DE2135289B2 - Zwischenbehaelter zum beschicken einer stranggiesskokille - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zwischenbehälter zum Beschicken einer Stranggießkokille, der für Gasdruck dicht und feuerfest ausgekleidet ist, rfiit einem sich bis zum Boden erstreckenden, feuerfest ausgekleideten Einfüllstutzen und einem gleichartigen Gießstutzen sowie mit einer Beheizung des Gießstutzens und des Bodenbereichs.

Durch die US-PS 34 12 899 ist ein Zwischenbehälter zum Vergießen unter anderem von geschmolzenem Metall bekannt, der für Gasdruck dicht und feuerfest ausgekleidet ist und einen sich bis zum Boden erstreckenden, feuerfest ausgekleideten Einfüllstutzen und einen gleichartigen Gießstutzen aufweist. Irgendeine Beheizung des Zwischenbehälters ist dort nicht vorgesehen, insbesondere auch nicht im Bereich des Einfüllstutzens.

Es ist ferner durch die DT-AS 1138187 ein Zwischenbehälter zum Beschicken einer Stranggießkokille bekanntgeworden, der bei gegenüber dem Gattungsbegriff etwas abweichendem Aufbau eine Beheizung des Gießstutzens und des Bodenbereichs des Zwischenbehälters zeigt. Eine Beheizung des Einfüllstutzens ist auch dort nicht vorgesehen.

In beiden vorgenannten Fällen steht somit der unbeheizbare Einfüllstutzen zur Atmosphäre hin offen. Dies bewirkt aber, daß das geschmolzene Metall gerade im Bereich des Einfüllstutzens an den Einfüllstutzen anbackt und verhärtet, unter gleichzeitiger Oxidierung infolge des freien Zuganges der Atmosphäre. Wenn in den beiden vorstehend geschilderten Fällen von einer kontinuierlichen Arbeitsweise die Rede ist, so gilt das nur insoweit, als eint: gleichförmige Ausbringung einer einmal aus einer Gießpfanne oder aus mehreren Gießpfannen eingegossenen Charge aus dem Zwischenbehälter in die nachgeschaltete Stranggießkokille möglich ist. Ist diese einmal eingefüllte Charge aber ausgegossen, muß vor Einfüllung einer neuen Charge in den Zwischenbehälter dieser im oberen Bereich des

Einfüllstutzens überarbeitet und gereinigt werden.

Durch die US-PS 25 52 648 ist es ferner bei einem metallhüttenmännischen Schmelzofen bekannt, über dem Einfüllstutzen einen Brenner anzuordnen, wobei aber die Einfüllöffnung für die Schmelze in die Brennkammer seitlich unterhalb des Brenners angeordnet ist dergestalt, daß das eingegossene geschmolzene Metall in der Brennkammer zur Atmosphäre hin ungeschützt ist und damit Oxidationen unterliegt,
'.ο Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zwischenbehälter der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei dem ein Anbacken, Verhärten und Oxidieren des geschmolzenen Metalls im Einfüllstutzen vermieden wird.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht in einem auf dem oberen Ende des Einfüllstutzens sitzenden Brenner mit einer Brennkammer, die oben eine Einfüllöffnung aufweist. Durch diese Ausgestaltung erfolgt im oberen Metallspiegelbereich des Einfüllstutzens nicht nur eine Beheizung und damit ein Verhindern des Abkühlens des geschmolzenen Metalis, sondern gleichzeitig auch die Schaffung einer Schutzgasatmosphäre für das im Einfüllstutzen stehende geschmolzene Metall, da das Metall von der Brennkammer selbst zur Atmosphäre hin abgeschirmt wird. Mit denkbar einfachen Mitteln ist somit ein Zwischenbehälter geschaffen, der vollkommen kontinuierlich beschickbar ist, da zwischen der Einbringung der verschiedenen Chargen irgendwelche Reinigungs- und Überholungsarbeiten nicht erforderlich sind. Der Zwischenbehälter gemäß der Erfindung ist somit ununterbrochen beschickungsbereit.

Weitere Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Zwischenbehälter gemäß der Erfindung im Zusammenhang mit einer Stranggießanlage,

F i g. 2 den Zwischenbehälter nach F i g. 1 in maßstabsvergrößertem Längsschnitt,

Fig.3 einen Schnitt gemäß Schnittlinie 3-3 der Fig. 2,

Fig.4 einen vergrößerten Teilschnitt durch den Brenner am oberen Ende des Einfüllstutzens des erfindungsgemäßen Zwischenbehälters.

F i g. 1 zeigt einen Zwischenbehälter 10 in Gießstellung bezüglich einer Stranggießkokille 12. Oberhalb des Einfüllstutzens 20 des Zwischenbehälters 10 befindet sich eine mit einem Bodenauslaß versehene Gießpfanne 14.

Der Zwischenbehälter 10 hat einen äußeren Metallmantel 16, in dem sich eine für Gasdruck dicht und feuerfest ausgekleidete Vorratskammer 18 befindet, sowie ein sich bis zum Boden des Behälters erstreckender, feuerfest ausgekleideter Einfüllstutzen 20 und ein sich ebenfalls bis zum Behälterboden erstreckender, feuerfest ausgekleideter Gießstutzen 22. Die vorzugsweise rund ausgebildete Vorratskammer 18 weist in ihrem mit geschmolzenem Metall in Berührung kommenden Bereich eine besonders hoch temperaturbeständige Auskleidung 24 und im übrigen Bereich eine etwas weniger feuerfeste Kunststoffauskleidung 26 auf.

Mittig unter dem Boden der Vorratskammer 18 befindet sich in einem U-förmigen Kanal 30 eine h5 induktive Heizung 28. Die Kanalenden münden in einer Aussparung 32, die sich quer über den Boden der Vorratskammer 18 erstreckt dergestalt, daß das induktiv erhitzte Metall nach oben in die hier befindliche

Masse des in der Vorratskammer befindlichen Metalls hineinzirkulieren kann, insbesondere auch in die 's odenseitigen Enden des Einfüll- und Gießstutzens.

Der Einfüllstutzen 20 ist feuerfest mit dem gleichen Material ausgekleidet, wie der mit dem geschmolzenen Metall in Berührung kommende Teil der Vorratskammer 18.

Der Einfüllstutzen 20 weist, wie aus F i g. 3 ersichtlich, beginnend von seinem oberen Ende zunächst eine.: senkrecht liegenden Abschnitt auf, dessen Länge etwa gleich 75% der Quadratwurzel aus der Entfernung zwischen dem Metallniveau in der Gießpfanne und dem Metallniveau im Gießstutzen ist. Der Durchmesser dieses vertikalen Abschnittes beträgt dabei mindestens ein Viertel seiner Länge. Der verbleibende untere Teil t5 des Einfüllstutzens 20 verläuft dann bis zum Ende des Kanals 30 hin geneigt. Durch diese Ausgestaltung trifft der ankommende Metallstrom auf eine vertikale Metallsäule, was zu einer sehr schnellen Beruhigung der Strömungsturbulenz und damit zu einem guten Schutz des feuerfesten Auskleidungsmaterials gegenüber einem schnellen Erodieren führt.

Das obere Ende des Einfüllstutzens 20 ist in Form eines Trichters 38 ausgebildet, der aus einem grobkörnigen, vergießbaren feuerfesten Material mit einem hohen Aluminiumoxidgehalt besteht. Daran schließt sich nach unten eine Hülse 36 aus einem feuerfesten Material an, das beispielsweise aus mit Asphalt imprägniertem Magnesiumoxid gefertigt ist.

Zur Vermeidung von Rissen und Bruchspalten im relativ dünnen Wandungsbereich zwischen dem Einfüllstutzen 20 und der Vorratskammer 18 ist eine Zwischenlage 40 aus unterschiedlichem Material, wie beispielsweise dünnem Aluminiumblech, vorgesehen (s. F ig. 2).

An die vorstehend beschriebenen Lagen des feuerfesten Auskleidungsmaterials schließen sich verschiedene weitere feuerfeste Auskleidungslagen 42, 44, 46 und 48 an, die jeweils bezüglich Feuerfestigkeit, mechanischer Festigkeit und Isoliervermögen unterschiedliche Charakteristiken haben.

Auf dem oberen Ende des Einfüllstutzens 20 ist ein Brenner 50 angeordnet, durch den im oberen Bereich des Einfüllstutzens 20 Wärme sowie eine Schutzgasatmosphäre erzeugt werden, dergestalt, daß das in dem Einfüllstutzen 20 stehende Metall nicht oxidiert. Der Brenner hat ein Metallgehäuse 52, das mit isolierenden, feuerfesten Ziegeln in einer Stärke von 31,7 mm ausgekleidet ist. Die Ziegel sind mit einer Temperatur von 1650⁰C belastbar. Nach innen schließt sich an die Ziegel 54 ein vergießbares feuerfestes Material an, das eine Brennkammer 56 des Brenners begrenzt, die oben eine Einfüllöffnung 58 aufweist. Die Brennkammer 56 und die Einfüllöffnung 58 sind zylindrisch ausgebildet und liegen koaxial zum oberen Ende des Einfüllstutzens 20. Entsprechend dem oberen senkrecht liegenden Abschnitt des Einfüllstutzens 20 liegt auch die Einfüllöffnung 58 senkrecht. Die Einfüllöffnung 58 hat etwa den halben Durchmesser der Brennkammer 56. Das Brennstoff-Luft-Gemisch wird tangential in die Brennkammer 56 durch eine Brennerdüse 60 injiziert, so daß sich eine kreisförmige Strömung in Art eines Wirbels bildet. Der Brenner 50 ist auf seiner einen Seite mit Scharnieren 61 versehen und kann somit aus seiner Normallage fortgeschwenkt werden, wenn der Einfüllstutzen 20 aus Gründen der Inspektion und gegebenenfalls Reperatur zugänglich gemacht werden soll.

Der Gießstutzen 22 besitzt etwa die gleichen Dimensionen wie der Einfüllstutzen 20. Das obere Ende ist durch einen Deckel 62 verschlossen so daß die Zone oberhalb des geschmolzenen Metalls mit einer Schutzgasatmosphäre, z. B. mit Argongas, durch eine Leitung 64 beschickt werden kann. Im Deckel 62 sind elektrische Heizelemente 66 angeordnet. Der äußere Rand des oberen Endes des Gießstutzens steht mit einem Abschnitt 68 ein wenig über das maximale Metallniveau in der Vorratskammer 18 empor.

An dem Abschnitt 68 ist ein Ausguß 70 befestigt, der eine Gießdüse 72 aufweist. Von dort gelangt das geschmolzene Metall über eine geneigt liegende Rinne 74 und einen horizontalen Abschnitt 76 in einen darunterliegenden Trog 78. Elektrische Heizelemente 77 heizen das stromabwärtige Ende der Gießdüse 72. Der Trog 78 weist eine horizontale feuerfeste Platte 80 und zwei vertikal verlaufende Seitenwände 84 auf. Durch den Trog wird das geschmolzene Metall in Querrichtung ausgebreitet, wie es zur Beschickung der Stranggießkokille erforderlich ist. Der Bereich oberhalb der Rinne 74 kann über eine Leitung 86 mit einem Schutzgas beschickt werden.

Ein Strahlungspyrometer 112 kontrolliert die Temperatur des geschmolzenen Metalls in der Vorratskammer 18. Die Vorratskammer 18 ist ferner über eine druckdichte Kammer 114 mit eventuell zuzufügenden Legierungsbestandteilen beschickbar. Der Zwischenbehälter 10 kann insgesamt über eine Schwenkeinrichtung 116 (Fig. 1) verschwenkt werden, wenn sein Inhalt vollständig entleert werden soll, was praktisch nur zu Inspektions- und Reparaturzwecken geschieht.

Bei Aufnahme des Betriebes des Zwischenbehälters 10 wird die vorgewärmte Vorratskammer mit Argongas oder einem anderen inerten Gas durchspült, welches durch die Leitung 104 zugeführt wird. Daraufhin wird das geschmolzene Metall mittels der Gießpfanne durch den Einfüllstutzen 20 eingegossen, bis der minimale Betriebsniveauspiegel erreicht ist. Einige Zeit danach kann das Ausgießen dadurch beginnen, daß der Druck in der Vorratskammer erhöht wird. Für den weiteren Betrieb wird die Ausflußgeschwindigkeit durch einen Regler 106 gesteuert, der seine Steuerimpulse von einem Detektor 108 erhält, der den Niveauspiegel des geschmolzenen Metalls im Gießstutzen 22 kontrolliert. Ist der Niveauspiegel hier zu gering, wird der Druck in der Vorratskammer erhöht, ist der Niveauspiegel zu hoch, wi'd der Druck durch öffnung eines Ventils 110 reduziert. Durch die Erhitzung des oberen Bereiches des Einfüllstutzens 20 mittels des Brenners 50 und durch die von diesem Brenner erzeugte Schutzatmosphäre für die Oberfläche der in dem Einfüllstutzen stehenden Metallsäule ist der Zwischenbehälter 10 zu jeder Zeit beschickbar.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Zwischenbehälter zum Beschicken einer Stranggießkokille, der für Gasdruck dicht und feuerfest ausgekleidet ist, mit einem sich bis zum Boden erstreckenden, feuerfest ausgekleideten Einfüllstutzen und einem gleichartigen Gießstutzen sowie mit einer Beheizung des Gießstutzens und des Bodenbereichs, gekennzeichnet durch einen auf dem oberen Ende des Einfüllstutzens (20) sitzenden Brenner (50) mit einer Brennkammer (56), die oben eine Einfüllöffnung (58) aufweist.

2. Zwischenbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (56) und die Füllöffnung (58) zylindrisch ausgebildet und koaxial zum oberen Ende des Einfüllstutzens (20) angeordnet sind.

3. Zwischenbehälter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllöffnung (58) senkrecht angeordnet ist und sich an die Brennkammer (56) ein senkrecht liegender Abschnitt des Einfüllstutzens (20) anschließt.

4. Zwischenbehälter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (50) eine Brennerdüse (60) hat, die tangential in die Brennkammer (56) mündet.