DE2834746C2 - Abschirmvorrichtung für einen Gießstrahl aus flüssigem Metall - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abschirmvorrichtung für einen Gießstrahl aus flüssigem Metall gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei der durch die US-PS 34 02 757 bekanntgewordenen Abschirmvorrichtung dieser Art ist die Ausgußdüse des GieUgefäßes nach Installation der Vorrichtung nicht mehr zugänglich. Damit ist eine Anwendung dieser Abschaltvorrichtung nur möglich, wenn von vomeherein sichergestellt ist, daß die am Boden des Gießgefäßes befindliche Düse beim ersten Befallen des Gießgefäßes, das im allgemeinen ein Verteilergefäß ist, selbst anläuft Insbesondere beim Vergießen kleiner Knüppelformate mit kleinen Düsendurchmessern ist dies in der Praxis jedoch schwer realisierbar. Weiterhin ist es bei der bekannten Abschirmvorrichtung nicht möglich, die Abschirmung schnell zu entfernen, um im Falle eines Durchbruchs in der Sekundärkühlzone durch Einführen eines kalten Stopfens in die Düse den Ausfluß an geschmolzenem Metall zu unterbrechen oder Platz für eine Rinne unterhalb des Gießstrahles zu schaffen.

Das gleiche gilt für die Abschirmvorrichtungen, die durch die DE-AS 10 69 340, die DE-OS 18 09 939, die AT-PS 3 23 914 und die US-PS 35 58 256 bekanntgeworden sind. Bei sämtlichen der hier beschriebenen Abschirmvorrichtungen ist ein schneller Zugang zur Ausgußdüse nicht möglich.

Durch das DE-GM 70 08 854 ist eine Abschirmvorrichtung bekanntgeworden, die ein Ringstück enthält, an dessen unterem Ende mittels eines Spannbandes ein zu einem Schlauch geformtes Tuch aus Glasfaser oder Asbestgewebe befestigt ist. Das Tuch umgibt das Gießrohr (Kokille) und ist mittels einer Drahtschlinge an diesem festgezurrt. Das Ringstück ist mittels einer

Schere anhebbar und absenkbar, wobei in der abgesenkten Stellung die Ausgußdüse des Gießgefäßes und ein wesentlicher Teil der Gießstrecke zugänglich sind. Diese Abschirmvorrichtung ermöglicht somit einen schnellen Zugang zur Ausgußdüse.

Da bei Arbeiten mit der Sauerstofflanze an der Düse aber das mit dem Ringstück abgesenkte Tuch nicht vor dem umherspritzenden flüssigen Metall geschützt ist, wird es sehr schnell so stark beschädigt, daß es die Funktion einer Abdichtung der Gießstrecke nicht mehr erfüllt und ausgewechselt werden muß.

Durch die DE-OS 26 55 912 ist es bekannt, den Ringflansch eines Gasverteilers zur Abschirmung eines Gießstrahles mit einem Schutzgas magnetisch an einer Metallplatte zu befestigen, die wiederum an der Kokillenoberseite bzw. an der Unterseite des Gießgefäßes montiert ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Abschirmvorrichtung der einleitend genannten Art nicht nur jederzeit einen schnellen Zugang zur Ausgußdüse zu ermöglichen, um zu Beginn des Gießvorganges die Düse mittels einer Sauerstofflanze öffnen und sie im Notfal! auch wieder schließen zu können, sondern bei Arbeiten mit der Sauerstofflanze an der Ausgußdüse den Balg zu schützen.

Schließlich soll die Konstruktion der Abschirmvorrichtung einfach sein und sie soll auch bei einer Beschädigung schnell gegen eine andere Abschirmvorrichtung ausgewechselt werden können.

Die Aufgabe ist durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Bei der erfindungsgemäßen Abschirmvorrichtung handelt es sich um ein einfaches Konstruktionselement, das im wesentlichen zwei durch einen Balg verbundene Ringe enthält und mit einfachen Mitteln, beispielsweise mittels eines Bajonett-Verschlusses oder einer Zapfen-Keil-Verbindung, am Boden eines Gießgefäßes oder an der Kokillenoberseite befestigbar ist. Der Ringflansch, der befestigt wird, trägt zugleich das Rohr oder enthält einen Kanal für die Einleitung eines Schutzgases oder zur Messung des Gasdrucks innerhalb des Balges. Im zusammengeschobenen Zustand des Balges ist die Ausgußdüse zugänglich und es kann mittels einer Sauerstofflanze die Düse geöffnet oder, im Falle eines Durchbruchs, durch einen kalten Stopfen die Düse wieder verschlossen werden. Hierbei sind besondere Vorkehrungen getroffen, daß der Balg durch die Sauerstofflanze nicht beschädigt werden kann. Im zusammengeschobenen Zustand wird der Balg nämlich durch den ringförmigen Steg des in der Höhe verschiebbaren Ringflansches geschützt. Um die Bauhöhe des Balges niedrig zu halten und damit die Zugänglichkeit der Ausgußdüse zu verbessern, ist bei einem mit Ringen versteiften Faltenbalg der Durchmesser aufeinanderfolgender Ringe verschieden gemacht, damit sich benachbarte Ringe im zusammengeschobenen Zustand des Faltenbalges nebeneinander legen können. Durch Magnete im in der Höhe verschiebbaren ω Ringflansch oder durch mechanische Mittel wird dieser an die zugehörige Fläche dicht angedrückt, so daß die gewünschte Abdichtung gegenüber dem Luftsauerstoff erreicht werden kann. Die Abdichtung kann durch hitzebeständige Dichtungsringe verbessert werden. Zur Verschiebung des Ringflansches können Seile, gegebenenfalls in Verbindung mit hydraulischen Vorrichtungen, eingesetzt werden. Die erfindungsgemäße Abschirmvorrichtung eignet sich nicht nur zur Abschirmung des Gießstrahls bei Stranggießveifahren. Es kann mit ihr auch der Gießstrahl beim Vergießen des Stahles in Kokillen oder in Formen abgeschirmt werden.

Die Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele anhand von sieben Figuren näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in einer Schnittansicht eine erste Ausführungsform der Erfindung;

F i g. 2 den Schnitt KI-II von F i g. 1;

F i g. 3 und 4 der F i g. 1 entsprechende Schnittansichten zweier weiterer Ausführungsformen der Erfindung;

Fig.5 die Anwendung der erfindungsgemäßen Abschirmvorrichtung beim Stahlformguß im Schema;

F i g. 6 und 7 die Anwendung der erfindungsgemäßen Abschirmvorrichtung beim Kokillenguß (Schmiedeblökke, Gespannguß).

F i g. 1 stellt den Einsatz einer erfindungsgemäßen Abschirmvorrichtung 1 zwischen dem Gießgefäß, im vorliegenden Fall einem Verteiler 2, und der Kokille 3 einer Stranggießanlage dar. Die Abschirmvorrichtung 1 enthält einen ersten Ringflansch 4, der die Ausgußdüse 5 umgebend am Boden 6 des Verteilers 2 befestigt ist, ferner einen zweiten Ringflansch 7, der die Eingußöffnung 8 der Kokille umgebend an der Kokillenoberseite 9 anlegbar ist und im dargestellten Betriebszustand auch angelegt ist Zwischen den beiden Ringflanschen ist ein ringförmiger Faltenbalg 10 aus hitzebeständigem Material angeordnet der am oberen und am unteren Ende beispielsweise mittels Schrauben 11 am ersten bzw. am zweiten Ringflansch befestigt ist. Der Ringquerschnitt des zweiten Ringflansches 7, das heißt der Querschnitt an einer bestimmten Stelle des Ringflansches, ist in Form eines U-Profils ausgebildet, das im zusammengeschobenen Zustand des Faltenbalges 10 diesen zur Ausgußdüse 5 hin abschirmt. Der innere Steg 12 des U-Profils ist zu diesem Zweck so hoch, daß er im zusammengeschobenen Zustand des Faltenbalges an den ersten Ring 4 anstößt Längs des Umfangs des zweiten Ringflansches 7 sind, vorzugsweise in gleichen Abständen, drei oder mehr Magnete 13 am Ring befestigt, die den Ringflansch an die Kokillenoberseite 9, die aus Stahl besteht, andrücken. . Durch diese Andrückkraft ist trotz des Schwingens der Kokille ein dichter Abschluß zwischen dem zweiten Ringflansch 7 und der Kokillenoberseite 9 gewährleistet, der durch eine Ringdichtung 14 noch verbessert werden kann. Die Magnete 13 sind im vorliegenden Fall als Permanentmagnete ausgebildet. Im Prinzip könnten es selbstverständlich auch Elektromagnete sein, denen dann allerdings der notwendige Erregerstrom zugeführt werden muß.

Der erste Ringflansch 4 ist mittels einer Zapfen-Keil-Verbindung am Boden 6 des Gießgefäßes befestigt. Zu diesem Zweck sind im ersten Ringflansch 4 drei am Umfang verteilte Löcher 15 vorgesehen, durch die sich beim Anbringen des Ringflansches 4 Zapfen 16 hindurchschieben, die am Boden 6 des Gießgefäßes befestigt sind. Durch in Schlitze 17 der Zapfen 16 eingesetzte Keile läßt sich der Ringflansch 4 dicht an den Boden 6 des Gießgefäßes andrücken. Die Abdichtung kann durch wenigstens einen Dichtungsring

18 verbessert werden. Die Befestigung des ersten Ringflansches 4 am Boden 6 des Gießgefäßes ist schnell lösbar, so daß eine schadhafte Abschirmvorrichtung sciinell gegen eine neue ausgetauscht werden kann.

Am ersten Ringflansch 4 sind ein Gaszuführungsrohr

19 und ein Druckmeßrohr 20 (vergleiche Fig.2) angebracht Das Gaszuführungsrohr 19 weist einen

innerhalb des Faltenbalges 10 liegenden ringförmigen Abschnitt 21 mit längs des Umfangs verteilten Austrittsöffnungen 22 für das Schutzgas auf.

Am zweiten Ringflansch 7 sind diametral einander gegenüberliegend ösen 23 angebracht, durch die ein Drahtseil 24 gezogen ist, welches über Umlenkösen 25, die am ersten Ring 4 befestigt sind, zu einer nicht dargestellten, am Gießgefäß angebrachten Betätigungsvorrichtung führen, mit der entweder hydraulisch oder von Hand das Seil 24 und damit der zweite Ringflansch 7 nach oben gezogen werden kann.

Zu Beginn des Gießvorgangs wird der zweite Ringflansch 7 durch das Seil 24 in der oberen Position gehalten, in der der innere Schenkel 12 des U-Profils am ersten Ringflansch 4 anliegt und damit der Faltenbalg gegenüber dem Bereich der Ausgußdüse abgeschirmt ist. In diesem Zustand wird die Ausgußdüse mittels einer Sauerstofflanze geöffnet. Nach Einleitung des Gießvorgangs, der vom Bedienungspersonal gut beobachtet werden kann, wird mittels der Betätigungsvorrichtung das Seil 24 gelöst, so daß der zweite Ringflansch 7 durch sein eigenes Gewicht nach unten bewegt wird, bis er sich an die Oberseite 9 der Kokille anlegt Durch die Magnete 13 wird die für eine gute Abdichtung gewünschte Anpreßkraft gewährleistet Bei einer Störung kann mittels des Seils 24 der zweite Ringflansch 7 sehr schnell nach oben gezogen werden, so daß die Gießstrahlstrecke wieder weitgehend frei liegt und entweder eine Ablaufrinne eingeführt oder die Düse mittels eines kalten Stopfens verschlossen werden kann.

Im Hinblick auf eine gute Zugänglichkeit zur Ausgußdüse 5 ist es erwünscht, daß der Faltenbalg im zusammengeschobenen Zustand eine möglichst geringe Höhe beansprucht. Zu diesem Zweck sind bei dem in F i g. 1 dargestellten Beispiel die an den äußeren Falten vorhandenen äußeren Versteifungsringe 26 nicht mit gleichem Durchmesser ausgeführt, sondern es haben aufeinanderfolgende Ringe verschiedenen Durchmesser, so daß die Ringe im zusammengeschobenen Zustand des Faltenbalges nebeneinander Platz finden können. Das gleiche gilt für die inneren Versteifungsringe 27 der inneren Falten.

Durch das in F i g. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel werden einige Modifikationen der Erfindung veranschaulicht So ist der erste Ringflansch 4Λ nach Art eines Bajonettverschlusses am Boden 6 des Gießgefäßes befestigt Wesentlich hierbei ist daß bei dem am Boden des Gießgefäßes befestigten Teil 31 des Bajonettverschlusses die Nut 32 in die Keile 33 des abnehmbaren Teils eingreifen, nicht nach innen sondern nach außen gerichtet ist, weil sonst die Gefahr besteht, daß in diese Nut Metallspritzer gelangen, die diese Art der

<; Befestigungsvorrichtung unbrauchbar machen.

Als Faltenbalg 10Λ dient bei dem Beispiel nach F i g. 3 ein Metallbalg, bei dem Versteifungsringe überflüssig sind. Die Abdichtung des zweiten Ringflansches TA ist nach Art einer Labyrinthdichtung ausgebildet. Zu diesem Zweck ist am äußeren Rand des zweiten Ringflansches IA ein Dichtungsring 14/4 vorgesehen, der gegen einen an der Oberseite 9 der Kokille befestigten ringförmigen Steg 34 gedrückt wird. Zur Auf- und Abwärtsbewegung des zweiten Ringflansches TA dient ein hydraulisch betätigbarer Kolben 35, der über eine Verbindungsstange 36 mit dem zweiten Ringflansch TA in Verbindung steht Die Betätigungsvorrichtung ist im vorliegenden Fall nicht am Gießgefäß, sondern an der Kokille befestigt so daß es die von der Kokille ausgeführten Schwingbewegungen mitmacht. Durch die Betätigungsvorrichtung werden zugleich der zweite Ringflansch TA an der Kokillenoberseite angedrückt, so daß die Magnete entfallen können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Gießstrahlabschirmung kann bei entsprechender Dimensionierung auch zum Abschirmen des Pfannengießstrahls eingesetzt werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig.4 sind das Gaszuführungsrohr sowie das Druckrohr als Kanäle 19/4 bzw. 20/4 in den oberen Ringflansch AB eingearbeitet Ferner weist der untere Ringflansch TB nur einen inneren ringförmigen Steg auf, das Profil des Ringquerschnitts ist also nicht U-förmig, sondern winkelförmig.

Fig.5 stellt schematisch den Einsatz einer erfindungsgemäßen Abschinnvorrichtung beim Stahlformguß dar. Der obere Ringflansch wird in den Pfannenboden montiert und der untere Ring setzt um den Eingußtrichter des Formstückes 41 auf.

F i g. 6 und 7 zeigen schematisch die Anwendung des Abschirmverfahrens beim »steigenden Guß«. In F i g. 6 ist das Gießverfahren für Schmiedeblöcke, in F i g. 7 für Walzblöcke wiedergegeben. Der Faltenbalg kann entweder auf einen entsprechend ausgebildeten Trichterrand aufsetzen oder, wie in F i g. 6 gestrichelt angedeutet, den Trichter auch außen umfassen.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

Patentansprüche:

1. Abschirmvorriehtung für einen Gießstrahl aus flüssigem Metall mit einem ersten Ringflansch, der die Ausgußdüse umgebend am Boden des Gießgefäßes befestigbar ist, mit einem zweiten Ringflansch, der, die Eingußöffnung der Kokille umgebend, an der Kokillenoberseite anlegbar ist, sowie mit einem ringförmigen, zusammenschiebbaren Balg aus hitzebeständigem Material, der am ersten und am zweiten Ringflansch befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ringflansch (7) einen ringförmigen Steg (12) einer solchen Höhe aufweist, daß im zusammengeschobenen Zustand des Balges (10) sowohl die Ausgußdüse (5) zugänglich als auch is der Balg gegenüber dieser durch den Steg abgeschirmt ist und daß eine Einrichtung (24; 35) zum Anheben des zweiten Ringflansches von der Kokillenoberseite vorgesehen ist

2. Abschirmvorriehtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringquerschnitt des zweiten Ringflansches (7) in Form eines U-Profils ausgebildet ist

3. Abschirmvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ringflansch (7) mittels eines Magneten (13) an der Kokillenoberseite (9) bzw. an der Unterseite (6) des Gießgefäßes (2) andrückbar ist

4. Abschirmvorriehtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ringflansch (4A) mittels eines Bajonettverschlusses befestigbar ist

5. Abschirmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß der erste Ringflansch (4) mittels einer Zapfen-Keil-Verbindung befestigbar ist

6. Abschirmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am ersten Ringflansch (4) wenigstens ein Rohr (Gaszuführungsrohr 19, Druck-Meßrohr 20) angebracht ist, das bis in den Raum innerhalb des Balges (10) reicht.

7. Abschirmvorrichtung nach Ansprach 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (19) einen innerhalb des Balges (10) liegenden ringförmigen Abschnitt (21) mit längs des Umfangs verteilten Austrittsöffnungen (22) enthält der im zusammengeschobenen Zustand des Balges durch den ringförmigen Steg (12) des zweiten Ringflansches (7) gegenüber der Ausgußdüse (5) abgeschirmt ist

8. Abschirmvorrichtung nach einem der Ansprüehe 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ringflansch (4B) wenigstens einen Kanal (19A 20A) mit Öffnungen (22B) innerhalb des Balges (10) enthält.

9. Abschirmvorrichtung nach einem der Ansprüehe 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am zweiten Ringflansch (7) ein Dichtungsring (14) angebracht ist.

10. Abschirmvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (\4A) an der Außenseite des U-Profils des zweiten Ringflansches (7A) angebracht ist und mit einem an der Oberseite der Kokille bzw. an dem Boden des Gießgefäßes befestigten ringförmigen Steg (34) dichtend in Berührung gebracht werden kann.

11. Abschirmvorrichtung nach einem der Ansprüehe 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß am ersten Ringflansch (4B) innerhalb des Balges (10) ein ringförmiger Steg (28) angebracht ist, der im zusammengeschobenen Zustand des Balges (10) hinter oder vor den ringförmigen Steg (12) des zweiten Ringflansches (7) greift

IZ Abschirmvorriehtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg (10.AJaIs Metallbalg ausgebildet ist

13. Abschirmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet daß der Balg (10) als ein Faltenbalg aus einem Asbestgewebe oder einem hitzebeständigen Kunststoffmaterial hergestellt ist und an den inneren und/oder an den äußeren Falten innere bzw. äußere Versteifungsringe (27 bzw. 26) vorhanden sind und daß sowohl aufeinanderfolgende innere (27) als auch aufeinanderfolgende äußere (26) Versteifungsringe einen etwa um die Dicke der Ringe verschiedenen Durchmesser aufweisen.

14. Abschirmvorriehtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet daß im zweiten Ringfiansch (7) mehrere längs des Umfangs verteilt angeordnete Permanentmagneten (13) vorhanden sind.

15. Abschirmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet daß der zweite Ringflansch (7) mittels eines am Gießgefäß (2) verankerten Seilzuges (24) anhebbar ist

16. Abschirmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet daß der zweite Ringflansch (7) mittels wenigstens eines hydraulisch betätigbaren Kolbens (35) in der Höhe verschiebbar ist