DE2428120A1

DE2428120A1 - Durchschubschieber zum verschliessen der giessduese von giessgefaessen

Info

Publication number: DE2428120A1
Application number: DE19742428120
Authority: DE
Inventors: James Thomas Shapland
Original assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Current assignee: Usx Engineers And Consultants Inc Pittsburgh P
Priority date: 1973-10-26
Filing date: 1974-06-11
Publication date: 1975-04-30
Also published as: AU6989574A; DK378074A; FR2248898A1; AR201777A1; TR18380A; NL176842C; FR2248898B1; IN139602B; DK139343B; ES431365A1; HU171692B; JPS5761503B2; YU36881B; YU182174A; AT336819B; GB1428644A; US3825241A; JPS5073828A; NL7407620A; BR7405658D0

Description

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USS ENGINEERS AND CONSULTANTS, INC. Boo Grant Street
Pittsburgh, Pennsylvania
U. S . A .

Durchschubschieber zum Verschließen der Gießdüse von Gießgefäßen.

Die Erfindung betrifft einen Durchschubschieber zum Verschließen der Gießdüse eines Metallschmelze enthaltenden, mit einer bodenseitigen Gießöffnung versehenen Gießgefäßes und in diesem Zusammenhang eine verbesserte hitzebeständige Verschlußvorrichtung, durch die Gas in die in dem Gießgefäß befindliche Metallschmelze eingeleitet werden kann.

Beim Stranggießen von Stahl wird Metallschmelze aus einer Gießpfanne in ein Zwischengießgefäß gegossen, beispiels-

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weise in ein Entgasungsgefäß, und gelangt von dort in eine Gießform. Das Zwischengießgefäß ist gewöhnlich über der Düse ausgespart. Das Metall, das diese Aussparung zuerst erreicht, hat bereits einen großen Teil seiner Wärme an die Auskleidung des Gefäßes abgegeben. Dieses ziemlich beruhigte Metall setzt sich in der Aussparung ab, verliert zusätzliche Wärme an die Umgebung und beginnt, sich zu verfestigen. Die Metallschmelze im Gefäß über der Aussparung ist nicht so stark überhitzt, daß sie das verfestigte Metall wieder aufschmelzen kann. Das Öffnen der blockierten Aussparung geschah bisher mit Hilfe einer Sauerstofflanze oder durch Verwendung von Verschlußschiebern, wie sie beispielsweise in der US-PS 3 684 267 beschrieben sind. Die Benutzung einer Sauerstofflanze ist nicht erwünscht, da sie die Qualität des Metalls nachteilig beeinflußt und gewöhnlich die Düse und die hitzebeständige Auskleidung in unmittelbarer Nachbarschaft- der Düse beschädigt«

Bei Verwendung des in Figur 1 der oben genannten US-PS 3 684 267 gezeigten Schiebers zur Einleitung von Gas, mit dem das Metall in der Düsenmulde bzw. Düsenbohrung aufgerührt werden soll, dann geschieht dies nicht mit dem Metall, das sich in den untersten Ecken der Düsenbohrung am Schieber befindet, so daß dieses Metall sich verfestigt. Obgleich die Düse offen ist, ist die anfängliche Metallströmungsgeschwindigkeit im allgemeinen gering, und wenn sich das Material abkühlt, dann kann sich der Schmelzenstrom verfestigen, noch bevor die öffnung vollständig reingewaschen wird. Wenndie in den Figuren

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2 und 3 der obigen Druckschrift dargestellten Schieber benutzt werden, um Inertgas zum Aufrühren des Metalls oder um oxydierendes Gas zum Abbrennen des Metalls und damit zur Erzeugung einer überhitzten Zone zur Sicherstellung des Schmelzenflusses einzuleiten, ergibtsich ein Zustand, der demjenigen ähnlich ist, welcher bei Benutzung des Schiebers von Figur 1 der obigen Druckschrift auftritt. Die Durchlässigkeit des Stopfens muß so groß bemessen sein, daß das Eintreten von Metallschmelze in die Zwischenräume oder Ritzen des Stopfens zu verhindern, und diese hohe Durchlässigkeit bewirkt im allgemeinen, daß der Gasstrom durch den Stopfen hindurch ungleichmäßig ist. Es wird dann zusätzliches Gas in den Bereich eingeleitet, wo eine ruhige Strömung herrscht! somit wird entgegen der Absichtdas Gas nicht über der ganzen Querschnittsflache der Düsenbohrung eingeleitet. Dies hat zur Folge, daß ein bestimmter Teil des Metalls über dem Stopfen nicht geschmolzen wird, wenn die Schmelzencharge bestrebt ist, sich abzukühlen. Der Schmelzenstrom, der durch dieses verfestigte Metall eingeschnürt wurde, kann erstarren, bevor die Öffnung reingewaschen ist.

Da der Bereich der Düsenbohrung, der sich am stärksten abkühlt, der Düsenbohrungswandung am nächsten liegt, ist dies, auch die Zone, in der Gießhaut und verfestigtes Metall am ehesten entstehen. Dies ist aber auch die Zone, aus der sich die Gießhaut am schwierigstens wegwaschen läßt.

Verschlußschieber sind, wie oben erwähnt, an sich bekannt. So beschreibt die US-PS 311 9o2 einen hin- und herbeweglichen Schieber dieser Art, und die US-PS 27

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(Reissue Patent) zeigt einen hitzebeständigen VerschluBkörper oder -schieber für mit einer BodenausguBöffnung versehene Gießgefäße. Keine der genannten Druckschriften lehrt aber die Verwendung eines permeablen oder durchlässigen Stopfens innerhalb des Schiebers, durch den Gas in die in dem GieSgefäß befindliche Metallschmelze eingeleitet werden kann. In der US_PS 3 581 948 ist die Verwendung eines durchlässigen Stopfens in einer Öffnung eines Gleitschiebers zur Einleitung von Gas in den Düsenbohrungsbereich bschrieben. Die dort gezeigten Anordnungen lassen jedoch nicht erkennen und von dem Fachmann auch nicht ohne erfinderisches Zutun feststellen, wie die Schmelzenverfestigung in der Nähe der Öffnungswandung verhindert werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine verbesserte VerschluBvorrichtung zu schaffen, die mit Mitteln zur Einleitung von Gas durch einen Ourchschubr schieber hindurch in den Bereich versehen ist, in dem die Metallschmelze sich mit größter Wahrscheinlichkeit in einer Düsenbohrung eines mit einer Bodenausgußöffnung versehenen Gießgefäßes verfestigt, In diesem Zusammenhang soll also ein Durchschiebverschlußschieber geschaffen werden, der mit Einrichtungen ausgestattet ist, durch die sich entweder heißes Metall aufrühren oder in der die Düse eines mit einer Bodenausgußöffnung versehenen GießgefäSes umgebenden Aussparung überhitzen läßt oder mit der beide Möglichkeiten gegeben sind, um dadurch einen glatten, freifließenden Schmelzenstrom sicherzustellen, sobald ein Abgießschieber der aktiven oder Betriebsstellung unterhalb der Düsenöffnung angeordnet wird, der den erfindungsgemäßen Schieber ersetzt.

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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine Querschnittsansicht der Düse eines mit

einer BodenausguBöffnung versehenen Gießgefäßes, die mit einem erfindungsgemäßen Durchschubschieber ausgestattet ist,

Figur 2 eine Querschnittsansicht des Durchschubschiebers von' Figur 1 in einem größeren Maßstab,

Figur 3 eine Draufsicht des Durchschubschiebers von Figur 2,

Figur 4 eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform des Durchschubschiebers, bei der ein durchlässiger, hitzebeständiger Block verwendet wird, in dem sich eine Anzahl Löcher befinden,

Figur 5 eine Querschnittsansicht des Schiebers von Figur 4, und zwar längs der Linie V-V in Figur 4,

Figur 6 eine Querschnittsansicht der Düse eines mit einer Bodenausgußöffnung versehenen Gießgefäßes, Ausgerüstet mit einem Durchschubschieber, der eine andere Gaszufuhranordnung aufweist, und

Figur 7 eine Querschnittsansicht noch einer anderen Ausführungsform des Durchschubschiebers, der hier eine ringförmige Gasverteilungskammer aufweist.

Das in Figur 1 mit 1o bezeichnete, mit einer bodenseitigen

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Ausgußöffnung versehene Gießgefäß 1o ist mit einer hitzebeständigen Auskleidung 12 zur Aufnahme von Metallschmelzen ausgestattet. Die Bodenwand des Gießgefäßes besitzt eine Aussparung 14 und eine Austrittsöffnung 16 und trägt eine Düsenplatte 17, die an ihrer Unterseite befestigt ist. Diese Düsenplatte 17 hat eine Düse 18, die mit der öffnung 16 fluchtend ausgerichtet ist. Ein Durchschubverschlußschieber 2o ist unter der Düse gelagert. Dieser Schieber kann in irgendeiner geeigneten Weise getragen und betätigt werden, weshalb hier der Trag- und Betätigungsmechanismus nicht dargestellt ist. Der Schieber weist einen massiven, hitzebeständigen Teil 22 (Figur 2) auf, in dem sich eine Mittelöffnung 24 befindet. Ein in hohem Maße durchlässiger, ringförmiger, hitzebeständiger Ring oder Stopfen 26 ist in der öffnung 24 angeordnet. Der Stopfen 26 umgibt einen hitzebeständigen Kern 28, der aus einem in geringerem Maße durchlässigen, also dichteren Material oder einem überhaupt nicht durchlässigen Material besteht. Um den Zusammenbau des Durchschubschiebers zu erleichtern, kann ein hitzebeständiger Boden 3o vorgesehen werden. Die Seiten und der Boden des Schiebers lassen sich mit einem Stahlmantel 32 abdecken. Ein Rohr 34 steht mit der Kammer 36 unterhalb des Stopfens 26 in Verbindung und ist an eine Gasquelle 38 (Figur 1) angeschlossen.

Wenn das Gießgefäß 1o zur Aufnahme von Metallschmelze vorbereitet wird, wird der Schieber 2o in die in Figur 1 gezeigte Stellung gebradit, und Gas wird durch den Schieber hindurch in den Düsenbereich des Gießgefäßes eingelassen. Daraufhin wird Metallschmelze in das Gießgsfäß eingegossen. Das Gas strömt in den Düsenbereich ein und verhindert eine Verfestigung der Metallschmelze in der Aussparung 14, der Austrittsöffnung 16 und Düse 18 dadurch,

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daß das in dar Nähe der Düsenwand befindliche Schmelzenmetall in einem stärkeren Maße aufgerührt wird, als das Metall in der Mitte der Düsenaussparung.

Bei der Alternativ-Ausführungsform des Durchschubschiebers, die in den Figuren 4 und 5 dargestellt ist, wird ein permeabler oder durchlässiger, hitzebeständiger Block 4o benutzt, der in der Mitte des oberen Teils des Schiebers 2o angeordnet ist. Der Block4o enthält eine Reihe Löcher 42 in Umfangsnähe, wodurch ein, Ring oder eine Zone erhöhter Durchlässigkeit erzeugt wird. Auf diese Weise strömt das meiste Gas, dem Weg des geringsten Widerstandes folgend, η ach oben durch den Teil des durchlässigen hitzebeständigen Blocks hindurch, der sich über diesen Löchern befindet, und gelangt in die Düsenaussparung hinein, und zwar in einem Ringbereich, der in etwa dieselbe Konfiguration hat, wie die darunter befindlichen Löcher.

Das alternative Gasverteilungssystem, wie es in Figur 6 dargestellt ist, weisteinen Durchschubschieber 6o auf, de sich von dem Schieber 2o von Figur 1 nur durch die Ausrichtung des Rohres 62 unterscheidet. Das Rohr 62 steht an dem einen Ende mit der Kammer 64 unter dem Ring 66 und einem anderen Ende mit einem zu ihm passenden Rohr 6Ö in Verbindung, das in die Düsenplatte 17 eingebettet ist und seinerseits an das Rohr 7o angeschlossen ist, das durch die Gießgefäßlagerplatte 72 hindurchläuft und an eine Gasqueile 74 angeschlossen ist.

In Figur 7 ist noch .eine andere mit Bo bezeichnete Aus-.führungsform des Durchschubschiebers dargestellt, bei der ein undurchlässiger oder in geringem Maße durchlässiger.

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zentraler Kern 82 verwendet wird, der zylindrisch oder wie dargestellt, doppelzylindrisch geformt sein kann, sowie ein in höherem Maße durchlässiger Ring oder eine entsprechende Hülse 84, die so geformt ist, daß sie in dem Schieber eine ringförmige Gasverteilungskammer 86 bildet. Ein Rohr 88 verbindet die Kammer86 über die Rohre 68 und7o mit der Gasquelle 74.

Der Vorteil, der sich daraus ergibt, daß die Gasrohre in der Düsenplatte und der lagerplatte angeordnet sind, besteht darin, daß kein Zeit- oder sonstiger Aufwand zur Herstellung einer Gasverbindung mit einem Gaseinleitungsschieber getrieben werden muß. Durch genaues Positionieren des Schiebers wird der erforderliche Anschluß hergestellt.

Die hier beschriebenen Durchschubschieber bilden gleichzeitig reguläre Verschlußschieber, indem sie den Metallschmelzenstrom zum Stillstand bringen. Sie kennzeichnet sich also durch eine zusätzliche Funktion, die darin besteht, daß sie die im Bereich der Düse befindliche Metallschmelze aufrühren oder in Bewegung bringen, um auf diese Weise eine Verfestigung des Metalls in diesem Bereich zu verhindern, bevor mit dem eigentlichen Abgießen begonnen wird. Die Schieber üben ihre Funktion als reguläre Verschlußschieber unabhängig davon aus, ob ein Gasstrom eingesetzt hat oder nicht. Sollte der permeable oder durchlässige Block verstopfen oder in ihn Metallschmelze eindringen, so läßt sich derSchieber leicht durch einen neuen ersetzen.

Aus dem obigen ergibt sich also, daß ein Durchschubschieber zum Hindurchleiten von Gas geschaffen wurde, daß in in einem mit einer Bodenausgußöffnung versehenen Gießgefäß

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befindliches heißes Metall eindringt und dazu dient, das in der Nähe der Wandung einer Düsenaussparung befindliche Metall aufzurühren und dadurch sicherzustellen, daß die Düsenöffnung beim Hindurchgießen der Metallschmelze frei ist.

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Claims

- 1ο - Patentansprüche

1. Durchschubschieber zum Verschließen der Gießdüse eines mit einer Bodenausgußöffnung versehenen, Metallschmelze enthaltenden Gießgefäßes, wobei der Schieber mit einem ersten hitzebeständigen Körper, einem zweiten hitzebeständigen und in den ersten Körper eingesetzten Körper versehen ist, dessen Überseite nicht über die Oberseite des ersten hitzebeständigen Körpers hinausragt, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite hitzebeständige Körper (22) einen ringförmigen Teil (26) größerer Gasdurchlässigkeit hat, als sie in seinem mittleren Teil (2Θ, 82) vorhanden ist, daß die hitzebeständigen Körper in dem Schieber (2o, 6o, 8a) eine Gasverteilungskammer (36, 64, 86) bilden, und daß der Schieber an eine Einrichtung (34, 38, 62, 68, 7o, 74, 88) angeschlossen ist, die mit der Gasverteilungskammer in Verbindung steht, um in das Gießgefäß (1o) durch den zweiten hitzebeständigen Körper hindurch Gas einzuleiten.

2. Durchschubschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite hitzebeständige Körper (22) eiran zentralen, hitzebeständigen Kern (28, 82) geringerer Durchlässigkeit aufweist, als sie der umgebende Teil (26) des zweiten hitzebeständigen Körpers besitzt.

3. Durchschubschieber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale hitzebeständige Kam (28, 82) undurchlässig ist.

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4. Durchschübschieber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite hitzebeständige Körper (22) einen dicken zentralen Teil (28) und einen dünneren Ringteil (26, 84) aufweist.

5. Durchschübschieber nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite hitzebeständige Körper (22) mit einer Anzahl Löcher (42) versehen ist, die im wesentlichen normal zuder Oberseite verlaufen und sich von der Kammer (36) aus nach oben zu in den zweiten hitzebeständigen Körper hineinerstrecken, um eine Zone erhöhter Permeabilität oder Durchlässigkeit zu bilden.

6. Durchschübschieber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher einen Ring erhöhter Durchlässigkeit bilden.

7. Durchschubschieber nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kammer (36, 64) unter dem zweiten hitzebeständigen Körper befindet.

B. Durchschubschieber nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (86) einen Teil des zweiten hitzebeständigen Körpers umgibt.

9. Durchschubschieber nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten des Schiebers von einem undurchlässigen Metallmantel (32) abgedeckt sind.

10. Durchschubschieber nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (3o) des Schiebers von einem

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undurchlässigen Metallmantel bedeckt ist.

11. Durchschubschieber nach einem der Ansprüche 1 - 1o, für ein mit einer Bodenausgußöffnung versehenes Gießgefäß, mit einer Düsenplatte, die eine Ausgußdüse aufweist, welche an dem Gießgefäß unterhalb der Ausgußöffnung befestigt ist und die mit der Ausgußöffnung fluchtend ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Körper der Düsenplatte ein Gasrohr (68) angeordnet ist, und daß sich von der bodenseitigen Oberfläche der Düsenplatte aus zu einer anderen Oberfläche der Düsenplatte erstreckt, daß mit der Kammer (64) ein Gasrohr (62) in Verbindung steht, daß sich zu der Oberseite des Schiebers (6o) erstreckt, wo es mit dem in "der Düsenplatte befindlichen Gasrohr (68) ausgerichtet und verbunden ist, und daß das in der Düsenplatte (68) befindliche Gasrohr an eine Vorrichtung (38, 74) angeschlossen ist, durch die Gas in das Gießgefäß (1o) durch die Gasrohre (62, 68) und den zweiten hitzebeständigen Körper (22) hindurch einleitbar ist.

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