DE3622866A1 - Duese fuer gasblasformen - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Verbesserung eingetauchter Düsen
und Abdeckdüsen (shroud nozzles) für Gießausrüstungen mit
einer Gasblasanordnung.
In den letzten Jahren wurden eingetauchte und abgedeckte
Düsen häufig in dem Bereich kontinuierlicher Formung von
geschmolzenen Metallen verwendet, wobei ein inertes
Gas in ein geschmolzenes Metall eingeblasen wird, um die
Qualität des gegossenen Produktes, wie beispielsweise von
Stählen, zu verbessern oder um zu vermeiden, daß die Düsen
von anhängendem Material verstopft werden.
Ein Beispiel einer eingetauchten Düse ist in der japanischen
Patentanmeldung unter der Offenlegungsnummer 5 61 02 357 beschrieben.
Diese Düse weist eine hohle Gasblaskammer mit
einem ringförmigen Abschnitt in Axialrichtung des Düsenkörpers
auf. Ein Gas wird aus der hohlen Kammer in das geschmolzene
Metall geblasen, welches in die Gießöffnung der eingetauchten
Düse fließt.
Die hohle Gasblaskammer ist mit einer Brücke mit einem geringen
Durchmesser in dem inneren Teil versehen, wodurch
das Zusammenbrechen der hohlen Kammer infolge des Druckes
des geschmolzenen Metalles verhindert werden kann.
Diese hohle Kammer ist leer und weist deshalb die Funktion
eines Wärmeisolators zwischen dem axialen Teil und dem
peripheren Wandteil auf und bewirkt eine bemerkenswerte
Temperaturdifferenz zwischen dem inneren Teil aus feuerfestem
Material und dem äußeren Teil aus feuerfestem Material
der hohlen Kammer durch den Isolierungseffekt, was im Auftreten
einer thermischen Beanspruchung dazwischen resultiert.
Damit ist das feuerfeste Teil in der Außenwand der hohlen
Kammer in Gefahr zusammenzubrechen trotz der Anordnung der
verstärkenden Brücken darin.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Temperaturdifferenz zwischen
dem inneren Teil und dem äußeren Teil der hohlen Kammer
in der Düse für Gasblasguß zu verringern, um damit
ein Zusammenbrechen oder einen Ausfall des Düsenkörpers infolge
der thermischen Beanspruchung, die durch die Temperatur
verursacht wird, zu verhindern.
Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung eine neue
Düse für Gasblasguß, die zusammengesetzt ist aus einer
zylindrischen hohlen Gasblaskammer mit einem zyklischen Abschnitt
oder kreisförmigen Querschnitt, welche in Axialrichtung des Düsenkörpers vorgesehen
ist, mit einem gasdurchlässigen Teil, welches zwischen
der hohlen Kammer und dem Gießloch des Düsenkörpers
angeordnet ist, und mit einer Anzahl von Verbindungsteilen
zum integralen Verbinden der Innenwand und der Außenwand
der hohlen Kammer, welche teilweise in Radialrichtung der
zylindrischen hohlen Kammer vorgesehen sind, und die
dadurch gekennzeichnet ist, daß die Gesamtheit der vertikalen Quer-
oder Abschnittsfläche der Verbindungsteile etwa 30 bis
70% der Abwicklungsfläche der hohlen Kammer beträgt.
Gemäß der vorliegenden Düse für Gasblasguß ist die
hohle Gasblaskammer welche eine Funktion als wärmeisolierende
Schicht aufweist, so ausgebildet, daß die
innere Wand und die äußere Wand der hohlen Kammer teilweise
verbunden sind mit Verbindungsteilen, um eine Funktion als
Wärmeübertragungsschicht zu bilden, wodurch die Temperaturdifferenz
in Radialrichtung des Düsenkörpers verringert
und das Auftreten von thermischer Beanspruchung
in der Form- oder Gießdüse verhindert werden kann.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand
der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine eingetauchte Düse gemäß
der Erfindung,
Fig. 2 eine Ansicht auf die Abwicklung einer hohlen Kammer,
in welcher die Gesamtfläche der Verbindungsteile
5% beträgt,
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Abwicklung einer hohlen
Kammer, in welcher die Gesamtfläche der Verbindungsteile
50% beträgt,
Fig. 4 ein Diagramm, aus welchem der Gasdruckverlust, wie
er aus der Wärmetransfercharakteristik berechnet wird,
und die theoretische Berechnung auf Basis der experimentellen
Daten, wie sie durch Anordnen von Verbindungsteilen
in der hohlen Kammer erhalten werden,
ersichtlich sind,
Fig. 5 einen Querschnitt eines Düsenaufbaus, wie der bei der
experimentalen Messung nach Fig. 4 verwendet wurde,
Fig. 6 ein Diagramm, aus welchem die Beziehung zwischen der
Wärmeübergangsfläche der Verbindungsteile, der Länge
der Gasstromlinie und dem Druckverlust des Gasstromes
ersichtlich sind, und
Fig. 7 eine erklärende Darstellung, um den Gasstrom in Teilen
nahe der Verbindungen zu zeigen.
In den Zeichnungen ist mit dem Bezugszeichen 1 eine eingetauchte
Düse, mit dem Bezugszeichen 6 eine Verbindung,
mit dem Bezugszeichen 2 ein Düsenkörper, mit dem Bezugszeichen
7 ein äußeres Wandteil, mit dem Bezugszeichen 3
eine Schutzummantelung für eine Schlackenlinie, mit dem Bezugszeichen
8 ein inneres Wandteil und mit dem Bezugszeichen
4 eine hohle Kammer bezeichnet.
Der Aufbau und die Wirkung der vorliegenden Erfindung wird
nachstehend unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen
näher erläutert.
Eine eingetauchte Düse 1, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist,
weist einen Aufbau auf, um ein Gießloch 10 in Axialrichtung
zu bilden. Mit dem Bezugszeichen 2 ist ein zylindrischer
Düsenkörper aus einem feuerfesten Material bezeichnet,
der mit einer Schutzummantelung 3 für eine Schlackenzeile
im mittleren Teil und mit einem gasdurchlässigen Teil 11
versehen ist, welches zu dem Gießloch 10 gerichtet ist.
Mit dem Bezugszeichen 4 ist eine hohle Kammer bezeichnet,
die einen zylindrischen Abschnitt aufweist, der um die Umfangswand
des gasdurchlässigen Körpers 11 im inneren Teil
des Düsenkörpers 2 angeordnet ist, und die Kammer weist
eine Buchse 5 auf, welche mit einer Zuführungsleitung für
Gas (nicht gezeigt) im oberen Abschnitt verbunden ist.
Mit dem Bezugszeichen 6 ist ein Verbindungsteil zum integralen
Verbinden des Außenwandteils 7 auf Seiten des
Düsenkörpers 2 mit dem Innenwandteil 8 auf Seiten
des gasdurchlässigen Teils 11 bezeichnet, und er ist angeordnet,
um den hohlen Raum der Kammer 4 in Radialrichtung
zu queren. Dieses Verbindungsteil 6 hat eine Funktion
als Wärmeübertragungszone, um die Wärme von dem gasdurchlässigen
Teil 11 in Richtung des äußeren Düsenkörpers 2
zu übertragen und dieses Teil 6 besteht vorzugsweise aus
feuerfestem Material wie der Düsenkörper 2.
In einem solchen Aufbau wird die Hitze, die im inneren Wandteil
8 gehalten wird, zu dem äußeren Wandteil 7 durch
Wärmeübertragung des Verbindungsteils 8 übertragen, wenn
ein geschmolzenes Metall durch das Gießloch 10 fließt.
Damit ist ein Teil der hohlen Kammer 4, die eine Funktion
als wärmeisolierende Schicht aufweist, mit den Verbindungsteilen
6 aus feuerfestem Material gefüllt, wogegen die
Teile 6 den Weg des Gasstromes nicht beeinträchtigen, so
daß die Wärme in der Kammer 4 gut durch die Teile 6 übertragen
werden kann und thermische Beanspruchungen des Düsenkörpers
verringert werden.
Was die Anordnung der Verbindungsteile 6 betrifft, so sind
diese vorzugsweise gleichmäßig in Vertikalrichtung und in
Horizontalrichtung verteilt, um die Gleichförmigkeit des
Gases, das durch das Gießloch 10 strömt, und die Gleichförmigkeit
der thermischen Beanspruchungsverteilung, die
in dem Düsenkörper 2 auftritt, zu erhalten.
Fig. 2 und 3 sind teilweise Ansichten von Abwicklungen, welche
die Anordnung und die Verteilung der hohlen Kammer 4
und der Verbindungsteile 6, die eine Funktion als Wärmeübertragungsteil
aus einem feuerfesten Material aufweisen, zeigen,
wobei die Gesamtfläche der Verbindungsteile 6 5% (Fig. 2),
20% (nicht gezeigt) und 50% (Fig. 3) der Abwicklungsfläche
der hohlen Kammer 4 aufweist.
Der Aufbau, der dieses Flächenverhältnis aufweist, wurde bei
dem Düsenkörper 2 angewendet, und eine Flamme aus Sauerstoff
oder einem LPG Brenner wurde in das Gießloch 10 geleitet,
um das Loch 10 der eingetauchten Düse 1 aufzuheizen, und
der Grad der Ausfallbeschädigung der Düse wurde mit dem jeweils
anderen verglichen.
Es ergab sich, daß der Grad der Ausfall- oder der Bruchbeschädigung
des Düsenkörpers 2 im Fall der Ausführungsform
nach Fig. 2, in welcher die Gesamtfläche der Verbindungsteile
6 5% betrugt, 100% war, während er im Fall von Fig. 3,
bei welcher die Gesamtfläche der Verbindungsteile 6 50%
betrug, gleich Null war.
Dieses Ergebnis beweist, daß die Sicherheit gegen ein Zusammenbrechen
oder einen Ausfall extrem hoch in dem Düsenkörper 2
ist, der einen derartigen Aufbau aufweist, bei welchem die
Fläche der Verbindungsteile 6 50% beträgt.
Fig. 4 ist ein Diagramm, um die charakteristische Kurve zwischen
dem Wärmeübertragungseffekt und dem Druckverlust zu
zeigen. Die voll ausgezogene Linie zeigt das Ergebnis, wie
es aus einem Experiment erhalten wurde, bei welchem der Abschnittsaufbau
des Düsenkörpers 2 zusammengesetzt ist aus
dem vorgeformten gasdurchlässigen Teil 11, der hohlen Kammer
4 und dem Düsenkörper 2, die jeweils eine Stärke von
10 mm, 1 mm bzw. 25 mm aufweisen, wie es in Fig. 5 gezeigt
ist, und die physikalischen Merkmale des gasdurchlässigen
Teils 11 und des Düsenkörpers 2 sind folgende:
In der Darstellung ist die Wärmeübertragungscharakteristik,
die mit ausgezogener Linie dargestellt ist, repräsentiert
durch die Längsachse, um die Temperaturdifferenz zwischen
der Temperatur des inneren Wandteils 8 und der des äußeren
Wandteils 7 der hohlen Kammer 4 zu zeigen, und durch die Horizontalachse,
um das Verhältnis der Gesamtfläche der feuerfesten
Verbindungsteile 6 zu der Fläche der gesamten Wand
des hohlen Körpers 4 in der Abwicklungsebene der hohlen
Kammer 4 zu zeigen. In Übereinstimmung mit dieser charakteristischen
Kurve wurde bestätigt, daß die Temperaturdifferenz
extrem hoch wird, wenn die Wärmeübertragungsfläche der
Verbindungsteile 6 geringer ist als 30% der gesamten
Abwicklungsfläche der hohlen Kammer 4.
Ferner ist zu bemerken, daß die Temperaturdifferenz etwa 50°C
oder geringer ist, wenn die Wärmeübertragungsfläche der Verbindungsteile
6 30% oder mehr der Fläche der hohlen Kammer
4 beträgt, und daß der Temperaturgradient weit geringer
wird im Bereich von 40% und daß die Temperaturdifferenz
nahezu Null wird im Fall von 100%. Dementsprechend wurde
bestätigt, daß der Bereich von 30 bis 40% dem kritischen
Punkt der Wärmeübertragungswirkung entspricht.
Die unterbrochene Linie in Fig. 4 zeigt die Beziehung zwischen
dem Verhältnis der Wärmeübertragungsfläche und dem Verhältnis
des Druckverlustes in dem Gasdruck bei der tatsächlichen Verwendung
(im Fall von 5Nl/min), wie er mit der nachfolgenden
Formel berechnet wird für eine typische eingetauchte Düse
mit einer hohlen Kammer, wobei der Innendurchmesser der
hohlen Kammer 4 90 mm, die Länge 415 mm und die Stärke
des gasdurchlässigen Teils 11 10 mm ist, und das feuerfeste
Loch, das einen Weg für den Gasstrom bildet, als vertikale
Zylinder anzusehen ist.
wobei:
Δ P = Druckverlust
µ = Koeffizient der Gasviskosität
V = Gasstromgeschwindigkeit
d = Durchmesser des Loches für den Gasstrom
ℓ = Länge des Loches für den Gasstrom
Q = Gesamtmenge des zu blasenden Gasstroms
K = (1-Verhältnis der Wärmeübertragungsfläche)
S = Innere Wandfläche der hohlen Kammer
n = Anzahl der Gasstromlöcher pro Flächeneinheit
A = Querschnittsfläche eines Gasstromloches
Δ P = Druckverlust
µ = Koeffizient der Gasviskosität
V = Gasstromgeschwindigkeit
d = Durchmesser des Loches für den Gasstrom
ℓ = Länge des Loches für den Gasstrom
Q = Gesamtmenge des zu blasenden Gasstroms
K = (1-Verhältnis der Wärmeübertragungsfläche)
S = Innere Wandfläche der hohlen Kammer
n = Anzahl der Gasstromlöcher pro Flächeneinheit
A = Querschnittsfläche eines Gasstromloches
Aus den vorstehenden Gleichungen (1) und (2) werden durch
Berechnung im Falle von ℓ = 10 mm die folgenden Daten erhalten:
Diese numerischen Daten wurden gezeichnet, um die unterbrochene
Linie in Fig. 4 zu liefern, welche die theoretische
charakteristische Kurve für die Beziehung zwischen dem Verhältnis
der Wärmeübertragungsfläche und dem Druckverlust
zeigt.
Diese charakteristische Kurve zeigt, daß, wenn das Wärmeübertragungsflächenverhältnis
in den Verbindungsteilen 6
70% übersteigt, der Druckverlust des Gasstromes in dem
gasdurchlässigen Teil 11 schnell ansteigt. Dieses Ansteigen
des Gasdruckverlustes bewirkt das Erfordernis der
Erhöhung des Druckes des Blasgases, welches jedoch in einer
Gefahr der Gasleckage aus den Verbindungsteilen in der Gasstromleitung
resultiert, oder, was der Fall sein kann, in
einer Gefahr der Ungleichmäßigkeit des Gasblasens von der
gesamten Innenflächen des gasdurchlässigen Teil 11 infolge
einer gewissen Form der Verbindungsteile 6.
In Anbetracht der Ergebnisse des vorstehend geschriebenen
Experiments und der Berechnung ist die obere Grenze des
Wärmeübertragungsflächenverhältnisses oder des Verhältnisses
der in Längsrichtung sich erstreckenden Querschnittsfläche
der Verbindungsteile 6 zu der gesamten Abwicklungsfläche
der hohlen Kammer 4 bestimmt mit 70% in der vorliegenden
Erfindung, um das Problem des Druckverlustes gegenüber herkömmlichem
Aufbau des Standes der Technik auszuschalten.
Ferner kann die charakteristische Kurve des Druckverlustes
weiter repräsentiert werden durch das Verhältnis auf Basis
des minimalen Wertes des Gasblasdruckes bei der tatsächlichen
Verwendung der Düse, welches in derselben Fig. 4 gezeigt ist.
Dafür ist das Verhältnis des Druckverlustes (Einheit : %)
zu dem minimalen Gasdruckwert in dem tatsächlichen Betrieb
an der Längsachse der Darstellung gegeben. Es ist ersichtlich,
daß die charakteristische Kurve auf andere Fälle angewendet
werden kann, bei welchen Düsen anderer Form,
anderem Material oder mit anderen Gasblasbedingungen
verwendet werden als bei der Düse, die in
der vorstehend angeführten Berechnung verwendet wurde,
durch Verwendung des Verhältnisses zu dem Minimumwert des
Gasblasdruckes in der charakteristischen Kurve.
Fig. 6 zeigt die Begrenzung hinsichtlich der Form der Verbindungsteile
6 zum Zwecke des Erreichens eines gleichförmigen
Gasblasens aus der gesamten Innenfläche des Gasdurchlässigen
Teils 11; ferner ist die Beziehung zwischen
dem Druckverlust des Gasstromes, welcher durch den gasdurchlässigen
Teil 11 gelangt, und der Länge des Gasstromweges
mit der Veränderung des Wärmeübertragungsflächenverhältnisses
der Verbindungsteile 6 als auch die Beziehung zwischen dem
Wärmeübertragungsflächenverhältnis und dem Druckverlust gezeigt.
Genauer gesagt, zeigt die Darstellung in Fig. 6 die Beziehung
zwischen der Wärmeübertragungsfläche der Verbindungsteile
6 und dem Gasdruckverlust des Gasstromes, und die
geraden Linien zeigen die Beziehung zwischen dem Abstand des
Gasstromweges und dem Gasdruckverlust mit der Veränderung der
Wärmeübertragungsfläche innerhalb des Bereichs von 0 bis 90%;
ferner zeigt die unterbrochene Linie den kritischen obersten
Wert von 70% der Wärmeübertragungsfläche, wie er aus den
vorstehend erwähnten Ergebnissen erhalten wird.
Ferner kann in der Darstellung nach Fig. 6 die charakteristische
Kurve des Druckverlustes dargestellt werden durch das
Verhältnis auf Basis des minimalen Wertes des Gasblasdruckes
bei der tatsächlichen Verwendung der Düse analog zu der Darstellung
nach Fig. 4. Dafür ist das Verhältnis des Druckverlustes
(Einheit : %) zu dem minimalen Gasdruckwert
in dem tatsächlichen Betrieb auf der Horizontalachse der
Darstellung gegeben.
Der Gasstrom in Nähe der Verbindungsteile 6 wird angenommen
wie in Fig. 7 gezeigt, und der Gasstromweg B in dem
mittleren Bereich des Verbindungsteils 6 (zwischen den abgetrennten
hohlen Kammern) ist länger als der Gasstromweg
A in dem Bereich ohne das Verbindungsteil 6, und deshalb
ist der Gasdruckverlust in ersterem größer als in letzterem.
Um ein gleichmäßiges Gasblasen von der gesamten Innenwand
des gasdurchlässigen Teils 11 zu erreichen,
sind die Erhöhung des Wärmeübertragungsflächenverhältnisses
durch die Anordnung von Verbindungsteilen 6
und die Reduzierung der Differenz zwischen der Länge des
Gasstromweges A und der des Gasstromweges B erforderlich,
wodurch die Differenz der Gasströme zwischen den
Wegen A und B geringer gemacht werden kann, und damit
kann das gleichförmige Gasblasen von der gesamten Innenwand
des gasdurchlässigen Teils 11 möglich werden.
In dem Fall, in welchem die Wärmeübertragungsfläche der Verbindungsteile
6 30% ist, wird die Differenz der Gasdruckverluste
in den Wegen A und B größer, wenn das Verhältnis
der Länge dieser Wege 2,5 oder mehr wird, und damit wird es
erforderlich, den minimalen Gasdruck bei der tatsächlichen
Verwendung um mehr als das 1,1-fache größer als den herkömmlichen
Gasdruck zu machen, um das gleichförmige Glasblasen von der
Wand des gasdurchlässigen Teils 11 zu erreichen, woraus sich
die Forderung ergibt, die Menge des Gasstromes, der eingeblasen
wird, zu erhöhen.
Eine Erhöhung des Gasstromes bewirkt jedoch ein Ablösen der
Ablagerungen in einer Blockform, die in der Innenwand des Gießloches
10 des Düsenkörpers 2 ausgebildet werden, was zu
einer Verschlechterung der Qualität des Stahls durch Vermischen
der Oberfläche des geschmolzenen Metalls mit Einschlußpulver in
der Form mit geschmolzenem Metall führt.
Aus diesen Gründen bewirkt die Erhöhung der Menge des Gasstromes
das Problem von Störungen im tatsächlichen Betrieb,
und es ist erwünscht, die Menge des Gasstromes auf das mögliche
Minimum bei der allgemeinen Praxis zu reduzieren.
Deshalb ist eine bevorzugte Begrenzung bezüglich der Form
der Verbindungsteile 6 zum Zwecke des Erhalts eines gleichförmigen
Gasblasens von der ganzen Innenwand des gasdurchlässigen
Teils 11 darin zu sehen, daß der kürzeste Abstand von
irgendeinem Punkt in dem Verbindungsteil 6 zu dem Umfang
des Teils 6 2,1 mal oder weniger der Stärke des gasförmigen
Teils 11 beträgt.
Das Verhältnis zwischen dem Gasdruckverlust des Gasstromes,
wenn er durch das gasdurchlässige Teil 11 strömt, und der
Länge des Gasstromweges mit der Variierung des Wärmeübertragungsflächenverhältnisses
der Verbindungsteile 6 in Fig. 6
wurde aus der Beziehung von ℓ und Δ P in den vorstehenden Gleichungen
(1) und (2) erreicht mit der Variierung von K, und
diese Gleichungen wurden verwendet zur Berechnung des Wärmeübertragungsflächenverhältnisses
und des Gasdruckverlustes.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend im einzelnen unter
Bezugnahme auf die Beispiele erläutert, welche jedoch nicht
als den Erfindungsbereich begrenzend anzusehen sind.
Zur Herstellung von Aluminiumoxid/Graphit-Tauchdüsen für
einen kontinuierlichen Guß, bei welcher die innere Wandfläche
der hohlen Kammer 1100 cm2, die Dicke des gasdurchlässigen
Teils 11 10 mm und die Wärmeübertragungsfläche
der Verbindungsteile 6 70% der gesamten Wandfläche der
hohlen Kammer 4 beträgt, wurde eine Wachsschicht
in einer bestimmten Dicke, die ausreicht, um die hohle Kammer
4 zu bilden, auf der Umfangsfläche eines vorgeformten
gasdurchlässigen Teils 11 angeordnet wurde, und dann wurden
rechteckige Löcher jeweils mit einer Länge von 55 mm
in Vertikalrichtung der Düsenachse und einer Länge von 3 mm
in Querrichtung in der Wachsschicht in einer Anzahl von 78
Löchern gleichmäßig in Umfangsrichtung und 6 Löchern gleichmäßig
in Axialrichtung, was insgesamt 468 Löcher erbrachte,
ausgebildet.
Das gasdurchlässige Teil 11 wurde in einer vorbestimmten
Stellung in eine Spindel zur Ausbildung eines
Gießloches für geschmolzenen Stahl eingesetzt und dann wurde
eine Gummiform zur Formung des Hauptkörpers eingesetzt.
Die erforderlichen Materialien für die Ausbildung des Hauptkörpers
wurden in die Gummiform eingefüllt und dann wurde
die Form mit einem Deckel verschlossen und die Materialien
wurden unter Kompression mit einem Druck von 1000 kg/cm2 über
eine Gummipresse geformt.
Danach wurde die derart ausgebildete Düse in Kokspulver eingebettet
und durch Reaktion gebrannt, um eine Aluminiumoxid/
Graphit-Tauchdüse gemäß der Erfindung mit einer Wärmeübergangsfläche
von 70% zu bilden.
Die Düse wurde in Wasser getaucht und Luft wurde unter einem
Druck von 0,4 kg/cm2 eingeblasen, wonach der Gasstrom von der
Innenwand des gasdurchlässigen Körpers 11 beobachtet wurde
und die gleichmäßite Erzeugung von Luftblasen aus den Löchern
des Teils 11 wurde bestätigt.
Als nächstes wurde die vorliegende Düse bei dem tatsächlichen
Guß von geschmolzenem Stahl mit einem Gesamtgewicht von 2040 t
in einem Ofen verwendet, wonach weder ein Versagen der Düse
noch eine Verstopfung während des Betriebs auftrat und die
Düse wurde mit großer Sicherheit verwendet.
Die Materialien für die Bildung der hohlen Kammer, dem Binder
und dem Zuschlag, wie sie bei der Herstellung der vorliegenden
Düse verwendet wurden, waren folgende:
(1) Material für die Ausbildung der hohlen Kammer:
Ein zylindrischer oder plattenartiger Gegenstand aus organischen Fasern wie Pappe, Gewebe oder japanischem Papier als auch ein zylindrischer oder plattenartiger Gegenstand aus einer organischen Substanz wie beispielsweise einem Wachs, einem Gummi, einem Acrylharz, einem Polyäthylen, einem Vinylchlorid oder einem Styrol können verwendet werden. Ferner kann die organische Faser oder organische Substanz auf dem vorgeformten gasförmigen Teil 11 beschichtet werden.
Ein zylindrischer oder plattenartiger Gegenstand aus organischen Fasern wie Pappe, Gewebe oder japanischem Papier als auch ein zylindrischer oder plattenartiger Gegenstand aus einer organischen Substanz wie beispielsweise einem Wachs, einem Gummi, einem Acrylharz, einem Polyäthylen, einem Vinylchlorid oder einem Styrol können verwendet werden. Ferner kann die organische Faser oder organische Substanz auf dem vorgeformten gasförmigen Teil 11 beschichtet werden.
(2) Binder:
Ein herkömmlicher Binder für allgemeine feuerfeste Materialien wie beispielsweise Dextrin, Ligninsulfat, Melasse oder Magnesiumchlorid als auch ein Binder, welcher in dem feuerfesten Material in Form eines Kohlenstoffs unter Wärme beim Brennen oder in der tatsächlichen Verwendung der Düse verbleibt, beispielsweise Phenolharze, kann verwendet werden.
Ein herkömmlicher Binder für allgemeine feuerfeste Materialien wie beispielsweise Dextrin, Ligninsulfat, Melasse oder Magnesiumchlorid als auch ein Binder, welcher in dem feuerfesten Material in Form eines Kohlenstoffs unter Wärme beim Brennen oder in der tatsächlichen Verwendung der Düse verbleibt, beispielsweise Phenolharze, kann verwendet werden.
(3) Zuschlagsstoffe:
Metalloxide, Carbide oder Nitride, welche im allgemeinen bei herkömmlichen feuerfesten Stoffen verwendet werden, wie beispielsweise Al2O3, SiO2, MgO, ZrO2, MgO · Al2O3, SiC oder Metallsilikone als auch Kombinationen aus Metallen und Graphiten von einer oder mehreren Arten können verwendet werden.
Metalloxide, Carbide oder Nitride, welche im allgemeinen bei herkömmlichen feuerfesten Stoffen verwendet werden, wie beispielsweise Al2O3, SiO2, MgO, ZrO2, MgO · Al2O3, SiC oder Metallsilikone als auch Kombinationen aus Metallen und Graphiten von einer oder mehreren Arten können verwendet werden.
Zur Herstellung einer Aluminiumoxid/Graphit-Tauchdüse für
kontinuierlichen Guß, welche mit einer hohlen Kammer ausgebildet
ist, wurde ein Paraffinwachs auf einem vorgeformten
gaspermablen Teil 11 beschichtet, um eine Schicht mit einer
bestimmten Dicke auszubilden, und dann wurden 197 unabhängige
Löcher jeweils mit einem Durchmesser von 20 mm in der Schicht
ausgebildet, welche 50% der gesamten Oberfläche (1239 cm2)
der Paraffinwachsbeschichtung entsprechen.
Als nächstes wurde das gasdurchlässige Teil 11 in die Form
eingesetzt zur Ausbildung des Gießloches für das geschmolzene
Metall einer eingetauchten Düse, und dann wurde das Material
für die Ausbildung des Düsenkörpers 2 in den Raum
zwischen der Gummiform zur Ausbildung des Düsenkörpers 2
und der Form gegeben. Nach dem Abdichten mit einem Deckel
wurde das Material unter Druck mit einer Gummipresse geformt
und danach gebrannt.
Die somit hergestellte Düse wurde bei dem tatsächlichen Guß
von geschmolzenem Stahl mit einem Gesamtgewicht von 1750 t
in einem Ofen verwendet, und es erfolgte keine Beschädigung
der Düse und kein Verstopfen während des Betriebs und die
Verwendung der Düse erfolgte mit Sicherheit.
Ein Material wurde durch Pulverisierung eines Rohmaterials
aus einem mageren Ton aus einem Aluminiumoxid/Graphit-Material
mit einer gewissen Korngröße vorbereitet, es erfolgte eine Mischung
des sich ergebenden Pulvers in einem gewissen Verhältnis und
Verkneten der sich ergebenden Mischung zusammen mit einem
Phenolharz, und anschließend erfolgte die Formung eines Gegenstandes
für eine hohle Kammer 4, die eine zylindrische
Pappe mit einer Umfangsoberfläche von 346 cm2 und einer
gewissen Dicke aufwies und in welcher 15 Löcher mit einem
Durchmesser von jeweils 30 mm angeordnet waren, wobei die Bruttofläche
der Löcher 35% der gesamten Umfangsfläche entsprach;
der Gegenstand wurde in einer vorbestimmten Stellung in eine Form eingesetzt
und dann unter Druck über eine Gummipresse geformt. Danach
wurde der geformte Gegenstand getrocknet und gebrannt,
um die eingetauchte Düse gemäß der Erfindung zu erhalten.
Diese Düse wurde beim tatsächlichen Guß von geschmolzenem
Stahl mit einem Gesamtgewicht von 1020 t in einem Ofen eingesetzt
und es erfolgte keine Beschädigung oder kein Zerbrechen
der Düse und auch keine Verstopfung der Düse während
des Betriebs.
Wie aus vorstehenden Ausführungen hervorgeht, ist die Gasblasgußdüse
gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch die
folgenden Wirkungen, welche aus dem charakteristischen Aufbau
der Düse resultieren.
(1) Die hohle Kammer ist mit Verbindungsteilen ausgebildet,
welche die Funktion einer Wärmeübergangszone aufweisen, und
der Wärmeübergang zwischen dem Außenwandteil und dem Innenwandteil,
welche die hohle Kammer einschließen, kann wirksam
erhalten werden, und damit kann eine Beschädigung oder eine
Zerstörung der eingetauchten Düse infolge der Temperaturdifferenz
sicher verhindert werden.
(2) Die Verbindungsteile sind derart ausgebildet, daß der
Gasdruckverlust nicht ansteigt, und damit ist es nicht erforderlich,
den Gasversorgungsdruck zu erhöhen.
Claims (3)
1. Düse für Gasblasguß, bestehend aus einer zylindrischen hohlen
Kammer zum Blasen des Gases mit einem zyklischen Abschnitt
oder kreisförmigen Querschnitt, welche in Axialrichtung des
Düsenkörpers angeordnet ist, mit einem gasdurchlässigen Teil,
welcher zwischen der hohlen Kammer und dem Gießloch des Düsenkörpers
vorgesehen ist, und mit einer Anzahl von Verbindungsteilen
zum integralen Verbinden der Innenwand und der Außenwand
der hohlen Kammer, welche teilweise in Radialrichtung
der zylindrischen hohlen Kammer angeordnet sind, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gesamtheit der
vertikalen Quer- oder Abschnittsfläche der Verbindungsteile
etwa 30 bis 70% der Abwicklungsfläche der hohlen
Kammer beträgt.
2. Düse für Gasblasguß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der kürzeste Abstand von
irgendeinem Punkt in jedem Verbindungsteil zu der Peripherie
oder dem Umfang des Teils 2,5 mal oder weniger
der Stärke des gasdurchlässigen Teils ist.
3. Düse für Gasblasguß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verbindungssteile
gleichmäßig und teilweise in Radialrichtung der zylindrischen
hohlen Kammer angeordnet sind.
Applications Claiming Priority (1)
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