DE2453245C2

DE2453245C2 - Bodenverschlußfür den Ausguß metallurgischer Gefäße

Info

Publication number: DE2453245C2
Application number: DE2453245A
Authority: DE
Inventors: Ernst Kilchberg Meier
Original assignee: STOPINC AG ZUG CH
Current assignee: STOPINC AG ZUG CH
Priority date: 1973-11-16
Filing date: 1974-11-09
Publication date: 1984-01-26
Also published as: BE822121A; FR2251394B1; JPS5537339B2; DE2453245A1; US3931913A; SE402410B; JPS5080929A; SE7414391L; GB1494477A; IT1023252B; FR2251394A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bodenverschluß für den Ausguß metallurgischer Gefäße nach dem Oberbegriff des Anspruchs I.

Ein solcher Bodenverschluß ist aus der DE-AS 83 645 bekannt. Danach ist zwar ein tassenförmiger Metallstopfen im Kanaiquerschnitt des Ausgußkanals vorgesehen. Dieser verschließt jedoch nicht den Ausgußkanal, weil er mit seinem unteren Boden im untersten Bereich des Ausgußkanals liegt und sich mit diesem Boden auf der Oberseite der Schieberplatte abstützt, wenn diese sich in ihrer Verschlußstellung befindet. Die Metallschmelze kann also bis in den Ausgußkanal eindringen und dort einfrieren, was nachteilig ist. Aufgrund der tassenförmigen Ausbildung und Anordnung des Metallstopfens mit nach unten gekehrtem Boden hat er über seine gesamte Materialstärke die gleiche Temperatur. Eine Kühlmöglichkeit oder eine Wärmeabgabemöglichkeit ist nicht gegeben, da er innen vollständig von der Metallschmelze ausgefüllt und außen vollständig von isolierendem Fcuerfeslmaterial umgeben ist. Der Metallsiopfen muß ferner aus einem Material bestehen, daü unter ^r> Einwirkung der Metallschmelze nicht ohne weiteres schmilzt, anderenfalls könnic er seine Funktion, den Austritt der Metallschmelze in die Schieberführung /u verhindern, nicht erfüllen. Problematisch ist der bekannte Bodenverschluß auch deswegen, weil das

in Material des Melallstopfens eine hinreichend flexible Form bilden muß, die beim öffnen der Schieberplatte aus dem Ausgußkanal herausdrückbar ist. was eine besondere Dünnwandigkeil voraussetzt. Andererseits muß das Material aber dem Druck der flüssigen

r> Metallschmelze standhalten. Die bekannten Metallstopfen aus hochwertigem Material müssen daher nach einmaligem Gebrauch verworfen werden, da der Aufwand, sie wieder in die notwendige Form zu bringen.

_c. {'erheblich wäre. Aufgrund der Möglichkeit des Einfrie- ||

ω f'rens der Metallschmelze in dem Innenraum des H Metallstopfens leidet ferner die flexible Zusammen- fj drückbarkeit des Metallstopfens. Da die Durchflußöffnung beim Öffnen der Schieberplatte nur allmählich ; unter den Ausgußkanal gelangt, neigt der Metallstopfen % zu einer Verkantung in dem Ausgußkanal. Die sichere Funktion des bekannten Bodenverschlusses hängt daher ^ trotz hohen Aufwandes von nicht beherrschbaren ' ; Zufällen ab.

Beim Füllen von Gießgefäßen, beispielsweise Stahl-

TO gießpfannen mit flüssigem Stahl, liegt die Temperatur der feuerfesten Auskleidung unvermeidlich niedriger als der Schmelzpunkt des Stahls. Sie ist besonders niedrig im Ausgußkanal, der von dem Boden der Pfanne zu der während des Füllvorganges geschlossenen Schieberplatte des Schiebeverschlusses führt. Dieser Kanal ist 'aus betriebstechnischen Gründen an bestimmte Abmessungen gebunden und kann weder beliebig verkürzt noch erweitert werden. Infolge seiner Form und seiner vom Gefäßinnern bzw. vom Wärmepotential der Schmelze abseitigen Lage erstarrt die über der Schieberplatte stehende Schmelze zwangsläufig und verstopft den Ausguß so, daß bei geöffnetem Schiebeverschluß keine Schmelze fließen kann. Gegen diese Beeinträchtigung kann Sauerstoff eingeleitet werden, der den erstarrten, jedoch noch sehr heißen Stahl entzündet und unter exothermer Reaktion ausschmilzt.

Obwohl diese Methode wirkungsvoll ist, kann sie nicht befriedigen, weil nicht ohne Risiko.

Aus der DE-OS 21 04 561 ist beispielsweise ein Verfahren zum Öffnen der Gleitdüse einer Gießpfanne bekannt, wonach zur Verhinderung des Erstarrens von geschmolzenem Material in der Düsenöffnung in die Düsenöffnung der Bodendüse der Gießpfanne ein Inertgas eingeblasen wird. Mit dem Einblasen des Gases :beginnt man bereits, bevor das geschmolzene Metal! aus einem Schmelzofen in die Gießpfanne eingebracht wird. Die hülsenförmige Gaseinblaseinrichtung ist zur Verbesserung ihrer Beständigkeit wassergekühlt, wie dies bei thermisch beanspruchten Verschleißteilen allgemein zum Stand der Technik gehört. Eine Schließfunktion hat die Gaseinblaseinrichtung selbst aber nicht. Dieses bekannte Verfahren ist aufgrund des Gasverbrauches arbeits- und materialaufwendig, und führt nicht immer zu dem gewünschten Erfolg.

Es wurde auch das Auffüllen des Ausgußkanals mit feuerfestem Material (Sand) passender Korngröße vor dem Beschicken der Pfanne mit flüssigem Stahl vorgeschlagen, so daß vor dem Vergießen kein Stahl in

den Kanal (»elungl. Das Überführen bzw. das Miispülen des Füllsandes in die Form ist in vielen Füllen jedoch höchst nachteilig oder zumindest unerwünscht.

Aufgabe der vorliegenden F.rfindung ist es daher, einen Boden Verschluß der gaiiungsgemüßen Art so zu ο verbessern, daß zur Vermeidung des Einfrierens von Metall im Ausgußkanal einfach zu handhabende und in ihrer Funktion sichere Mittel vorgesehen sind.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Das ui Metallieil, das bei leerem Gefäß eingesjlzt wird, verwehrt wahrend des Füllvorganges dem flüssigen Metall den Einliilt in den Ausgußkanal und wird dabei sehr heiß, bleibt aber solange wirkungsvoll, bis sein Schmelzen erwünscht ist. Hierzu genügt eine leichte ι, Änderung des Gleichgewichtes in Richtung weniger Wärmeentzug. Das Metallteil schmilzt und der Ausguß kanal wird für den Durchfluß frei. Ils wird also einerseits ein Einfrieren der Metallschmelze in dem Ausgußkanal verhindert und zum anderen aber mit Sicherheit 20^ gewährleistet, daß sich der Ausgußkanal im gewünschten Augenblick öffnet.

Die Änderung des Wärmeüberlragungsgleichgewichtcs laßt sich aul verschiedene Weisen herbeiführen, beispielsweise mit einem kleinen Strom von Sauerstoff, der an das Metallteil herangeführt wird, wenn dieses gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung an seiner dem Gcfaßinnern zugekehrten Seite eine Schutzschicht aus feuerfestem Material aufweist, während die andere Seite zur Absirahlung der Wärme frei gehalten wird.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, einen Inertgasstrom abzustellen, der das Metallteil kühlt. Dazu ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung das Metallteil mit Bohrungen zum Einleiten von Gas in das Gefäßinnere versehen, während die Schieberplatte einen in Schließstellung des Schiebers sich unterhalb des Ausgußkanals befindlichen gasdurchlässigen feuerfesten Stein mit einem Gasanschluß aufweist. Alternativ läßt sich der Inertgasdruck auch so stark erhöhen, daß das Meiallieil in das Gefäß geblasen <« wird.

Vorzugsweise hat das Metallteil die Form einer umgekehrten, mit dem Boden dem Gefäßinneren zugekehrten dünnwandigen Tasse, deren Wand im Zusammenwirken mit der Wand des Ausgußkanals als Flächensitz dient.

Das tassenförmige Mantelteil kann eine Preßsitzhaftung in der Tassenwand bewirkende Längsschlilze aufweisen.

Das Metalltei! besteht zweckmäßigerweise aus Stahl. "> <> Die Erfindung ist nachstehend an Hand der

JO

J¹S Zeichnung erläutert, deren

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch einen Gefaßausguß mit einem darunter angeordneien Plattenpaar eines sich in Schließstellung befindlichen Schieberverschlusses zeigt.

Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel in ähnlicher Darslellungsweise wie in F i g. 1.

In der Zeichnung bedeutet 1 den Ausgußstdn, in dem die den Ausgußkunal 2' einschließende F.inlaufhülse 2 angeordnet ist. Zum .Schieberverschluß gehört die ortsfeste Bodenplatte 3 und die bewegliche Schieberplatte 4. Die übrigen Teile des Verschlusses sind der Einfachheit halber fortgelassen.

Bei der Ausführung gemäß F i g. 1 ist in den Ausgußkanal 2' ein dünnwandiges Metallteil in Form einer kopfstehenden Stahltassc 5 eingesetzt. Der Boden der Tasse 5 ist an der der Schmelze zugekehrten Seite durch eine Isolierschicht b. beispielsweise aus Asbest oder feuerfestem Filz aus keramischen Fasern vor Hitze geschützt. Dagegen kann von der Tasseninnenseite Wärme frei abstrahlen. Die Wand der Tasse 5 ist mit Längsschlilzen 7 versehen, die es erlauben, die Tasse in ihrer Position durch einen Preßsitz festzuhalten.

Die Ausführung nach Fig.2 zeigt ebenfalls eine kopfstehende Stahltasse 5, deren Boden mit Bohrungen 9 versehen ist und die durch einen Flansch 10 in Position gehalten wird. In der Schieberplatte 4 ist ein feuerfester poröser Stein 11 angeordnet, der sich in Schließstellung der Platte 4 unterhalb des Ausgußkanals 2' befindet und mit einem Inertgasanschluß 12, der vorzugsweise Argon führt, in Verbindung steht.

Vor und während dem Füllen des Gefäßes wird ein stetiger Gasstrom durch die Bohrungen 9 geführt, der die Stahltasse 5 kühlt. Ist das Gefäß gefüllt, dann wird der Gasdruck gerade so hoch gehalten, daß er den ferrostatischen Druck des flüssigen Metalls überwindet, so daß immer noch kühlendes inertgas durch die Bohrungen 9 strömt. Zum Abgießen des Metalls wird die Schieberplatte 4 in Öffnungsstellung gefahren und der Inerigasstrom automatisch unterbrochen. Der Metallteil 5 schmilzt und die Schmelze kann abgegossen werden.

Falls erwünscht, können die Ausführungen 1 und 2 kombiniert werden.

Die Ausführungen nach F' 2.1 und 2 beinhallen einen Schieberverschluß des gebräuchlichsten Typs, bei welchem die Verschlußbewegung linear erfolgt. Die Erfindung läßt sich auch an 'rinderen Schieberverschlußtypen anwenden, beispielsweise bei Drehschiebern oder Verschlüssen mit konischen Kontaktflächen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bodenverschluß für den Ausguß metallurgischer Gefäße mil einem an der Ausmündung des Ausgußkanals angeordneten. Durchlauföffnungeii aufweisenden Plattenpaar aus einer ortsfesten Bodenplatte und einer verstellbaren Schieberplatte sowie mit in den Ausgußkannl oberhalb der Schieberplatte vor dem Auffüllen des Gefäßes mit Schmelze einzubringenden Absperrmittel, die als ein im Ausgußkanal im Bereich des Gefäßbodens angeordnetes Meldllteil ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallteil

(5) den Kanalquerschnitt gegen Eindringen von Metallschmelze verschlieft und an seiner dem Gefäßinneren abgekehrten Seite kühlbar bzw. wärmeabgebend aus solchem Material ausgebildet ist, daß das Metallteil (5) bei Änderung des

; Gleichgewichts in Richtung eines geringeren Wärineenizugs schmilzt.

2. Boden Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallteil (5) an seiner dem Gefäßinnern zugekehrten Seite eine Schutzschicht

(6) aus feuerfestem Material aufweist, während die andere Seite zur Abstrahlung der Wärme frei bleibt.

3. Boden Verschluß nach Anspruch 1, dadurch - gekennzeichnet, daß das Metallteil (5) mit Bohrungen (9) zum Einleiten von Gas in das Gefäßinnere versehen ist und die Schieberplatte (4) einen in Schließstellung des Schiebers sich unterhalb des Ausgußkanals (2') befindlichen gasdurchlässigen feuerfesten Stein (11) mit einem Gasanschluß (12) aufweist.

4. Bodenverschluß nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallteil (5) die Form einer umgekehrten mit dem Boden dem Gefäßinnern zugekehrten dünnwandigen Tasse aufweist, deren Wand im Zusammenwirken mit der Wand des Ausgußkanals (2') als Flächensitz dient.

5. Bodenverschluß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das tassenförmige Metallteil (5) in der Tassen wand eine Preßsitzhaftung bewirkende Längsschlitze aufweist.

6. Bodenverschluß nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallteil (5) aus Stahl besteht.