DE1483667B2 - Teleskopartige Schutzgaskammer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine teleskopartige Schutzgaskammer zwischen dem Gießtrichter und der Kokille einer Stranggießanlage, die mittels Dichtringen zwischen den Teleskopteilen abgedichtet ist.

Bekanntlich besteht an Stranggießanlagen die Gefahr, daß die aus dem Gießtrichter in die Kokille strömende Schmelze oxydiert. Dem wird üblicherweise mit einer Schutzgaskammer zwischen dem Gießtrichter und der Kokille begegnet, die nach entsprechender Beaufschlagung mit Schutzgas zwischen dem Gießtrichter und der Kokille eine Berührung der Schmelze mit Sauerstoff verhindern soll. Die Wirkung herkömmlicher Schutzgaskammern ist jedoch beschränkt. Trotz des Einsatzes von reduzierendem Gas, wie Butan oder Propan, als Schutzgas, Ausspülen der Schutzgaskammer mit Schutzgas vor Gießbeginn und anschließender ständiger Zuführung frischen reduzierenden Gases läßt sich in herkömmlichen Anlagen z. B. die Bildung von Nadellöchern an der Strangoberfläche oder unmittelbar unter der Strangoberfläche nicht verhindern. Das wird auf einen zu großen Sauerstoffanteil in der Atmosphäre der Schutzgaskammer zurückgeführt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Sauerstoffgehalt in der Schutzgaskammer durch Verbesserung der Schutzgaskammer zu verringern.

Dabei geht die Erfindung von dem Gedanken aus, daß die Ursache für den zu hohen Sauerstoffgehalt in der Abdichtung der Schutzgaskammer liegt. Da die Kokille in Stranggießanlagen beim Gießvorgang immerfort hin- und hergehende bewegt werden muß, um ein Anbacken der Schmelze an der Kokilleninnenwand zu verhindern, besteht die Schutzgaskammer aus mehreren relativ zueinander bewegbaren Teilen, die in der Regel durch einen als Dichtung dienenden Faltenbelag miteinander verbunden sind. Dieser Faltenbalg verschleißt unter der auftretenden extrem starken Wärmebelastung und der mechanischen Belastung so schnell, daß er schon nach kurzer Zeit nicht mehr ausreichend dichtfähig ist. Neben den Schutzgaskammern mit dem Faltenbalg sind zwar noch teleskopartige Schutzgaskammern bekannt, jedoch erlauben diese bekannten Schutzgaskammern nur eine vertikale Verschiebung zwischen dem Gießtrichter und der Kokille und konnten bisher mit ihnen keine besseren Ergebnisse erzielt werden. Letzteres wird darauf zurückgeführt, daß zwischen dem Gießtrichter und der Kokille beispielsweise durch Ausrichten des Gießtrichters quer oder schräg zur vertikalen Teleskoprichtung verlaufende Kräfte auftreten, die ein Verkanten od. dgl. die Abdichtung beeinträchtigende Bewegungen der Teleskopteile verursachen.

Nach der Erfindung werden die Schutzgaskammern zwischen Gießtrichter und Kokille unter Verwendung einer teleskopartigen Schutzgaskammer mit Dichtringen zwischen den Teleskopteilen dadurch verbessert, daß die Teleskopteile durch ein quer oder schräg zur vertikalen Teleskoprichtung bewegbares Zwischenstück miteinander verbunden und zwischen den Teleskopteilen und dem Zwischenstück Dichtringe angeordnet sind. Infolge des Zwischenstückes kann die Schutzgaskammer den quer oder schräg zur vertikalen Teleskoprichtung verlaufenden Kräften zwischen dem Gießtrichter und der Kokille ohne Beeinträchtigung der Abdichtung nachgeben. Da die Dichtringe gleichzeitig wesentlich widerstandsfähiger sind als ein Faltenbalg gegen die Wärmebelastung und die mechanische Belastung, läßt sich nach Ausspülen der Schutzgaskammer mit Schutzgas vor Gießbeginn und Zuführung reduzierenden Gases nach Gießbeginn ein sehr viel geringerer Sauerstoffgehalt als in herkömmlichen Schutzgaskammern erzielen.

Vorzugsweise bestehen die Teleskopteile aus einer an dem Gießtrichter befestigten Hülse und einem an der Kokille befestigten Stutzen und ist das Zwischenstück als ein auf der Hülse verschiebbar angeordneter Ring ausgebildet, der gleichzeitig in einer Ausnehmung zwischen dem Stutzen und einem mit dem Stutzen verschraubten Spannring quer zur vertikalen Teleskop-

richtung einstellbar gehalten ist. Dabei können die Teleskopteile aus einem an der Kokille befestigten Stutzen, einem an dem Gießtrichter befestigten Stutzen und einer Hülse bestehen, wobei das Zwischenstück als ein auf der Hülse verschiebbar angeordneter Ring ausgebildet und das ringförmige Zwischenstück zwischen dem Stutzen und einem mit dem Stutzen verschraubten Spannring sowie die Hülse gießtrichterseitig zwischen dem Stutzen und einem mit dem Stutzen verschraubten Spannring gelenkig gehalten sind.

Vorzugsweise sind das ringförmige Zwischenstück an der mit dem Stutzen und dem Spannring korrespondierenden Lagerfläche und die Hülse an der mit dem Stutzen und dem Spannring korrespondierenden Lagerfläche kugelförmig ausgebildet und liegen an zwei im Abstand voneinander angeordneten Dichtringen an. Zwischen diesen Dichtringen können Abstandsringe angeordnet sein, während die Hülse, durch die sich ein Gießrohr bis zur Kokillenöffnung erstrecken kann, vorzugsweise wassergekühlt ist.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen

F i g. 1 und 2 verschiedene Längsschnitte durch eine erfindungsgemäße Schutzgaskammer,

Fig.3 einen Längsschnitt durch eine weitere erfindungsgemäße Schutzgaskammer.

Nach F i g. 1 und 2 ist der mit 1 bezeichnete Gießtrichter an seiner Unterseite mit einem Stutzen 12 versehen. Der Stutzen 12 hat ein Gewinde, auf dem eine rohrförmige Hülse 13 sitzt, der zur Kühlung Wasser durch eine Rohrleitung 52 zugeführt wird. Zwischen dem Stutzen 12 und der Hülse 13 befindet sich ein Dichtring 14.

Ein weiterer Stutzen 15 ist durch eine Verschraubung 17 an der Oberseite der zugehörigen Kokille 4 befestigt. Zwischen dem Stutzen 15 und der Kokille 4 befindet sich ein Dichtring 18. Der Stutzen 15 besitzt einen ringförmigen Flansch 16, in den ein Dichtring 21 eingelassen ist und auf dem ein ringförmiges Zwischenstück 19 gleitet, das gleichzeitig an seiner Innenseite auf der Hülse 13 gleitet. Das Zwischenstück 19 wird von einem auf den Flansch 16 aufgeschraubten Spannring 22 gegen den Flansch 16 gedrückt und gleitet mit zwei Dichtringen 20 auf der Hülse 13, die eine ausreichende Abdichtung gewährleistet. Während des Gießvorganges ist das Zwischenstück 19 fest zwischen dem Flansch 16 und dem Spannring 22 eingespannt und wird die Einspannung gelöst, wenn eine Verstellung des Gießtrichters 1 beispielsweise zum Ausrichten auf die Kokillenöffnung erforderlich ist. Zum Lösen und Festdrehen des Spannringes 22 weist dieser einen Handgriff 29 auf. Die Hülse 13, das Zwischenstück 19 und der Stutzen 15 bilden eine Schutzgaskammer, die den Gießtrichter 1 mit der Kokille 4 verbindet. Das Schutzgas wird der Schutzgaskammer durch einen Einlaß 24 zugeführt und tritt aus einem Auslaß 25 wieder aus. Vor Gießbeginn wird die Schutzgaskammer mit einem reduzierenden Gas, wie Propan oder Butan, oder mit einem inerten Gas, wie Argon oder Stickstoff ausgespült und mit Gießbeginn allein reduzierendes Gas mit solcher Geschwindigkeit durch die Schutzgaskammer geleitet, daß sich ein Sauerstoffgehalt von höchstens 0,025%, vorzugsweise von 0,005% und darunter einstellt. Zum Messen des Gasdruckes ist der Stutzen 15 mit einem Anschluß 53 versehen.

Außerdem besitzt der Stutzen 15 noch eine öffnung, die mit einer Aluminiumscheibe 26 verschlossen ist. Die Aluminiumscheibe 26 wird von einer Feder 28 gegen die öffnung des Stutzens 15 gedruckt und gibt die öffnung frei, wenn der Gasdruck in der Kammer unzulässig hoch ansteigt. Außerdem schmilzt die Aluminiumscheibe 26 wenn die Schmelze bis in den Stutzen 15 anste'gt, so daß die Schmelze aus der Schutzgaskammer ausströmen kann. Zwischen der Aluminiumscheibe 26 und dem Stutzen 15 befindet sich ein Dichtring 27.

Zur leichteren Montage besteht der Stutzen 15 wahlweise aus zwei Hälften mit einer in axialer Richtung verlaufenden Teilfuge, die miteinander verschraubt werden.

Nach F i g. 3 sitzt an Stelle der Hülse 13 ein Spannring 34 auf dem Gewinde des Stutzens 12. Der Spannring 34 drückt einen Stutzen 35 gegen den Stutzen 12. Zwischen den beiden Stutzen 12 und 35 ist ein Dichtring 14 angeordnet. An dem dem Gießtrichter abgewandten Ende ist mittels Schrauben ein Spannring 36 an dem Stutzen 35 befestigt. Der Stutzen 35 und der Spannring 36 umschließen eine Kugelfläche einer wassergekühlten Hülse 37. Zur Abdichtung zwischen der Kugelfläche der Hülse 37 und dem Stutzen 35 und dem Spannring 36 dienen zwei Dichtringe 38, die von einem Abstandsring 39 in einem definierten Abstand voneinander gehalten werden.

An der Kokille ist nach F i g. 3 an Stelle des Stutzens 15 ein Stutzen 40 befestigt. Der Stutzen 40 trägt gießtrichterseitig einen Spannring 42 und umschließt mit dem Spannring 42 eine Kugelfläche eines ringförmigen Zwischenstückes 43.

Die Befestigung des Spannringes 42 erfolgt durch Schrauben an einem Bund 41 des Stutzens 40. Zwischen den korrespondierenden Lagerflächen des Zwischenstückes 43 und des Stutzens 40 und des Spannringes 42 befinden sich zwei Dichtringe 44, die von einem Abstandsring 45 in einem definierten Abstand voneinander gehalten werden. Das Zwischenstück 43 gleitet mit Dichtringen 46, zwischen denen ein Abstandsring 49 angeordnet ist, auf der Hülse 37. Der Druck, mit dem die Dichtringe 46 an der Hülse 37 anliegen, wird wesentlich durch einen mit dem Zwischenstück 43 verschraubten Spannring 48 bestimmt.

Ein sich in der Schutzgaskammer bis zur Kokillenöffnung erstreckendes Gießrohr 47 verhindert, daß die aus dem Gießtrichter ausströmende Schmelze insbesondere bei Verwendung eines Stopfens zur Regelung der Ausflußmenge auf die Hülse 37 oder andere Teile der Schutzgaskammer trifft.

Vorteilhafterweise eignet sich die Schutzgaskammer nach F i g. 3 auch für Stranggießanlagen mit gekrümmter, oszillierend bewegter Kokille. In derartigen Anlagen wird die periodische Abstandsänderung der Kokille zum Gießtrichter durch die Bewegung des Zwischenstückes 43 auf der Hülse 37 und die quer zu dieser Bewegung verlaufende Kokillenbewegung mit Hilfe der Kugelflächen ausgeglichen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Teleskopartige Schutzgaskammer zwischen dem Gießtrichter und der Kokille einer Stranggießanlage, die mittels Dichtringen zwischen den Teleskopteilen abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Teleskopteile (13, 15; 35, 37, 40) durch ein quer oder schräg zur vertikalen Teleskoprichtung bewegbares Zwischenstück (19; 34) miteinander verbunden und zwischen den Teleskopteilen (13, 15;35,37,40) und dem Zwischenstück (19;

43) Dichtringe (20,21; 38,44,46) angeordnet sind.

2. Schutzgaskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teleskopteile (13, 15) aus einer an dem Gießtrichter (1) befestigten Hülse (13) und einem an der Kokille (4) befestigten Stutzen (15) bestehen und das Zwischenstück (19) als ein auf der Hülse (13) verschiebbar angeordneter Ring ausgebildet ist, der gleichzeitig in einer Ausnehmung zwischen dem Stutzen (15) und einem mit dem Stutzen (15) verschraubten Spannring (22) quer zur vertikalen Teleskoprichtung einstellbar gehalten ist.

3. Schutzgaskammer nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Teleskopteile (35, 37, 40) aus einem an der Kokille befestigten Stutzen (40), einem an dem Gießtrichter befestigten Stutzen (35) und einer Hülse (37) bestehen und das Zwischenstück (43) als ein auf der Hülse (37) verschiebbar angeordneter Ring ausgebildet ist, wobei das ringförmige Zwischenstück (43) zwischen dem Stutzen (40) und einem mit dem Stutzen (40) verschraubten Spannring (42) gelenkig gehalten ist und die Hülse (37) gießtrichterseitig zwischen dem Stutzen (35) und einem mit dem Stutzen (35) verschraubten Spannring (36) gelenkig gehalten ist.

4. Schutzgaskammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Zwischenstück (43) an der mit dem Stutzen (40) und dem Spannring (42) korreskondierenden Lagerfläche und die Hülse (37) an der mit dem Stutzen (35) und dem Spannring (36) korrespondierenden Lagerfläche kugelförmig ausgebildet sind und an zwei im Abstand voneinander angeordneten Dichtringen (38,44) anliegen.

5. Schutzgaskammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Dichtringen (38,

44) Abstandsringe (30,45) angeordnet sind.

6. Schutzgaskammer nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (13; 37) wassergekühlt ist.

7. Schutzgaskammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich durch die Hülse (37) ein Gießrohr (47) bis zur Kokillenöffnung erstreckt.