DE1508797C - Vorrichtung an einem.Gießgefäß zum Verändern der Lage des Gießstrahles, insbesondere beim Stranggießen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auE eine Vorrichtung an einem Gießgefäß zum Verändern der Lage des Gießstrahis, insbesondere beim Stranggießen, mit einem oberen und einem unteren Ausgußstein und einem seitlich verschiebbaren Verschlußkörper.

Die Strömung des Gießstrahls und seine Wärme können beim Stranggießen die Ausbildung _v der erstarrten Kruste beeinflussen, indem eine Erosion auftreten kann. Diese Erosion schwächt die erstarrte Kruste, so daß sie dem ferrostatischen Druck nicht mehr widerstehen kann und die gefürchteten Durchbrüche entstehen.

Findet die Erosion im Bereich der Kokille statt, so erwärmt sich die Kokillenwand an dieser Stelle übermäßig, was auch zur Beschädigung der Kokille führen kann. Die Erosion der Kruste begünstigt aber auch eine ungleichmäßige Kristallisation und führt zu Spannungen und Gefügefehlern. Um diese Nachteile zu vermeiden, wird der Gießstrahl in bezug auf den Kokillenquerschnitt so eingestellt, daß die vom Gießstrahl im Sumpf verursachte Strömung keine maßgebende Erosion der Kruste verursachen kann.

Beim Gießen von kleinen Querschnitten auf Mehrstranganlagen ist eine genaue Einstellung des Gieß-Strahls wichtig. Um diese Zentrierung zu ermöglichen, wurden Verteilerrinnen mit ihren bekannten Nachteilen angewendet. Als günstigste Lösung hat sich ein für mehrere Stränge gemeinsamer Zwischenbehälter erwiesen. Bei solchen Zwischenbehältern ist jedoch beim Einsetzen der Düsen eine genaue Einstellung derselben schwierig. Außerdem verzieht sich dieser Zwischenbehälter unter dem Emfluß der Hitze während des Gusses, so daß sich die Düsenabstände verändern und der Gießstrahl in eine Lage gelangen kann, bei der die vorher erwähnten Schwierigkeiten auftreten, was zum Außerbetriebsetzen einzelner Stränge und zur Senkung der Produktionsrate führen kann.

Beim Gießen von Strängen, die unmittelbar unterhalb der Kokille in gebogenen Strangführungen geführt werden, ist die genaue Zentrierung des Gießstrahls von besonderer Bedeutung, da die Tiefenwirkung, des Gießstrahls und der Einfallswinkel seiner Strömung auf die Kruste des äußeren Radius das Erodieren begünstigen.

Eine Gießstrahlablenkung und damit eine Gießstrahlzentrierung mit Magnetjochen ist bekannt. Diese Ablenkung ist jedoch relativ kompliziert und teuer. In jedem Fall ist mit der Lageänderung auch eine Richtungsänderung des Strahls verbunden, die speziell bei gebogen gegossenen Strängen nachteilig sein kann, da mit der Veränderung des Einfallswinkels sich auch die Ausbildung der Strömung im Sumpf ändert.

Als Abschluß- und Regulierorgan für Gießgefäße ist ein Schieberverschluß mit einem oberen und einem unteren Ausgußstein und einem seitlich verschiebbaren Verschlußkörper bekannt. Purch Verschiebung des Verschlußkörpers kann der Durchflußquerschnitt und dadurch die Durchflußmenge geregelt werden. Dabei kann jedoch nicht verhindert werden, daß sich durch diese Verschiebung die Lage des Gießstrahls ändert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Vorrichtung zur Veränderung der Lage und Richtung des aus einem Gießgefäß austretenden Strahls zu erhalten, ohne die gewünschte Gießrate zu beeinflussen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der untere Ausgußstein als Zentrierkörper verschiebbar ist.

Nach einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung soll die Ausflußöffnung des oberen Ausgußsteines eine Größe besitzen, die gleich der Summe des maximalen Verschiebeweges und des Durchmessers der DurchflußötTnung des Zentrierkörpers ist.

Um bei gebogen gegossenen Strängen ein Erodieren der Kruste zu vermindern, wird nach einer weiteren Ausbildung der zuunterst angeordnete Körper eine zumindest teilweise schräge Durchflußöffnung aufweisen, wodurch eine Beeinflussung der Strömungsrichtung erreicht und dieses Erodieren vermindert werden kann.

Zur Verkleinerung der negativen Einwirkungen der Strömung im Sumpf, speziell bei schräg angeordneten Kokillen, ist nach einem Merkmal der Erfindung der untersten Durchflußöffnung ein Gießrohr nachgeordnet.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Gießgefäß mit Schieberverschluß und einer Vorrichtung zur Veränderung der Lage des Gießstrahls durch Verschieben in einer Richtung,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie TI-II der Fig. 1,

Fig. 3 eine Ausführungsform gemäß Fi.g.-l mit schräger Ausgußrichtung des Gießstrahls,

F i g. 4 ein Gießgefäß mit Schieberverschluß und einer Vorrichtung zur Veränderung der Lage des Gießstrahls durch Verschieben in jede Richtung,

Fig. 5 einen Schnitt nach Linie V-V der Fig. 4,

F i g. 6 einen Zentrierkörper mit aufgeteilter Durchfhißöffnung und

F i g. 7 eine Ausführungsform mit Gießrohr.

In den F i g. 1 und 2 ist in einem mit feuerfestem Material 2 ausgekleideten, unvollständig gezeichneten Gießgefäß 1 eine Öffnung 3 angebracht, in die ein Ausgußstein 4 mit länglicher Öffnung 11 eingebaut ist. Die Fläche 5 dieses Ausgußsteines ist genau bearbeitet, z. B. geschliffen.

Dem Ausgußstein 4 folgt ein Schieberverschluß 6. Dieser Schieberverschluß besteht aus einem oberen Ausgußstein 7, auch Zentrierkörper genannt, mit einer Durchflußöffnung 8 und einem- diesem oberen Ausgußstein 7 nachgeordneten unteren Ausgußstein 9, auch Verschlußkörper genannt, mit einer Durchflußöffnung 10. Der-Zentrierkörper 7 und der Verschlußkörper 9 bestehen aus Stahlrahmen mit eingebetteten Platten aus feuerfestem Material. Die DurchflußöfTnung 10 kann auch durch eine in den Verschlußkörper eingesetzte Düse aus feuerfestem Material gebildet sein. Die sich berührenden Flächen des Zentrierkörpers 7 und des Verschlußkörpers 9 sind ebenfalls genau bearbeitet. Der Zentrierkörper 7 und der Verschlußkörper 9 sind in einer Führung 12 in Form von Z-Profilen geführt. Diese Führung 12 ist in einer weiteren Führung 13 verschiebbar angeordnet, welche starr mit dem Gießgefäß 1 verbunden ist. Am Gießgefäß 1 ist weiter ein Lager 15 befestigt, in welchem eine Gewindespindel 16 drehbar angeordnet ist. Diese Gewindespindel 16 weist einerseits ein Handrad 17 und andererseits ein Flachgewinde 18 auf. In Wirkverbindung mit dem Flachgewinde 18 steht eine Gewindemutter 19, die aus zwei Hälften 20 und 21 besteht. Die Hälfte 20 ist an einem Hebel 22 und die Hälfte 21 an einem Hebel 23 befestigt. Der

Hebel 22 ist an einem Lagerteil 24 und der Hebel 23 an einem Lagerteil 25 schwenkbar gelagert. Der Lagerteil 24 ist mit der Führung 12 starr verbunden, während der Lagerteil 25 am Verschlußkörper 9 befestigt ist.

Durch Mittel, die für F i g. 4 näher beschrieben werden, besteht die Möglichkeit, die Hälften 20 und 21 wahlweise oder miteinander mit dem Flachgewinde 18 in Verbindung zu bringen. Durch Drehen des Handrades 17 kann deshalb entweder die Führung 12 mit dem Zentrierkörper 7 und dem Verschlußkörper 9 oder der Verschlußkörper 9 gegenüber dem Zentrierkörper 7 in jede beliebige Stellung verschoben werden. Damit beim Verschieben des Verschlußkörpers 9 bei ausgekuppelter Hälfte 20 der Zentrierkörper nicht durch die Reibung zwischen dem Zentrierkörper 7 und dem Verschlußkörper 9 mitgenommen wird, kann die Führung 12 durch ein Blockierorgan, beispielsweise eine Stellschraube 26, blockiert werden.

Durch Verschieben der Führung 12 mit dem Zentrierkörper 7 und dem Verschlußkörper 9 bei eingekuppelten Hälften 20 und 21 kann eine Veränderung der Lage des Gießstrahls erreicht werden, ohne die Gießrate zu beeinflussen, natürliche Änderungen, beispielsweise des ferrostatischen Druckes im Gießgefäß und des Querschnittes der Durchfluß-Öffnung, ausgenommen. Um diese Lageänderung zu ermöglichen, hat die Öffnung 11 des Ausgußsteines 4 in Verschieberichtung eine Mindestgröße, welche etwa der Summe des gewünschten maximalen Verschiebeweges des Zentrierkörpers und des Durchmessers der Ausflußöffnung 8 entspricht.

Um ein Anfrieren von flüssigem Metall an der der Öffnung 11 zugekehrten Fläche des Zentrierkörpers 7 zu verhindern, kann eine Heizung, z. B. eine induktive, in den Zentrierkörper eingebaut werden.

Die Anordnung des Verschlußkörpers 9 nach dem Zentrierkörper 7 hat den Nachteil, daß beim Verändern der Gießrate oder beim Öffnen und Schließen des Gießgefäßes durch den Verschlußkörper eine Lageänderung des Gießstrahls eintritt. Um eine solche Lageänderung zu vermeiden, kann der Verschlußkörper 9 dem Zentrierkörper 7 .vorgeordnet sein.

F i g. 3 veranschaulicht eine solche Ausführungsform. Der Unterschied gegenüber F i g. 1 besteht darin, daß der Verschlußkörper 9' dem Zentrierkörper T vorgeordnet ist. Der Zentrierkörper T weist eine schräggestellte Durchflußöffnung 35 auf, die dem Gießstrahl eine schräge Ausflußrichtung erteilt. Die Durchflußöffnung 35 kann zuerst senkrecht zur Auflagefläche des Zentrierkörpers 7' verlaufen, um erst nachher in eine schräge Lage überzugehen. Wenn, wie in Fig. 1 gezeigt,-der Verschlußkörper 9 dem Zentrierkörper 7 nachgeordnet ist, weist der Verschlußkörper 9 die schräge Durchflußöffnung 35 auf.

Die F i g. 4 und 5 zeigen eine Vorrichtung mit Schieberverschluß, bei welcher der Gießstrahl in eine beliebige Lage verschoben werden kann. Das Öffnen und Schließen des Gießgefäßes kann ohne jegliche Lageänderung des Gießstrahls vorgenommen werden.

In die Öffnung 3 ist ein Ausgußstein 40 aus feuerfestem Material mit einer großen Öffnung 41 eingebaut. Dem Ausgußstein 40 folgt ein Zentrierkörper 42 mit einem Gehäuse aus Stahl. In diesem Stahlgehäuse sind zwei Zentrierplatten aus feuerfestem Material eingebaut, eine obere, 43, mit einer Durchflußöffnung 47 und eine untere, 44, mit einer Durchflußöffnung 48. Diese Durchflußöffnung 48 kann auch schräggestellt sein, um dem Gießstrahl die obenerwähnte gewünschte Ausflußrichtung zu geben. Zwischen diesen beiden Zentrierplatten 43 und 44 ist ein Verschlußkörper 45 mit einem Stahlrahmen eingebaut, in welchem sich eine Verschlußplatte 46 aus feuerfestem Material mit einer Durchflußöffnung 49

ίο befindet. Der Verschlußkörper 45 ist im Zentrierkörper 42 verschiebbar angeordnet. Mit dem Gießgefäß 1 ist eine Winkelführung 50 verbunden. In dieser Winkelführung 50 ist ein Führungskörper 51 geführt, der eine Bewegung des Zentrierkörpers 42 senkrecht zur Verstellrichtung des Verschlußkörpers 45 erlaubt.

Am Gießgefäß 1 ist weiter eine Winkelführung 55 befestigt, in welcher ein Lager 56 gleitbar angebracht ist. In diesem Lager 56 ist .eine Hülse 57 drehbar angeordnet, auf der das Handrad 17 befestigt ist. In dieser Hülse 57 ist eine Gewindespindel 58 drehbar gelagert. Diese Spindel 58 weist einen Flachgewindeteil 59 und einen Vierkantteil 60 auf. Die Hülse 57 verfügt über einen Bund 61 mit einer der Größe des Vierkantteils 60 entsprechenden Vierkantbohrung.

Am Gießgefäß 1 ist ferner eine Zahnstange 65 befestigt. Diese Zahnstange 65 korrespondiert mit einem auf der Hülse 57 sitzenden Ritzel 66.

Mit dem Flachgewindeteil 59 steht die Gewindemutter 19 durch die Hälften 20 und 21 in Wirkverbindung. Diese Hälften 20 und 21 sind wiederum mit ihrem entsprechenden Hebel 22, 23 verbunden. Der Hebel 22 steht mit einem Magnet 70 und der Hebel 23 mit einem Magnet 71 in Verbindung. Der Magnet 70 ist in einem Lagerteil 72 und der Magnet 71 in einem Lagerteil 73 befestigt. Am Lagerteil 72 ist eine Feder 74, die mit dem Hebel 22 in Wirkverbindung steht, und am Lagerteil 72 ist eine Feder 75, die mit dem Hebel 23 in Wirkverbindung steht, angebracht. Der Hebel 22 ist bei 76 im Lagerteil 73 und der Hebel 23 ist bei 77 im Lagerteil 73 schwenkbar angeordnet. Der Lagerteil 72 ist starr mit dem Verschlußkörper 45 und der Lagerteil 73 mit dem Zentrierkörper 42 verbunden.

Das Zentrieren des Gießstrahls kann wie folgt vorgenommen werden:

a) in Richtung der Achse der Spindel 58:

Für dieses Zentrieren ist der Vierkantteil 60 mit der Hülse 57 im Eingriff. Die Federn 74 und 75 halten die Hälften 20 und 21 in Wirkverbindung mit der Gewindespindel 58. Durch Drehen des Handrades 17 werden demzufolge der Zentrierkörper 42 und der Verschlußkörper 45 miteinander in ihrer Lage verschoben.

b) in Richtung quer zur Achse der Spindel 58:
Durch Ziehen am Handrad 17 wird der Vierkantteil 60 mit der Hülse 57 außer Eingriff gebracht. Durch diese Bewegung wird das Ritzel 66 mit der Zahnstange 65 gekoppelt. Durch Drehen des Handrades 17 wird demzufolge das Lager 56 in der Führung 55 und der Zentrierkörper 42 über die Spindel 58, die Gewindemutter 19 und die Lagerteile 72,73 in der Führung 50 verschoben.

Durch die beschriebene Verschiebung des Zentrierkörpers in zwei Richtungen kann jede gewünschte Lage des Gießstrahls eingestellt werden.

Zum Öffnen und Schließen des Gießgefäßes sowie zur Regulierung der Gießrate wird nur der Verschlußkörper 45 verschoben. Zu diesem Zweck zieht der Magnet 71 die Hälfte 21 außer Eingriff mit der Gewindespindel 58, während die Hälfte 20 mit dieser Spindel in Wirkverbindung bleibt. Durch Drehen des Handrades 17 wird die Gewindespindel 58 über den im Eingriff stehenden Vierkantteil 60 in Drehung versetzt, wodurch der Lagerteil 72 und der Verschlußkörper 45 verschoben werden. Eine nicht ge- ίο zeichnete Vorrichtung verhindert eine Bewegung des Zentrierkörpers 42, welche infolge der Reibung zwischen den Platten 43, 44 und 46 stattfinden kann.

Um die Tiefe der Strömungswirkung des in den Sumpf einfallenden Gießstrahls zu verringern, speziell beim Gießen von schweren Brammen, kann die untere Zentrierplatte 44 so dick ausgeführt werden (Fig. 6), daß die Durchflußöffnung 48 kurz unterhalb der Berührungsfläche mit dem Verschlußkörper 45 in mindestens zwei Durchflußöffnungen 48' aufgeteilt wird, wobei die Querschnitte dieser Durchflußöffnungen den gewünschten Verhältnissen angepaßt werden. Sofern der Verschlußkörper dem Zentrierkörper nachgeordnet ist, kann ersterer mehrere Durchflußöffnungen aufweisen.

In F i g. 7 wird eine Ausführungsform. für ein Gießgefäß mit Gießrohr dargestellt. Die Verlängerung der Durchflußöffnung 8 wird durch Einsetzen eines Gießrohres in den Verschlußkörper 9 bewirkt. Die Austrittsöffnung 28 für den Gießstrahl befindet sich hierbei knapp oberhalb des Badspiegels 52 einer Kokille 53, kann sich jedoch auch unterhalb des Badspiegels 52 befinden. Ist, wie in F i g. 3 dar-. gestellt, dem Verschlußkörper 9' der Zentrierkörper T nachgeordnet, so kann die Verlängerung der Durchflußöffnung 35 durch Einsetzen des Gießrohres in den Zentrierkörper 7' erfolgen. Ferner kann auch die Durchflußöffnung 10 durch eine schräg verlaufende Bohrung gebildet sein.

In den angeführten Beispielen werden die Bewegungen zur Lageänderung mit mechanischen Mitteln vorgenommen. Diese Bewegungen können auch mit anderen Mitteln, beispielsweise hydraulischen, vorgenommen werden. Um die Erosion der" Durchflußöffnungen zu vermindern, können dieselben selektiv gekühlt werden.

Beim Gießen von Brammen dienen oft mehrere Gießstrahle zur Zuführung des flüssigen Metalls in die Kokille. In den meisten dieser Fälle ist aber nur ein Ausguß mit einer Vorrichtung zur Regulierung der Zufuhrrate ausgerüstet, so daß auch nur ein Ausguß mit der Vorrichtung zur Veränderung der Lage des Gießstrahls und der Gießrate versehen wird, während die anderen Ausgüsse nur mit der Vorrichtung zur Änderung der Lage des Gießstrahls ausgerüstet sind.

Beim Gießen von Formen kann die erfindungsgemäße Vorrichtung ebenfalls mit Vorteil angewendet werden, weil die kleinen Eingüsse der Formen ein genaues Zentrieren des Gießstrahls erfordern.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung an einem Gießgefäß zum Verändern der Lage des Gießstrahls, insbesondere beim Stranggießen, mit einem oberen und einem unteren Ausgußstein und einem seitlich verschiebbaren Verschlußkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Ausgußstein als Zentrierkörper (7,7', 43,44) verschiebbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausflußöffnung des oberen Ausgußsteines (4,40) eine Größe besitzt, die gleich der Summe des maximalen Verschiebeweges und des Durchmessers der Durchflußöffnung des Zentrierkörpers (7, T, 43, 44) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zuunterst angeordnete Körper eine zumindest teilweise schräge Durchflußöffnung (35, 48') aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für ein Gießgefäß mit Gießrohr, dadurch gekennzeichnet, daß der untersten Durehflußöffnung(lO) ein Gießrohr (27) nachgeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen