DE2017469A1

DE2017469A1 - Anlage zum Stranggießen sowie kontinuierliches Gießverfahren unter Verwendung dieser Anlage

Info

Publication number: DE2017469A1
Application number: DE19702017469
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl.-Ing.Dr. Linz Rinesch (Österreich)
Original assignee: Vereinigte österreichische Eisen- und Stahlwerke AG, Linz (Österreich)
Priority date: 1969-04-15
Filing date: 1970-04-11
Publication date: 1970-10-22
Also published as: BE748898A; CH525051A; DE7013377U; FR2041172A1; SE356914B; US3718175A; GB1310551A

Description

Vereinigte ÖsterreicMsche Eisen- 10. April 1970 •und Stahlwerke Aktiengesellschaft ^{r wu}

in Idnz (Österreich.)

Anlage zum Stranggießen sowie kontinuierliches Grießverfahren unter Verwendung dieser Anlage

'" Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Stranggießen von schmelzflüssigen Metallen sowie ein kontinuierliches Gießverfahren unter Verwendung dieser Anlage.

Bei "bekannten Strahggießanlagen dringt der in die Stranggießkokille vertikal einfallende Gießsträhl tief in den noch flüssigen Strangkern ein, wodurch es zu einer Beschädigung der erstarrenden Strangschale kommen kann. Eine ■beschädigte Strangschale kann nach ihrem Austreten aus der Kokille dem Druck der im Inneren des Stranges'befindlichen Metallschmelze nicht standhalten. Es kann zu Durchbrüchen flüssi-^a gen Metalls kommen, wodurch die Anlage beschädigt und das Gießprodukt unbrauchbar wird. Der in den flüssigen Strangkern eindringende Gießstrahl läßt es nicht zu, flachqüer-. ..schnittige Stränge beliebig geringer Dicke zu gießen, da mit geringer werdender Dicke des Stranges die Gefahr einer Beschädigung der Strangschale stark zunimmt. Es ist zwar versucht worden, die kinetische Energie des in die Kokille einströmenden Metalles zu verringern, indem Auslaufrohre mit geschlossenem Boden und seitlich angeordneten Austrittsöffnungen verwendet wurden. Solche Auslaufrohre sind jedoch schwierig herstellbar und einem starken Verschleiß unterworfen und haben in der Praxis den gewünschten Effekt nicht erbracht. Die Erfindung setzt sich die Vermeidung des tiefen Eindringens des Gießstrahles zum Ziel,

Eine Aufgäbe der Erfindung besteht im weiteren in der Schaffung einer Stranggießanlage, welche auch in bestehende · Stahlwerke mit relativ geringer Hubhöhe der Gießkräne ein-

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baubar ist. Bekannte Stranggießanlagen sind entweder mit einer geraden Kokille, an die sich eine längere vertikale Strangführung anschließt, oder mit einer kreisförmig gekrümmten Kokille ausgestattet, an welche eine Strangführung in Form eines Viertelkreises anschließt. In jedem Fall, insbesondere bei Vertikalanlagen, ist die Bauhöhe der Anlage beträchtlich und muß die Gießpfanne von Hüttenflur bis in den Bereich der Kokille hebbar sein. Bei nicht für den Einbau von Stranggießanlagen konzipierten Stahlwerken ist vielfach die Hubhöhe der Gießkräne hierfür nicht ausreichend groß.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht bei einer An- ^ lage zum Stranggießen von Stahl darin, eine wirksame Vakuumbehandlung des Stahles zu erreichen; damit kann neben einer Senkung der Gehalte an wasserstoff und an nichtmetallischen Einschlüssen auch eine Verminderung des Sauerstoffgehaltes im Stahl erfolgen. Dies ist beim Vergießen von unberuhigten Stählen nach dem Stranggießverfahren neben einer gleichmäßigen und richtigen Gießtemperatur eine Voraussetzung für die Erzeugung einwandfreier Stränge. Bei einer bekannten Anlage wird flüssiger Stahl aus einer Pfanne durch Vakuum in ein verhältnismäßig groß dimensioniertes Zwischengefäß gesaugt, wobei in diesem ein Bad mit verhältnismäßig großer Badtiefe aufrechterhalten wird. Trotz des großen apparativen Aufwandes ist der Entgasungseffekt ungenügend und die Temperatur w des Metalles im Zwischengefäß fällt rasch ab, Ein weiterer Nachteil ergibt sich durch den geringen Niveauunterschied zwischen dem Metall in der Pfanne und im Zwischengefäß, welche Höhendifferenz bei einem Vakuum von z. B. 0,5 Torr höchstens 1,4 m (ferrostatische Drucksäule) beträgt. Pfannen mit einem Fassungsvermögen von 50 bis JOO t Stahl, die eine Vertikalerstreckung von etwa 2,5 bis 4- m haben und auf einem ' tieferen Niveau als das Zwischengefäß angeordnet sind, können daher nicht kontinuierlich entgast werden.

Bei bekannten Stranggießanlagen ist ein metallurgischer Nachteil beim Vergießen von legierten Stählen mit nie-

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driger Gießtemperatur dadurch ergeben, daß sich die in die Pfanne während des Abstiches zugesetzten Metalle oder Legierungen erst allmählich auflösen, wodurch beträchtliche Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung, über die Länge des Stranges gesehen, auftreten.

Die Erfindung löst die erwähnten Aufgaben unter Vermeidung der genannten Nachteile; sie geht aus von einer Anlage zum Stranggießen von schmelzflüssigen Metallen mit einer Stranggußkokille, einem oberhalb der Stranggußkokille angeordneten, gasdicht abschließbaren und evakuierbaren Zwischengefäß, das mit einem bis unterhalb des Metallniveaus in der Kokille reichenden Auslaufrohr versehen ist, einem Vorratsbehälter für flüssiges Metall und pneumatischen Fördereinrichtungen zur Förderung des ketalIes vom Vorratsbehälter in das Zwischengefäß, und ist gemäß ihrem Hauptmerkmal dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Zwischengefäßes in an sich bekannter Weise eine mit einer pneumatischen Druckleitung verbundene Druckkammer vorgesehen ist, in die eine mit flüssigem Metall gefüllte Pfanne einsetzbar ist, und eine vom Boden der Pfanne ausgehende, den Deckel der Druckkammer durchsetzende Steigleitung in das Zwischengefäß mündet, wobei die Länge der Steigleitung so bemessen ist, daß der Niveauunterschied zwischen dem Metall im Zwischengefäß und in der Pfanne stets mehr als 1,4- m, das ist die Höhe der ferrostatischen Säule bei Atmosphärendruck, beträgt und daß die Länge des Auslaufrohres so bemessen ist, daß der Niveauunterschied zwischen dem Metall im Zwischengefäß· und in der Kokille höchstens 1,5 m beträgt, so daß bei Anwendung von Vakuum infolge der Aufhebung des ferrostatischen Druckes das Metall aus dem Auslaufröhr praktisch drucklos in die Kokille einfließt. Selbstverständlich darf der Niveauunterschied zwischen dem Metall im Zwischengefäß und in der Kokille bei völlig evakuiertem Zwischengefäß nicht kleiner als 1,4 m sein, weil sonst die Metallsäule im Auslaufrohr abreißen würde. Bei völlig evakuiertem Zwischengefäß liegt, der Niveauunterschied also zwischen der angegebenen Grenze von 1,5 m und 1, 4 m. Bei nicht vollständig evakuiertem Zwischengefäß soll der Niveauunterschied dem je-

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weils angewendeten Vakuum entsprechen.

Bei der erfindungsgemäßen anlage kommt das flüssige Metall mit dem Luftsauerstoff nicht in Berührung, so daß es zu keiner unerwünschten Oxydation kommen kann; dadurch wird der Gehalt an nichtmetallischen Einschlüssen verringert und werden" dadurch, verursachte .Fehler im aus den Gußsträngen hergestellten Feinblech vermieden.

Es ist zwar an sich eine Stranggießanlage mit einer, wie erfindungsgemäß in die Druckkammer eingesetzten Pfanne bekannt, welche durch eine Steigleitung mit einem Zwischengefäß verbunden ist. Hierbei ist das Zwischengefäß jedoch nicht evakuierbar, so daß weder eine "drucklose" Zufuhr des Metalles zur Kokille noch eine Vakuumbehandlung möglich ist.-

Der untere Teil des in die Kokille reichenden Auslaufrohres kann nach unten trichterförmig erweitert sein. Infolge des stetigen Überganges von einem kleineren zu einem größeren Querschnitt innerhalb des trichterförmigen Teiles des Auslaufrohres wird die Geschwindigkeit des ausfließenden Metalls weiter vermindert. Beim Gießen von Brammen kann der Querschnitt des trichterförmigen Teiles auch oval gestaltet sein.

Zweckmäßig sind der untere Teil des Auslaufrohres und die Kokille von einer Haube gasdicht umschlossen, welche Haube mit einer Leitung für die Zufuhr eines Schutzgases, wie Argon, verbindbar ist, so daß über dem Niveau des Metalles in der Kokille ein unter leichtem Überdruck stehender Gasraum herstellbar ist. Zweckmäßig besteht weiters das Auslaufrohr aus zwei Teilen, die miteinander durch Verbindungselemente, wie Flanschen und Klammern, lösbar verbunden sind. Der untere Teil des Auslaufrohres kann aus einem metallkeramischen 'Werkstoff gefertigt sein, der vorwiegend aus Molybdän und Zirkonoxyd besteht.

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. Weitere Merkmale der erfindiingsgemäßen Anlage bestehen "darin, daß die Pfanne einen geneigten Boden aufweist und die Steigleitung von knapp oberhalb der tiefsten Stelle des Pfannenbodens ausgeht; weiters, daß die Steigleitung exzentrisch¹ zur Mittelachse der Pfanne angeordnet ist. Zweckmäßig sind die Druckkammer und die Pfanne -auf einem fahrbaren "Wagen angeordnet. '.;.-."■'■: -

Die Steigleitung kann aus einem mit dem Deckel der Druckkammer verbundenen Steigrohr und einem im Boden des Zwischengefäßes eingesetzten Einlaufrohr bestehen, wobei das obere Ende des Steigrohres und das untere Ende des Einlaufrohres mittels einer Schieberverbindung lösbar verbunden sind. Um bei der Verbindung, des Steigrohres und des Einlauf rohr es des Zwischengefäßes genügend Platz zur Verfugung zu haben, ist das Zwischengefäß heb- und senkbar ausgebildet. Weiters kann das Zwischengefäß schwenkbar sein, um Platz 'bei Wartungsarbeiten am Tundish zu schaffen.

_.._Λ Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist das Zwischengefäß ein oder mehrere in je eine Stranggußkokille rei-r chende Auslaufrohre auf, deren unteres Ende ein Stück tiefer liegt als die Verbindungsebene des Steigrohres und des Einlaufrohres» Auf diese Weise braucht bei Herstellung-oder Lösung der Verbindung zwischen Steigleitung und Einlaufrohr das Ende des Auslaufrohres nicht über die Oberfläche des fcetallsumpfes in der Stranggußkokille herausgehoben zu werden, so daß eine Verunreinigung des Stahles in der Stranggußkokille durch Sauerstoffzutritt nicht zu befürchten ist,-

Vorteilhaft weist das Zwischengefäß einen geneigten Boden auf oder ist geneigt angeordnet, wobei die Oberkante des Einlaufrohres auf höherem Niveau liegt als die Oberkan-' te des Auslauf rohre s. Durch den Einfluß des Vakuums im Zwischengefäß kommt es hierbei zu einer explosionsartigen Entgasung des über die Oberkante des Einlaufrohres überlaufenden Stahles, wodurch der Stahl in eine Vielzahl von Tröpfchen

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aufgeteilt und infolge der hierbei erzielten großen Oberfläche einer sehr wirksamen Vakuumbehandlung unterworfen wird.

Im Zwischengefäß oberhalb der Mündung des Einlaufrohres kann ein hochfeuerfester Hohlkörper mit einer düsenartigen Öffnung zur Richtungsänderung des durch die Druckleitung nach oben geförderten Metallstrahles vorgesehen sein.

Der Querschnitt des Steig- und Einlaufrohres kann weiters größer als der Querschnitt des Auslaufrohres sein. Hierdurch ist ein rasches Füllen und Entleeren des Zwischengefaßes möglich.

Die erfindungsgemäße Stranggußanlage eignet sich in besonderer 'Weise zum kontinuierlichen Stranggießen von schmelzflüssigem Metall, bei welchem ohne Unterbrechung mehrere Pfannen hintereinander vergossen werden. Bei solchen Verfahren wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der auf das flüssige Metall in der Pfanne wirkende pneumatische Druck zeitweise aufgehoben oder so stark reduziert wird, daß Metall vom Zwischengefäß in die Pfanne zurückfließt, wodurch Konzentrationsund Temperaturunterschiede im flüssigen Metall ausgeglichen werden. Durch Anwendung dieser Maßnahme erhält man eine, über die gesamte Länge des Stranges gesehen, sehr gleichmäßige chemische Zusammensetzung, denn das zeitweise Rück» fließen größerer Teilmengen des flüssigen Metalles aus dem Zwischengefäß in die Pfanne verursacht in Verbindung mit der exzentrischen Anordnung des Steigrohres in der Pfanne eine wirksame UmIaufbewegung des Stahlvorrates in der Pfanne. Metallische Zuschläge, wie Mangan, die man vor dem Füllen der Pfanne in diese eingebracht hat, lösen sich unter dem Einfluß der Umlaufbewegung und werden gleichmäßig verteilt. Die Temperatur wird vergleichmäßigt. Im Zwischengefäß kann hierbei eine nicht oxydierende Atmosphäre aufrecht erhalten werden. ■

Eine sehr wirksame Methode zur Entgasung des zu vergießenden Metalles besteht bei der Verwendung der erfindungs- ·,

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gemäßen Anlage darin, daß das Zwischengefäß während der Förderung des Metalles von der Pfanne zum Zwischengefäß evaku- . iert wird. Das Metall tritt dabei unter der Wirkung des pneumatischen Förderdruckes in den evakuierten. Raum des -Zwischen-gefäßes ein und teilt sich in eine Vielzahl von Tröpfchen auf. Die Entgasungswirkung ist hierbei optimal.

Auch wenn keine Vakuumbehandlung des flüssigen Metalles beabsichtigt ist, kann das Zwischengefäß während des Gießens unter vermindertem Druck gehalten werden, wodurch die kinetische Energie des aus dem Zwischengefäß in die Stranggußkokille auslaufenden Metallstrahles verringert und ein tiefes Eindringen des Metallstrahles in den flüssigen Sümpf des Stranges vermieden wird.

Zur Urzeugung des auf die Oberfläche des Metalles in der Pfanne wirkenden pneumatischen Druckes kann ein nicht oxydierendes Gas verwendet werden.

Diese und weitere Merkmale der erfindungsgemäßen .anlage und des kontinuierlichen Stranggießverfahrens unter Verwendung dieser Anlage sind in der folgenden genauen Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch die gesamte Anlage; Fig. 2 eine Draufsieht auf ein Zwischengefäß mit vier Auslaufrohren, Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch ein Zwischengefäß mit zwei Auslaufrohren und Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch ein Zwischengefäß mit einem Auslaufrohr. In den Fig. 5, 6,7 sind für eine Vakuumbehandlung des Stahles in besonderem Maß geeignete Ausführungsformen von Zwischengefäßen im Vertikalschnitt dargestellt. Fig. 8 zeigt eine Anlage mit einem trichterförmig erweiterten Auslaufrohr, ebenfalls im Vertikalschnitt.

In Fig. 1 ist eine einen geneigten Boden 2 aufweisende Pfanne 1, die mit flüssigem Stahl 3 gefüllt ist, worauf eine dünne Schlackenschicht 4 schwimmt, in eine Druckkammer 5 eingesetzt. Die Druckkammer besteht aus dem Unterteil 6

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und dem Deckelteil 7> der eine feuerfeste Isolierung 8 aufweist. Der Unterteil 6 und der Deckelteil 7 sind durch eine rasch lösbare Flanschverbindung 9 miteinander verbunden. In die Druckkammer 5 mündet die Leitung 10, durch die Preßluft oder vorzugsweise ein nicht oxydierendes Gas, wie Argon, unter Druck eingeleitet werden kann. Im Deckel 7 ist ein. feuerfestes Steigrohr 12 so eingebaut, daß dessen unteres Ende nach dem Aufsetzen des Deckels 7 auf den Unterteil 6 knapp oberhalb der tiefsten Stelle des Bodens 2 der Pfanne zu stehen kommt. Die Druckkammer 5 ist auf einem Wagen 11 gelagert und ist zusammen mit der Gießpfanne 1 auf Hüttenflur 36 unterhalb der Gießbühne 35 zur Stranggußanlage fahrbar.

Auf der Gießbühne 35 ist das Zwischengefäß 13 angeordnet , welches zweiteilig ausgeführt ist. Das Zwischengefaß hat vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt; seine Abmessungen werden möglichst klein gehalten, um den Temperaturverlust des Stahles zu.vermindern. Das Zwischengefäß 13 besitzt ein geschlossenes Blechgehäuse 14-, 15. Der Unterteil ist aus hoch feuerfestem Material 17 zugestellt, während der Oberteil gegebenenfalls aus feuerfestem Isoliermaterial 16 besteht. Das Zwischengefäß 13 ist zur Gießbühne 35 unter einem spitzen Winkel geneigt, an der tiefsten Stelle ist ein Einlaufrohr 18 mit einem konischen Endstück 19 vertikal in den Boden des Zwischengefäßes eingesetzt. Das Einlaufrohr 18 besitzt den gleichen Durchmesser" wie das Steigrohr 12. Das Zwischengefkß 13 ist mittels eines hydraulisch betätigten Zylinders 29 heb— und senkbar. Es kann vertikal bis etwa zur strichliert gezeichneten Position 13' gehoben (Werden, in welcher es sich vor Betriebsbeginn befindet. Der Zylinder 29 ist auf der Gießbühne 35 drehbar gelagert. Dieses Drehlager ist mit 30 bezeichnet und ermöglicht ein Schwenken des Zwischengefäßes 13, damit die Neuzustellung leichter durchführbar ist und die Stranggußkokille 31 ausgebaut werden kann. Das Einlaufrohr des Zwischengefäßes 13 ist mit einem Schieber, der als Drehschieber ausgebildet sein kann, verbunden. Der Schieber 25 weist eine Führung 26 auf, in die von oben das Einlaufrohr 18 und von unten das Steigrohr 12 eingreifen, wodurch eine

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formschlüssige Verbindung erreicht wird. Die.führung 26 ist wassergekühlt, damit eventuelle Undichtheiten zu keinem Durchbruch flüssigen Stahles im Bereich der Verbindung führen können. Die Wasserzu- und -abfuhr ist mit 27 bzw. 28 bezeichnet«

Das Zwischengefäß 13kann mit einem feuerfesten Stopfen 21 ausgestattet sein, der durch einen pneumatisch angetriebenen Zylinder 22 betätigt wird, wodurch das Auslaufrohr verschlossen 'bzw...'-die Ausflußmenge geregelt werden kann. Ein Gehäuse 23 umgibt die Durchtrittsstelle der Stopfenstange durch die obere Wand des Zwischengefäßes und bildet einen gasdichten Abschluß..

In der Arbeitsstellungtaucht das Auslaufrohr 20 unter den Metallspiegel 32 in der Stranggußkokille 31 ein. Der gegossene Strang 33 wird aus der Kokille 31 vertikal nach unten ausgezogen und allmählich umgebogen. Die Führungsrollen für den Strang 33 sind mit 34 bezeichnet.

Vor Gießbeginn wird durch die Öffnung 24- des Zwischen- ^;" gefäßes 13 ein nicht oxydierendes Gas, vorzugsweise Argon, in das Zwischengefäß 13 eingeblasen und der Innenraum, das Steirund Einlauf rohr 12, 18 sowie das Auslauf rohr 20 gespült bzw. mit dem Schutzgas gefüllt, so daß der flüssige Stahl beim Eintritt und Durchfluß durch das Zwischengefäß nicht oxydiert werden kann. An die Offnung 24- kann auch eine nicht dargestellte Vakuumpumpe angeschlossen werden. .

Bei Gießbeginn wird in der Druckkammer 5durch Einleiten von Preßluft oder Stickstoff durch die Leitung 10 ein auf die Schlacke 4 wirkender Überdruck erzeugt, durch den der Stahl 3 in das Steigrohr 12 und in das Zwischengefäß 13 zunächst bis auf das Niveau 37 gefördert wird. Es ist nun möglich, durch Aufhebung des Druckes in der Druckkammer 5. den Stahl in die Gießpfanne 1 rückfließen zu lassen, wobei eine wirksame Mischung zur Beseitigung von Konzentrations- und Temperaturxinterschieden in der Pfanne stattfindet. Dieser Vorgang kann vor und während des Gießens durchgeführt und

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gegebenenfalls wiederholt werden. Im Betriebsaustand befindet sich der flüssige Stahl im Zwischengefäß 13 etwa auf den Niveau 38 und fließt kontinuierlich durch das Auslaufrohr 20 in die Stranggußkokille 31. Sobald die Gießpfanne 1 bis auf einen kleinen Rest entleert ist, wird der Schieber 25geschlossen, nachdem vorher der Stahl im Zwischengefäß 13 etwa auf das Niveau 39 angehoben worden ist. Um die Pfanne ausfahren und gegen eine andere Pfanne .austauschen zu können, wird nach Aufhebung des Druckes in der Druckkammer 5 das- Zwischengefäß 13 mit dem hydraulischen Zylinder 29 um einige Zentimeter angehoben, so daß das mit dem Schieber geschlossene Einlaufrohr 18 außer Eingriff mit dem Steigrohr 12 gelangt, jedoch ohne daß die Unterkante des Auslauf rohr es 20 über die Metalloberfläche 32 gehoben wird. Der Wagen 11 mit der Druckkammer 5 und der entleerten Gießpfanne 1 wird entfernt und ein zweiter Wagen, auf dem sich eine zweite Druckkammer mit einer gefüllten Pfanne befindet, an Stelle des ersten gebracht. Nach Absenken des Zwischengefäßes 13"wird die Verbindung der Steigleitung wieder hergestellt. Nach Einleiten von Druckgas in die Druckkammer kann der Schieber 25 geöffnet werden und der Stahl wieder in das Zwischengefäß 13 fließen, in dem inzwischen der Metallspiegel etwa vom Niveau 39 auf das Niveau 38 gefallen ist. Die Speichermenge an flüssigem Metall im Zwischengefäß 13 muß auf die Zeitdauer für das Auswechseln der Pfannen abgestimmt -werden. Auf diese Weise ist ein kontinuierliches Stranggießen von flüssigem Stahl durchführbar, wobei - wie aus Fig. 1 ersichtlich - die Bauhöhe der gesamten Anlage sehr klein gehalten werden kann. Bei Anordnung der Pfanne 1 auf einem Vagen 11 kann eine stopfenlose Pfanne verwendet werden, wodurch die Betriebssicherheit verbessert wird.

In Fig. 2 ist ein Zwischengefäß 40 mit vier Auslauf- '. rohren 20', 20", 20'", 20"" dargestellt, die sich über den Kokillen von vier Strängen 33', 33", 33*", 33"" befinden; Fig. 3 zeigt ein Zwischengefäß 4-1 mit zwei Auslauf rohren 20' , •20" und den dazugehörigen Stopfen 21', 21". Die Mündung des Einlaufrohres 18' liegt tiefer als die oberen Öffnungen der Auslaufrohre. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist in

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einem Zwischengefäß 42, das aus einem Oberteil 43 und einem .Unterteil 44 besteht, eine Vertiefung 45 zur Bildung eines Sumpfes für das flüssige Metall vorgesehen, welches durch das Einlaufrohr 18' auf das Niveau 37' gehoben wurde. Im Betriebszustand befindet sich das Metall auf dem Niveau 38', vor dem Wechsel der Pfannen auf dem Niveau 39'· Das Speichervolumen , zwischen dem Niveau 39* und 38' ist auf die Zeitdauer des Pfannenwechsels abgestimmt. Das Auslaufrohr 20' kann auch mit einem ütopfen versehen sein. Die Vakuumpumpe und die Leitung zum Anschließen dieser Pumpe an das Zwischengefäß sind in den Fig. 2 bis 4 nicht dargestellt.

In den Fig. 5, 6 und 7 sind Zwischengefäße 46, 58, 60 dargestellt, die bevorzugt verwendet werden, wenn eine Entgasung des Stahles erfolgen soll. Hier befindet sich die Oberkante des Einlaufrohres 18* entweder auf gleichem Niveau 51 des flüssigen Metalls im Zwischengefäß (Fig. 5) oder liegt über diesem Niveau (Fig. 6). Das Zwischengefäß 46, 58, 60 ist an eine Vakuumleitung 49 anschließbar,, welche versetzt von der Achse des Einlaufrohres 18' angeordnet ist.

Vor dem Evakuieren des Zwischengefäßes 46 wird das Auslaufrohr 20' mit einem topfförmigen Deckel 53 verschlossen, der an eine Halterung 52 durch Befestigungsklaiamern 54 angedrückt wird (Fig. 5). Eine geeignete Vakuumdichtung 55 stellt einen gasdichten Verschluß her. Der Deckel 53 besteht z. B. aus Stahl. Sobald eine gewisse Stahlmenge im Zwischengefäß 46 vorhanden ist, schmilzt der Boden 56 des Deckels 53 durch und der Metallstrahl 57 fließt in die Stranggußkokille 31, welcher Augenblick der Gießbeginn ist.

Beim Eintritt des Stahles in den evakuierten Raum des Zwischengefäßes 46, 58» 60 wird der Stahl explosionsartig in eine Vielzahl von Tröpfchen aufgeteilt und die Entgasung verläuft durch die Bildung einer ciußerordentlich großen Oberfläche sehr rasch und wirksam, ohne daß die Oberfläche 51 des Letallsumpfes groß gehalten v.erden muß. Die Metalltröpfchen

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sind schematisch mit 50 bezeichnet. Mit 48 ist die Ausmauerung und mit 47 ein Lochstein für das Einsetzen eines Einlaufrohres 18' bezeichnet;, welches einen konischen Ansatz .19' aufweist, so daß der Austausch von außen durchführbar ist (Fig. 5). Die "wirkung des Vakuums auf den flüssigen Stahl wird durch den Einsatz eines hochfeuerfesten .Hohlkörpers 61.mit einer düsenartigen Bohrung verbessert, der über dem Einlaufrohr 18' eingebaut ist (Fig, 7). Die Achse der Bohrung des Hohlkörpers 61 ist zur Achse des Einlaufrohres 18' so geneigt, daß die Metalltröpfchen 50 im Zwischengefäß 60 eine möglichst große Strecke zurücklegen, bevor sie auf den Metallsumpf auftreffen. .

Selbstverständlich können dia Zwischengefäße 42, 58, 60 auch mit Stopfen ausgestattet sein, die ähnlich eingebaut und betätigt werden können«, wie im Zusammenhang mit Fig._; 1 erläutert wurde. Die in die StrangguBkokille ausfließende Metallmenge kann dur-ch Änderung: des Metallniveaus im Zwischengefäß oder durch Betätigung des Stopfens geregelt werden.

Um die kinetische Energie des in die Kokille 31 eintretenden Metallstrahles zu vermindern bzw. weitgehend aufzuheben, werden nach einer bevorzugten Ausführungsform auch während des Gießens die Zwischengefäße evakuiert. Wenn die Höhendifferenz h (Fig. 7) zwischen den Schmelzenniveaus 32 bzw. 51 in der Kokille 31 und im Zwischengefäß 60 etwa 1,4 m beträgt, so fließt bei Anwendung eines Vakuums von etwa 0,5 Torr infolge der Aufhebung des ferrostatischen Druckes der Stahl praktisch drucklos in die kokille 31 ein. Auf diese Weise wird ein tiefes Eindringen des Strahles in den flüssigen Kern 62 und eine Beschädigung der bereits erstarrten Randschicht 63 des Gußstranges 33 vermieden. Es können einfach und billig herstellbare, unten offene Gießrohre 20' verwendet werden.

Auch bei Verwendung der Zwischengefäße gemäß den , Fig. 5, 6 und 7 kann vor oder während des Gießens mehrmals

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leine Teilmenge des flüssigen Metalls vom-Zwischengefäß 46, _x 58, 60 in die Pfanne 1 zurückfließen gelassen werden, um dort einen Konzentrat ions- oder Temperaturausgleich herbeizuführen. Voraussetzung ist, daß das Niveau 51 des flüssigen Metalls entsprechend hoch über der Auslauf öffnung des Auslauf-, rohres 20' ist;, damit keine Unterbrechung des Gießens eintritt. Der Rücklauf des im Steigrohr 12 und Einlaufrohr 18' befindlichen Metalls erfolgt nach Aufhebung des Druckes in der Druckkammer 5 und nach Aufhebung des Vakuums des Zwischengefäßes 46^, 53_r 60. .

Um. ein rasches Rücklaufen von Metall-Teilmengen in die Pfanne 1 und ein rasches Füllen der Zwischenbehälter 13, 40, 41, 46, 58, 60 zu erreichen, wird der Querschnitt der Steig- und Einlaufrohre 12, 18y 18' wesentlich größer gehalten als der Querschnitt des oder der Auslaufrohre 20, 20'. ·

In Fig. 8 ist eine Anlage mit einem aus zwei Teilen 20a --bzw:. 20b bestehenden Auslauf rohr 20 dargestellt, dessen Ende trichterförmig erweitert ist. Der untere Teil 20a des Auslaufrohres und die Kokille 31 sind von einer Haube 65 gasdicht verschlossen, welche Haube mit einer Leitung 66 für die Zufuhr von ürgon verbunden ist. Dadurch ist über dem Niveau 32 des Metalles in der Kokille ein unter leichtem Überdruck stehender Gasraum 67 herstellbar. Der untere Teil 20a des Auslaufrohres 20 besteht aus einem aus Molybdän und Zirkonoxyd auf gebauten metallkeramischen Werkstoff und ist mit dem oberen Teil 20b durch Flansche 68, 69 und Klammern 70 lösbar verbunden. .

. Die Erfindung ist vorteilhaft auch bei Vertikalsträng-¹ ;ußanlagen anwendbar, deren Gießbühne 2. B. 20 m über Hüttenflur angeordnet ist; bei solchen Vertikalanlagen ist das Anheben der gefüllten, schweren Gießpfannen auf die erforderliche Höhe nicht nur schwierig, sondern auch sehr gefährlich. Bei Anwendung der Erfindung hingegen kann auch bei Vertikalanlagen die Pfanne in jedem beliebigen Abstand unter der Gießbühne angeordnet sein, wodurch diese entlastet ist und

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leichter gebaut werden kann. Üblicherweise ist in einem Stahlwerk Preßluft mit einem Druck von 4 bis 5 atü immer verfügbar, die die Förderung "flüssigen Stahles über eine Höhendifferenz von ca. 5»6 bis 7m gestattet. Bei zusätzlicher .anwendung eines Vakuums im Zwischengefäß kann man auf eine Höhe von 7 bis 8,4 m kommen. Somit ist der Vorteil, die schwere Gießpfanne beliebig tief anordnen zu können, bei allen Anlagentypen ausnützbar und es würde in Einzelfällen lediglich eine Erhöhung des Preßluftdruckes in der Druckkammer nötig sein, was problemlos durchführbar ist.

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Claims

Patentansprüche :

1. Anlage zum Stranggießen von schmelzflüssigen Metallen mit einer Stranggußkokille, einem oberhalb der Stranggußkokille angeordneten, gasdicht abschließbaren und evakuierbaren Zwischengefäß, das mit einem bis unterhalb des Metallniveaus in der Kokille reichenden Auslaufrohr versehen ist, einem Vorratsbehälter für flüssiges Metall und pneumatischen Fördereinrichtungen zur Förderung des Metalles vom Vorratsbehälter in das Zwischengefäß, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Zwischengefäßes (13) in an sioh bekannter Weise eine mit einer pneumatischen Druckleitung (10) verbundene Druckkammer (5) vorgesehen ist, in die eine mit flüssigem Metall gefüllte Pfanne (1) einsetzbar ist, und eine vom Boden (2) der Pfanne ausgehende, den Deckel (7) der Druckkammer durchsetzende Steigleitung (12) in das Zwischengefäß mündet, wobei die Länge der Steigleitung (12) so bemessen ist, daß der Niveauunter-■ schied zwischen dem Metall im Zwischengefäß und in der Pfanne stets mehr als 1,4 m, das ist die Höhe der ferrostatischen Säule bei Atmosphärendruck, beträgt und daß die Lange des Auslaufrohres (20, 20') so bemessen ist, daß der Niveauunterschied zwischen dem Metall im Zwischengefäß und in der Kokille höchstens 1,5m beträgt, so daß bei Anwendung' von Vakuum infolge der Aufhebung des ferrostatischen Druckes das Metall aus dem Auslaufrohr praktisch drucklos in die Kokille einfließt.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil (20a) des in die Kokille (31) reichenden Auslaufrohres (20, 20') nach unten trichterförmig erweitert ist.

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3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil (20a) des Auslaufrohres (20, 20') und die Kokille (Jl) von einer Haube (65) gasdicht umschlossen sind, welche Haube mit einer Leitung (66) für die Zufuhr eines Schutzgases, wie Argon,, verbindbar ist, so daß über dem Niveau (32) des Metalles in der Kokille (31) ein unter leichtem Überdruck stehender Gasraum (67) herstellbar ist.

4·. Anlage nach den Ansprüchen 2 oder 31 dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaufrohr (20, 20') aus zwei Teilen (20a, 20b) besteht, die miteinander durch Verbindungselemente, wie Plansche (68, 69) und Klammern (70), lösbar verbunden sind.

5· Anlage nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil (20a) des Auslaufrohres (20, 20') aus einem metallkeramischen Werkstoff gefertigt ist, der vorwiegend aus Molybdän und Zirkonoxyd besteht.

6. Anlage,nach den Ansprüchen 1 bis- 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfanne (1) einen geneigten Boden (2) aufweist, und die Steigleitung (12) von knapp oberhalb der tiefsten Stelle des Pfannenbodens ausgeht.

P 7· Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigleitung (12) exzentrisch zur Mittelachse der Pfanne (1) angeordnet ist.

8. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (5) und die Pfanne (1) auf einem fahrbaren Wagen (11) angeordnet sind.

9· Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigleitung aus einem mit dem Deckel (7) der Druckkammer (5) verbundenen Steigrohr (12) und einem im Boden des Zwischengefaßes (13) eingesetzten Einlaufrohr (18) besteht, wobei das obere Ende des Steigrohres

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' (12) und das untere Ende des Einlaufrohres (18) mittels" einer Schieberverbindung (25, 26) lösbar verbunden sind.

10. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeiohnet, daß das Zwischengefäß (13) heb- und senkbar sowie schwenkbar _; ist.

11. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischengefäß-(13, 40, 41, 4-2) ein oder mehrere in je eine Stranggußkokille (31) reichende Auslaufröhre (20, 20' , 20", 20'", 20"") aufweist ,deren unteres Ende ein Stück tiefer liegt als die Verbindungsebene des Steigrohres (12) und des Einlaufrohres (18).

12. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischengefäß (46, 58 > 60) einen geneigten Boden aufweist oder geneigt angeordnet ist,-wobei die. Oberkante des Einlaufrohres (18') auf höherem Niveau liegt als die Oberkante des Auslaufrohres (20')«

13. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Zwischengefäß (60) oberhalbder Mündung des Einiaufrohres (18') ein hochfeüerfester Hohlkörper (61) mit einer düsenartigen Öffnung zur Hichtungsänderung des durch die Druckleitung (18') nach oben geförderten Metallstrahies vorgesehen ist.

14. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Steig- und Einlaufrohres (18,. 18') größer ist als der Querschnitt des Auslaufrohres (20, 20V).

15· Verfahren zum kontinuierlichen Stranggießen von schmelzflüssigen Metallen unter Verwendung einer Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,, daß der auf das flüssige Metall in der Pfanne wirkendepneumatische Druck zeitweise aufgehoben oder so stark reduziert wird, daß Metall vom Zwischengefäß in die Pfanne zurückfließt,

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wodurch Konzentrations- und Temperaturunterschiede im flüssigen Metall ausgeglichen werden.

16. Verfahren nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß im Zwischengefäß eine nicht oxydierende Atmosphäre aufrecht erhalten wird.

17· Verfahren nach den Ansprüchen 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischengefäß während der Förderung des Metalles von der Pfanne zum Zwischengefäß evakuiert wird, wobei das Metall beim Eintritt in den evakuierten Raum unter Aufteilung in eine Vielzahl von Tröpfchen entgast wird.

18. Verfahren nach den Ansprüchen 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischengefäß während des Gießens unter vermindertem Druck gehalten wird, wodurch die kinetische Energie des aus dem Zwischengefäß in die Stranggußkokille auslaufenden MetallStrahles verringert und ein tiefes Eindringen des Metallstrahles in den flüssigen Sumpf des Stranges vermieden wird.

19. Verfahren nach den Ansprüchen 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des auf die Oberfläche des hetalles in der Pfarme wirkenden pneumatischen Druckes ein nicht oxydierendes Gas verwendet wird.

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