DE2609769C2

DE2609769C2 - Feuerfestes Schutzrohr für einen Gießstrahl

Info

Publication number: DE2609769C2
Application number: DE19762609769
Authority: DE
Inventors: Henri Jean Longeville-les-Metz Daussan
Original assignee: Individual
Current assignee: Daussan SAS
Priority date: 1975-12-02
Filing date: 1976-03-09
Publication date: 1985-05-30
Also published as: FR2333599B1; IT1057423B; FR2333599A1; DE2609769A1

Description

anorganische feuerfeste
Teilchen, z. B. Kieselerde
und/oder Tonerde:

organische Stoffe künstlichen oder natürlichen
Ursprungs in Körnern
und/oder Fasern:

mineralische Fasern:

organisches und/oder
mineralisches und/oder
pflanzliches Bindemittel:

Flußmittel, z. B.
alkalische oder
erdalkalische Oxide:

70bis90Gew.-%

0bis20Gew.-%
0bis20Gew.-%

2bislOGew.-%
0bisl0Gew.-%

dichtet am Boden des Gießbehälters befestigbar ist und mit seinem unteren Ende im Gießbetrieb in die in einem unteren Behälter befindliche Metallschmelze eintaucht Ein derartiges Schutzrohr ist aus der DE-AS 12 84 577 bekannt Es schirmt den Gießstrahl nach außen ab, so daß Wärmeverluste und Metallspritzer nach außen vermieden werden. Das bekannte Schutzrohr besteht aus einem nicht näher bezeichneten feuerfesten Material. Ein über einen Teil seiner Höhe sich erstrekkendes Mantelrohr dient lediglich als Tragring bei der Höhenverstellung des Schutzrohrs, das ein für sich allein tragfähiges Bauteil bildet Die hierfür geeigneten feuerfesten Materialien haben eine verhältnismäßig schlechte Wärmedämmung. Bedingt durch die Eigenschaften des

is feuerfesten Materials ist das bekannte Schutzrohr verhältnismäßig teuer und nicht leicht zu handhaben, da es stoßempfindlich ist, vor Feuchtigkeit geschützt werden und vor allem vor Gießbeginn vorgewärmt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schutzrohr der einleitend angegebenen Gattung zu schaffen, das unter Beibehaltung seiner aus Sicherheitsgründen erforderlichen mechanischen Festigkeit billig herstellbar ist und keiner Vorwärmung bedarf.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst daß das Schutzrohr aus einer rohrförmigen Metallbewehrung und einem daran befestigten wärmedämmenden Überzug folgender Zusammensetzung besteht:

wobei die Art der anorganischen Bestandteile und gegebenenfalls des Flußmittels so beschaffen ist daß man eine bei etwa 600⁰C beginnende zumindest oberflächliche Verglasung des Überzugs (14, 14a,) erhält

2. Schutzrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (14) an der Innenfläche der Metallbewehrung (13) befestigt ist

3. Schutzrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der wärmedämmende Überzug (14a,) an der Innenfläche und der Außenfläche der Metallbewehrung (13a,) befestigt ist

4. Schutzrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sein Innendurchmesser größer als der Durchmesser des Gießstrahles ist

5. Schutzrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Dichte des wärmedämmenden Überzuges (14) zwischen etwa 03 und 1,6 kg/dm³ liegt

6. Schutzrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbewehrung (13a) aus einem gelochten Blech oder einem Metallgitter besteht

7. Schutzrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es aus mehreren übereinander angeordneten und aneinander befestigten Rohrabschnitten besteht.

anorganische feuerfeste
Teilchen, z. B. Kieselerde
und/oder Tonerde:

organische Stoffe künstliehen oder natürlichen
Ursprungs in Körnern
und/oder Fasern:

mineralische Fasern:

organisches und/oder
mineralisches und/oder
pflanzliches Bindemittel:

Flußmittel, z. B. alkalische
oder erdalkalische Oxide:

70bis90Gew.-%

0bis20Gew.-%
0bis20Gew.-%

2bisl0Gew.-%
0bisl0Gew.-%

Die Erfindung betrifft ein feuerfestes Schutzrohr für den aus der Gießöffnung eines Gießbehälters ausströmenden Gießstrahl, das mit seinem oberen Ende abgewobei die Art der anorganischen Bestandteile und gegebenenfalls des Flußmittels so beschaffen ist, daß man eine bei etwa 600⁰C beginnende zumindest oberflächliche Verglasung des Überzuges erhält

Bei dem erfindungsgemäßen Schutzrohr gewährleistet die rohrförmige Metallbewehrung die notwendige mechanische Widerstandsfähigkeit Die Zusammensetzung des Überzuges bewirkt im Verhältnis zu dem bekannten Schutzrohr aus feuerfestem Material niedrigeres Gewicht und geringere Herstellkosten sowie eine hinreichende Wärmedämmung, die ein Vorwärmen und Entgasen sowie einen Schutz vor Feuchtigkeit beim Transport und bei der Lagerung überflüssig macht. Auch wegen seiner guten mechanischen Eigenschaften schon vor dem Gebrauch ist es einfacher zu handhaben als das bekannte Schutzrohr. Die angegebene Zusammensetzung führt dazu, daß mit Beginn des Gießens und damit einhergehender Zersetzung des Bindemittels sehr rasch eine zumindest oberflächliche Verglasung oder Sinterung des Überzuges eintritt die dessen mechanische Festigkeit fortdauernd sicherstellt.

3 4

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausfüh- Die verglaste Schicht wird durch das wenigstens teilwei-

mngsformen und Weiterbildungen des Schutzrohres se Schmelzen der feuerfesten Teilchen 15 und gegebe-

nach der Erfindung angegeben. nenfalls der mineralischen Fasern 17 gebildet Die Dicke

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf dieser verglasten Schicht nimmt mit der Durchgangs-

die Zeichnung beispielshalber erläutert 5 dauer des Gießstrahls und mit der Temperatur dessel-

F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Schutzrohr, ben zu, so daß auch der Zusammenhalt und die Festig-

das zwischen einem Zwischenbehälter und einer Strang- keit des Oberzuges 14 während des Gießvorgangs in

gießkokiUe angeordnet ist, welche nur teilweise darge- erstaunlicher Weise zunehmen. Infolge der Zersetzung

stellt sind. des organischen Bindemittels 16 und der anderen orga-

F i g. 2 ist eiu Schnitt längs der Ebene H-II dor F ig. 1. io nischen Bestandteile des Überzuges 14 wird die Struk-

F i g. 3 zeigt einen Längsschnitt durch einen Teilbe- tür desselben porös, was für das Aufrechterhalten einsr

reich des Schutzrohres nach Fig. 1 in vergrößertem ausgezeichneten Wärmedämmung günstig ist Unerläß-

Maßstab. liehe Bestandteile des Überzugs des erfindungsgemäßen

F i g. 4 zeigt einen Längsschnitt durch ein Schutzrohr, Schutzrohrs sind nur die anorganischen feuerfesten

das gegenüber der Ausführungsform nach der F i g. 1 15 Teilchen 15 und das Bindemittel 16. Sie bewirken bereits

abgewandelt ist einen genügenden Zusammenhalt vor der Benutzung

F i g. 5 ist ein Längsschnitt durch eine weitere abge- und eine verglaste Schicht beim Durchgang des Gießwandelte Ausführungsform des Schutzrohres. Strahls. Das Vorhandensein der anderen im Anspruch 1

F i g. 6 und 7 sind wieder Längsschnitte du-ch Teilbe- aufgeführten Bestandteile, insbesondere der Fasern 17, reiche von abgewandelten Ausführungsformen des 20 ermöglicht es, die Starrheit des Oberzuges zu verstärSchutzrohres. ken und/oder seine Kosten zu verringern. Die Flußmit-

Die F i g. 1 und 2 zeigen ein Schutzrohr 1, das zwi- tel sind nur dann unerläßlich, wenn die benutzten anor-

sehen einem Gießbehälter und einem unteren Behälter, ganischen feuerfesten Teilchen bei den beim Durchgang

in diesem Fall einem Zwischenbehälter 2 für das Strang- des Gießstrahls durch das Schutzrohr 1 auftretenden

gießen und einer Stranggießkokille 3, angeordnet ist 25 Temperaturen nicht schmelzbar sind.

Das Schutzrohr 1 umgibt das Ende der Gießdüse 4, Die Dichte des wärmedämmenden Überzuges 14

welche in den Boden 5 aus feuerfesten Steinen 6 des kann zwischen etwa 03 und 1,6 kg/dm³ schwanken, liegt

Zwischenbehälters 2 eingesetzt ist aber vorzugsweise zwischen 0,9 und 1,1 kg/dm³.

Bei diesem Beispiel ist das der Gießdüse 4 benachbar- Die Dicke des Überzuges 14 kann zwischen 0,5 und

te obere Ende des Schutzrohres 1 dicht gegen die Me- 30 10 cm schwanken. Sie hängt insbesondere davon ab, wie

tallwand 8 des Bodens 5 des Zwischenbehälters 2 ge- lang und mit welcher Metallmenge der Gießstrahl durch

drückt Diese Abdichtung wird mittels einer Dichtung 9 das Schutzrohr 1 hindurchströmt

aus einem geeigneten Kitt erzielt Ferner kann die Dicke der Metallbewehrung 13 zwi-

Das untere Ende 10 des Schutzrohres 1 taucht in die sehen 0,1 mm und 5 mm schwanken. Sie liegt vorzugs-

in der Kokille 3 befindliche, von dem Zwischenbehälter 35 weise zwischen 1 und 2 mm, je nach der Art des benutz-

2 kommende Metallschmelze 11 ein. Bei diesem Beispiel ten Metalls, der Anordnung und der Art der Befestigung

ist die Oberfläche der Metallschmelze 11 von einer des Überzuges 14 an der Bewehrung 13.

Schicht 12 aus einem bekannten, wärmedämmenden Der wärmedämmende Überzug 14 kann an der In-

und eine Oxidation verhindernden Pulver bedeckt nenfläche der Metallbewehrung 13 befestigt werden,

Das Schutzrohr 1 hat eine Metallbewehrung 13, an 40 wie das die F i g. 1 bis 4 zeigen. Er kann jedoch auch

welcher ein wärmedämmender Überzug 14 befestigt ist beiderseits der Metallbewehrung 13a befestigt werden,

Die Grundbestandteile des wärmedämmenden Überzu- wie das die F i g. 5 bis 7 darstellen,

ges sind ein organisches Bindemittel 16 und darin einge- Die Befestigung des Überzuges 14 oder 14a an der

bettete Teilchen 15 aus feuerfesten anorganischen Ver- Metallbewehrung 13 kann auf beliebige geeignete Wei-

bindungen (siehe Fig.3). Der wärmedämmende Über- 45 se erfolgen, z. ß. durch Einpressen, Niete, Bolzen oder

zug 14 kann auch organische Verbindungen in Form durch unmittelbares Aufformen des Überzuges 14 bzw.

von synthetischen oder natürlichen Körnern oder Fa- 14a auf die Metallbewehrung 13 bzw. 13a.

sern 17 enthalten. Die Fasern 17 liegen vorzugsweise Das Aufformen des Überzuges 14a auf die Metallbe-

parallel zu der Oberfläche des Überzuges 14 und wer- wehrung 13a ist besonders dann angezeigt wenn diese

den ebenfalls von dem organischen Bindemittel 16 um- 50 durch ein gelochtes Blech gebildet wird, wie in F i g. 5

hüllt. Vor dem Durchgang des Gießstrahls durch das gezeigt ist, wobei die Lochungen 18 die Verbindung

Schutzrohr 1 wird der Zusammenhalt des wärmedäm- zwischen dem Überzug 14a und dem Blech 13a verbes-

menden Überzuges 14 durch das organische Bindemittel sern. Zum Erzielen einer guten Verbindung zwischen

16 und die Fasern 17 gewährleistet. Beim Durchgang dem Überzug 14a und der Metallbewehrung können an

des Gießstrahls verhindert das Schutzrohr 1 das Sprit- 55 dieser noch Einschnitte 19, welche so umgebogen sind,

zen des geschmolzenen Metalls nach außen sowie das daß sie in den Überzug 14 vorspringen (siehe Fig.6)

Abkühlen des Gießstrahls. oder Buckel 20 (siehe F i g. 7) angebracht werden. Die

Das organische Bindemittel 16 sowie die körnigen Metallbewehrung kann auch durch ein Metallgitter ge-

oder faserigen organischen Verbindungen 17 halten die bildet werden.

von dem Gießstrahl entwickelte Wärme nicht aus. Man ω Der Innendurchmesser des Schutzrohres 1 kann könnte daher erwarten, daß der wärmedämmende gleich dem Außendurchmesser der Gießdüse 4 sein, Überzug 14 durch die Wirkung der von dem Gießstrahl wird aber vorzugsweise, wie in den dargestellten Ausentwickelten Wärme zerstört wird. Beim erfindungsge- führungen angegeben, so gewählt, daß er etwas größer mäßen Schutzrohr sind aber die Art und die Zusammen- als d°r Durchmesser des aus der Gießdüse 4,4a oder Ab Setzung der anorganischen feuerfesten Teilchen 15 so 65 kommenden Gießstrahles ist. Hierdurch wird eine ungewählt, daß sich an der Innenfläche des wärmedäm- mittelbare Berührung zwischen dem geschmolzenen menden Überzuges 14 eine verglaste Schicht bildet, wel- Metall und der Innenfläche des Schutzrohres 1 oder la ehe der vom Gießstrahl entwickelten Wärme standhält. vermieden.

Ausgezeichnete Ergebnisse wurden mit einem zylindrischen Schutzrohr mit einem Außendurchmesser von 140 mm und einer Länge von 1 m erzielt, welches die Gießdüse von 80 mm Durchmesser einer Gießpfanne mit einer Aufnahmefähigkeit von 200 Tonnen umgab. Das Ende des Schutzrohres reichte bis auf einige cm unter den Schmelzespiegel eines darunter befindlichen Zwischenbehälters. Nach mehr als einer Stunde Gießdauer war der Oberzug 14 vollständig verglast, und seine Oberfläche zeigte keine Spur eines Ausreißens von Werkstoff. Die Zersetzung der organischen Bestandteile des Überzuges 14 erteilte diesem eine poröse Struktur, welche eine ausgezeichnete Wärmedämmung bewirkte.

Das Schutzrohr ί ist lösbar an dem Boden 5 des Zv/i- is schenbehälters 2 oder eines anderen Gießbehälters befestigt, so daß es leicht durch ein neues Schutzrohr ersetzt oder im Falle einer Verstopfung gereinigt werden kann.

Bei den Ausführungen nach den Fig. 1, 2 und 4 dienen zur lösbaren Befestigung zwei Keile 21, welche an der Metallwand 8 des Bodens 5 des Zwischenbehälters 2 befestigt und beiderseits des Schutzrohres 1 angeordnet sind. Die dem Schutzrohr 1 benachbarten Enden der Keile 21 weisen Greifarme 22 auf, welche das Schutzrohr 1 teilweise umfassen und von unten gegen einen an der Metallbewehrung 13 befestigten Bund 23 drücken. Die Keile 21 greifen in öffnungen 24 zweier Ansätze 25 ein, welche an der Metallwand 8 (z. B. durch Schweißen) beiderseits der Gießdüse 4 befestigt sind. Die den Greifarmen 22 abgewandten Enden der Keile 21 stützen sich an Laschen 25a ab, die ebenfalls an dem Boden 5 des Zwischenbehälters 2 befestigt sind. Zwischen den Keilflächen 26 und 27 besteht eine geringe Schräglage. Wenn daher die Keile 21 in die öffnungen 24 der Ansätze 25 eingedrückt werden, wird das Ende 7 des Schutzrohres 1 dank der Kittdichtung 9 dicht gegen die Metallwand 8 des Zwischenbehälters 2 gedruckt Zum Entfernen des Schutzrohres 1 nach dem Gießen und zum Auswechseln gegen ein neues Schutzrohr genügt es, die Keile 21 zurückzuziehen.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 5 umfassen die Mittel zur lösbaren Befestigung des Schutzrohres la an dem Boden 5 des Zwischenbehälters 2 eine Platte 30, welche von unten gegen den an dem oberen Ende 32 des Schutzrohres la befestigen Bund 31 drückt Das eine Ende 33 dieser Platte 30 ist fest mit einem an der Metallwand 8 des Bodens 5 des Zwischenbehälters befestigten Arm 34 verbunden, welcher an die Wand 8 bzw. das Ende 33 bei 35 bzw. 36 angelenkt ist Das andere Ende 37 der Platte 30 isi bei 33 an einer an der Metallband S des Bodens 5 des Zwischenbehälters 2 befestigten Metallasche 38 verriegelt Diese Lasche 38 besitzt Verriegelungsöffnungen 40, welche veränderliche Stellungen der Platte 30 gegenüber dem Boden 5 des Zwischenbehälters 2 ermöglichen. Bei diesem Beispiel wird das obere Ende 32 des Schutzrohres la durch den Kitt 41 abgedichtet welcher um die Gießdüse 4a herum und auf die Metall wand 8 des Zwischenbehälters aufgetragen ist Zum Entfernen des Schutzrohres la genügt es, das Ende 37 der Platte 30 von der Lasche 38 zu entriegeln, die Platte 30 um das Gelenk 36 zu verschwenken, um das Schutzrohr 1 a von dem Ende der Gießdüse 4a freizumachen, und das Schutzrohr la von der Platte 30 zu lösen.

Die Ausführung nach F i g. 4 besitzt gegenüber derjenigen nach den F i g. 1 und 2 die Besonderheit, daß die Gießdüse Ab so lang ist daß sie wie das Schutzrohr la in die in der Kokille 3 befindliche Metallschmelze 11 eintaucht. Bei dieser Ausführung hilft der wärmedämmende Überzug 14 des Schutzrohres 1 der durch die Gießdüse bewirkten ungenügenden Wärmeisolierung ab und verhindert die schädliche Berührung zwischen der Schlacke des Gießpulvers und der eingetauchten Gießdüse.

Außerdem besitzt das Schutzrohr 1 einen seitlichen Stutzen 42, welcher in das Innere des Schutzrohres 1 mündet. Er gestattet das Einführen eines neutralen Gases, wie Argon oder Kohlensäuregas, oder von pulverförmigen oder bandförmigen Produkten, z. B. von oxidierenden, nachkohlenden, entkohlenden, desoxidierenden Mitteln usw., welche der Metallschmelze 11 zugesetzt werden sollen.

Bei der Ausführung nach F i g. 5 besitzt das Schutzrohr la außerdem ein durch eine Platte oder Scheibe aus einem durchsichtigen und die auftretenden Temperaturen aushaltenden Werkstoff gebildetes Fenster 43. Diese Platte oder Scheibe kann aus Glimmer oder einem unter der Marke »Pyrex« in den Handel gebrachten Borsilikatglas sein. Das Fenster 43 ermöglicht die Beobachtung des Gießstrahls und die Feststellung von Unregelmäßigkeiten wie etwa die Verstopfung des Schutzrohres la und/oder der Gießdüse 4a.

Die Erfindung kann abgewandelt werden. So kann das Schutzrohr auch zwischen dem Boden einer Gießpfanne und einem Zwischenbehälter oder zwischen beliebigen ähnlichen metallurgischen Behältern zum Umfüllen oder Formen von eisenhaltigen oder nicht eisenhaltigen Metallen oder Legierungen angeordnet werden.

Das Schutzrohr kann auch kegelstumpfförmig sein oder einen quadratischen, rechteckigen oder trapezförmigen Querschnitt besitzen.

Ferner kann das Schutzrohr durch eine endgültige oder lösbare Vereinigung von mehreren übereinander angeordneten Rohrabschnitten gebildet werden.

Ferner kann das organische Bindemittel durch Stärke oder Mehl gebildet werden. Dieses Bindemittel kann auch mineralisch (Kieselerdesol, Tonerdesol, Natriumsilikai oder feuerfester Zement) und/oder pflanzlich sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Feuerfestes Schutzrohr für den aus der Gießöffnung eines Gießbehälters ausströmenden Gießstrahl, das mit seinem oberen Ende abgedichtet am Boden des Gießbehälters befestigbar ist und mit seinem unteren Ende im Gießbetrieb in die in einem unteren Behälter befindliche Metallschmelze eintaucht, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzrohr (1, IaJ aus einer rohrförmigen Metallbewehrung (13,13a) und einem daran befestigten wärmedämmenden Überzug (14, Ua) folgender Zusammensetzung besteht: