DE3325716A1

DE3325716A1 - Giessduesen-mundstueck fuer stahlschmelze verarbeitende stranggiesskokillen mit mitlaufenden kokillenwaenden

Info

Publication number: DE3325716A1
Application number: DE3325716A
Authority: DE
Inventors: Gerd 4030 Ratingen Artz; Dieter Dipl.-Ing. 4300 Essen Figge; Thomas Dr.-Ing. 4300 Essen Hoster; Jürgen Dr.-Ing. Pötschke
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1983-07-16
Filing date: 1983-07-16
Publication date: 1984-06-07
Also published as: ATE26661T1; EP0134980B1; EP0134980A1; DE3325716C2

Description

FRIED. KRUPP GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG

in Essen

Gießdüsen-Mundstück für Stahlschmelze verarbeitende Stranggießkokillen mit mitlaufenden Kokillenwänden

Die Erfindung betrifft ein Gießdüsen-Mundstück für Stahlschmelze verarbeitende Stranggießkokillen mit mitlaufenden Kokillenwänden, mit einem rechteckförmigen Außenguerschnitt und einer im Querschnitt rechteckförmigen Bohrung, die sich, begrenzt durch konvex gekrümmte Wandungsteile, in Gießrichtung trichterförmig erweitert.

Ein Gießdüsen-Mundstück der eingangs erwähnten Gattung, welches im Zusammenwirken mit einer Strangießkokille mit mitlaufenden Kokillenwänden beim Vergießen von Stahl hohe Gießgeschwindigkeiten in der Größenordnung um 10 m/min, ermöglicht, ist in der DE-OS 30 29 223 beschrieben. Die mitlaufenden, d.h. sich in Gießrichtung mit dem Gießstrang mitbewegenden Kokillenwände bestehen dabei aus sich paarweise gegenüberliegenden endlosen Gießbändern und endlosen gegliederten Seitendämmen, die sich seitlich an die Gießbänder anschließen.

Das bekannte Mundstück, welches aus gegen Stahlschmelze widerstandsfähigem Werkstoff besteht und welches mit den mitlaufenden Kokillenwänden einen Dichtspalt bildet, trägt bereits der Forderung Rechnung, bei Vermeidung von Gaszutritt, insbesondere von Luft, aus der Umgebung in die Stahlschmelze über einen ausreichend langen Zeitraum deren Austritt aus der Stranggießkokille zu verhindern; dabei muß unter dem Gesichtspunkt der Betriebssicherheit und Qualität des Gjießerzeugnisses sichergestellt sein, daß die Erstarrung des Stahls nicht schon im feststehenden Mundstück, sondern erst auf den bewegten Kokillenwänden beginnt.

Da die Gießdüse mit dem Mundstück eine nach außen hin geschlossene Zuführeinrichtung bildet, kann die Regelung der Zuführmenge aus der Stranggießkokille in den vorgeschalteten Vorsatzbehälter (Tundish) verlegt werden, was zu einer erheblichen Vereinfachung des Aufbaus und der Betriebsweise der Stranggießkokille führt.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein Gießdüsen-Mundstück der erwähnten Gattung unter Einhaltung der geschilderten Forderungen in der Weise weiterzuentwickeln, daß weder im Mundstück selbst noch an dessen . Austrittskante eine vorzeitige Erstarrung einsetzt, gleichzeitig aber zur Vermeidung von Ungleichmäßigkeiten beim Wärmeübergang und bei der Schalenbildung des Gießstrangs sichergestellt ist, daß die Stahlschmelze möglichst frei von Turbulenzen an die mitlaufenden Kokillenwände gelangt. Das Mundstück soll außerdem im Hinblick auf die erschwerten Betriebsbedingungen robust aufgebaut sein, sich einfach auswechseln lassen und so angeordnet sein, daß es seine Lage bezüglich der es umgebenden Kokillenwände während des Gießvorgangs nicht oder allenfalls in vernachlässigbarem Umfang verändert.

Die gestellte Aufgabe wird durch ein Gießdüsen-Mundstück gelöst, welches im wesentlichen die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Der der Erfindung zugrundeliegende Lösungsgedanke besteht danach darin, die Bohrungswände des Gießdüsen-Mundstücks, d.h. die beiden Bohrungssextenwande sowie die Bohrungsober- und Bohrungsunterwand sowohl in Gießrichtung als auch in einer Vertikalebene quer zur GieB-richtung derartig gekrümmt auszubilden, daß der Übergangsbereich, indem.die Stahlschmelze möglichst turbulenzfrei an die Kokillenwände herangeführt wird, möglichst kurz

ausgebildet ist.

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Dies läßt sich bei einer im Querschnitt rechteckförmigen Bohrung insbesondere dadurch verwirklichen, daß die an den Breitseiten liegende Bohrungsober- und Bohrungsunterwand zur Mitte (d.h. zur Längsachse des Mundstücks) hin aufeinander zu gewölbt sind, hler also einen kleineren Durchflußquerschnitt freigeben als im Bereich des Übergangs in die Bohrungsseitenwände. Dies hat zur Folge, daß die zugeführte Stahlschmelze zwangsweise nach außen in Richtung auf die Schmalseiten des Mundstücks umgelenkt und demzufolge an den Bohrungsseitenwänden in Anlage gehalten wird. Die Krümmung der Bohrungsober- und Bohrungsunterwand in einer Vertikalebene quer zur Längsachse muß dabei um so stärker ausgebildet sein, je mehr die Bohrung und damit der Außenquerschnitt des Mundstücks rechteckförmig ist, d.h. je kleinere Werte das Rechteckförmigkeitsverhältnis Außenhöhe/ Außenbreite annimmt. Die Bohrungsseitenwände können in entsprechender Weise aufeinander zu, d.h. in Richtung auf die Längsachse, gekrümmt sein; falls das erwähnte Rechteckförmigkeitsverhältnis einen Wert von etwa 1 : 2,5 unterschreitet, verlaufen die Bohrungsseitenwände - jeweils in einer Vertikalebene parallel zur Längsachse betrachtet geradlinig mit der Krümmung Null; sie sind also ggf. ebenso wie die zugehörigen Außenflächen an den Schmalseiten des Mundstücks lotrecht angeordnet.

Die Bohrungsober- und Bohrungsunterwand weisen - jeweils in einer Vertikalebene parallel zur Längsachse (einschließlich ggf. der durch die Längsachse verlaufenden Vertikalebene) in Gießrichtung gesehen— einen konstanten Krümmungsradius auf, der im Bereich der Mitte größer ist als an den Bohrungsseitenwänden; die Radienabnahme in Richtung auf die Bohrungsseitenwände ist dabei um so größer, je kleinere Werte das bereits erwähnte Rechteckförmigkeitsverhältnis annimmt. Die Außenflächen des Mundstücks sind nach der Lehre der Erfindung jeweils nur auf einem Teil seiner Längserstreckung mit einer seinen Umfang allseitig umschließenden Wärmeisolierung und einer außenliegenden, kastenförmigen Metallabdeckung ausgestattet. Die Wärmeisolierung soll die Wärme-^ργ

abfuhr aus der Stahlschmelze nach außen so gering wie möglich halten und sicherstellen, daß im Mundstück selbst keine unerwünschte Erstarrung eintritt. Der Krümmungsradius der Bohrungsseitenwände sowie die Krümmungsradien der Bohrungsober- und Bohrungsunterwand in Gießrichtung sind vorzugsweise so bemessen, daß sie jeweils ein Mehrfaches der Länge des Mundstücks bzw. des

^y mit ■

Abstandes zwischen dessen Anfangsguerschnitt parallel zur Längsachse verlaufender Bohrungsober- und Bohrungsunterwand sowie dessen Austrittsquerschnitt ausmachen.

Bei einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes weisen die Bohrungsober- und Bohrungsunterwand in der Nähe der die Längsachse einschließenden Vertikalebene einen Wandabschnitt auf, der - in einer Vertikalebene quer zur Längsachse gesehen - geradlinig verläuft (Anspruch 2). Dies ist vorzugsweise dann der Fall, wenn das Mundstück besonders ausgeprägt rechteckförmig ausgestaltet ist, d.h. beispielsweise ein Rechteckförmigkeitsverhältnis von etwa 1:2 und kleiner aufweist. Bei einer derartigen Ausführungsform beginnt die Querkrümmung der an den Breitseiten liegenden Bohrungswände erst in einer gewissen Entfernung von der die Längsachse einschließenden Vertikalebene. Die Metallabdeckung des Mundstücks endet zweckmäßig in einer gewissen Entfernung vor dessen Austrittsquerschnitt; diese beträgt 50 bis 5 mm, vorzugsweise 10 bis 5 mm (Anspruch 3).

Abgesehen allenfalls vom Bereich in der Nähe der Vertikalebene durch die Längsachse weisen die Breitseiten des Mundstücks an seinem Austrittsquerschnitt, die Bohrungsseitenwände in Gießrichtung überragend, eine bogenförmige Abschlußkante mit einer konstanten Wandstärke auf (Anspruch 4).

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Die Einhaltung über den Austrittsquerschnitt konstanter Wandstärken ist unter dem Gesichtspunkt eines gleichmäßigen Wärmeübergangs von Bedeutung.

Die Wandstärke des Mundstücks in Abhängigkeit von der Krümmung der Bohrungswände ist so gewählt, daß sie am Austrittsquerschnitt 20 bis 1 mm, vorzugsweise 5 bis 3 mm, beträgt (Anspruch 5). Die Wandstärke am Austrittsquerschnitt ist so zu wählen, daß das Mundstück bei vorgegebenem Anfangsquerschnitt möglichst kurz ausgebildet ist, gleichzeitig aber eine in mechanischer und chemischer Hinsicht ausreichende Stabilität aufweist.

Die Metallabdeckung weist vorzugsweise eine Stärke zwischen 3 bis 5 mm auf (Anspruch 6). Falls sie einschichtig nach Art eines das Mundstück umschließenden Kastens ausgebildet ist, besteht sie zweckmäßig aus einem Stahl mit geringer' thermischer Dehnung.

Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist die Metallabdeckung aus mehreren

.20 ineinander greifenden Metallkästen zusammengesetzt (Anspruch 7). Da Verwerfungen durch die Schichtbauweise verhindert werden, kann in diesem Fall als Werkstoff eine hochwarmfeste Legierung zur Anwendung kommen. Der Vorteil der Schichtbauweise besteht außerdem in der besseren Wärmeisolierung des Mundstücks in Richtung auf die Kokillenwände hin sowie darin, daß im Störungsfalle ggf. nur der außenliegende Metallkasten ausgewechselt werden muß. Die Blechstärke liegt bei der mehrschichtigen Ausbildung in der Größenordnung von 1 mm.

Zur Erhöhung der Betriebssicherheit des mit der Stranggießkokille zusammenwirkenden Mundstücks ist die Metallabdeckung in der Nähe ihrer dem Austrittsquerschnitt zugewandten' Stirnseite mit einer Quernut ausgestattet, deren Tiefe allenfalls 1 mm beträgt (Anspruch 8). In der Quernut staut sich während des Gießvorgangs nach und nach ein Teil

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des fortlaufend auf die Kokillenwände aufgebrachten Beschichtungsmaterials (Coating) auf; dieses kann im Störungsfalle in den Dichtspalt zwischen Mundstück und Kokillenwänden eingedrungene Stahlschmelze aufhalten. Zur Befestigung der Metallabdeckung an dem Mundstück ist zumindest Auf jeder Breitseite oder auf jeder Schmalseite zumindest ein Befestigungselement vorgesehen, welches durch ein angepaßte Ausnehmung in der Metallabdeckung hindurchgreifend in dem Keramikkörper des Mundstücks abgestützt ist (Anspruch 9). Als Befestigungselement kommen Stifte oder quaderförmige Flachelemente in Frage, die etwa 3 bis 5 mm in den Keramikkörper des Mundstücks eingreifen. Die Flachelemente werden dabei in geeignet ausgebildeten Quernuten verlegt.

Vorzugsweise findet als Befestigungselement ein in der Draufsicht halbkreisförmiges Plättchen mit einem Durchmesser von 10 bis 50 mm Verwendung, welches sich über seine gekrümmte Seite entgegen der Gießrichtung in einer Ausnehmung im Keramikkörper des Mundstücks abstützt und gegen dessen ebene Stirnfläche sich die Metallabdeckung über einen Absatz anlehnt, daß der ebenfalls in die Ausnehmung eingreift (Anspruch 10).

Die Größe des Plättchens und seine Halbkreisform bewirken, daß zwischen dem Keramikkörper und der Metallabdeckung auftretende Zugkräfte gleichmäßig und ohne Entstehung von Spannungspitzen übertragen werden. Je nach dem, wie die Wandstärke des Keramikkörpers in dem in Frage kommenden Bereich beschaffen ist, kann das Plättchen jeweils an einer Breitseite oder an einer Schmalseite angeordnet sein.

Die Wärmeisolierung - die in einfacher Weise aus einem Luftspalt oder ^ber aus einer Schicht Isoliermaterial bestehen kann - weist eine Dicke von 1 bis 10 mm, vorzugsweise von 5 mm, auf (Anspruch 11). Sie dient dazu, den Keramikkörper und die Metallabdeckung thermisch voneinander zu isolieren, um auf diese Weise die Wärmeabfuhr aus der Stahlschmelze im Bereich des Mundstücks so gering wie möglich zu halten.

Es ist daher erforderlich, die Wärmeisolierung in der Weise auszubilden, daß sie so nahe wie möglich an den Austrittsquerschnitt des Mundstücks heranreicht. Der-Keramikkörper ist zweckmäßig so ausgebildet, daß er fluchtend mit der Außenfläche der Metallabdeckung abschließt (Anspruch 12).

Der Erfindungsgegenstand kann dadurch weiter vorteilhaft ausgestaltet sein, daß das Mundstück, in Längsrichtung

TO gesehen, aus mehreren Längsabschnitten zusammengesetzt ist, die eine gemeinsame Metallabdeckung aufweisen. Insbesondere kann es aus einem Schaft und einem dicht mit diesem verbundenen, abtrennbaren Vorderabschnitt mit einer Länge von etwa 10 bis 100 mm, vorzugsweise 60 mm, bestehen, der aus einem anderen Keramikwerkstoff gefertigt ist als der Schaft (Anspruch 14). Besonders geeignet als Keramikwerkstoff für den Vorderabschnitt ist Bornitrid, welches von der Stahlschmelze nicht benetzt wird, unempfindlich ist gegen plötzliche Temperaturschwankungen, gute Schmierfähigkeitseigenschaften aufweist und sich leicht bearbeiten läßt. Der Keramikkörper des weniger beanspruchten Schaftes besteht zweckmäßig aus einem weniger kostspieligen Keramikwerkstoff, wie graphitierte Tonerde, amorphe Kieselsäure, Zirkonsilicat oder Mullit.

Bei der in Rede stehenden Ausführungsform des Mundstücks mit mehreren Längsabschnitten kann die Metallabdeckung auch dazu herangezogen werden, den Vorderabschnitt und den Schaft des Mundstücks in der Weise dicht miteinander zu Vorbinden, daß der Austritt von Stahlschmelze im Bereich des Übergangs zwischen den beiden Längsabschnitten nach außen verhindert wird.

Zweckmäßigerweise ist das Mundstück so ausgebildet und bezüglich d«r es umschließenden Kokillenwände angeordnet, daß ausschließlich seine in Gießrichtung hinter der

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Metallabdeckung liegende Außenfläche als mit den Kokillenwänden zusammenwirkende Dichtfläche ausgebildet ist (Anspruch 15).

Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a schematisiert einen Horizontalschnitt durch die Längsachse eines Gießdüsen-Mundstücks mit einem rechteckigen Außenquerschnitt und einer sich in Gießrichtung erweiternden

rechteckförmigen Bohrung,

Fig. 1b einen Schnitt nach Linie I-I in Fig. 1a,

Fig. 1c als Schemabild die Krümmung der Bohrungsunterwand im Bereich der die Längsachse einschließenden

Vertikalebene bzw. im Übergangsbereich zu den Bohrungsseitenwänden,

Fig. 2a einen horizontalen Teilschnitt durch ein in Längsrichtung einteiliges Gießdüsen-Mundstück

mit einem in Gießrichtung vorausgehenden Gießdüsenabschnitt ,

Fig. 2b, c einen Teilschnitt nach Linie Hb-IIb bzw. Hc-IIc in Fig. 2a,

Fig. 3a . eine Draufsicht auf ein zweiteiliges Gießdüsen-Mundstück, bestehend aus einem in Gießrichtung vornliegenden Schaft und einem mit diesem abtrennbar verbundenen, kurz gehaltenen Vorderabschnitt,

Fig. 3b . einen vertikalen Teilschnitt durch die Aus-

führungsform gemäß Fig. 3a im Bereich der die Längsachse einschließenden Vertikalebene,

Fig. 3c einen vertikalen Teilschnitt durch die Ausführungsform gemäß Fig. 3a im Ubergangsbereich zu einer Bohrungsseitenwand,

Fig. 4 einen vertikalen Teilschnitt durch ein zweiteiliges Gießdüsen-Mundstück, dessen Metallabdekkung aus mehreren ineinandergreifenden Metallkästen zusammengesetzt ist,

Fig. 5a einen vertikalen Teilschnitt durch ein einteiliges Gießdüsen-Mundstück, dessen Metallabdekkung sich über einen Absatz und ein halbkreisförmig gebogenes Plättchen in einer Ausnehmung des Keramikkörpers abstützt, und

-j5 Fig. 5b einen Schnitt der Linie V-V in Fig. 5a.

Das Gießdüsen-Mundstück 1, dessen an den Breitseiten liegende Außenfläche 2 und an den Schmalseiten liegende Außenfläche 3 einen rechteckigen Außenguerschnitt bilden, weist eine sich in Gießrichtung (Pfeil 4) trichterförmig erweiternde Bohrung 5 auf; diese wird einerseits von Bohrungsseitenwänden 6 und andererseits von einer Bohrungsober- und Bohrungsunterwand 7 begrenzt.

Während die Bohrungswände 6 und 7 im Bereich des Anfangsquerschnitts 8 parallel zur Mundstück-Längsachse 1' ver-

laufen, sind sie im Bereich des Austrittsquerschnitts 9

bezüglich der Längsachse soweit schräg gestellt, daß sich ein möglichst einwandfreier übergang der zugeführten Stahlschmelze auf die nicht dargestellten, in Gießrichtung mitlaufenden Kokillenwände ergibt.

Bedingt durch, die Erweiterung der Bohrung 5 in Gießrichtung nimmt die Wandstärke des Mundstücks 1 in dieser
Richtung ab; die Wandstärke am Austrittsquerschnitt 9
beträgt aus Gründen der Stabilität etwa. 5 mm.

Die Bohrungsseitenwände 6 weisen einen konstanten Krümmungsradius R auf, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel um ein Mehrfaches größer ist als die Länge des Mundstücks Ί. Abgesehen von dieser konstanten Krümmung sind die Bohrungsseitenwände 6 in lotrechter Richtung geradlinig ausgebildet, d.h. sie verlaufen parallel zu den ebenfalls an den Schmalseiten des Mundstücks liegenden Außenflächen 3.

Im Gegensatz dazu sind die Bohrungsober~ und Bohrungsunter wand 7 nicht nur in Gießrichtung, sondern auch in einer Vertikalebene quer zur Längsachse 1' gekrümmt ausgebildet (vgl. Fig. 1b), und zwar in der Weise, daß - abgesehen allenfalls vom Bereich des Anfangsquerschnitts 8 , in dem die Bohrungswände 7 parallel zur Längsachse 1' verlaufen ihr gegenseitiger Abstand in jeder Vertikalebene quer zur Längsachse in der Mitte kleiner ist als ihr gegenseitiger Abstand im Übergangsbereich zu den Bohrungsseitenwanden. Diese Ausbildung der an den Breitseiten des Mundstücks 1 liegenden Bohrungsober- und Bohrungsunterwand 7, die bezüglich der Längsachse 1' konvex gekrümmt sind, hat zur Folge, daß die zugeführte Stahlschmelze zwangsweise in Richtung auf die Bohrungsseitenwände 6 umgelenkt und unter Vermeidung von Turbulenzbildung auch an den Bohrungs seitenwanden in Anlage gehalten wird.

Die aufeinander zu gerichtete konvexe Wölbung der Bohrungs wände 7 in jeder Vertikalebene quer zur Längsachse 1' muß um so stärker ausgebildet sein, je mehr das Mundstück rechteckförmig ausgebildet ist, d.h. je kleiner das Verhältnis der Außenhöhe H zur Außenbreite B ist. Auch die Bohrungsseitenwände 6 können zur Erzielung einwandfreier Strömungsverhältnisse in entsprechender Weise eine Querkrümmung in jeder Vertikalebene quer zur Längsachse 1¹ aufweisen. Diese Krümmung kann jedoch den Wert Null annehmen, sofern das Rechteckförmigkeitsverhältnis H/B - wie in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen Grenzwert von etwa 1 : 2,5 unterschreitet.

Aus Fig. lc ist entnehmbar, daß die Bohrungsober- und Bohrungsunterwand 7 - jeweils in einer zur Längsachse 1' parallelen Vertikalebene »- in der Mitte und im Ubergangsbereich zu den Bohrungsseitenwänden 6 jeweils einen konstanten Krümmungsradius R, bzw. R aufweisen; ersterer ist

ι a

dabei zur Erzielung der erforderlichen Einschnürung im Bereich der Mitte, d, h. im Bereich der die Längsachse 1¹ einschließenden Vertikalebene, größer als letzterer. In der Übergangszone von der Mitte bis zu den Bohrungsseitenwänden 1CL.. nimmt der Krümmungsradius der Bohrungswände 7 bis zum Wert

von R gleichmäßig zu.
a

Falls das Rechteckförmigkeitsverhältnis H/B sehr kleine Werte (d.h. 1 ; 2 und kleiner) annimmt, d.h. falls die Außenbreite des Mundstücks sehr viel größer ist als dessen Außenhöhe, können die an den Breitseiten liegenden Bohrungswände in der Nähe der die Längsachse 1' einschließenden Vertikalebene einen Wandabschnitt 7¹ aufweisen; dieser ist, jeweils in einer Vertikalebene quer zur Längsachse betrachtet, geradlinig ausgebildet, d.h. er verläuft beispielsweise parallel zu den Außenflächen 2. Dies hat zur Folge, daß über die gesamte Breite b des Wandabschnitts 7¹ eine Krümmung mit dem konstanten Krümmungsradius R, vorhanden ist. Erst außerhalb des Wandabschnitts 7¹ gehen die an den Breitseiten liegenden Bohrungswände 7 mit einer konvexen Krümmung in die Bohrungsseitenwände 6 über (vgl. Fig. 1b).

Damit das Mundstück 1 am Austrittsquerschnitt 9 auch an den Breitseiten eine konstante Wandstärke aufweist, sind die in Frage kommenden Bestandteile, also auch die Bohrungswände 7 und die Außenflächen 2,. über die Schmalseiten hinaus vorgezogen; sie weisen - abgesehen vom Bereich des Wandabschnitts 7¹ - einen konstanten Krümmungsradius, auf, der in dem dargestellten Ausführungsbeigpiel größer ist als die Länge des Mundstücks 1,
Das Mundstück 1 und der mit ihm verbundene, vorausgehende Gießdüsenabschnitt 10 weisen - von innen nach außen gesehen ·

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folgende wesentliche Bestandteile auf; Einen Keramikkörper .31 bzw.. 12, eine Wärmeisolierschicht 13 bzw. 14 und eine kastenförmige Metallabdeckung 15, welche die Bestandteile 1 und 10 mit zugehöriger Wärmeisolierschicht 13 bzw. 14 auf einem Teil der Längserstreckung des Mundstücks allseitig umschließt.

Die Metallabdeckung 15 ist so bemessen, daß sie, in Gießrichtung (Pfeil 4) gesehen, einige Millimeter vor dem Austrittsquerschnitt endet und mit dem Keramikkörper 11 fluchtet (Fig. 2a). Die freiliegende Außenfläche (in der Darstellung die Außenfläche 3) des Keramikkörpers 11 bildet die Dichtfläche, die mit den nicht dargestellten mitlaufenden Kokillenwänden einen Dichtspalt in der Größenordnung von einigen zehntel Millimetern begrenzt; sie weist eine Länge zwischen 5 bis 50 mm auf.

Zur Erzielung einer möglichst guten Isolierwirkung sollte die Länge der

Wärmeisolierschicht 13 mit einer Stärke von mehr als 1 mm so bemessen sein, daß sie sich auch dem Anfangsquerschnitt 8 möglichst weit nähert. Der Keramikkörper 11 muß jedoch im Bereich des Anfangsquerschnitts eine Abmessung aufweisen, die seine Befestigung mit dem vorausgehenden Gießdüsenabschnitt 10 ermöglicht.

Die beiden Längsabschnitten 1 und 10 gemeinsame Metallabdeckung 15. dient dazu, die Lage der Wärmeisolierschieht 13 in dem Keramikkörper 11 zu sichern und diesen vor Beschädigungen zu bewahren. Sie kann auch dazu verwendet werden, die genannten Längsabschnitte miteinander und ggf.

mit den nicht dargestellten vorausgehenden Abschnitten der Gießdüse zu verbinden.

Zur Befestigung der Metallabdeckung 15 an dem Mundstück 1 ist im Bereich jeder Schmalseite ein in der Draufsicht halbkreisförmiges Plättchen 16 mit einem Durchmesser von 50 mm vorgesehen, welches - die Metallabdeckung 15 durchdringend - etwa 5 mm tief in den Keramikkörper. 11 eingreift.

Die gekrümmte Seite jedes Plättchens liegt dabei der Gießrichtung (Pfeil 4) entgegengerichtet. Die Metallabdeckung ist in der Nähe ihrer dem Austrittsquerschnitt 9 zugewandten Stirnseite 35" mit einer Quernut 15" ausgestattet, deren Tiefe allenfalls 1 mm beträgt. Die Quernut bildet eine Art Hilfsdichtung, die durch Aufstau eines Teils des auf die Kokillenwände aufgebrachten Beschichtungsmaterials den Austritt von Stahlschmelze aus der Stranggießkokille verhindern soll. Um der Entstehung von Verwerfungen im Bereich der Metallabdeckung 15 entgegenzuwirken, kann diese allseitig mit Stege 15"' bildenden Verdickungen ausgestattet sein (Fig. 2b) .

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 (vgl. insbesondere Fig. 3b, c) ist das Mundstück 1, in Längsrichtung gesehen, aus einem längere.^ Schaft 1 " und einem sich in Gießrichtung (Pfeil 4) anschließenden, kurzgehaltenen Vorderabschnitt 1"' zusammengesetzt, die - abgesehen von dem bereits beschriebenen Keramikkörper 11 und einer sich nach außen hin anschließenden Wärmeisolierschicht 13 - eine gemeinsame Metallabdeckung 15 aufweisen. Letztere ist mittels Stiften 17 an dem Vorderabschnitt 1"' befestigt, die jeweils im Bereich der durch die Längsachse 1' verlaufenden Vertikalebene in die Breitseiten des Mundstücks 1 eingreifen.

Im Gegensatz zu den bisher beschriebenen Ausführungsformen ist der Keramikkörper des Vorderabschnitts 1' aus einem andersartigen Keramikwerkstoff, nämlich vorzugsweise Bornitrid, gefertigt als der aus Tonerde-Graphit bestehende Keramikkörper des Schaftes 1".

Ein weiterer Unterschied zu dem bisher Beschriebenen ist darin zu sehen, daß die Wölbung der Bohrungsober- und Bohrungsunterwand 7, in Gießrichtung gesehen, erst in

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einiger Entfernung hinter dem Anfangsquerschnitt 8 beginnt: Die betreffende Stelle, bis zu der die Bohrungswände parallel zur Längsachse ]' verlaufen, ist mit 8' bezeichnet.

Das zweiteilige Mundstück ist auf seiner in Gießrichtung vornliegenden Stirnseite mit einer Zentrierbohrung 18 ausgestattet, über welche es mit dem vorausgehenden, nicht dargestellten Gießdüsenabschnitt - ggf. unter Verwendung von Dichtmörtel - verbunden werden kann. Der aus dem kostspieligeren Keramikwerkstoff bestehende Vorderabschnitt 1"' sollte so kurz gehalten sein, daß sein Keramikkörper 11 einerseits eine mit der Metallabdeckung 15 fluchtende, ausreichend lange Dichtfläche bildet und andererseits die Stifte zur Befestigung insbesondere ■ der Metallabdeckung 15 aufnehmen kann.

Im Störungsfalle, der normalerweise im Bereich des Übergangs der Stahlschmelze auf die Kokillenwände, also im Bereich des Austrittsquerschnitts 9, auftritt, kann das Mundstück 1 durch Austauschen des Vorderabschnitts 1"' mit verhältnismäßig geringem Zeit- und Kostenaufwand instand gesetzt werden.

Im Gegensatz zu der bisher beschriebenen Metallabdeckung 15 kann eine solche zur Anwendung gelangen, die aus mehreren ineinandergreifenden Metallkästen 15a zusammengesetzt ist (vgl. Fig. 4). Dies hat den Vorteil, daß einerseits die Wärmeisolierung in Richtung auf die nicht dargestellten Kokillenwände verbessert und andererseits durch die Schichtbauweise Verwerfungen im Bereich der Metallabdeckung entgegengewirkt wird.

Bei der in Fig. 5a, b dargestellten Ausführungsform ist der Keramikkörper 11 an der Breitseite mit einer Ausnehmung 11' ausgestattet, in der sich ~ entgegen der Gießrichtung (Pfeil 4)-ein in der Draufsicht halbkreisförmiges Plättchen 16" über seine gekrümmte Seite abstützt und in die gleichzeitig die außenliegende Metallabdeckung 15 über einen der Längsachse 1' zugewandten Absatz 15b in der Weise eingreift, daß

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dieser sich gegen die ebene Stirnfläche 16" des Plättchens 16' anlehnt. Dieses weist einen Durchmesser von etwa 50 mm auf und 1st mit einer Stärke von 5 mm flacher als der durch die Wärmeisolierschicht 13 hindurchtretende Absatz 15b.

Das Plättchen 16' dient dazu, zwischen der Metallabdeckung 15 und dem Keramikkörper 11 eine gelenkige Verbindung herzustellen und dadurch bei der Herstellung und Anbringung der Metallabdeckung 15 auftretende Ungenauigkeiten auszugleichen.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß durch Verengung der Bohrung des Mundstücks an den Breitseiten eine auch an den Schmalseiten anliegende Strömung erzwungen und dadurch sichergestellt wird, daß die zugeführte Stahlschmelze turbulenzfrei an die in Gießrichtung mitlaufenden Kokillenwände gelangt.

Der Erfindungsgegenstand ist nicht auf das Zusammenwirken mit einer Stranggießkokille beschränkt, die aus endlosen Gießbändern und sich seitlich anschließenden endlosen gegliederten Seitendämmen besteht; er ist vielmehr für alle Anwendungsfälle besonders geeignet, in denen mit ausreichender Dichtwirkung Schmelze in den Bereich sich bewegender Kokillenwände zugeführt werden muß. Der Erfindungsgegenstand ist nicht beschränkt auf die Anwendung bei Gießdüsen-Mundstücken mit rechteckförmigen -Bohrungen; er ■ kann auch zur Anwendung kommen bei im Querschnitt rechteckähnlichen oder vierkantförmigen Bohrungen, wie sie beispielsweise bei mit Gießrädern ausgestatteten Stranggießvorrichtungen vorliegen.

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Claims

Ansprüche :

1. Gießdüsen-Mundstück für Stahlschmelze verarbeitende Stranggießkokillen mit mitlaufenden Kokillenwänden, mit einem rechteckförmigen Außenquerschnitt und einer im Querschnitt rechteckförmigen Bohrung, die sich, begrenzt durch konvex gekrümmte Wandungsteile, in Gießrichtung trichterförmig erweitert, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Schmalseiten des Mundstücks (1) liegenden, mit konstantem Krümmungsradius (R ) konvex geformten Bohrungsseitenwände (6) auch in einer Vertikalebene quer zur Längsachse (1¹) in Richtung auf diese konvex gekrümmt ausgebildet sind, wobei die letztgenannte Querkrümmung mit kleiner werdendem Rechteckförmigkeitsverhältnis Außenhöhe (H) / Außenbreite (B) abnimmt und bei Unterschreiten eines Wertes von etwa 1 : 2,5 Null beträgt; daß der gegenseitige Abstand der an den Breitseiten liegenden Bohrungsober- und Bohrungsunterwand (7) - abgesehen allenfalls vom Bereich des Anfangsquerschnitts (8, 8¹) - auf jedem Vertikalschnitt quer zur Längsachse jeweils in Richtung auf die Bohrungsseitenwände (6) mit einer stetigen Querkrümmung zunimmt, wobei die Bohrungsober- und Bohrungsunterwand (7), jeweils in einer Vertikalebene parallel zur Längsachse in Gießrichtung gesehen, einen konstanten Krümmungsradius (R₄, R ) aufweisen, der im Bereich

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der Mitte größer ist als an den Bohrungsseitenwänden und wobei die'Radienabnahme in Richtung auf die Bohrungsseitenwände um so größer ist, je kleinere Werte das Rechteckförmigkeitsverhältnis annimmt; und daß die Außenflächen (2, 3) des Mundstücks (1) jeweils nur auf einem Teil seiner Längserstreckung mit einer seinen Umfang allseitig umschließenden Wärmeisolierung (13) und einer außenliegenden, kastenförmigen Metallabdeckung (15, 15a) ausgestattet sind.

2. Gießdüsen-Mundstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungsober- und Bohrungsunterwand (7) in der Nähe der die Längsachse (I¹) einschließenden Vert£ka,lebene einen Wandabschnitt (7¹) aufweisen, der - jeweils in einer Vertikalebene guer zur Längsachse gesehen - geradlinig verläuft.

3. Gießdüsen-Mundstück nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsguerschnitt (9) des Mundstücks (1), in Gießrichtung (Pfeil 4) gesehen, um 50 bis 5 nun, vorzugsweise um 10 bis 5 mm, hinter der Metallabdeckung (15) liegt.

4. Gießdüsen-Mundstück nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß seine Breitseiten, die Schmalseiten an seinem Austrittsguerschnitt (9) in Gießrichtung (Pfeil 4) überragend, eine bogenförmige Abschlußkante mit einer konstanten Wandstärke aufweisen.

5. Gießdüsen-Mundstück nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (1) an seinem Austrittsguerschnitt (9) eine Wandstärke von 20 bis 1 mm, vorzugsweise 5 bis 3 mm, aufweist.

6. Gießdüsen-Mundstück nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallabdeckung (15) eine Stärke zwischen 2 bis 5 mm aufweist.

7. Gießdüsen-Mundstück nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Metallabdeckung (15) aus mehreren ineinandergreifenden Metallkästen (15a) zusammengesetzt ist,

8. Gießdüsen-Mundstück nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallabdeckung (15)

in der Nähe ihrer dem Austrittsquerschnitt (9) zugewandten Stirnseite (15') mit einer Quernut (15") ausgestattet ist, deren Tiefe allenfalls 1 mm beträgt.

9. Gießdüsen-Mundstück nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest auf jeder Breitseite oder Schmalseite zumindest ein Befestigungselement (16 bzw. 17) vorgesehen ist, welches, durch eine angepaßte Ausnehmung in der Metallabdeckung (15) hindurchgreifend, in dem Keramikkörper (11) des Mund-Stücks (1) abgestützt ist.

10. Gießdüsen-Mundstück nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Befestigungselement (16') ein in der Draufsicht halbkreisförmiges Plättchen mit einem Durchmesser von 10 bis 50 mm vorgesehen ist, welches sich über seine gekrümmte Seite entgegen der Gießrichtung (Pfeil 4) in einer Ausnehmung (11') des Keramikkörpers (11) abstützt und gegen dessen ebene Stirnfläche (16") sich die Metallabdeckung (15) über einen quer zur Längsachse (1¹) verlaufenden, gleichzeitig in die Ausnehmung (11') eingreifenden Absatz (15b) anlehnt.

11. Gießdüsen-Mundstück nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeisolierung (13) eine Dicke von mindestens 1 mm, vorzugsweise 5 mm, aufweist.

12. Gießdüsen-Mundstück nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Keramikkörper (11) des Mundstücks (1) fluchtend mit der Außenfläche der Metallabdeckung (15) abschließt,

13. Gießdüsen-Mundstück nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es, in Längsrichtung gesehen, aus mehreren Längsabschnitten (1", 1"¹) zusammengesetzt ist, die eine gemeinsame Metallabdeckung (15,15a)

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aufweisen.

14. GießdÜsen-Mundgtück nach Anspruch 3 3, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Schaft (1") und einem dicht mit diesem verbundenen, abtrennbaren Vorderabschnitt (I"¹) mit einer Länge von etwa 10 bis 100 mm, vorzugsweise 60 mm, besteht, der aus einem anderen Keramikwerkstoff gefertigt ist als der Schaft.

15. Gießdüsen-Mundstück nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ausschließlich seine in Gießrichtung (Pfeil 4) hinter der Metallabdeckung (15) liegende Außenfläche als mit den Kokillenwänden zusammenwirkende Dichtfläche ausgebildet ist.

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