DE3328585C1 - Giessduese zum Zufuehren von Stahlschmelze in eine Stranggiesskokille - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gießdüse zum Zuführen von Stahlschmelze aus einem Zwischenbehälter in eine Stranggießkokille, deren bewegte Kokillenwände aus sich jeweils paarweise gegenüberliegenden endlosen Gießbändern und endlosen Seitendämmen bestehen und zwischen die die aus mehreren Längsabschnitten zusammengesetzte Gießdüse über ihr Mundstück teilweise hineinragt.

Eine Gießdüse zum Zuführen u. a. von Stahlschmelze in eine Stranggießkokille mit umlaufenden Kokillenwänden, welche die Erzielung hoher Gießgeschwindigkeiten (in der Größenordnung um 10 m/min) zuläßt, ist in der DE-OS 30 29 223 beschrieben,
Beim Vergießen von Stahl liegen insofern schwierigere Arbeitsbedingungen vor, als der Zutritt von Luftsauerstoff in die Stranggießkokille verhindert werden und die Stahlschmelze bei Temperaturen um 155O⁰C transportiert und verarbeitet werden muß. Um den Austritt von Stahlschmelze entgegen der Gießrichtung aus der Stranggießkokille zu verhindern, müssen die Gießdüse und die Kokillenwände derart ausgebildet und aufeinander abgestimmt sein, daß zwischen ihnen über einen ausreichend langen Zeitraum ein enger Dichtspalt vorhanden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gießdüse der eingangs genannten Gattung zu entwickeln, welche eine einfache, funktionssichere, den örtlichen Gegebenheiten und den Werkstoffeigenschaften Rechnung tragende Verbindung zwischen dem Mundstück und dem diesem vorausgehenden Längsabschnitt der Gießdüse ermöglicht. Insbesondere soll die Verbindung so beschaffen sein, daß auf die Verwendung von Mörtel als Verbindungsmittel verzichtet werden kann. Trotz der beengten Platzverhältnisse im Bereich der mitlaufenden Kokillenwände der Stranggießkokille soll das Mundstück auswechselbar ausgestaltet sein, so daß dieser Bereich der Gießdüse von ihrem Restbereich abgetrennt werden kann. Dabei ist zusätzlich zu berücksich-J5 tigcn, daß keine Möglichkeit besteht, das Mundstück in dem als Stützkörper ausgebildeten Keramikkörper des vorausgehenden Längsabschnitts anzuordnen und zu befestigen.

Die gestellte Aufgabe wird im wesentlichen mit den Merkmalendes Anspruchs 1 gelöst.

Der der Erfindung zugrunde liegende Lösungsgedanke besteht demnach darin, das Mundstück und den in Gießrichtung vorausgehenden Gießdüsenabschnitt, die aus unterschiedlichen Keramikwerkstoffen bestehen und über einzelne Zentrierelemente gegen Verschiebungen quer zur Gießrichtung gesichert sind, lediglich über aneinander anliegende stirnseitige und feinbearbeitete Planflächen gegeneinander abzudichten. Die die Abdichtung bewirkende Dichtkraft wird dabei vorzugsweise dadurch erzeugt, daß das Mundstück entgegen der Gießrichtung gegen die Planfläche des vorausgehenden Gießdüsenabschnitts gepreßt wird. Der Erfindungsgegenstand verzichtet somit auf die Verwendung einer besonderen Dichtung, insbesondere in Form von Dichtmörtel; er benötigt auch keine besonders gestaltete Ausnehmung, in welcher sich das Mundstück an dem vorausgehenden Gießdüsenabschniu abstützt.

Die in das Mundstück übergehenden Zugelemente, über welche dieses an dem vorausgehenden Gießdüsenabschnitt dichtend in Anlage gehalten wird, bestehen vorzugsweise aus Zugbändern und einem lösbar an diesen gehaltenen Metallmantel, der von den beiden die Dichtstellc bildenden Gießdüsenabschnitten zumindest das Mundstück auf einem Teil seiner Längserstreckung umschließt und welcher die Zugkraft auf das Mundstück überträgt (Anspruch 2).

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Erfindimgsgegenstandcs ist das Mundstück auf seiner Au-

ßenseite mit mindestens einer Ausnehmung ausgestattet, deren Länge allenfalls einen Teil der Längserstrekkung des Mundstücks ausmacht; der Metallmantel stützt sich dabei über eine in die Ausnehmung eingreifende Schulter an deren in Gießrichtung vornliegender Stirnwand ab (Anspruch 3): Zwischen den Metallbändern und dem Mundstück besteht somit eine formschlüssige Verbindung.

Die Ausnehmung ist zweckmäßig durchlaufend ausgebildet; sie erstreckt sich also quer zur Gießrichtung über den Umfang des Mundstücks. Es ist jedoch auch möglich, auf dessen Außenseite mehrere voneinander getrennte Ausnehmungen vorzusehen.

Die lösbare Verbindung zwischen den Zugbändern und dem Metallmantel ist dadurch verwirklicht, daß dieser auf seiner in Gießrichtung vorderen Seite mit abgewinkelten Haken ausgestattet ist, die in an den Zugbändern angebrachte Laschen einklinkbar sind (Anspruch 4). Bei einer besonders einfachen Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes sind die Haken unmittelbar aus einem Teil des Metallmantels hergestellt; es ist jedoch auch möglich, getrennt vom Metallmantel hergestellte Haken an diesem zu befestigen.

Entsprechend der Ausbildung der Haken sind die mit diesen zusammenwirkenden Zugbänder vorzugsweise so an der die Dichtkraft erzeugenden Spanneinrichtung befestigt, daß sie bezüglich der Längsachse der Gießdüse schräggestellt verlaufen.

Um die Dichtkraft zwischen den beiden Planflächen des Mundstücks bzw. des vorausgehenden Gießdüsenabschnitts verändern zu können, weisen die Zugbänder auf der vom Metallmantel abgewandten Seite Halteplatten auf, die über eine Keilbefestigung gegen die Anschlagflächen eines dem Mundstück vorausgehenden Gießdüsenabschnitts anpreßbar sind (Anspruch 5).

Bei einer Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, die eine besonders feinfühlige Einstellung der Dichtkraft gestattet, sind die Zugbänder jeweils an einem schwenkbar gelagerten Spannhebel befestigt, dessen die Zugkraft erzeugende Spannstellung mittels einer ihn abstützenden Stellschraube veränderbar ist (Anspruch 6). In Abhängigkeit von der Drehrichtung der Stellschraube wird der Spannhebel mit dem zugehörigen Zugband entweder vom Mundstück weggeschwenkt, wodurch sich die auf das Mundstück wirkende Zugkraft erhöht, oder auf dieses zubewegt.

Der Metallmantel und die Zugbänder bestehen vorzugsweise aus einer Sonderlegierung, die bei 900° C noch eine Zugfestigkeit von lOkp/mm² und etwa folgende Zusammensetzung aufweist: 19% Cr; 5% Fe; 1% SiO₂ und 75% Ni.

Der Keramikkörper des Mundstücks besteht — im Gegensatz zu demjenigen des zumindest einen vorausgehenden Gießdüsenabschnitts — aus einem besonders schlecht netzenden Keramikwerkstoff.

Der Zutritt von Luftsauerstoff in die Stranggießkokille kann in an sich bekannter Weise dadurch ausgeschlossen werden, daß in den Dichtspalt zwischen dem Mundstück und den umlaufenden Kokillenwänden mit geringem Überdruck inertgas zugeführt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen vertikalen Halbschnitt durch den vorderen Bereich einer Gießdüse mit einer Spanneinrichtung in Form eines schwenkbar gelagerten Spannhebels,

F i g. 2 als Schemabild eine Stirnansicht mit Blickrichtung entgegen der Gießrichtung auf die Befestigungselemente für das in F i g. 1 dargestellte Mundstück und F i g. 3 einen vertikalen Halbschnitt durch den vorderen Bereich einer Gießdüse mit einer Spanneinrichtung in Form eines mit einem Spannkeil zusammenwirkenden Bolzens.

Die einen rechteckigen Außenquerschnitt und eine rechteckige Gießöffnung 2 aufweisende erfindungsgemäße Gießdüse I weist — in Gießrichtung(Pfeil3) gesehen — einen vorderen Gießdüsenabschnitt 4, einen mittleren Gießdüsenabschnit 5 und ein Mundstück 6 auf.

ίο Die mitlaufenden Kokillenwände der im übrigen nicht dargestellten Stranggießkokille bestehen aus sich jeweils paarweise gegenüberliegenden endlosen Gießbändern 7 und (nicht dargestellten) endlosen gegliederten Seitendämmen, welche mit dem Mundstück 6 einen Dichtspalt 8 bilden und miteinander einen rechteckförmigen Gießhohlraum 10 begrenzen. Die Bewegungsrichtung des dargestellten unteren Gießbandes 7 ist durch einen Pfeil 9 verdeutlicht; die beiden nicht dargestellten gegliederten Seitendämme bewegen sich im Bereich des Mundstücks 6 und des Gießhohlraums 10 gleichsinnig mit den endlosen Gießbändern 7.

Der mittlere Gießdüsenabschnit 5 ist über eine Schicht 11 aus Dichtmörtel an einem Zentrierabsatz 4' des vorderen Gießdüsenabschnitts 4 befestigt. Im Gegensatz dazu stützt sich das Mundstück 6 — abgesehen von den erforderlichen Zentrierelementen in Form von Zentrierbolzen 12 — lediglich über eine stirnseitige, feinbearbeitete Planfläche 6" an der ebenfalls feinbearbeiteten Planfläche 5' des vorausgehenden Gießdüsen-

abschnitts 5 ab. Im Übergangsbereich zwischen den Teilen 5 und 6 wird also die Dichtung lediglich über die aneinander anliegenden Planflächen 5' und 6" bewirkt.

Die Gießdüsenabschnitte 4 und 5 bestehen aus einem feuerfesten Keramikkörper 13 bzw. 14. Der Einlauf bereich des vorderen Gießdüsenabschnitts 4 ist vor seiner Verjüngung in Richtung auf den mittleren Gießdüsenabschnitt 5 mit einer Wärmeisolierschicht 15 ausgestattet, die von einem als Tragelement dienenden Stahlmantel mit den Bestandteilen 16 und 17 (vgl. F i g. 2) umschlossen ist.

in dem Keramikkörper 18 des Mundstücks 6 ist auf einem Teil seiner Längserstreckung, nämlich vor dem Bereich des Dichtspalts 8, eine Ausnehmung 19 angeordnet. In diese greift eine an der vornliegenden Stirnwand 19' anliegende Schulter 20' eines Metallmantels 20 ein, welcher den vorausgehenden Teil des Mundstücks 6 und den mittleren Gießdüsenabschnitt 5 umschließt.

In der Nähe des Zentrierabsatzes 4' weist der Metallmantel 20 einen (nicht dargestellten) oberen und einen

so unteren Haken 21 auf. Dieser greift jeweils in die Lasche 22' eines Zugbandes 22 ein, welches über eine Spanneinrichtung 23 — entgegen der Gießrichtung nach außen gespreizt — an dem Stahlmantel des Gießdüsenabschnitts 4, d. h. an dem Bestandteil 16 bzw. 17, befestigt ist.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 und 2 besteht die Spanneinrichtung 23 aus einem Spannhebel 24, der an einer bezüglich der Spanneinrichtung ortsfesten Achse 25 schwenkbar gelagert ist. Der der Längsachse 1' der Gießdüse 1 zugewandte Endabschnitt des Spannhebels 24 steht über eine Klemmfläche 26 mit zwei Klemmschrauben 26' (vgl. Fig.2) mit dem von der Lasche 22' abgewandten Endabschnitt des zugehörigen Zugbandes 22 in Verbindung. Der nach außen (d. h. von der Längsachse Γ weg) gerichtete Endabschnitt des Spannhebels 24 ist über eine Stellschraube 27 an der Stirnseite des Bestandteils 16 bzw. 17 des Stahlmantels gehalten.

Die schwenkbare Lagerung der Achse 25 besteht aus zwei an den Stahlmantel 16 bzw. 17 befestigten Augenschrauben 28 (vgl. dazu F i g. 1).

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Spanneinrichtung 23 arbeitet wie folgt:

Nach Einklinken der Haken 21 in die Laschen 22' der Zugbänder 22 kann die Spannstellung der Spannhebel 24 durch Drehen der Stellschrauben 27 feinfühlig in der Weise verändert werden, daß deren innenliegende Endabschnitte jeweils eine vom Mundstück 6 weg gerichtete Schwenkbewegung ausführen. Diese hat zur Folge, daß das Mundstück 6 über die Schultern 20' des Metallmantels 20 mit seiner feinbearbeiten Planfläche 6" gegen die entsprechend bearbeitete Planfläche 5' des mittleren Gießdüsenabschnitts 5 gepreßt wird und mit die- r> ser eine Dichtstelle bildet, welche den Austritt von Stahlschmelze verhindert.

Zum Auswechseln des Mundstücks 6 wird die Spannstellung der Spannhebel 24 durch Drehen der Stellschrauben 27 in entgegengesetzter Richtung so weit verändert, daß die Haken 21 aus den Laschen 22' ausgeklinkt und das Mundstück mit dem Metallmantel 21 von dem mittleren Gießdüsenabschnitt 5 abgezogen werden kann.

Der Metallmantel 20, die Haken 21 und die Zugbänder 22 sind aus einem Werkstoff gefertigt, der bei den während des Gießvorgangs auftretenden hohen Temperaturen noch eine ausreichende Zugfestigkeit aufweist. Während die Keramikkörper 13 und 14 der Gießdüsenabschnitte 4 bzw. 5 aus Tonerdegraphit bestehen, ist der Keramikkörper 18 des Mundstücks 6 aus besonders schlecht netzendem Werkstoff, insbesondere Bornitrid, gefertigt.

Der Vorteil der beschriebenen Ausführungsform besteht darin, daß sich ohne besondere Hilfsmittel trotz der im Bereich der Kokillenwände vorliegenden beengten Platzverhältnisse eine funktionssichere Verbindung zwischen den beiden Keramikkörpern 14 und 18 herstellen läßt, die ohne besonderen Aufwand den Ausbau und das Auswechseln des Mundstücks 6 gestattet.

Die Ausführungsform gemäß Fig.3 unterscheidet sich dadurch von derjenigen der F i g. 1 und 2, daß jedes Zugband 22 auf der vom Metallmantel 20 abgewandten Seite in eine Halteplatte 29 übergeht, die mittels einer Keilbefestigung gegen eine nachgiebige Zwischenschicht 30 entgegen der Gießrichtung (Pfeil 3) gegen den Stahlmantel des vorderen Gießdüsenabschnitts 4 (d.h. in Fig.3 gegen den Bestandteil 16 des Stahlmantels) anpreßbar ist. In dem Stahlmantel ist dabei ein die Teile 29 und 30 durchdringender Bolzen 31 mit einem in v) diesem gehaltenen Spannkeil 32 befestigt, der sich gleichzeitig an der zugehörigen Halteplatte 29 abstützt. Durch Verschieben des Spannkeils 32 (der aus Gründen der Übersichtlichkeit um 90° gedreht dargestellt ist) in den Bolzen 31 hinein wird die Halteplatte 29 entgegen der Gießrichtung nach links verschoben, wodurch sich die über das Zugband 22 und den Metallmantel 20 auf das Mundstück 6 übertragene Zugkraft erhöht, welche über die aneinander anliegenden Planflächen 5' und 6" die Abdichtung zwischen den Teilen 5 und 6 bewirkt.

Der vordere Gießdüsenabschnitt 4 mit dem zugehörigen Keramikkörper 13 und der Wärmeisolierschichl 15 ist im Bereich der lösbar aneinander befestigten Bestandteile 16 und 17 des Stahlmantels rohrförmig ausgebildet (vgl. Fig. 2). ·

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Gießdüse zum Zuführen von Stahlschmelze aus einem Zwischenbehälter in eine Stranggießkokille, deren bewegte Kokillenwände aus zwei sich jeweils paarweise gegenüberliegenden endlosen Gießbändern und endlosen Seitendämmen bestehen und zwischen die die aus mehreren Längsabschnitten zusammengesetzte Gießdüse über ihr Mundstück teilweise hineinragt, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (6) und der in Gießrichtung (Pfeil 3) vorausgehende Gießdüsenabschniu (5), die aus unterschiedlichen Keramikwerkstoffen bestehen und über einzelne Zentrierelemente (12) gegen Verschiebungen quer zur Gießrichtung gesichert sind, lediglich über aneinander anliegende stirnseitige feinbearbeitete Planflächen (6", 5') miteinander eine Dichtstelle bilden, wobei die die Abdichtung bewirkende Dichtkraft über in das Mundstück übergehende Zugelemente (20, 21, 22) erzeugt wird, die sich entgegen der Gießrichtung über das Mundstück hinaus erstrecken und deren Zugkraft über eine Spanneinrichtung (23) einstellbar ist.

2. Gießdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugelemente aus Zugbändern (22) und einem lösbar an diesen gehaltenen Metallmantel (20) bestehen, der von den beiden die Dichtstelle bildenden Gießdüsenabschnitten (5 bzw. 6) zumindest das Mundstück (6) auf einem Teil seiner Längserstreckung umschließt und welcher die Zugkraft auf das Mundstück überträgt.

3. Gießdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (6) auf seiner Außenseite mit mindestens einer Ausnehmung (59) ausgestattet ist, deren Länge ebenfalls einen Teil der Längserstreckung des Mundstücks ausmacht, und daß der Metallmantel (20) sich über eine in die Ausnehmung eingreifende Schulter (20') an deren in Gießrichtung (Pfeil 3) vornliegender Stirnwand (19') abstützt.

4. Gießdüse nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallmantel (20) auf seiner in Gießrichtung (Pfeil 3) vorderen Seite mit abgewinkelten Haken (21) ausgestattet ist, die in an den Zugbändern (22) angebrachte Laschen (22') einklinkbar sind.

5. Gießdüse nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugbänder (22) auf der vom Metallmantel (20) abgewandten Seite Halteplatten (29) aufweisen, die über eine Keilbefestigung gegen die Anschlagflächen eines dem Mundstück (6) vorausgehenden Gießdüsenabschnitts (4) anpreßbar sind.

6. Gießdüse nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugbänder (22) jeweils an einem schwenkbar gelagerten Spannhebel (24) befestigt sind, dessen die Zugkraft erzeugende Spannstellung mittels einer ihn abstützenden Stellschraube (27) veränderbar ist.