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Ausqußstein für Gießpfannen
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Die Erfindung betrifft einen Ausgußstein für Gießpfannen mit eingebautem
Lochstein und einem schiebergesteuerten Gießdurchlauf.
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Die Entleerung der Gießpfanne wird in der Regel mit Hilfe eines Stopfens
und einer Stopfenstange oder ab einer gewissen Pfannengröße über einen Schiebeverschluß
geregelt. Im letzteren Fall wird der Gießdurchlauf bei geschlossenem Schieber zunächst
mit Abdecksand abgedeckt, bevor die Metallschmelze in die Gießpfanne gelangt. Auf
diese Weise wird der Durchlauf vor einem frühzeitigen Eindringen und Erstarren der
Metallschmelze geschützt mit der Folge, daß nach dem Öffnen des Schiebeverschlusses
zuerst der Sand und anschließend die Metallschmelze ungehindert austreten können.
In ungefähr zehn von hundert Fällen ist der Durchlauf jedoch trotz aller Vorkehrungsmaßnahmen
zugefroren und muß in einem zusätzlichen Arbeitsgang aufgebrannt werden. Das Aufbrennen
geschieht mit Hilfe von reinem Sauerstoff und unter Druck, was zu einer unerwünschten
Anreicherung der Metallschmelze mit Metalloxiden und Erhöhung des Restsauerstoffgehalts
im Fertigstahl führen kann. Infolge der hohen Aufbrenntemperaturen wird auch der
gesamte Schiebeverschluß in Mitleidenschaft gezogen, was sich nicht zuletzt durch
einen höheren Verschleiß der Schieberplatten bemerkbar macht.
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, einen
verschließbaren Ausgußstein zu schaffen, dessen Verschluß relativ leicht lösbar
ist und der somit optimale Öffnungsraten gewährleistet.
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Die Aufgabe wird bei einem Ausgußstein der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß der Ausgußstein einlaufseitig
mit einem Verschluß
aus Feuerfest-Material versehen ist, der aufstoßbar mit dem Ausgußstein verbunden
ist und der zu diesem Zweck im Bereich seines Durchlaufkanals eine in Durchlaufrichtung
ausgerichtete Anschlagfläche aufweist.
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Auf diese Weise lassen sich Ausgußstein und Verschluß bereits vor
dem Einbau zu einer Einheit zusammenfügen, die dann leicht in den- Pfannenlochstein
eingesetzt.werden kann. Zum Zwecke der Pfannenentleerung wird der Verschluß nach
oben in Richtung Pfanneninnenraum aufgestoßen, indem von außen in den Gießdurchlauf
eine geeignete Stange eingeführt wird. Die Stange kann zweckmäßigerweise in einem
als Gießstrahlschutz eingesetzten "Schattenrohr" geführt sein, wobei ihre Länge
derart sein muß, daß das Stangenende am unteren Ende des "Schattenrohres" übersteht.
Zum Entleeren wird die Gießpfanne dann zusammen mit dem "Schattenrohr" sowie dem
herausragenden Stangenende gegen eine Prallplatte abgesenkt, so daß die nach oben
ausweichende Stange den Verschluß komplikationslos ausstößt.
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Nach einer zweckmäßigen.Ausgestaltung der Erfindung kann der Verschluß
aus einem Stopfen bestehen, der im wesentlichen bündig mit der Oberkante des Ausgußsteins
abschließt. Da die bei gefüllter Pfanne auf den Stopfen einwirkenden Auftriebskräfte
wegen seines bündigen Sitzes äußerst gering sind, sorgt der ferrostatische Druck
der Metallschmelze für einen ausreichend festen Sitz. Falls jedoch eine zusätzliche
Sicherheit geboten ist, kann der Stopfen nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung
auch mittels feuerfestem Einbettmörtel mit dem Ausgußstein verbunden sein. Hierfür
ist beispielsweise ein zirkonoxidhaltiger Mörtel besonders geeignet.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht der Verschluß
aus einer Kappe, wobei die Kappe ein Innengewinde und das einlaufseitige Ende des
Ausyußsteins ein Außengewinde trägt oder umgekehrt. Die aufgeschraubte Kappe sorgt
einerseits für
einen sicheren und festen Verschluß und ist andererseits
wegen ihrer relativen Dünnwandigkeit leicht aufzustoßen, wobei die Stoßwirkung zusätzlich
verstärkt werden kann, wenn nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung die als
Anschlagfläche dienende innere Deckelfläche der Kappe schräg zur Durchlauf- und
Stoßrichtung ausgerichtet ist.
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Da die Ausgußsteine in der Regel genormt sind, kann es aus fertigungstechnischen
Gründen vorteilhaft sein, wenn der Ausgußstein zur Aufnahme des Verschlusses durch
einen kragenförmigen Ansatz verlängert ist, der bei eingebautem Ausgußstein sich
über den unmittelbar angrenzenden Lochsteinrand in den Pfanneninnenraum erstreckt.
In diesem Fail kann es zweckmäßig sein, nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung
zwischen dem Ausgußstein und dem Ansatz eine Sollbruchstelle auszubilden, so daß
sich der Verschluß zusammen mit dem Ansatz abstossen läßt.
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Eine weitere Lösung der eingangs gestellten Aufgabe besteht erfindungsgemäß
bei einem Ausgußstein für Gießpfannen mit eingegebautem Lochstein und schiebergesteuertem
Gießdurchlauf darin, daß der Ausgußstein einlaufseitig durch eine Hülse aus Feuerfest-Material
verlängert ist, die mit dem Ausgußstein mittels eines feuerfesten Bindemittels verklebt
ist, dessen Wärmestandfestigkeit im Bereich der Liquidustemperatur der aufzunehmenden
Metallschmelze liegt, wobei der auf diese Weise verlängerte Gießdurchlauf mit feuerfestem
Schüttgut im wesentlichen gefüllt.ist.
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Im Gegensatz zu der eingangs aufgezeigten, herkömmlichen Arbeitsweise
wird das den Gießdurchlauf verschließende Schüttgut bei diesem Lösungsvorschlag
mit Hilfe der aufgeklebten Hülse vor der einfließenden Metallschmelze zunächst geschützt,
so daß das Schüttgut nicht weggespült bzw. beschädigt werden kann und somit als
wirksamer Verschluß im Gießdurchlauf erhalten bleibt.
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Auf diese einfache Weise ist sichergestellt, daß sich der Gießdurchlauf
nach
dem Öffnen des Schiebers selbsttätig öffnet, wobei sich die Hülse infolge der vorgesehenen
Sollbruchstelle entweder bereits vorher oder spätestens nach Freigabe des Gießdurchlaufs
von dem Ausgußstein ablöst und in die Pfannenschlacke aufsteigt. Da auch hier der
Ausgußstein zusammen mit der aufgeklebten Hülse eine Einheit bilden, ist das Einsetzen
ohne großen technischen Aufwand möglich. Bei entsprechender Vorsorge kann das Schüttgut
auch bereits schon vor dem Einbau eingefüllt werden; andernfalls erfolgt das Einfüllen
nach dem Einbau und bei geschlossenem Schieber von oben, beispielsweise unter Zuhilfenahme
einer geeigneten Schüttvorrichtung.
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Um der Hülse das Abheben und Aufsteigen zu erleichtern, kann es nach
einer bevorzugten Ausgestaltung dieser Erfindung vorteilhaft sein, wenn sich der
Hülsendurchlauf nach oben konisch verjüngt.
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Um in allen Fällen die aus Ausgußstein und Verschluß bestehende Einheit
von außen in den Pfannenlochstein einsetzen zu können, muß der Außendurchmesser
des Ausgußsteins im Bereich seiner Verlängerung gleich oder kleiner dem kleinsten
Durchmesser des Pfannenlochsteins sein.
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Die Erfindungen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung
beispielshalber erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen verschließbaren Ausgußstein gemäß
der Erfindung in Seitenansicht und Teilschnitt; Fig. 2-4 weitere Ausführungsformen
der Erfindung nach Fig. 1; und Fig. 5 einen anderen verschließbaren Ausgußstein
gemäß der Erfindung in Seitenansicht und Teilschnitt.
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Fig. 1 zeigt eine der herkömmlichen Grundformen eines Ausgußsteins
10,
der in Übereinstimmung mit der Erfindung einlaufseitig durch einen Verschluß in
Form eines Stopfens 11 aus Feuerfest-Material ve?rschlossen ist. Die Form des Stopfens
11 ist dem Einlaufbereich des Gießdurchlaufs bzw. des Durchlaufkanals 12 derart
angepaßt, daß er mit der Oberkante des Ausgußsteins 10 im wesentlichen bündig abschließt.
Um den Stopfen aus dem Durchlaufkanal 12 nach oben ausstoßen zu können, bildet seine
untere Stirnfläche 13 eine Anschlagfläche, die im wesentlichen senkrecht zur Durchlaufrichtung
ausgerichtet ist.
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Im Bedarfsfall kann der Stopfen 11 in einem Mörtelbett aus beispielsweise
zirkonoxidhaltigem Feuerfest-Material sitzen, um evtl. Unebenheiten in den Paßflächen
auszugleichen und die Reibungshaftung zusätzlich zu erhöhen.
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In Fig. 2 ist eine geänderte Ausführungsform der Erfindung dargestellt,
bei der der Ausgußstein 10 einlaufseitig durch einen kragenförmigen Ansatz 14 verlängert
ist, der sich im eingebauten Zustand des Ausgußsteins in den Pfanneninnenraum erstreckt
und dessen Außendurchmesser aus einbautechnischen Gründen zweckmäßigerweise nicht
größer ist als der des sich verjüngenden Einlaufendes des Ausgußsteins 10 in seiner
Grundform.
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Der auf diese Weise verlängerte Gießdurchlauf ist in gleicher Weise
wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform durch einen Stopfen 11 verschlossen.
Obwohl der kragenförmige Ansatz 14 relativ dünnwandig ausgebildet sein kann, kann
es vorteilhaft sein, im Bereich des Übergangs zwischen Ansatz 14 und dem eigentlichen
Ausgußstein 10 eine Sollbruchstelle vorzusehen, beispielsweise in Form eines Brecherrings
15. Auch bei dieser Ausführungsform kann der Stopfen 11 in einem Mörtelbett sitzen.
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Aus Festigkeitsgründen ist es zweckmäßig, wenn der Ansatz 14 mit dem
Ausgußstein 10 einstückig ausgebildet ist.
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Eine weitere Ausführungsform zeigt Fig. 3, die sich von der nach Fig.
2 jedoch dadurch unterscheidet, daß der Ausgußstein 10 mit Hilfe einer aufgeschraubten
Kappe 16 verschlossen ist, deren innere Deckelfläche 17 diesmal die Anschlagflächbildet.
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Der Durchlaufkanal 12 ist ebenfalls durch einen kragenförmigen Ansatz
18 verlängert, dessen äußere Mantelfläche jedoch aus Platzgründen gegenüber dem
Außenrand des eigentlichen Ausgußsteins 10 mindestens um die Seitenwandstärke der
Kappe 16 zurückversetzt ist. Demzufolge trägt die Kappe ein Innengewinde und der
Ansatz ein Außengewinde. Auch bei dieser Ausführungsform kann die Anordnung einer
Sollbruchstelle zwischen Ansatz und Ausgußstein zweckmäßig sein, die beispielsweise
durch einen vertieften letzten Gewindegang geformt sein kann. Auf diese Weise lassen
sich beim Aufstoßen die Kappe und der Ansatz zusammen absprengen, so daß keine ggf.
störenden Wandteile im Einlaufbereich des Gießdurchlaufs stehen bleiben.
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Wie aus Fig. 4 ersichtlich, kann die mit 19 beze-ichnete Kappe auch
in den Ausgußstein 10 eingeschraubt sein, der zu diesem Zweck wiederum mit einem
kragenförmigen Ansatz 20 versehen sein kann. Die diesmal jedoch mit einem Innengewinde
versehene Innenwand des Ansatzes 20 ist gleichfalls aus Platzgründen etwas zurückversetzt,
damit im Bereich der als Anschlagfläche dienenden Deckel innenfläche 21 ein ausreichend
grpßer Öffnungsquerschnitt erhalten bleibt. Die Innenfläche 21 der Kappe 19 ist
vorzugsweise schräg zur Durchlaufrichtung ausgerichtet, um eine bessere Sprengwirkung
beim Aufstoßen zu erzielen, indem die Stoßkraft infolge der Abschrägung nach außen
in Richtung auf den Kappenrand abgelenkt wird. Das Aufstoßen des Verschlusses kann
auch hier wiederum durch eine Sollbruchstelle erleichtert werden.
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Der schließlich in Fig. 5 dargestellte, verschließbare Ausgußstein
10 unterscheidet sich hauptsächlich dadurch von den bisher beschriebenen Ausführungsformen,
daß sein Verschluß nicht von außen aufgestoßen zu werden braucht,. sondern sich
selbsttätig öffnet. Zu diesem Zweck trägt der Ausgußstein 10 einlaufseitig eine
nach oben- offene Hülse 22 aus Feuerfest-Material, die mit Hilfe eines feuerfesten
Bindemittels 23 mit diesem verklebt ist. Als Materialien können Heißkleber oder
andere geeignete
kohlenstoffhaltige Ausbrennstoffe verwendet werden,
deren Wärmestandfestigkeit im Bereich der Liquidustemperatur der Metallschmelze
liegt.
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Der Außendurchmesser der Hülse 22 sollte zweckmäßigerweise wiederum
nicht größer sein als der des Ausgußsteins 10 im Bereich seines sich verjüngenden
Einlaufendes. Der auf diese Weise verlängerte Gießdurchlauf ist mit einem feuerfesten
Schüttgut 24 gefüllt, wie z.B. Quarzsand. Die Schüttgutfüllung braucht nicht, wie
in der Zeichnung dargestellt, bis zum oberen Hülsenrand zu reichen. Um das Abheben
und Aufsteigen der Hülse 22 nach Auflösen des Bindemittels 23 zu beschleunigen,
kann der Hülsendurchlauf nach oben sich konisch verjüngend ausgebildet sein (nicht
dargestellt).
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Die in den Zeichnungen dargestellte Ausgußsteinausführung ist wegen
ihrer kegelstumpfförmigen Gestalt ausschließlich für das Einsetzen von außerhalb
der Gießpfanne in einen entsprechend geformten Lochstein gedacht. Obwohl in der
Praxis allein eine solche Grundform für die erfindungsgemäße Umrüstung in Frage
kommen dürfte, können selbstverständlich alle bekannten Einheitsformen in der beschriebenen
Weise ausgerüstet werden, insbesondere also auch solche Bauformen, die sich nur
von innerhalb der Gießpfanne einsetzen lassen.
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