DE2243609B2 - Vorrichtung zum Messen der Wanddicke eines erstarrenden GuBkörpers beim Gießen eines schmelzflüssigen Metalles in eine Kokille - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Wanddicke eines erstarrenden Gußkörpers beim Gießen eines schmelzflüssigen MetaMes in einer Kokille, insbesondere zum Messen der Dicke der Strangschale beim kontinuierlichen Stahlstranggießen.

Beim Gießen schmelzflüssiger Metalle in Kokillen, insbesondere beim kontinuierlichen Stahlstranggießen, besteht der Wunsch, die Dicke der bereits erstarrten Wand des Gußkörpers bzw. der Strangschale zu messen, um danach die Gießgeschwindigkeit bzw. Ausziehgeschwindigkeit des Stranges aus der Kokille zu regeln. Die Dicke der Strangschale ist ein Maß für die Erstarrungsgeschwindigkeit des Metalles in der Kokille.

Bisher sind zwei Methoden zur Bestimmung der Wanddicke von erstarrenden Gußblöcken bzw. Gußsträngen bekanntgeworden, und zwar unter Verwendung von Ultraschall oder von radioaktiven Isotopen. Bei Verwendung von Ultraschall ist es schwierig, den Schallgeber an die Gießstrangschale anzukoppeln, weil unterhalb der Kokille wenig Platz zur Verfügung steht und die Gefahr von Stahldurchbrüchen gegeben ist. Auch ist die Einrichtung gegen die Einwirkung von Hitze und Dampf empfindlich und ihre Wartung dementsprechend schwierig. Die Messung der Wanddicke unter Verwendung von radioaktiven Isotopen, z. B. durch Zusatz von radioaktivem Phosphor oder Schwefel während des Gießens, ist nur durch fotografische Auswertung von durchschnittenen Stranggußbrammen möglich. Diese Messung kann also erst nach Gießende erfolgen; für eine kontinuierliche Messung der Wandstärke der Strangschale ist dieses Verfahren nicht anwendbar.

Aufgabe der Erfindung ist es,-eine Vorrichtung zum Messen der Wanddicke eines erstarrenden Gußkörpers beim Gießen eines schmelzflüssigen Metalles in einer Kokille, insbesondere zum Messen der Dicke der Strangschale beim kontinuierlichen Stahlstranggießen zu schaffen, durch welche eine kontinuierliche Messung der Dicke der bereits erstarrten Wand des erstarrenden Gußkörpers während des Gießens an jede beliebige Stelle des Gußkörpers möglich ist.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein gegen das schmelzflüssige Metall beständiger stab- oder rohrförmig ausgebildeter Fühler oberhalb der Kokille derart beweglich gelagert ist, daß er von oben in den Kokillenraum einführbar und mit seiner unteren Spitze an die Innenseite der bereits erstarrten Wand des erstarrenden Gußkörpers anstellbar ist, wobei der Fühler am oberen Ende mit einer Anzeigevorrichtung zur Anzeige des der Wanddicke proportionalen Verstellweges des Fühlers verbunden ist.

Mit dieser Vorrichtung ergibt sich die Möglichkeit, eine stetige Messung der Wandstärke des erstarrenden Gußkörpers in besonders zuverlässiger Weise durchzuführen, indem die Meßmittel leicht überprüfbar und justierbar sind, indem die Anzeige und Bedienelemente in dem Raum oberhalb der Kokille leicht zugänglich und bedienbar sind, und indem die Anordnung oberhalb der Kokille eine Gefährdung bei Stahldurchbrüchen ausschließt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht der Fühler zumindest in dem Bereich, in dem er mit dem schmelzflüssigen Metall in Berührung steht, aus Sintermetall mit 40 bis 80 Volumprozent metallischem Molybdän, Rest Zirkonoxyd. Sintermetalle aus Molybdän und Zirkonoxyd werden bis 1700°C von flüssigen Metallen nicht angegriffen; sie sind besonders widerstandsfähig gegen flüssige Stahlschmelzen. Solche Werkstoffe zeichnen sich auch durch eine gute Temperaturwechselbeständigkeit und eine hohe Warmfestigkeit aus. Sie sind spanabhebend bearbeitbar, sehr widerstandsfähig gegen flüssige Schlacke und werden von flüssigen Metallen praktisch nicht benetzt.

Vorzugsweise ist der stab- oder rohrförmige Fühler in Richtung seiner Längsachse verschiebbar. Er kann auch in einem Lager um eine horizontale Achse drehbar und um eine zu seiner Längsachse und zur horizontalen Achse senkrechten \chse schwenkbar sein.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel, und zwar an einer Vorrichtung zur Messung der Dicke der Strangschale beim Stahlstranggießen näher erläutert.

F i g. 1 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung, wobei die Kokille und der Gußkörper geschnitten dargestellt sind. F i g. 2 ist eine Ansicht in Richtung A der F i g. 1, wobei wieder Kokille und Gußkörper im Schnitt dargestellt sind.

Mit 1 ist ein mit einer feuerfesten Auskleidung versehenes Zwischengefäß bezeichnet, an dem ein Gießrohr 2 angesetzt ist, durch das der Stahl in die wassergekühlte Kokill fließt, deren Wände mit 3 (F i g. 1) und mit 3' (F i g. 2) bezeichnet sind. Oberhalb der Kokille ist eine Abdeckplatte 4 vorgesehen. Der Strang 5, der einen flüssigen Kern 6 und eine erstarrte Strangschale 7 aufweist, wird aus der Kokille kontinuierlich ausgezogen und gekühlt. Der Gießspiegel 8 ist durch ein Gießpulver 9 gegen die Einwirkung der Atmosphäre sowie ge-

gen Wärmeabstrahlung geschützt

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Messen der Dicke der Strangschale 7 umfaßt einen stabförmigen Fühler 10 aus Sinterwerkstoff, bestehend aus 60 Volumprozent metallischem Molybdän, Rest Zirkonoxyd. Der Fühler ist in den Kokillenhohlraum einführbar und mit seiner Spitze 11 an die Kokillenwandung bzw. an die Innenseite der Strangschale 7 einstellbar. Zu diesem Zweck ist der Fühlerstab 10 in einem Halterohr 12 befestigt, welches seinerseits in einer Halterung 13 in Richtung des Doppelpfeiles axial verschiebbar ist. Die Halterung 13 weist eine Bohrung 14 auf, in die ein Zapfen 15 einer Platte 16 eingreift; der Fühler 10 und das Rohr 12 sind also um den Zapfen 15 schwenkbar. Die Platte 16 ist an einem Träger 17 montiert. Der Träger 17 ist in einem Lager 19 auf der Abdeckplatte 4 gelagert und um eine horizontale Achse 1£ drehbar gelagert. An dem Träger 17 ist weiter eine Stange 20 befestigt, die an ihrem oberen Ende eine Skala 21 trägt. Im Bereich dieser Skala befindet sich ein am Rohr 12 befestigter Zeiger 22, der den Schwenkweg des Fühlers 10 um den Zapfen 15 anzeigt. Vorteilhaft ist die Skala 21 axial verstellbar, so daß sie von Hand in Richtung der Achse des Stabes 20 nachgestellt werden kann, wenn das Rohr 12 in der Halterung 13 verschoben wird. Am Rohr 12 kann noch ein Seil 25 befestigt sein, welches über eine Rolle 24, die an einem Arm 23 gelagert ist, läuft, damit durch ein Gewicht 26 der Fühler 10 dauernd an die Strangschale 7 angedrückt wird (F i g. 2).

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ergibt sich aus der Darstellung: Vor Gießbeginn wird der Fühler 10 vorübergehend an die Kokilleninnenwand 3' angestellt und dar Null- oder Ausgangswert auf der Skala 21 durch den Zeiger 22 angemerkt. Nach Gießbeginn, & h. nach Bildung einer Strangschale 7 um den flüssigen Kern 6, wird der Fühler 10 an der gleichen Meßsteüe mit seiner Spitze 11 von innen gegen die Strangschale 7 angestellt. Der auf der Skala 21 durch den Zeiger 22 angezeigte Wert ist proportional der Dicke χ der Strangschale, wobei das Verhältnis des Abstandes a zwischen Zeiger 22 und Drehachse 15 zum Abstand b zwischen Star-spitze 11 und Drehachse 15 bei der Berechnung zu berücksichtigen ist Wenn der Abstand a gseich groß wie der Abstand b ist, ist der Zeigerausschlag gleich dem Abstand x\ andernfalls ist der auf der Skala abgelesene Wert mit dem Verhältnis b -. a zu multiplizieren, um χ zu erhalten. Die Tatsache, daß der Fühler eine kreisförmige Schwenkbewegung durchführt, kann bei der Berechnung ebenfalls berücksichtigt werden, jedoch ist der Unterschied zwischen dem Kreisbogenabschnitt und dem Vertikalabstand zwischen Strangschale und KokiUenwandung in der Praxis vernachlässigbar.

Mit der beschriebenen Vorrichtung ist es auf einfache Weise möglich, die Wanddicke der Strangschale an jeder beliebigen Stelle kontinuierlich zu messen. Man kann auch während des Gießens die gesamte Strangschale »abtasten«. Das Lager 19 kann noch zusätzlich auf der Abdeckplatte 4 horizontal parallel zu den Kokillenwänden verschiebbar sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Messen der Wanddicke eines erstarrenden Gußkörpers beim Gießen eines schmelzflüssigen Metalls in einer Kokille, insbesondere zum Messen der Dicke der Strangschale beim kontinuierlichen Stahlstranggießen, dadurch gekennzeichnet, daß ein gegen das schmelzflüssige Metali (6) beständiger stab- oder rohrförmig ausgebildeter Fühler (10) oberhalb der Kokille (3,3') derart beweglich gelagert ist, daß er von oben in den Kokillenraum einführbar und mii seiner unteren Spitze (11) an die Innenseite der bereits erstarrten Wand (7) des erstarrenden Gußkörpers (5) anstellbar ist, wobei der Fühler (10) am oberen Ende mit einer Anzeigevorrichtung (21, 22) zur Anzeige des der Wanddicke proportionalen Verstellweges (X) des Fühlers (10) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (10) zumindest in dem Bereich, in dem er mit dem schmelzflüssigen Metall (6) in Berührung steht, aus Sintermetall mit 40 bis 80 Volumprozent metallischem Molybdän, Rest Zirkonoxyd, besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der stab- oder rohrförmige Fühler (10) in Richtung seiner Längsachse verschiebbar ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der stab- oder rohrförmige Fühler (10) in einem Lager (19) um eine horizontale Achse (18) drehbar und um eine zu seiner Längsachse und zur horizontalen Achse senkrechten Achse (15) schwenkbar ist.