der Verwendung den gleichen Querschnitt bewahrt. Um die Erhitzung zu erleichtern und möglichst
viel Strom zu sparen, ist es vorteilhaft, wenn der Ausguß auch ein hohes Wärmeleitvermögen aufweist.
Die Materialien, die diese Eigenschaften am besten zeigen, sind Zirkoniumoxyd oder -silikat,
Magnesia oder Tonerde.
Die erfindungsgemäße Heizung der Ausgußöffnung mittels elektrischer Lichtbogen weist gegenüber
bekannten Vorrichtungen den besonderen Vorteil auf, daß die Regelung der Temperatur in der
Ausgußöffnung sehr einfach und leicht durchführbar ist und hierfür keine umständlichen und teuren Einrichtungen
notwendig sind, wie dies insbesondere bei Induktionsheizungen der Fall ist. Außerdem weist
die erfindungsgemäße Heizung eine vernachlässigbare Wärmeträgheit auf, und die Verteilung der
Wärme in der Ausgußöffnung ist unabhängig vom elektrischen Widerstand des Materials, aus dem der
Ausguß hergestellt ist; das Temperaturgefälle in der Ausgußwand ist sehr klein und konstant, so daß die
Lebensdauer der Ausgußöffnung wesentlich erhöht wird. Darüber hinaus erlaubt die erfindungsgemäße
Heizung des Ausgusses sehr schnelles Aufheizen der Ausgußöifnung während sehr kurzer Zeit, so daß
schnelles Anfahren eines Gießvorganges bzw. leichtes Auflösen eventuell auftretender Stopfen im Gießloch
durch Schmelzen möglich ist.
Die folgenden Ausführungsbeispiele der Erfindung werden die Besonderheiten und Einzelheiten der Erfindung
verständlicher machen.
F i g. 1 zeigt einen Vertikalschnitt und einen Horizontalschnitt
nach der Linie A-A durch eine Gießpfanne zum kontinuierlichen Gießen von Stahl;
Fig. 2 und 3 sind Vertikalschnitte, die mögliche
Abwandlungen der aus F i g. 1 entnommenen Anordnung darstellen.
In diesen verschiedenen Figuren bedeuten dieselben Bezugszeichen übereinstimmende Elemente.
In F i g. 1 ist eine Gießpfanne 2 mit einem Stahlmantel 3 zu sehen, die innen mit Schichten von feuerfesten
Materialien 4, 5 und 6 ausgekleidet ist. Am Boden der Pfanne ist ein Teil 7 aus feuerfestem
Material eingesetzt, der zugleich die Tülle und die Heizeinrichtung enthält und durch den Stopfen 9
verschlossen werden kann. Der Formteil 7 ist gegenüber der Unterfläche 10 des Behälterbodens merklich
zurückgesetzt. Er kühlt sich daher viel weniger leicht ab, als wenn er in einer Ebene mit dem Behälterboden
abschneiden oder nach außen vorragen würde.
Der Formteil 7 enthält einen so ausgebildeten Hohlraum, daß ein darin untergebrachter Graphitring
8 den Tüllenhals umgeben kann, sowie öffnungen, die im Fall von Einphasen- oder Gleichstrom
einander im Durchmesser gegenüberliegen und die Einführung eines oder mehrerer Paare von Graphitelektroden
11 gestatten. Diese Graphitelektroden sind an einem Transformator 12 angeschlossen, der
einen dauernden Lichtbogen zwischen den Elektroden 11 und dem Graphitring 8 brennen läßt und dadurch
den Formteil 7 erhitzt. Durch Regelung der Lichtbogenleistung kann man die Temperatur der
Tüllenmitte auf den gewünschten Betrag oberhalb des Schmelzpunktes des zu gießenden Metalls regeln.
Die unter dem Graphitring liegende untere Zwischenschicht 14 ist notwendig, um einen Luftzutritt
zu den Elektroden 11 zu verhindern, der für ihre Lebensdauer ungünstig wäre.
Die Fig. 2 stellt eine mögliche Abänderung der Lichtbogenheizung dar, die im Ersatz des Graphitrings
8 von F i g. 1 durch Graphitkörner 13 besteht.
In Fig. 3 ist der Formteil7 durch eine auswechselbare
Tülle 15 ersetzt, die durch einen Sitz in der feuerfesten Masse 16 gehalten wird. Der Graphitring
8 umschließt die Tülle 15 und ragt außerdem unter dieser vor, um die Beheizung zu verstärken,
indem die Wärmeabstrahlung der Tülle 15 verringert wird.
Die hauptsächlichen Vorteile der Erfindung sind: Verhinderung der Erstarrung von Metall im Tüllenhals,
Vereinfachung der Heizeinrichtung und ihrer Regelung, Ersparnis von Gasbrennern und der für
ihren Einbau notwendigen profilierten Kammer und daher eine beträchtliche Verbilligung der Gestehungskosten
des Behälters.
Claims (9)
1. Gießpfanne zum Gießen von Metallen, vorzugsweise von Stahl, mit einem Stopfungsverschluß
und elektrisch beheiztem Ausguß am Gefäßboden, dadurchgekennzeichnet, daß
die Beheizung des Ausgusses (7) mittels elektrischer Lichtbögen erfolgt, die zwischen einem den
Ausguß umfassenden Graphitring (8) und mehreren Graphitelektroden (11) erzeugt werden.
2. Gießpfanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (11) mit einer
Regelvorrichtung zum Einstellen der Lichtbogenlänge versehen sind.
3. Gießpfanne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogen gegen
Luftzutritt geschützt sind.
4. Gießpfanne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausguß
(7) auf eine leicht über dem Liquiduspunkt des zu gießenden Metalls liegende Temperatur erhitzt
wird.
5. Gießpfanne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die untere
Stirnfläche des Ausgusses (7) gegen die untere Stirnfläche der Pfanne (3) zurückgesetzt ist.
6. Gießpfanne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausguß
(7) aus einem Material hergestellt ist, das gegen plötzliche Temperaturveränderungen, gegen Korrosion
und gegen Erosion widerstandsfähig ist, wie Zirkoniumoxyd, Zirkoniumsilikat, Magnesia
oder Tonerde.
7. Gießpfanne nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der den Ausguß
(7) umgebende Graphitring (8) durch Graphitkörner (13) ersetzt ist.
8. Gießpfanne nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tülle (15)
ohne Störung des Heizsystems austauschbar ist.
9. Gießpfanne nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphitring
(8) das untere Tüllenende umgibt und unter diesem hervorragt.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1049 547;
Französische Patentschriften Nr. 1168 418,
1008368;
Stahl u. Eisen, 24.9.1953, S. 1261 bis 1264.
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1049 547;
Französische Patentschriften Nr. 1168 418,
1008368;
Stahl u. Eisen, 24.9.1953, S. 1261 bis 1264.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
609 750/345 12.66 © Bundesdruckerei Berlin
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BE1231856X | 1959-04-08 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1231856B true DE1231856B (de) | 1967-01-05 |
Family
ID=3894676
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEC21150A Pending DE1231856B (de) | 1959-04-08 | 1960-04-07 | Giesspfanne mit Stopfenverschluss und elektrisch beheiztem Ausguss |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1231856B (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2749523A1 (de) * | 1976-11-04 | 1978-05-11 | Foseco Trading Ag | Verfahren und vorrichtung zum vorwaermen von teilen bei gefaessen zur handhabung von metallschmelzen |
DE4326325A1 (de) * | 1993-08-05 | 1995-02-09 | Inductotherm Coating Equipment | Verfahren zum wahlweisen Entleeren eines metallurgischen Gefäßes und zur Durchführung des Verfahrens geeignetes Gefäß |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1008368A (fr) * | 1949-04-28 | 1952-05-16 | Aciers Rapides | Procédé pour la suppression de la retassure et l'atténuation de la ségrégation dans les métaux coulés |
FR1168418A (fr) * | 1956-01-13 | 1958-12-08 | Geraetebau Anstalt | Procédé de fusion et coulée des métaux sous un gaz protecteur ou sous vide, et dispositif pour application de ce procédé |
DE1049547B (de) * | 1956-12-12 | 1959-01-29 | Bochumer Ver Fuer Gussstahlfab | Vorrichtung zum elektrisch gesteuerten Vergiessen von Metall |
-
1960
- 1960-04-07 DE DEC21150A patent/DE1231856B/de active Pending
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