DE2630500C2 - Schutzrohr für die Schmelzzuführung zu einem Zwischenbehälter - Google Patents

Description

und auszuwechseln ist. Ebenso soll die Bildung von Metallbären in ihm zuverlässig verhindert werden,

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schutzrohr eine innere Schicht aus hitzebständigem Material einer Dichte von weniger als 1,2 g/cm³ ί und eine Wärmeleitfähigkeit von weniger als 0,0007 4 cal cm-²s-'° K aufweist, das aus einer Masse aus 2 bis 15 Gewichtsteilen organischer und/oder anorganischer Fasern, 75 bis 97 Gewichtsteilen teilchenförmigen, hitzebeständigen Materials und 1 bis in 10 Gewichtsteilen Bindemittel hergestellt ist, daß das Schuizrohr eine äußere Schicht aus Metall, hitzebeständigem oder keramischem Material und einen konstanten Querschnitt aufweist und daß es so befestigt ist, daß sein unteres Ende sich wenigstens bis auf die Oberfläche des geschmolzenen Metalls in dem Zwischenbehälter während des Stranggießens erstreckt

Erfindungsgemäß ist also das Schutzrohr zweischichtig aufgebaut, wobei die Außenschicht aus Metall, hiizebsiändigem oder keramischem Material und die Innenschicht aus hitzebständigem, wärmeiwlierendem Material bestimmter niedriger Dichte und geringer Wärmeleitfähigkeit besteht Das Material für die Außenschicht braucht nicht die geringe Dichte und Wärmeleitfähigkeit aufzuweisen, die für das Rohrinnere benötigt werden. Dadurch wird die Wärmemenge, die durch den Strom des geschmolzenen Metalls an die Umgebung abgestrahlt wird, wesentlich verringert Hierdurch werden nicht nur die Arbeitsbedingungen w und die Sicherheit für das Personal verbessert, sondern auch die Wärmeverluste und entsprechend das Ausmaß an Überhitzung des geschmolzenen Metalls in der Gießpfanne von dem Gießen vermindert. Aufgrund der geringen Wärmeabstrahlung aufgrund des höchwärmeisolierenden Materials geringer Dichte bleiben Teilspritzer nicht an den Rohrinnenwänden unter Erstarren hängen, sondern fallen in den Zwischenbehälter zurück. Dadurch kann sich kein Metallbär im Rohrinneren bilden. .

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist darin zu sehen, daß die Turbulenz des geschmolzenen Metalls in der Gießzone beträchtlich vermindert werden kann, weil das Schutzrohr bis wenigstens auf die Oberfläche des geschmolzenen Metalls reicht und in seinem Inneren kein Metallbär entstehen kann. Hierbei ist das Niveau gemeint, das während des kontinuierlichen Gießverfahrens sich einstellt. Durch das Ausbleiben der Turbulenzen verschleißt die Zwischenbehälterauskleidung wesentlieh weniger, so daß deren Lebensdauer erhöht wird. Aufgrund der vorgeschlagenen Materialien für das Schutzrohr kann es genügend preiswert hergestellt werden, so daß es als Verschleißteil eingesetzt werden kann, welches nach Ende des Gießzyklus weggeworfen wird und durch ein neues ersetzt wird.

Aus »American Metal Market« vom 21.7.1970 ist es zwar bekannt, die Innenwände eines Zwischenbehälters mit sogenannten Profaxplatten zu versehen, die aus Hochtemperaturisolierwerkstgffen bestehen, die durch Formen und Verdichten von Aluminiumsilikaten zu Fasermatten hergestellt wurden. Dies hat jedoch mit dem vorgeschlagenen Werkstoff für das Schutzrohr nichts gemein. Auch ist aus dieser Entgegenhaltung nicht entnehmbar, daß ein Schutzrohr, welches ein selbständiges Bauteil darstellt, aus einem derart aufgebauten Werkstoff hergestellt sein soll.

Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. Insbesondere wird es dadurch möglich, daß erfindungsgemäße Schutzrohr vor dem Gießen leicht zusammenzusetzen und während und nach dem Guß leicht zu handhaben.

Die Einheit aus Rohr und den zugehörigen Halte- und Einstellvorrichtungen kann abseits des Zwischenbehälters hergestellt werden und vor Gießbeginn einfach aur den Zwischenbehälter gesetzt werden.

Außerdem wird der Zugang zu den einzelnen Bestandteilen der Gesamtvorrichtung erleichtert, da das Schutzrohr nur auf dem Zwischenbehälter aufgesetzt ist und somit leicht entfernbar ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen beschrieben.

Fig. I stellt einen Querschnitt durch eine Anordnung aus Gießpfanne, Zwischenbehälter und Schutzrohr dar.

F i g. 2 ist ein Schnitt durch eine andere Vorrichtung und steht rechtwinklig zu dem Schnitt nach F i g. 1 und

F i g. 3 ist eine Aufsicht auf Rohr und Zwischenbehälter gemäß Fig. 1.

!n Fig.! weist eine Gießpfanne 1 eine in ihrem Boden eingesetz»e Ausgußdüse 2 auf, aus der sich geschmolzenes Metall 3 ergießt Unterhalb der Gießpfanne 1 ist ein Zwischenbehälter 4 angebracht, der aus einer äußeren Metallumkleidung, einer Auskleidung aus feuerfesten Steinen 6 und einer inneren verschleißbaren Auskleidung 13 besteht, die aus mehreren Platten von feuerfesten, wärmeisolierendem Werkstoff besteht. In den Boden des Zwischenbehälters sind Ausgußdüsen 7 eingesetzt, durch die die Schmelze in nicht dargestellte Stranggießkokillen fließt, die unter dem Zwischenbehälter 4 angebracht sind.

Wenn die Gießbedingungen im Gleichgewichtszustand sind, ist der Zwischenbehälter bis zur Höhe 8 mit Schmelze gefüllt. Die Oberseite der Schmelze wird von einer Schicht aus wärmeisolierendem Pulver 9 bedeckt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Schutzrohr 10 mit einer Innenschicht 16 aus feuerfestem, wärmeisolierendem Material geringer Dichte und geringer Wärmeleitfähigkeit und einer Außenschicht 15 aus feuerfestem Material in einem Metallrahmen U befestigt, der auf den oberen Kanten des Zwischenbehälters 4 angeordnet ist. Der Metallrahmen kann das Justieren des Schutzrohres in senkrechter Richtung ermöglichen. Hierzu können mehrere Klammern mit vertikalen Abständen voneinander vorgesehen sein, die das Schutzrohr in verschiedenen Höhen halten können.

Wie man aus Fig. 1 ersieht, umschließt das Schutzrohr 10 den Schmelzstrom etwa vom Boden der Gießpfanne an und erstreckt sich etwas in die Schmelze in dem Zwischenbehälter. Hierdurch wird erreicht, daß das Isoliermaterial 9 nicht von der Schmelze eingeschlossen wird. Abgesehen von der Verhinderung von Einschlüssen wird durch die allgemeine Verringerung an Turbulenz und durch die Entfernung del Isolierschicht vom Auftreffpunkt der Schmelze auf das Metallbad in dem Zwischenbehälter erreicht, daß die Wirksamkeit der Isolierschicht nicht mehr verringert wird. Insbesondere neigen Isol.erschichten dazu, etwas zu sintern und zu brechen, wenn die Oberfläche des geschmolzenen Metalls durch Turbulenz und erhöhte Wärmestrahlung gestört wird. Aufgrund der wärmeisolie.'enden Auskleidung wird jedoch die Wärmestrahlung auf die Isolierschicht auf der Oberfläche praktisch unterbunden.

Das Schutzrohr besteht erfindungsgemäß aus einer inneren Schicht 16 aus hitzebeständigem Material, welches organische und/oder anorganische Fasern sowie teilchenförmige, hitzebeständige Materialien und

Bindemittel aufweist. Als organische Fasern können Zellulosefasern wie Papiermasse verwendet werden. Geeignete anorganische Fasern sind z. B. Aluminiumsilikatfasern, Calciumsilikatfasern und Asbest. Geeignetes teilchenförmiges hitzebeständiges Material ist z. B. Siliciumdioxid, Magnesium, Aluminiumoxid und Aluminiumsilikate wie z. B. gebrannter Ton oder Schamotte, Magnesiumsilikate wie Olivin oder kohlehaltige, hitzebeständige Materialien wie z. B. Koksmehl. Die Masse kann mit Hilfe eines Bindemittels zur geeigneten Form verbunden werden, beispielsweise mit einem organischen Binder wie einem Phenylformaldehyd- oder Harnstofformaldehyd-Harz oder Stärken; es kann auch ein anorganischer Binder, wie ein Alkalisilikat oder ein kolloidales Oxid-Hydrosol verwendet werden.

Die Anordnung nach Fig. 2 ist ähnlich der Anordnung in Fig. I, wobei gleiche Bezugszahlen gleiche Teile kennzeichnen. Jedoch wird in Fig. 2 das Schutzrohr 10 aus einem Paar von Platten 14 auf den Sciiciiwätiden des Zwischenbehäiters und einem Paar von nicht gezeigten Querplatten gebildet, die sich über den Zwischenbehälter erstrecken. Hierdurch bilden die vier Teile ein weites Schutzrohr mit rechteckigem Querschnitt. Auf hier sind die Platten 14 sowie die nicht dargestellten aus einer äußeren Schicht IS aus Metall, hitzebeständigem oder keramischem Material und einer inneren Schicht 15 aus hitzebeständigem, wärmeisolierendem Material hergestellt.

F i g. 3 zeigt die Anordnung gemäß F i g. 1 von oben, wobei ersichtlich ist, daß das Schutzrohr derart in dem Metallrahmen 11 gehalten wird, daß seine Diagonalen im wesentlichen parallel und quer zur Länge des Zwischenbehälters angeordnet sind.

Wie die Abbildungen zeigen, können die Schutzrohrabmessungen im weiten Rahmen schwanken. Das Schutzrohr kann sich dicht um den Gießstrahl, der sich aus dem Boden der Gießpfanne ergießt, legen und kann tatsächlich beim Gebrauch durch den Gießstrahl gefüllt werden. Andererseits können die Rohrwände völlig frei vom Gießstrahl sein. Die Rohrwände können soweit auseinanderliegen, wie die Wände des Zwischenbehälter.

weiterhin ist es möglich, in der Schutzrohrwand ein oder mehrere Einblase-Öffnungen vorzusehen, um ein inertes Schutzgas, wie z. B. Argon, in den Hohlraum des Schutzrohres zu blasen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche;

1. Schutzrohr für die Zuführung der Schmelze zu einen*. Zwischenbehälter in einer Stranggießanlage, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzrohr (10) eine innere Schicht (16) aus hitzebeständigem Material einer Dichte von weniger als 1,2 g/cm³ und eine Wärmeleitfähigkeit von weniger als 0,0007 cal-²s-'° K-' aufweist, das aus einer Masse aus 2 bis 15 Gewichtsteilen organischer und/oder anorganischer Fasern, 75 bis 97 Gewichtsteilen teilchenförmigen, hitzebeständigen Materials und 1 bis 10 Gewichtsteilen Bindemittel hergestellt ist, daß das Schutzrohr (10) eine äußere Schicht (15) aus Metall, hitzebeständigem oder keramischen Material und einen konstanten Querschnitt aufweist und daß es so befestigt ist, daß sein unteres Ende sich wenigstens bis auf die Oberfläche (8) des geschmolzenen Metalls in dem Zwischenbehälter (4) während des Stranggießen erstreckt

2. Schutzrohr nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet daß das Schutzrohr (10) an den Seitenwänden des Zwischenbehälters (4) durch eine Anzahl von Klemmen haltbar ist, die mit einem Metalirahmen (11), der auf den Seitenwänden aufgesetzt ist, verbunden ist

3. Schutzrohr nach einem der Ansprüche I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzrohr (10) aus mehreren Platten (14) zusammengesetzt ist

4. Schutzrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dtifl das Schutzrohr (10) aus vier rechteckigen Platten (14) aufgebaut ist, die ein Rohr von rechteckigem Querschnitt ergeben.

5. Schutzrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekeriuzeichnet, daß das Schutzrohr (10) mit dem Metallrahmen (11) derart auf dem Zwischenbehälter angeordnet ist daß eine Diagonale des rechteckigen Schutzrohrquerschnitts im wesentlichen parallel zu einer Seite des Zwischenbehälters (4) verläuft

Die Erfindung betrifft ein Schutzrohr für die Zuführung der Schmelze zu einem Zwischenbehälter in einer Stranggießanlage.

In den letzten Jahren wurde das Stranggießen weitgehend für die Großherstellung von Barren, Blöcken und Brammen aus Stahl und Aluminium eingeführt Beim Stranggießen wird Schmelze aus einer Gießpfanne in ein Zwischengefäß geleitet und dort eine konstante Badspiegelhöhe der Schmelze aufrechterhalten. Die Schmelze fließt durch eine oder mehrere Ausflußdüsen im Zwischenbehälterboden in eine Stranggießkokille. Der aus der Stranggießkokille austretende Strang wird anschließend zu Barren, Blöcken oder Brammen geschnitten.

Die Qualität des Stranges kann durch Oxid und andere nichtmetallische Einschlüsse nachteilig beeinflußt werden. Es wurden weitgehend allgemeine Grundlagen für eine sorgfältige Handhabung entwikkelt, wozu gehört, daß man darauf achtet, daß das geschmolzene Metall nicht unnötige Turbulenzen verursacht oder mehr als unvermeidlich atmosphärischer Oxydation ausgesetzt wird.

So ist es z. B. aus der DE-OS 15 83 578 bekannt, eine Gießpfanne mit einem Ausguß zu versehen, der als

Gießstrahlschutzzylinder ausgebildet und mit der Gießpfanne fest verbunden ist Er endet über der Oberfläche des Metallbades in dem Zwischenbehälter, An dem Gießstrahlschutzzylinder ist weiterhin ein Anschluß zum Zuführen eines Gases vorgesehen. Der Nachteil einer derartigen Anordnung besteht darin, daß es hiermit nicht möglich ist, Turbulenzen des geschmolzenen Metalls in der Gießzone zu vermeiden. Ein weiterer Nachteil ist daß die Ausgußdüse der Gießpfanne nur sehr schlecht zugänglich ist beispielsweise zu einem Durchstoßen bei der Reinigung. Hierfür muß aufgrund des an der Gießpfanne befestigten Gießstrahlschutzzylinders die Gießpfanne bewegt werden, was umständlich und zeitraubend ist Aufgrund der Anordnungen des Gießstrahlschutzzylinders kann sich in dem Rohrinneren ein Metallbär bilden, der bei jedem neuen Anguß entfernt werden muß. Aussagen über den Werkstoff des Gießstrahlschutzzylinders fehien ganz.

Zur teilweisen Vermeidung der Turbulenzen des einströmenden flüssigen Metalls in den Zwischenbehälter ist es aus der DE-OS 15 58 379 bekannt an der Ausgußdüse aus der Gießpfanne eine Verlängerung anzubringen, die bis in die Schmelze in dem Zwischenbehälter reicht Auch hierbei ist die Düsenverlängerung mit der Gießpfanne verbunden, und zwar derart, daß sie schnell und einfach auszuwechseln k L Da nichts über den verwendeten Werkstoff für die Verlängerung ausgesagt ist, kann aufgrund der Anbringung nur geschlossen werden, daß es sich um einen bekannten Düsenwerkstoff handelt Dieser hat eine gute Wärmeleitfähigkeit, so daß sich der Gießstrahl während des Gießens abkühlen kann. Die Folge hiervon sind erstarrende Metallspritzer an der Düseninnenwand, sowie die Bildung von Metallbären. Hierdurch ist es dann unmöglich, die Düsenverlängerung im erkalteten Zustand abzubauen, im heißen Zustand ist dies jedoch kompliziert

Aus der DE-OS 21 65 537 ist es bekannt, Ausgußöffnungen, d. h. Düsen von Gefäßen zur Aufnahme von flüssigem Metall mit einem bestimmten mehrschichtigen Aufbau zu versehen. Hierbei wird vorgeschlagen, die Ausgüsse und Düsen aus einem dichten, keramischen Werkstoff, welcher unter sehr hohem Druck angepreßt und anschließend gesintert wird, herzustellen. Dadurch wird die Standzeit der Ausgüsse und Düsen wesentlich verlängert. Nachteilig ist es hierbei, daß der Werkstoff für die Düsen und Ausgüsse sehr teuer ist, zudem haben diese Werkstoffe eine hohe Wärmeleitfähigkeit, so daß während des Durchfließens der Metallschmelze sie eine starke Auskühlung erfährt.

Dadurch können auch hier Metallspritzer an der Rohrwandung unter Erstarren hängenbleiben, wodurch sich im Laufe des Gießvorgangs Metallbären, die den Schmelzfluß hemmen, bilden. Dadurch tritt auch eine Erhöhung der Turbulenz auf.

In der weiterhin bekanntgewordenen DE-OS 23 64 977 ist ein Gießtrichter beschrieben, der fest auf der Unterseite des Zwischenbehälter befestigt ist und zum Ausfließen der Metallschmelze seitliche, horizonta-Ie angeordnete öffnungen aufweist. Diese Anordnung ist schwer zu reinigen und verlangt einen Werkstoff, der sehr widerstandsfähig, fest und hitzebeständig ist. Dies ist aber teuer in der Herstellung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schutzrohr zwischen der Gießpfanne und dem Zwischenbehälter bei einer Stranggießanlage vorzuschlagen, das Turbulenzen der Schmelze im Zwischenbehälter verhindert und hierbei leicht und billig herzustellen