DE3512907C2

DE3512907C2 - Ausgusshülse für einen Metalschmelze enthaltenden Behälter

Info

Publication number: DE3512907C2
Application number: DE3512907A
Authority: DE
Inventors: Rolf Zug Waltenspühl
Original assignee: Stopinc AG
Current assignee: Stopinc AG
Priority date: 1985-04-11
Filing date: 1985-04-11
Publication date: 1991-01-03
Anticipated expiration: 2005-04-12
Also published as: FR2580207B1; GB2173726A; FR2580207A1; JPS63196351U; GB2173726B; CH669750A5; JPS61238459A; IL78400A0; CN86102395A; BR8601622A; GB8608773D0; ZA862742B; IT1189993B; DE3512907A1; JPH0522369Y2; CA1283288C; US4708327A; KR860007980A; IT8619533A0; IT8619533A1

Abstract

Bei der in einen Behälter (1) und dessen Auskleidung (2) eingemörtelten Ausgußhülse (5) aus feuerfestem Material ist ein ringförmiger Einsatz (14) aus feuerfestem gasdurchlässigem Material und eine diesen Einsatz oben und unten sowie mit radialem Abstand am Umfang umschließende Metallkapsel (15) in das feuerfeste Material der Ausgußhülse (5) eingebettet. Ein Behandlungsgas, wie beispielsweise Inertgas, wird über eine in der Kapsel (15) mündende metallische Zuleitung (18) und durch den porösen gasdurchlässigen Einsatz (14) gleichmäßig verteilt in den Durchlaßkanal (12) der Ausgußhülse (5) eingetragen. Dieser Gaseintrag und die im wesentlichen zylindrische Form des Durchlaßkanals (12) verhindern über eine größere Zeitspanne das Zusetzen des Durchlaßkanals (12). Durch die Kapsel (15) und die Schweißverbindung zwischen dieser und der Zuleitung (18) für das Gas werden Leckverluste vermieden, was die Wirksamkeit des Einblasens relativ geringer Gasmengen erhöht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ausgußhülse für einen Metallschmelze enthaltenden Behälter, mit einem in der Ausgußhülse angordneten, deren Durchlaßkanal umschließenden und diesen innenseitig begrenzenden Einsatz aus feuerfestem gasdurchlässigen Material zum Zuleiten von Behandlungsgas in den Durchlaßkanal der Ausgußhülse, wobei der Einsatz umfangsseitig von einem metallischen Mantel mit mindestens einer Gaseinlaßöffnung für das Behandlungsgas umschlossen ist.
Es ist bekannt, bei einem Ausguß für Gießpfannen oder für Zwischenbehälter bei Stranggießanlagen zum Vergießen von vornehmlich aluminiumberuhigten Stahlschmelzen Behandlungsgas, wie beispielsweise Inertgas, in den Durchlaßkanal der Ausgußhülse einzubringen, um das allmähliche Zusetzen des Ausgußkanals durch beim Vergießen solcher Stahlschmelzen sich bildende Tonerde zu verhindern.
Bei einer aus der US-PS 32 53 307 bekannten Ausgußhülse der eingangs genannten Art ist der gasdurchlässige Einsatz in der Ausgußhülse so angeordnet, daß seine stirnseitigen Flächen in direktem Kontakt mit dem keramischen Material der Ausgußhülse stehen. Infolgedessen kann das Behandlungsgas auch durch die an den Einsatz angrenzenden Bereiche der Ausgußhülse hindurchströmen. Diese ist aber weit weniger porös als der Einsatz. Infolgedessen muß man den Druck des Behandlungsgases erheblich erhöhen, um den erforderlichen Gasstrom in den Durchlaßkanal der Ausgußhülse aufrechtzuerhalten.
Es ist ferner aus der US-PS 38 38 798 eine blechummantelte Ausgußhülse bekannt, deren gasdurchlässiger Einsatz vollständig im keramischen Material der Ausgußhülse eingebettet ist, so daß seine Innenfläche in einem radialen Abstand vom Durchlaßkanal der Ausgußhülse liegt. Die gesamte Gasmenge fließt somit in den Durchlaßkanal nicht direkt, sondern nur über das beschränkt gasdurchlässige Material der Ausgußhülse. Dies hat wiederum zur Folge, daß man das Behandlungsgas in den Einsatz mit einem entsprechend höheren Druck einblasen muß, wodurch Rißbildungen im Feuerfestmaterial, Undichtigkeiten in der Schraubverbindung der Gaszuführungsleitung mit der keramischen Ausgußhülse sowie auch verschleißbedingte Undichtigkeiten in der Glasur der Ausgußhülse entstehen, die zu erheblichen Leckverlusten führen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und eine Ausgußhülse der eingangs genannten Art zu schaffen, die einerseits einfach herstellbar und leicht auswechselbar ist, und andererseits die Möglichkeit bietet, die zum Verhindern des Zusetzens des Durchlaßkanals erforderliche Gasmenge bzw. den erforderlichen Gasdruck genau auf jeweils niedrige Werte einzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der metallische Mantel eine im feuerfesten Material der Ausgußhülse eingebettete und den Einsatz sowohl umfangseitig als auch stirnseitig unmittelbar umschließende Metallkapsel bildet, und daß für das Zuleiten des Behandlungsgases ein an die Metallkapsel gasdicht angeschlossenes und in deren Gaseinlaßöffnung mündendes Leitungsstück vorgesehen ist.
Auf diese Weise wird einerseits die Herstellung der Ausgußhülse erleichtert, da es sehr einfach ist, den mit der Metallkapsel versehenen Einsatz in die Ausgußhülse einzubetten. Andererseits wird damit erreicht, daß das durch das Leitungsstück einströmende Behandlungsgas in vollem Umfang durch den Einsatz ohne Leckverluste in den Durchlaßkanal der Ausgußhülse hereinfließt, weil die Metallkapsel den Einsatz außerhalb des Durchlaßkanals ganz umschließt. Dadurch ist es möglich, die Gasmenge bzw. den Gasdruck genau auf den unbedingt erforderlichen Wert einzustellen, was erhebliche wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt.
Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Ausgußhülse sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 11.
Verschiedene Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Ausgußhülse werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch den ausschnittweise im Bereich der Ausgußöffnung dargestellten Behälterboden und durch die Ausgußhülse mit einem angeschlossenen Schiebeverschluß;
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Ausgußhülse;
Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch eine dritte Ausführungsform der Ausgußhülse.
In Fig. 1 ist von dem die Metallschmelze enthaltenden Behälter ausschnittweise die Wandung 1 und die innenseitig anschließende feuerfeste Auskleidung 2 dargestellt, in welcher eine durchgehende zylindrische Ausnehmung 3 vorhanden ist, in die mittels einer relativ dicken Stampfmasse 4 die Ausgußhülse 5 eingesetzt ist, die auf einem an der Behälterwandung 1 angeschweißtem Einschweißring 6 abgestützt ist. An den Einschweißring 6 ist unten ein schematisch dargestellter und auf herkömmliche Weise arbeitender Schiebeverschluß 7 befestigt, der zwischen zwei feststehenden, feuerfesten Verschlußplatten 8 und 9 eine querbewegliche Schieberplatte 10 aufweist, mittels welcher der Schiebeverschluß 7 in die geöffnete und in die geschlossene Stellung gebracht wird, wobei in der letzteren Stellung die bewegliche Schieberplatte 10 die Durchgangsbohrungen 11 in den fest angeordneten Verschlußplatten 8 und 9 abdeckt.
Die Ausgußhülse 5 aus feuerfestem Material steht auf der fest angeordneten Verschlußplatte 8 des Schiebeverschlusses 7 auf, und der Durchlaßkanal 12, der sich durch die Ausgußhülse 5 hindurch erstreckt, fluchtet mit der Bohrung 11 in den Platten 8, 9, 10 des Schiebeverschlusses 7.
Die Ausgußhülse 5 ist von einem Blechmantel 13 umschlossen. Innerhalb der Ausgußhülse 5 und konzentrisch zu dem Durchlaßkanal 12 ist ein ringförmiger Einsatz 14 aus feuerfestem, gasdurchlässigem Material angeordnet, der oben und unten und mit radialem Abstand am Umfang von einer Metallkapsel 15 umschlossen ist. Mit der Metallkapsel wird erreicht, daß das Behandlungsgas durch den porösen Einsatz 14 fein verteilt nur in den Durchlaßkanal 12 austritt und Leckverluste durch Austritt von Gas in andere Richtungen verhindert werden. Der ringförmige Raum 16 zwischen dem Umfang des Einsatzes 14 und der Kapsel 15 dient dem Zwecke, daß das Behandlungsgas überall gleichmäßig verteilt den Einsatz durchströmt. In den ringförmigen Raum 16 mündet ein an die Metallkapsel 15angeschweißter Rohrstutzen 17, der als Leitungsstück 30 ausgebildet ist und sich durch den Blechmantel 13 hindurch erstreckt. An diesen Rohrstutzen 17 ist eine flexible Metalleitung oder ein Kupferrohr 18 angeschweißt resp. angelötet, so daß bei Verzicht auf die bei bekannten Einrichtungen an dieser Stelle vorhandene Schraubverbindung keine Leckverluste in der Zuleitung auftreten. Die Verwendung einer flexiblen Metalleitung oder eines Kupferrohrs erfolgt hier deshalb, weil die des öfteren auszuwechselnde Ausgußhülse 5 einschließlich der angeschlossenen Gaszuführungsleitung 18 von oben in die Behälterwandung 1 und die Auskleidung 2 eingesetzt werden und die biegsame Leitung 18 dabei durch eine Nut 19 in dem Einschweißring 6 und zwischen den anderen Teilen der Vorrichtung hindurchzuführen ist.
Weil die Ausgußhülse 5 eine relativ begrenzte Lebensdauer hat, ist es von Vorteil, diese aus Wirtschaftlichkeitsgründen möglichst einfach herzustellen. Zu diesem Zweck wird in einem als Form dienenden Blechmantel 13 eine Metallkapsel 15 mit dem darin angeordneten Einsatz 14 vorzugsweise durch den angeschweißten Rohrstutzen 17 fixiert, und sodann wird die Kapsel durch Umgießen mit feuerfestem Material in die Außenhülse 5 eingebettet. Anschließend wird die flexible Leitung 18 an ein aus dem Blechmantel 13 herausragenden Rohrstutzen 17 angeschweißt.
Die in Fig. 2 dargestellte Variante der Ausgußhülse ist ebenso einfach herstellbar. Der Unterschied gegenüber der in Fig. 1 dargestellten zylindrischen Ausgußhülse besteht in der vorzugsweise konischen Außenform der Ausgußhülse 5 und ferner darin, daß ein als Kupferrohr 20 ausgebildetes Leitungsstück 30 parallel zum Durchlaßkanal 12 nach unten aus der Ausgußhülse 5 heraus geführt und mit dem oberen Ende an die Kapsel 15 angelötet ist. Die oben und unten gegen den Einsatz 14 anliegenden Flächen der Kapsel 15 erstrecken sich nicht bis ganz zum Durchlaßkanal 12 der Ausgußhülse 5.
Gemäß Fig. 3 kann die den Einsatz 10 aus gasdurchlässigem Material einschließende Kapsel 21 auch von einer Ringzone des die Ausgußhülse 5 umschließenden Blechmantels 13 und von zwei in diesen Blechmantel eingeschweißten ringförmigen Zwischenböden 22 gebildet sein.
Beim Betrieb der Ausgußhülse mit dem Einsatz aus porösem gasdurchlässigem Material wird das Behandlungsgas, das vorzugsweise ein Inertgas wie beispielsweise Argon ist, von einem nicht gezeigten Gasbehälter aus in den Durchlaßkanal 12 der Ausgußhülse 5 eingeblasen, oder es wird eine dem konstanten Gasstrom überlagerte Teilmenge des Gases impulsartig eingeblasen. Das Behandlungsgas kann zweckmäßig auch erhitzt sein. Es hat sich gezeigt, daß mit dieser Betriebsweise eine beträchtliche Steigerung der Gießzeit erreicht wird, während der das Gießen ohne Probleme durch ein mögliches Zusetzen des Durchlaßkanals erfolgen kann. Da mit sehr geringen Gasmengen von 4-6 Nl/min gearbeitet wird, trägt zu diesem Erfolg auch der Umstand bei, daß eine Entstehung von Leckverlusten praktisch vollkommen ausgeschlossen ist.

Claims

1. Ausgußhülse für einen Metallschmelze enthaltenden Behälter, mit einem in der Ausgußhülse angeordneten, deren Durchlaßkanal umschließenden und diesen innenseitig begrenzenden Einsatz aus feuerfestem gasdurchlässigen Material zum Zuleiten von Behandlungsgas in den Durchlaßkanal der Ausgußhülse, wobei der Einsatz umfangsseitig von einem metallischen Mantel mit mindestens einer Gaseinlaßöffnung für das Behandlungsgas umschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Mantel eine im feuerfesten Material der Ausgußhülse (5) eingebettete und den Einsatz (14) sowohl umfangsseitig als auch stirnseitig unmittelbar umschließende Metallkapsel (15) bildet, und daß für das Zuleiten des Behandlungsgases ein an die Metallkapsel (15) gasdicht angeschlossenes und in deren Gaseinlaßöffnung mündendes Leitungsstück (30) vorgesehen ist.

2. Ausgußhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Einsatz (14) und der diesen umschließenden Metallkapsel (15) ein radialer Zwischenraum (16) vorgesehen ist.

3. Ausgußhülse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein als Rohrstutzen (17) ausgebildetes Leitungsstück (30) radial oder tangential in den radialen Zwischenraum (16) mündet.

4. Ausgußhülse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstutzen (17) am äußeren Ende an einen die Ausgußhülse (5) umgebenden Blechmantel (13) und am inneren Ende an die Kapsel (15) angeschweißt ist.

5. Ausgußhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein parallel zum Durchlaßkanal (12) nach unten aus der Ausgußhülse (5) herausgeführtes, als Rohr (20) ausgebildetes Leitungsstück (30) an die Kapsel (15) angeschweißt ist.

6. Ausgußhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine ringförmige Metallkapsel (15) konzentrisch zum Durchlaßkanal (12) angeordnet und allseits vom feuerfesten Material der Ausgußhülse (5) umschlossen ist.

7. Ausgußhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgußhülse (5) vom Blechmantel (13) umschlossen ist und daß ein Teil dieses Blechmantels sowie zwei in diesen eingeschweißte ringförmige Zwischenböden (22), die den Einsatz (14 ) umschließende Kapsel (21) bilden, welche zwischen dem oberhalb und unterhalb der Kapsel anschließenden feuerfesten Material der Ausgußhülse (5) angeordnet ist.

8. Ausgußhülse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine flexible Zuleitung (18, 20) an das Leitungsstück (30) angeschlossen ist.

9. Ausgußhülse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Zuleitung (18, 20) ein Schlauch oder ein dünnes Rohr ist, die an das Leitungsstück (30) anschweißbar sind.

10. Ausgußhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Ausgußhülse (5) und den Einsatz (14) sich hindurcherstreckende Durchlaßkanal (12) für die Metallschmelze im wesentlichen zylindrisch ist.

11. Verfahren zur Herstellung der Ausgußhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem als Form dienenden Blechmantel (13) die den Einsatz (14) umschließende Metallkapsel (15) durch das sie verbindende Leitungsstück (17) fixiert wird und die Kapsel durch Umgießen mit feuerfestem Material in dem die Ausgußhülse (5) bildenden feuerfesten Material eingebettet wird.