DE2453631A1

DE2453631A1 - Einrichtung zum stranggiessen

Info

Publication number: DE2453631A1
Application number: DE19742453631
Authority: DE
Inventors: Yasuyuki Tozanki
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1973-11-12
Filing date: 1974-11-12
Publication date: 1975-05-15
Also published as: US3921704A; AU469889B2; FR2250594A1; FR2250594B1; GB1480944A; JPS5072709U; AU7526274A

Description

Patentanwälte Dipl. -Ing. R Tf ickmahn, ΔηΟΟΌΟ

Dipl.-Ing. H.Veickmann, Dipl.-Phys. Dr.K.Fincke SBJD Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, D1PL.-CHEM. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

Sumitomo Metal Industries Limited
15, 5-chome, Kitahama, Higashi-ku
Osaka, Japan

Einrichtung zum Stranggießen

Die Erfindung betrifft eine oxidationsfrei arbeitende Einrichtung zum Stranggießen mit einer Gießpfanne mit SchiebeVerschluß.

Beim Stranggießen ist die Verfestigungsgeschwindikgeit des Gußstücks hoch, verglichen mit dem normalen Gießen von Blöcken, weshalb eine große Menge nichtmetallischer Einschlüsse in den Gußstücken und damit verbundene Fehlstellen auftreten. Die nichtmetallischen Produkte der Auflösung verschiedener feuerfester Materialien und Oxide, die bei Einwirkung von Luft auf die Schmelze erzeugt werden, und deren größerer Anteil werden durch das zum Zeitpunkt des Gießvorgangs mit der Luft erzeugte Oxidationsprodukt gebildet. Beim Stranggießen wird der flüssige Stahl einer Oxidation zwischen der Gießpfanne und einem Beizbehälter (tandish) und zwischen diesem und der Form ausgesetzt. Zwischen dem Behälter und der Form kann der flüssige Stahl gegenüber der Atmosphäre durch Verwendung einer eingetauchten Zuführungsöffnung oder durch eine Pulverabdecküng isoliert werden. Beim Einsatz einer mit einem Schiebeverschluß ausgerüsteten Gießpfanne hat sich jedoch die eingetauchte Öffnung

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zwischen der Gießpfanne und dem Beizbehälter nicht praktisch durchgesetzt, da sie leicht verstopft oder zerbrochen werden kann und es auch schwierig ist, den für die erforderlichen Abschirmungen nötigen Raum auch im Hinblick auf die Bewegung des Verschlußschiebers bereitzustellen.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Einrichtung zum oxidationsfreien Stranggießen bei Verwendung einer Gießpfanne zu schaffen, die mit einem Schiebeverschluß ausgerüstet ist. In dieser Einrichtung soll der Raum zwischen der Gießpfanne und dem Beizbehälter (tandish) perfekt gegenüber der Atmosphäre isoliert sein, um die durch Luft hervorgerufene Oxidation in diesem Bereich zu verhindern. Die zu schaffende Einrichtung soll sich für eine Gießform großer Kapazität in der Größenordnung von 100 bis 250 t flüssigen Stahls eignen.

Hierzu ist gemäß der Erfindung eine Stahlhaube und eine von dieser herabhängende Abdeckung vorgesehen, mit der die untere Austrittsöffnung der Gießpfanne umgeben ist. Das freie Ende der Abdeckung ist dabei so angeordnet, daß es die Öffnung des Beizbehälters umgibt, und ein Strahl eines neutralen Gases wird in Richtungen quer und parallel zur flüssigen Stahlströmung innerhalb des durch die Haube und die Abdeckung gebildeten Raums erzeugt.

Durch diese Konstruktion wird der aus der unteren Öffnung der Gießpfanne austretende flüssige Stahl von einer Abschirmung umgeben, die durch die Haube und die Abdeckung gebildet wird. Die von der Haube herabhängende Abdeckung kann beispielsweise aus mit Aluminium beschichtetem Asbest bestehen und hat ferner einen Wärmeisolator aus einem wärmebeständigen Material. Ferner ist das untere Ende der Abdeckung auf einem Stahlteil einer vorgegebenen Kontur angeordnet, welches auf der Oberseite des Beizbehälters vorgesehen ist und dessen Öffnung umgibt. Auf diese Weise wird der Stahlstrom perfekt gegenüber der Atmosphäre isoliert. Zusätzlich ist diese Strömung durch ein neutrales Gas umgeben, das innerhalb der Haube

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quer und parallel zur Strömung strahlförmig eingegeben wird, wodurch die Oxidation des Stahls verhindert wird. Die aus dem wärmebeständigen und isolierenden Material bestehende Abdeckung hat den Zweck, eine Bewegungsmöglichkeit gemeinsam mit der Bewegung des Schiebeverschlus.ses zu bilden, um die Stahlströmung gut gegenüber der Atmosphäre zu isolieren. Das bereits erwähnte Stahlteil kann erforderlichenfalls vorgesehen sein, um ein Spritzen gegen das freie Ende der Abdeckung, eine thermische Beeinträchtigung· und eine Verbrennung der Kante der Abdeckung durch Strahlungswärme zu verhindern und zu vermeiden, daß der Kühleffekt der Abdeckung für das neutrale Gas verschlechtert wird. - - -

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Einrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt einer Abänderung des Stahlteils, welches die Öffnung des Beizbehälters umgibt,

Fig. 3 eine Darstellung ähnlich Fig. 2 für eine· weitere Abänderung des Stahlteils und

Fig. 4 eine perspektivische Teilansicht einer anderen Art der Erzeugung einer Gasströmung.

In den Figuren, insbesondere in Fig. 1., ist eine Gießpfanne mit einer Öffnung 2 und einem oberen Trichter 3 dargestellt, der eine stationäre Grundplatte 4 durchdringt, die an der Gießpfanne 1 befestigt ist.

Ein Schiebeverschluß 5 ist in Reibungsberührung mit der Grundplatte 4 unter dieser bewegbar und wird durch einen Zylinder

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betätigt. Der Schiebeverschluß 5 hat einen Halter 8 für einen unteren Trichter 7. Es ist eine Stahlhaube 9 vorgesehen, die durch eine Halterung 10 an dem Halter 8 befestigt ist. In dem abgesperrten Zustand des Schiebeverschlusses nehmen die Haube 9 und eine noch zu beschreibende Abdeckung die in Fig. 1 durchgezogen dargestellte Lage ein. Die Haube 9 besteht aus einem Teil 11 kleinen Durchmessers, der dem Außendurchmesser des Halters 8 entspricht, ferner ist ein trichterförmiger Teil 12 unter dem kleineren Teil 11 sowie ein Teil 13 großen Durchmessers vorgesehen, wobei dieser große Durchmesser im wesentlichen mit dem Durchmesser der Öffnung 18 eines Beizbehälters 17 übereinstimmt. Der Teil kleinen Durchmessers, der Trichterteil 12 und der Teil 13 großen Durchmessers sind integral miteinander verbunden.

Die Halterung 10 ist im Hinblick auf Verformung und andere Wärmeeinwirkungen bei Strahlung auf die Haube einfach konstruiert. Beispielsweise kann sie aus Stiften bestehen, die in Bohrungen der Haube und der Halterung 8 eingesetzt sind.

Eine zylindrische. Abdeckung 14 besteht vorzugsweise aus Asbest, das mit Aluminium beschichtet ist. Sie hängt von dem Teil 13 großen Durchmessers der Haube 9 herab, so daß sie die Strömung des flüssigen Stahls umgibt. Ihr oberes Ende ist mittels getemperter Stahldrähte an der Haube befestigt, ferner hat sie ein freies unteres Ende 16. Die Abdeckung weist ferner einen Wärmeisolator 15 auf, der beispielsweise aus Kaolinwolle besteht und die Beeinträchtigung und Verbrennung infolge der Hitze des Stahlstroms verhindert.

Das freie Ende 16 der Abdeckung 14 ist so gelegt, daß es die Öffnung 18 des Behälters 17 umgibt.

Falls erwünscht, kann ein Stahlelement 20 mit U-förmigem Querschnitt (Fig. 1) oder mit einem Η-Querschnitt (Fig. 2) oder in Form wärmebeständiger Ziegel 21 (Fig. 3) zwischen

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dem freien Ende 16 der Abdeckung und der Oberseite 19 des Behälters 17 vorgesehen sein.

Längs der Innenwandung des Teils 13 großen Durchmessers der Haube 9 sind zwei ringförmige Leitungen 22 und 23 für neutrales Gas vorgesehen, die mit aer Haube verschweißt sein können. Die Leitung 22 hat Öffnungen 24 zur Leitung eines Strahl eines neutralen Gases quer zu dem Stahlstrom, während die andere Leitung 23 Öffnungen 25 zur Leitung eines Strahls parallel zum Stahlstrom hat.

Die Leitungen 22 und 23 sind mit einer Verbindungsleitung 26 verbunden, die wiederum an eine Zuführungsleitung 27 angeschlossen ist. Das neutrale Gas wird durch die Zuführungsleitung unter einem Druck von 2 bis 6 kg/cm zugeführt. Der Innendurchmesser der Leitungen 22 und 23 beträgt 15 bis 30 mm, der Durchmesser der Öffnungen beträgt 1,5 bis 5 mm, der Abstand zwischen einander benachbarten Öffnungen beträgt 10 bis 20 mm.

Die Zuführungsleitung 27 ist im allgemeinen über die Verbindungsleitung 26 mit den Leitungen 22 und 23 verbunden. Sie kann auch durch separate Zuführungsleitungen ersetzt sein, die individuell mit einer der beiden Leitungen 22 und 23 verbunden sind. Ferner können die Leitungen 22 und 23 selbst durch eine einzige Leitung mit Öffnungen 28 und 29 ersetzt sein, die jeweils einen Gasstrahl quer und parallel zum Stahlstrom in der Fig. 4 gezeigten Art erzeugt.

Das neutrale Gas dient nicht nur zur Ausfüllung des den Stahlstrom umgebenden Raums sondern kühlt auch die Abdekkung ab.

Um den Effekt einer Einrichtung nach der bisher bekannten Einrichtungen zu überprüfen, wurden Bleche durch Walzen von Gußstücken hergestellt, die aus vergütetem

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Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt bestanden. Mit einer Einrichtung nach der Erfindung wurden 98 Streifen erster Qualität bei 100 insgesamt hergestellten Streifen erhalten, nur zwei Streifen hatten einer mindere Qualität. Andererseits wurden mit-einer Einrichtung bisheriger Art nur 5 Streifen erster Qualität erzielt (ein Streifen erster Qualität hat keine Narben, jedoch sichtbare Walzsplitter, während ein Streifen minderer oder zweiter Qualität beide Arten von Fehlstellen aufweist).

Die Erfindung ermöglicht also beim Stranggießen eine Abdichtung der Stahlströmung zwischen der Gießpfanne und dem Beizbehälter (tandish) gegenüber der Atmosphäre mittels eines neutralen Gases, die entsprechende Vorrichtung ist einfach konstruiert und leicht zu betätigen. Dadurch kann die Oxidation des flüssigen Stahls durch Sauerstoff der Atmosphäre und damit die Bildung von Oxiden, insbesondere von Al₂O,, verhindert werden. Somit ist es möglich, .reine Gußstücke frei von nichtmetallischen Anteilen, insbesondere frei von Narben und porösen Stellen herzustellen, was sich insbesondere durch eine wesentliche Verringerung von Fehlstellen beim Walzen zeigt. Ferner kann ein stetiger und stabiler Betrieb ohne eine Verstopfung des eingetauchten Trichters mit Al₂O^ sichergestellt werden.'

Ein weiterer verbesserter Effekt kann dann erzielt werden, wenn zwischen der Oberseite des Beizbehälters und dem Maschinenkörper eine Dichtung (beispielsweise ein Asbestseil) vorgesehen und das neutrale Gas durch ein Schlackenzementrohr eingeblasen wird.

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Claims

Patentansprüche

1. Einrichtung zum oxidationsfreien Stranggießen mit einer Gießpfanne mit Schiebeverschluß, gekennzeichnet durch eine an einem am Schiebeverschluß vorgesehenen Trichterhalter befestigte Stahlhaube, an deren unterem Ende eine Abdeckung aufgehängt ist, durch eine aus zumindest einer Leitung bestehende und längs der Innenwandung der Haube angeordnete Vorrichtung zur Erzeugung einer Strömung eines neutralen Gases quer und parallel zu dem flüssigen Stahlstrom und durch eine derartige Formgebung der Abdeckung, daß sie die Öffnung eines Schmelzenbehälters umgebend anzuordnen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch T, gekennzeichnet durch ein zwischen dem freien Ende der Abdeckung undüer Oberseite des Schmelzenbehälters angeordnetes Abstandselement, das auf der Oberseite des Schmelzenbehälters so vorgesehen ist, daß es dessen Öffnung umgibt.

3. Einrichtung räch Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandselement ein Stahlteil mit U-förmigen Querschnitt ist.

k. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandselement ein Stahlteil mit H-förmigem Querschnitt ist,

5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandselement aus wärmebeständigen Ziegeln besteht.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Aluminium beschichtete Abdeckung einen Wärmeisolator aus wärmebeständigem Material, vorzugsweise aus Kaolinwolle, auf v/eist.

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7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neutrales Gas der Leitung unter einem Druck von 2 bis 6 kg/cm zuführbar ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Leitung zwischen 15 und 30 mm, der Durchmesser von zum Austritt des neutralen Gases vorgesehenen Öffnungen zwischen 1,5 und 5 mm und der Abstand zwischen einander benachbarten Öffnungen zwischen 10 und 20 mm beträgt.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube einen Teil kleinen Durchmessers, der dem Außendurchmesser des Trichterhalters entspricht, einen trichterförmigen, ausgehend von dem Teil kleinen Durchmessers abwärts sich erweiternden Teil und einen an den trichterförmigen Teil sich anschließenden Teil großen Durchmessers aufweist und daß der große Durchmesser dem Durchmesser der Öffnung des Schmelzenbehälters entspricht.

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L e e r s e ί t e