DE2127936A1

DE2127936A1 - Device for forming a protective sheath around a molten metal stream

Info

Publication number: DE2127936A1
Application number: DE19712127936
Authority: DE
Inventors: James Thomas Pittsburgh Pa Shapland (V St A)
Original assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Current assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Priority date: 1970-06-15
Filing date: 1971-06-04
Publication date: 1971-12-16
Also published as: FR2095253A3; AT316036B; ES197254U; CA954666A; BE768317A; GB1363112A; NL7108063A; ES197254Y; FR2095253B3; ZA713336B; GB1363111A

Description

"Vorrichtung zur Bildung einer Schutzhülle um einen Metallschmelzenstrom""Device for forming a protective cover around a molten metal stream"

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit der eine Inertgashülle gebildet werden kann, die einen Metallschmelzenstrom vor der Atmosphäre schützt, der aus einer in einem Bodenausgiessgefäss befindlichen Düse austritt und frei in das offene obere Ende einer Giessform fällt, die mit Abstand unterhalb der Düse angeordnet ist.The invention relates to a device with which an inert gas envelope can be formed, which protects a molten metal stream from the atmosphere, which consists of one in one Exits the nozzle located in the bottom pouring vessel and falls freely into the open upper end of a casting mold, which is at a distance is arranged below the nozzle.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung eignet sich insbesondere für das Stranggiessen von Stahl. Wenn die Stahlschmelze durch die Luft hindurch in ein Aufnahmegefäss abgegossen wird, beispielsweise in eine Stranggiesskokille, so bilden sich Eisenoxyde. Eisenoxyde und andere Oxyde, gebildet durch Reduktions-The device according to the invention is particularly suitable for the continuous casting of steel. When the molten steel is poured through the air into a receptacle, for example in a continuous casting mold, iron oxides are formed. Iron oxides and other oxides, formed by reducing

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Patentanwälte Dipl.-lng. Martin Licht, Dipl.-Wirt$ch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian HerrmannPatent attorneys Dipl.-lng. Martin Licht, Dipl.-Wirt $ ch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

mittel, beispielsweise Aluminiumoxyd, und Siliziumoxyd, sind in geschmolzenem Stahl unlöslich und bilden eine schlackenähnliche Schicht, die in der Giessform auf der Oberfläche der Stahlschmelze schwimmt. Die Oxyde sammeln sich in Nähe der Formwände und bewegen sich mit dem Stahlgußstrang längs seiner Oberfläche abwärts.medium, for example aluminum oxide, and silicon oxide, are insoluble in molten steel and form a slag-like layer that is deposited in the mold on the The surface of the molten steel floats. The oxides collect near the mold walls and move with the Cast steel strand down along its surface.

Wenn sich die Gussoberfläche verfestigt, sammeln sich die Oxyde auf oder in der Nähe der Oberfläche des Gusskörpers < > Die Oxyde beeinträchtigen die Qualität der Oberfläche nachteilig und müssen durch eine geeignete Behandlung, beispielsweise durch Putzen, entfernt werden.As the cast surface solidifies, the oxides collect on or near the surface of the cast body < > The oxides adversely affect the quality of the surface and must be treated with suitable for example by cleaning.

Wenn der Stahlschmelzenstrom während des Giessens der Luft ausgesetzt ist, dann entstehen in der Oberfläche ausser— dem Risse, Grübchen, Schuppen und Wellen, und zwar aufgrund der Turbulenz des Stahlstroms, die durch Lufteinschlüsse verursacht wird.If the molten steel stream is exposed to air during casting, then outside- the cracks, pits, scales and waves, due to the turbulence of the steel flow caused by air pockets will.

Um die Oxydation von Stahl beim Abguss auf ein Mindestmass zu beschränken und die durch den turbulenten Stahlstrom hervorgerufenen Oberflächenunregelmässigkeiten ebenfalls so gering wie möglich zu halten, ist bekannt, den Stahlstrom während des Abgiessens vor Luft zu schützen. Dies wird gewöhnlich dadurch erreicht, dass für den ausfliessenden Stahl ein geschlossener Strömungskanal geschaffen wird, und zwar in Form eines Rohres oder einer Hülse, der sich von dem Giessgefäss abwärts in die Giessform hineinerstreckt, wie dies in der USA-Patentschrift 3 5Oi 068 beschrieben ist, oder sich von der Giessform aus nach oben erstreckt, wie dies die USA-Patentschrift 3 439 735 zeigt. 'In order to limit the oxidation of steel during casting to a minimum and that caused by the turbulent flow of steel caused surface irregularities as well To keep the steel flow as low as possible is known to protect the steel flow from air while it is being poured. this is usually achieved by creating a closed flow channel for the steel flowing out, in the form of a tube or a sleeve that extends from the casting vessel down into the casting mold, as described in US patent 3 50i 068, or extends upward from the mold, as shown in U.S. Patent 3,439,735. '

Es ist nun erwünscht, dass die Austrittsdüse des Giessgefässes einen Zugang hat, der ein Entfernen erstarrter Tropfen mit einem Werkzeug oder mit einer Brennerflamme er-It is now desirable that the outlet nozzle of the casting vessel has an access that allows removal of solidified Drops with a tool or with a burner flame

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möglicht, da sonst solche Tropfen so stark wachsen können, dass sie den ausfliessenden Schmelzenstrom beim Giessen ziemlich stark versprühen und fehllenken, oder dass das Metall tatsächlich mit dem Oberteil des Formkopfes verschweisst wird. Selbst wenn derartige Tröpfchen oder Tröpfchenstellen klein sind, können sie einen Schieber zur Steuerung der Bodenausgiessöffnung daran hindern, seine Lage zu ändern, wenn ein anderer Mechanismus nahe unterhalb des Schiebers angeordnet wird.possible, since otherwise such drops can grow so strongly that they prevent the outflowing melt stream when pouring spray quite heavily and misdirect, or that the metal actually welds to the top of the forming head will. Even if such droplets or droplet sites are small, they can use a slider for Prevent control of the bottom pouring opening from changing its position if another mechanism is close below of the slide is arranged.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Vorrichtung zum Einhüllen zu schaffen, mit der die oben genannten Nachteile vermieden werden, und die sich insbesondere in Verbindung mit Schieberverschlüssen zur Steuerung der Bodenausgiessöffnung eignet.The object of the invention is therefore to provide a device for wrapping with which the above Disadvantages are avoided, and in particular in connection with slide closures for controlling the Bottom pouring opening is suitable.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Einhüllen weist nun eine Hülse auf, die von einer Halterung getragen wird, welche am Gefässboden befestigt ist und die eine Querschnittsfläche besitzt, welche Raum für Inertgas bietet, das den Metallstrom einhüllt. Des weiteren weist die erfindungsgemässe Vorrichtung oben an der Giessform ein Gehäuse auf, das mit Mitteln versehen ist, die eine mit der Hülse in gleitender, abgedichteter Berührung stehende Öffnung bilden sowie einen Einlass für Inertgas. Schliesslich ist in der Halterung der Hülse ein Spalt vorgesehen, durch die den Metallstrom umhüllenden Gase entweichen können.The inventive device for wrapping now has a sleeve which is carried by a holder which is attached to the bottom of the vessel and which has a cross-sectional area which offers space for inert gas that the Metal stream envelops. Furthermore, the inventive Device at the top of the mold on a housing which is provided with means that one with the sleeve in sliding, sealed contact forming opening and an inlet for inert gas. After all, in the Holding the sleeve provided a gap through which the metal stream enveloping gases can escape.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des Ausführungsbeispiels der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention is explained in more detail below using the exemplary embodiment in the drawing. In the drawing show:

Fig. 1 eine senkrechte Schnittansicht von Teilen eines Bodenausgiessgefässes und eines Aufnahmegefässes mit der neuartigen Umhüllungsvorrichtung,Fig. 1 is a vertical sectional view of parts of a Bottom pouring vessel and a receiving vessel with the new wrapping device,

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Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht von rechts in Fig, I,FIG. 2 is a partially sectioned side view from the right in FIG.

Figo 3 eine waagerechte Schnittansicht längs der Linie ΪΙΙ-ΙΙΙ in Fig. 2,Figo 3 is a horizontal sectional view along the line ΪΙΙ-ΙΙΙ in Fig. 2,

Fig. 4 eine Vorderansicht des Bodenteils der Umhüllungsvorrichtung, 4 is a front view of the bottom part of the wrapping device,

Fig. 5 eine waagerechte Schnittansicht der Vorrichtung Längs der Linie V-V in Fig. 2,Fig. 5 is a horizontal sectional view of the device Along the line V-V in Fig. 2,

Fig. 6 eine Querschnittsansicht eines Teils der Vorrichtung, aus der die Abdichtung ersichtlich ist,6 is a cross-sectional view of part of the device from which the seal can be seen;

Fig. 7 in einem grbsseren Maßstab eine Querschnittsansicht eines Teils der Umhiil lungs vorrichtung von Fig. 1,Fig. 7 is a cross-sectional view on a larger scale part of the wrapping device of Fig. 1,

Fig. 8 eine Seitenansicht der Konstruktion von Fig. 7 undFig. 8 is a side view of the construction of Figs

Fig. 9 eine Seitenansicht ähnlich der von Fig. 2, jedoch eine andere Ausführung der Befestigung der Umhüllungsvorrichtung zeigend.FIG. 9 is a side view similar to that of FIG. 2, however another embodiment of the attachment of the wrapping device pointing.

In Fig. 1 sind die Teile eines herkömmlichen Bodenausgiessgefässes 10 und eines Aufnahmegefässes 12 dargestellt, die beide mit einer hitzebeständigen Auskleidung zur Aufnahme von Metallschmelzen versehen sein können. Beispielsweise in einem Stranggiessverfahren ist das Gefäss 12 eine Kokille, die in bekannter Weise in senkrechter Richtung hin- und herschwingt. Die Bodenwand des BodenausgiessgefUsses besitzt eine Auslassöffnung Ik und trägt eine hitzebeständige Austrittsdüse 15, die an der Unterseite befestigt ist und mitIn Fig. 1, the parts of a conventional bottom pouring vessel 10 and a receptacle 12 are shown, both of which can be provided with a heat-resistant lining for receiving molten metal. For example, in a continuous casting process, the vessel 12 is a mold that swings back and forth in a known manner in a vertical direction. The bottom wall of the bottom pouring vessel has an outlet opening Ik and carries a heat-resistant outlet nozzle 15, which is attached to the underside and with it

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der Öffnung fluchtet. Ausserdem sind ebenfalls in an sich bekannter Weise mehrere Schieberkörper ±6 unter der Düse angeordnet. Die Schieber können in irgendeiner gewünschten Weise, so durch federbelastete Stossarme 17> wie in Fig. 2 ersichtlich, getragen und betätigt werden.the opening is aligned. In addition, several slide bodies ± 6 are also arranged under the nozzle in a manner known per se. The slides can be carried and operated in any desired manner, for example by spring-loaded push arms 17 as can be seen in FIG.

Die neuartige Schutzvorrichtung oder Hülle weist einen mit einem offenen Boden versehenen Kasten 18 auf, der eine zentrale, nach oben ragende Hülse 19 hat. Der Kasten 18 ist vorzugsweise in Draufsicht rechteckig und besteht aus Abschnitten 18a und 18b, die längs der quer verlaufenden Mittellinie 20 des Kastens (Pig. k und 5) trennbar sind. Die unterteilte Konstruktion ermöglicht das Entfernen eines Teils des Kastens, um eine Sauerstofflanze zugänglich zu machen, während das Metall vergossen wird. Der Kasten 18 ist mit einer Beobachtungsöffnung 21, die aus einem hitzebeständigen, transparenten Material besteht, und einem Inertgaseintritt 22 versehen.The novel protective device or shell comprises an open-bottomed box 18 which has a central, upwardly projecting sleeve 19. The box 18 is preferably rectangular in plan view and consists of sections 18a and 18b which are separable along the transverse center line 20 of the box (pig. K and 5). The split construction allows part of the box to be removed to reveal an oxygen lance while the metal is being poured. The box 18 is provided with an observation opening 21, which consists of a heat-resistant, transparent material, and an inert gas inlet 22.

Eine sich nach unten erstreckende Verbindungshülse 23 ist mittels eines Aufhängers an einem Halterungsboden 25 aufgehängt. Ein Stützkörper 26 berührt den Flansch 27 der Verbindungshülse 23, um ihn an Ort und Stelle zu halten. Wie aus den Figuren 5 und 6 hervorgeht, ist die Hülse 23 in Bezug auf die nach oben ragende Hülse 19 koaxial angeordnet. Eine zwischen den beiden Hülsen vorhandene Packung 28 bildet eine gasdichte Abdichtung zwischen der stationären Hülse und dem Teil der Hülse, der sich zusammen mit einer schwingenden Kokille bewegt. Die Packung 28 kann aus irgendeinem geeigneten Material bestehen, beispielsweise aus Graphit-Asbest oder Glasfaser·. Der Abstand zwischen dem Boden des Schiebers und dem Kopf der Verbindungshülse 23 lässt sich durch Einfügen von Unterlegscheiben 30 zwischen den Stütz·*· körper 26 und den Flansch 27 einstellen. Die eine Seite derA downwardly extending connecting sleeve 23 is suspended from a mounting base 25 by means of a hanger. A support body 26 contacts the flange 27 of the connecting sleeve 23 to hold it in place. As As can be seen from FIGS. 5 and 6, the sleeve 23 is arranged coaxially with respect to the upwardly projecting sleeve 19. A packing 28 present between the two sleeves forms a gas-tight seal between the stationary sleeve and that part of the sleeve which moves together with a vibrating mold. The pack 28 can be any suitable material, for example graphite asbestos or fiberglass ·. The distance between the bottom of the The slide and the head of the connecting sleeve 23 can be removed by inserting washers 30 between the support Adjust body 26 and flange 27. One side of the

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Verbindungshülse 23 hat eine angelenkte, federbelastete Tür 31 (Figuren 7 und 8). Wenn irgendwelches verfestigtes Material an dem Boden des Schiebers 16 anhaftet, so verschwenkt dieses Material beim Betätigen des Schieberwechselmechanismus die Tür um ihr Gelenk 32 und verhindert damit, dass der Schieber gegen den Kopf der Hülse 23 stösst. Der Pederteil des Gelenkes bewirkt dann, dass die Tür in ihre Ausgangslage zurückgebracht wird. Die Stützplatte 26 besitzt, wie aus Fig„ 3 ersichtlich, eine Einkerbung 33» die es der Tür ermöglicht, an der Stützplatte vorbeizugehen, wenn sie geöffnet ist, und auch alle Fremdkörper vorbeizulassen. Connecting sleeve 23 has a hinged, spring-loaded door 31 (Figures 7 and 8). If any solidified Material adheres to the bottom of the slide 16, this material pivots when the slide changing mechanism is actuated the door around its hinge 32 and thus prevents the slide from hitting the head of the sleeve 23. Of the Pedal part of the hinge then causes the door to be returned to its original position. The support plate 26 has as can be seen from FIG. 3, a notch 33 "the allows the door to pass the support plate when it is open and also to allow any foreign objects to pass.

In Fig. 9 ist eine andere Form der Befestigung der Verbindungshülse der Umhüllung an dem Gefäss dargestellt, wobei Federn 34 Stoss- bzw. Pendelarme 17 veranlassen, mit dem Boden des Flansches 27 in Berührung zu treten und ihn gegen den Schieber 16 zu drücken«,In Fig. 9 is another form of attachment of the connecting sleeve the envelope shown on the vessel, springs 34 causing pendulum arms 17, with the To come into contact with the bottom of the flange 27 and to press it against the slide 16 ",

Im Betriebszustand wird eine Verbindungshülse 23 auf dem Stützkörper 26 angeordnet. Das Giessgefäss 10 wird dann über dem Aufnahmegefäss 12 positioniert. Der geteilte Formdeckel 18 wird daraufhin rund um die Verbindungshülse gesetzt und die beiden Hälften werden durch Schraubenbolzen oder Klammern miteinander verbunden. Ein Schieber 16, in dem sich eine Öffnung befindet, wird unterhalb der Düse 15 angeordnet, und die Metallschmelze beginnt, durch die Umhüllung in die Giessform hineinzufHessen. Durch die Eintrittsöffnung 22 wird Inertgas eingeleitet, das den Kopf der Giessform und der Umhüllung füllt, und das Gas tritt durch den Spalt 40 zwischen dem Schieber 16 und dem Flansch 27 (Fig. 7) wieder aus. Da sich der Schieber unabhängig von der Umhüllung bewegt, können Schieber und Düsen ge wechselt werden, ohne dass dadurch die Umhüllung gestört wird,In the operating state, a connecting sleeve 23 is arranged on the support body 26. The pouring vessel 10 is then positioned over the receiving vessel 12. The split mold cover 18 is then placed around the connecting sleeve and the two halves are connected to one another by bolts or clamps. A slide 16, in which there is an opening, is placed below the nozzle 15, and the molten metal begins to flow through the envelope into the casting mold. Inert gas is introduced through the inlet opening 22, which fills the head of the casting mold and the casing, and the gas exits again through the gap 40 between the slide 16 and the flange 27 (FIG. 7). Since the slide moves independently of the cover, the slide and nozzles can be changed without disturbing the cover,

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Falls gewünscht, kann der Giessformdeckel 18 einteilig ausgebildet werden. Dies würde erfordern, dass die Verbindungshülse 23 in die Hülse 19 eingesetzt wird, bevor der Deckel oben auf der Giessform angeordnet wird, und dass die Verbindungshülse 23 danach an der Aufhängung befestigt wird.If desired, the casting mold cover 18 can be made in one piece. This would require the connector sleeve 23 is inserted into the sleeve 19 before the lid is placed on top of the mold, and that the connecting sleeve 23 is then attached to the suspension.

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Claims

PATENT CLAIMS:

1. Apparatus for forming an inert gas envelope to protect a molten metal stream from the atmosphere, which is discharged from a nozzle in a bottom pouring vessel and freely into the open top The end of a casting mold which is arranged at a distance below the nozzle, characterized in that the enveloping device has a sleeve (23) which is supported by a holder (24, 25), which is attached to the vessel bottom, and which has a cross-sectional area that leaves room for inert gas offers, which envelops the metal stream that a housing (18) is located on top of the casting mold (12), which is provided with an opening (19) which is in sliding, sealing contact with the sleeve (23) and the one Has inlet opening (22) for the inert gas, and that a gap (40) is provided in the holder of the sleeve (23) through which the gas enveloping the molten metal stream escapes.

2. Device according to claim 1 in connection with a bottom pouring pan, in which the outlet opening of the discharge nozzle can be controlled by a slide, the opposite longitudinal edges of which by spring devices to the The bottom of the casting vessel can be pressed and brought into sliding, sealing contact with it, characterized in that the holder of the sleeve (23) has a support (17) belonging to each spring device (34) and the gap (40) forms.

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3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the pedestrian device (3 ^) with a flange (27) of the Sleeve (23) is in contact, and that between the slide (l6) and the flange (27) washers are arranged which determine the width of the gap (^ O).

* fc. Device according to claim 2, characterized in that that the upper part of the sleeve (23) between the supports (26) is provided with a spring-loaded door (31) which a movement of the sleeve section next to the slide (l6) in the direction away from the slide allows »

5. The device according to claim 1, characterized in that the housing (18) is composed of parts (18a, 18b) which can be separated from one another along a line which extends through the sleeve (23) and which are joined to one another can be fastened so as to be in sliding, sealed contact with the sleeve (23).

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