DE2731113A1

DE2731113A1 - Ausgussformstein und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2731113A1
Application number: DE19772731113
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl Ing Luehrsen
Original assignee: Didier Werke AG
Current assignee: Didier Werke AG
Priority date: 1977-07-09
Filing date: 1977-07-09
Publication date: 1979-01-18
Also published as: GB2000853B; IT7849906A0; BE868825A; FR2396611A1; IT1105197B; ES471358A1; CA1102088A; ZA783842B; FR2396611B1; US4203538A; GB2000853A

Description

Pall 2782 VXR/P/Ke/Ni

Die Erfindung betrifft einen feuerfesten Ausgußformstein nit Einlauftrichter und Durchlaufkanal zum Vergießen von Metallen mit einer seitlichen Gaszuführung von einem Gaszuführungskanal über einen den Durchlaufkanal, vorzugsweise ringförmig» umgebenden Gassammeiraum zu dem Durchlaufkanal·

Derartige Ausgußformsteine finden z.B. Anwendung beim Stranggießen, insbesondere von aluminiumberuhigten Stählen·

Bei solchen Ausgußformsteinen soll die Gaszuführung in den Gießstrahl die Ansatzbildung im Durchlaufkanal und/oder das Einfrieren der Schmelze bei geschlossenem Schiebeverschluß verhindern und/oder die Durchflußgeschwindigkeit des der Metallschmelze regulieren und/oder einer metallurgischen Behandlung der Metallschmelze dienen.

Aus der DT-OS 20 12 691 ist es bekannt, zur Vermeidung des Zusetzens, Verengens und Verschmutzens des Durchlaufkanalβ Gas durch das gasdurchlässige Ausgußmaterial in den Durch— laufkanal etrömen zu lassen. Dieser Vorschlag int jedoch wenig praktikabel.

Aue der ÜS-PS 32 53 307 ist es an sich bekannt, von einem Gaszuführungskanal über einen den Durchlaufkanal umgebenden Ringkanal und radiale Einlaßkanäle Gas zu dem Zwecke der Steuerung der Durchflußgeschwindigkeit der Metalleohmelie in den Durchlauf kanal zu führen. Dieser Vorschlag hat jedoch nicht zu einem befriedigenden. Erfolg geführt· Aus der gleichen US-PS 32 53 307 stammt auch der VorscHag, zum

§01103/0428

gleichen Zweck, also zur Steuerung des Metalldurchflußes, durch einen ringförmigen Keramikkörper seitlich in den Durchlaufkanal zu führen. Bei dieser Ausführungsform gelingt es aber nicht, das Gas in der gewünschten Verteilung, Richtung und Geschwindigkeit in den Durchlaufkanal zu führen, da da::; (las durch den porösen Keramikkörper lediglich hinaurcnperlt und Dichtigkeitsprobleme auf "i, ret en.

Aus der DT-G3M3 69 13 01'i isi. es ferner bekannt, durch einen radialen Kanal von seitlich Sauerstoff in den Durchlaufkanal einer Vorrichtung zum Gießen von Metallen einzublasen, um hier eino intensive Behandlung des Stahles, d.h. intensive Sauerotoffanreicherung zu erzielen. Hierbei kann der Sauerstoffkanal auch tangential in den Durch— laufkanal einmünden und schräg abwärts gerichtet sein. Ein befriedigendes Behandlungsergebnis kann jedoch nicht erzielt v/erden.

Bei den vorbekannten Ausgußformsteinen bereitet ferner die Herstellung größere Schwierigkeiten, insbesondere bei komplizierter Gaszuführung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines einfach und damit wirtschaftlich herstellbaren feuerfesten Ausgußformsteines, bei welchem die zuvor genannten verschiedenen Punktionen solcher Ausgußsteine in optimaler Wei3e erfüllt werden.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Gassammeiraum über mindestens einen Umfangskanal mit mindestens einem ringförmig umlaufenden Mündungsschlitz in den Durchlaufkanal mündet.

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BADlORfSINAEG

Durch den Gaszuführungskanai wird ein inertes Gas, z.B. Argon, in den Gassammelraum eingeleitet, in der 3ich ein Druck aufbauen kann. Dieser Druckpuffer sorgt dafür, daß das Gas gleichmäßig in den Umfangskanal ausströmt und wie bei einer Ringdüse durch den ringförmig umlaufenden Mündungsschlitz gleichmäßig über den Umfang in den Durchlaufkanal gedrückt wird. Die Wirkung wird noch durch den Unterdruck erhöht, der durch den schnellfließenden Gießstrahl erzeugt wird. Auf diese einfache und wirksame Weise kann sowohl die Ansatzbildung und das Einfrieren der Schmelze verhindert, die Durchlauf ge schwindigkeit reguliert und eine metallurgische Behandlung vorgenommen werden. Man kann die Wirkung der erfindungsgemäßen Gaszuführung noch dadurch erhöhen, daß man die Gasmenge erhöht und/oder einen weiteren ringförmig umlaufenden Mündungsschlitz im Abstand von dem ersten Mündungsschiltζ in den gleichen Durchlaufkanal münden läßt. Die vorteilhafte Wirkung kann bei dem Ausgußformstein bei sehr geringen Schlitzbreiten von unter 1 mia mit einem überraschend niedrigem Gasverbrauch erzielt werden. Die Schlitzbreite ist je nach Anwendungsfall, z.B. in Abhängigkeit von dem verwendeten Gas, dem Durchmesser des Durchlaufkanals, der Art der Metallschmelze und dgl. auswählbar. Der Schlitz kann in besonderen Fällen auch in den Einlauftrichter münden·

Der Umfangskanal kann vorzugsweise auch mit dem Mündungeschlitz schräg in Gießrichtung in den Durchlaufkanal münden, um die Wirksamkeit noch zu erhöhen.

Als vorteilhaft hat iäch auch erwiesen, daß der Gaszuführungskanal im wesentlichen tangential in den Gassammelraura mündet, da dann auch ein tangentiales Einströmen des Gases durch den Mündungsschlitz in den Durchlaufkanal erzielt werden kann.

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Bei einer besonderen Ausführongsform der Erfindung bildet der Gaasammelraum einen Ring mit kreisförmigem Querschnitt, von de:n aus ein schmaler, flacher Umfangskanal, der an seinem vorderen Ende den Mündungsschlitz bildet, in den Durchlaufkanal mündet.

Wenn der Umfangskanal über seine radiale Länge etwa die gleiche Breite hat wie der Mündungsschlitz, bleibt ein Verschleiß der Oberfläche des Durchlaufkanals im wesentlichen ohne Einfluß auf die Strömungsverhältnisse des Gases.

Der Gassammeiraum kann auch bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mit dem Umfangskanal zusammen einen im Querschnitt etwa keilförmigen Ringkanal bilden, der sich zu dem Mündungsschlitz hin radial nach innen verjüngt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es weixer, ein sehr einfaches Verfahren zur Herstellung von Ausgußformsteinen der zuvor genannten Art vorzuschlagen.

Dieses Verfahren zeichnet 3ich dadurch aus, daß ein der äußeren Gestalt des aus Gassammeiraum und/oder Umfangskanal und/oder Gaszuführungukanals gebildeten Hohlraumes entsprechender Kern aus einem ausbrennbaren Material, z.B. Kunststoff, beim Formen des Ausgußformsteines in das feuerfeste Material mit eingeformt und dann, vorzugsweise beim Brennen des, vorzugsweise keramischen Materials ausgebrannt wird.

V/eitere Merkmale, Vorteile und Anwenduncnmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben, sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder

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bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Korabination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Querschnitt durch einen nach der Erfindung ausgestalteten Ausgußforrastein, und

Pig. 2a bis 2d jeweils im Querschnitt und in Draufsicht verschiedene Ausfiihrunfisformen von bei der Herstellung einea Ausgußforrnoteines nach der Erfindung verwendeten Kernen.

Der feuerfeste Au:;guBrorm3tein 1 aus z.B. feinkörnigem keramischem Material hat einen oberen Einlauftrichter 2, der nach unten in einen zylindrischen Durchlaufkanal 3 übergeht. Die Gießrichtung des Metalles ist mit G bezeichnet. Der Durchlaufkanal 3 i3t in ihrem obersten Bereich von einem ringförmigen Gassammeiraum 5 mit kreisförnigem Querschnitt umgeben. Von dem Gassammeiraum 5 zweigt radial nach innen ein vergleichsweise wesentlich schmalerer, flacher Umfangskanal 6, welcher mit einem ringförmig umlaufenden Mündungsschlitz 7 in den Durchlaufkanal 3 mündet. Nach außen cteht der Gassammeiraum 5 mit einem Ga3zuführunßskaual 4 in Verbindung, in den im vorliegenden Fall ein Rohr 8 eingeklebt· ist. In Fig. 1 ist mit ausgezogener Linie ein einziger obenliegender schmaler, flacher Umfangskanal 6 veranschaulicht. Mit gestrichelten Linien ist eine Alternative aufgezeigt, bei welcher der Umfang3kanal 6· schräg in Gießrichtung G in den Durchlaufkanal mündet· Diese Alternative kann zusätzlich oder anstelle der Alternative, die mit ausgezogenen Linien veranschaulicht ist» vorgesehen sein. Auch können im axialen Ab-

-S-

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stand weitere Gassamraelräume 5 und/oder Umfangskanäle 6 mit Mündungsschlitzen 7 vorgesehen sein, wobei die Mündungsschlitze auch in den Einlauftrichter 2 münden können.

Die Fig. 2a - 2d veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen von, z.B. aus Kunststoff bestehenden, Kernen 9» die beim Formen des Ausgußformsteines 1 mit in das feuerfeste, z.B. keramische Material eingeformt und dann ausgebrannt werden. Bei der Verwendung des Kernes 9 entsprechend Fig. 2a entsteht ein Ausgu."iformstein 1, bei welchem der Gassammeiraum 5 mit dem ümfangskanal 6 zusammen einen im Querschnitt etwa keilförmigen Ringkanal bildet, der sich zu dem Mündungsschlitz 7 hin radial nach innen wesentlich verengt. Der Kern 9 nach Fig. 2b führt zu einem Ausgußformstein 1, wie er in Fig. 1 dargestellt ist. Fig. 2c veranschaulicht eine Ausführungsform des Kernes 9, bei welcher gleichzeitig auch noch der Hohlraum des Gaszuführungskanals 4 gebildet wird, welcher in diesem Fall radial in den Gassammeiraum 5 mündet. Nach der Ausführungsform des Kernes 9 von Fig. 2d mündet der Gaszuführungskanal 4 tangential in den Gassammeiraum 5·

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Gaszuführung können problemlos dem Durchlaufkanal 3 auch Partikelsuspensionen zugeführt werden, wenn dies zur Erlangung der angegebenen Ziele zweckmäßig erscheint.

•09883/0425

Claims

Pall '2782 //kA

DIDIER WERKE AG
Lessingstraße 16-18 6200 Wiesbaden

Ausgußformstein und Verfahren zu seiner Herstellung

Patentansprüche :

1· Feuerfester Ausgußformstein mit Einlauftrichter und Durchlaufkanal zum Vergießen von Metallen mit einer seitlichen Gaszuführung von einem Gaszuführuagskanal über einen den Durchlaufkanal vorzugsweise ringförmig, umgebenden Gassammeiraum zu dem Durchlaufkanal, dadurch gekennzeichnet, daß der Gassamraelraum (5) über mindestens einen Umfangskanal (6) mit mindestens einem ringförmig umlaufenden Mündungsschlitz (7) in den Durchlaufkanal (3) mündet.
2. Ausgußfonastein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangskanal (6·) mit dem Mündungsschlitz (7*) schräg in Gießrichtung (G) in den Durchlaufkanal (3) mündet.
3· Ausgußformstein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaszuführung: kanal (4) im wesentlichen tangential in den Gassammeiraum (5) mündet.

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4. Au3guQformstein nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Gas3ammelraum (5) einen Ring mit kreisförmigem Querschnitt bildet, von dem aus ein schmaler, flacher Umfangskanal (6, 6·)» der an »einem vorderen Ende den Mündungsschlitz (7, 7¹) bildet, in den Durchlaufkanal (3) mündet.
5. AuaguOformstein nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangskanal (6, 6') über seine radiale Länge etwa die gleiche Breite hat wie der Mündungssohlitz
6. Ausgußformstein nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Gassammeiraum (5) mit dem Umfangskanal (6, 6*) zusammen einen im Querschnitt etwa keilförmigen Ringkanal bilden, der sich zu dem Mündungsschlitz (7, 7^f) hin radial nach innen verjüngt·
7. Verfahren zur Herstellung eines Ausgußformsteines aus feuerfestem, vorzugsweise keramischem Material, inabesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß ein der äußeren Gestalt des aus Gas— sammelraum (5) und/oder Umfangskanal (6, 6») und/oder Gaszuführungskanal (4) gebildeten Hohlraumes entsprechender Kern (9) aus einem ausbrennbaren Material, zum Beispiel Kunststoff, beim Formen des Ausgußformsteins in das feuerfeste Material mit eingeformt und dann vorzugsweise beim Brennen des vorzugsweise keramischen Materials ausgebrannt wird·

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