DE3624320A1 - Abdichtung fuer giesseinrichtungen mittels schutzgaszufuehrung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abdichtung für Gießeinrich­ tungen mittels Schutzgaszuführung zur Vermeidung eines Luftzutritts zu dem Gießstrahl, insbesondere für Gieß­ pfannen, deren Verschluß eine als feuerfestes, blechum­ manteltes Innenrohr ausgeführte Ausgießhülse umfaßt, deren unteres Ende in einem Schattenrohr aufnehmbar ist.

Die Verbindung zwischen der Ausgießhülse und dem Schattenrohr soll eine Abdichtung bzw. einen atmospärischen Abschluß bilden, so daß an der Verbindungsstelle keine Umgebungsluft in das Schattenrohr eindringen und damit Sauerstoff in bzw. auf den Gießstrahl führen kann.

Bei einer bekannten Abdichtung der eingangs genannten Art (EP-A 1- 01 71 589) ist oberhalb des unteren, in das Schattenrohr eintauchenden Endes der Ausgießhülse in dem aus feuerfester Keramik bestehenden blechumman­ telten Innenrohr der Ausgießhülse ein ringförmiger, porö­ ser Einsatz mit Schutzgaszuführung vorgesehen, der einen Teil der durch die Ausgießhülse führenden Gießöffnung umgibt. Das dem Einsatz zugeführte Schutzgas tritt in den Gießstrahl über und wird von diesem in die konische Öffnung des Schattenrohrs mitgeführt. Statt des porösen Einsatzes kann auch ein System von kranzförmig ange­ ordneten Zweigleitungen verwendet werden, um das Schutz­ gas in den Gießstrahl einzuspülen. Am unteren in das Schattenrohr eintauchenden Ende der Ausgießhülse wird ebenfalls Schutzgas in den Raum innerhalb des Schattenrohrs direkt unterhalb der Ausgießhülse geführt. Hierfür wird entweder ein zweiter, ringförmiger sowie poröser Einsatz oder ein weiteres System aus ringförmig ange­ ordneten Zweigleitungen innerhalb des keramischen Innen­ rohrs der Ausgießhülse oder aber ein hohlwandiges Zwischen­ rohrstück verwendet, das das untere Ende der Ausgießhülse umfaßt und mit dieser in den Anschlußkonus des Schattenrohrs eintaucht. Die an zwei Stellen erfolgende Einspeisung von Schutzgas dient dem Zweck, in dem im Anschlußkonus des Schattenrohrs verbleibenden Raum unterhalb der Ausgieß­ hülse eine unter Überdruck gegenüber der Umgebungsluft stehende Schutzgasmenge kontinuierlich anzusammeln, damit keine Umgebungsluft in den Ringspalt zwischen der Ausgieß­ hülse und dem Schattenrohr eindringen und zur Einwirkung auf den Gießstrahl kommen kann. Es hat sich jedoch ge­ zeigt, daß auf diese Weise kein Druckpotential mit Schutz­ gas aufgebaut werden kann, das als Sperre gegenüber der Umgebungsluft wirken kann, wenn diese durch den schnell­ strömenden Gießstrahl nach Art einer Wasserstrahlpumpe in den Ringspalt zwischen der Ausgießhülse und dem Schattenrohr eingesogen wird. Das eingespeiste Schutzgas wird vielmehr durch den schnellströmenden Gießstrahl mit­ gerissen, ohne daß das Schutzgas die gewünschte Wirkung entfalten kann. Darüber hinaus ist die Lösung der Ein­ speisung über poröse Einsätze und/oder ein hohlwandiges Zwischenrohrstück oder mittels einer Vielzahl ring- oder kranzförmig angeordneter Zweigleitungen innerhalb des aus Keramik bestehenden Innenrohrs der Ausgießhülse her­ stellungstechnisch mit hohem Aufwand verbunden.

Eine andere bekannte Abdichtung (EP-B 1- 00 94 926) zwischen einer Verschlußplatte einer Gießpfanne und einem Gießrohr mittels Schutzgas wird durch kranzförmig im Anschlußkonus des Gießrohrs angeordnete Schlitze in der Gießrohrinnenwandung herbeigeführt, die an eine äußere Schutzgasquelle angeschlossen sind. Der Anfang der Schlitze liegt gegenüber dem oberen Rand des Gießrohrs im Abstand versetzt innerhalb des Rohrs. Außen bündig mit einem den Anschlußkonus abschließenden Befestigungsflansch des Gießrohrs ist ein außen und innen ebenfalls konisch ge­ formter Ring in die Gießrohröffnung eingesetzt, damit sich die Durchströmöffnung hinter dem Ring nach Art eines Venturirohrs abrupt erweitert, so daß ein Unterdruck in dem Anschlußkonus des Gießrohrs unterhalb des eingesetzten Ringes entsteht. Durch den Unterdruck soll Schutzgas aus der angeschlossenen Schutzgasquelle in diesen Raum ange­ saugt werden, damit ein Schutzgaspolster als Sperre gegen einströmende Umgebungsluft gebildet wird. Die gewünschte Abdichtung kann jedoch nicht erzielt werden, weil in den Unterdruckraum nicht nur Schutzgas sondern ebenso Um­ gebungsluft aufgrund der unvermeidbaren Undichtigkeiten zwischen der Verschlußplatte und dem Befestigungsflansch des Gießrohrs angesaugt wird.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine wirksame Abdichtung zwischen der Ausgießhülse und dem Schattenrohr in baulich einfacher Weise herbeizuführen.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe sieht vor, daß an der Ausgießhülse ein Anschluß für die Zuführung von Schutzgas zu Kanälen in der Wandung der Ausgießhülse vorgesehen ist und die Kanäle mit Öffnungen im Blech­ mantel der Ausgießhülse verbunden sind, die in einem ringförmigen, mindestens teilweise in das Schattenrohr eintauchbaren Randbereich des unteren Endes der Ausgieß­ hülse so angeordnet und verteilt sind, daß sich ein kon­ tinuierlich nachströmender Schutzgasring abdichtend um das untere Ende der Ausgießhülse legt.

Der Kern der Erfindung besteht darin, daß als Sperre gegen in den Ringspalt zwischen der Ausgießhülse und dem Schattenrohr einströmende Umgebungsluft eben dieser Spalt verschlossen bzw. abgedichtet wird durch einen kontinuierlich nachströmenden Schutzgasring. Zur Bildung des Schutzgasrings sind entsprechende Öffnungen in dem ringförmigen Randbereich des unteren Endes der Ausgieß­ hülse vorgesehen, der mit diesen Öffnungen mindestens teilweise in das Schattenrohr eintaucht, so daß der Schutzgasring sowohl von dem unmittelbar im wesentlichen seitwärts aus den Öffnungen im Blechmantel ausströmenden Schutzgas als auch aus den Schutzgasmengen gebildet wird, die in dem in das Schattenrohr eingetauchten Randbereich aus den Öffnungen ausströmen und von dort in dem Ringspalt nach oben steigen und an der Spaltöffnung austreten. Auf diese Weise werden die unvermeidbaren Zwischenräume zwischen der Ausgießhülse und dem Schattenrohr, die die Undichtigkeiten verursachen, wirksam gegenüber der Um­ gebungsluft abgeschlossen.

Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich durch eine hohe Wirksamkeit der Abdichtung sowie durch einfache Herstellbarkeit und Handhabung aus. Das Schattenrohr bedarf keiner gesonderten Bearbeitung, und die zur Bildung des Schutzgasrings erforderlichen Öffnungen lassen sich re­ lativ einfach im Blechmantel der Ausgießhülse bilden. Die zu den Öffnungen führenden Kanäle können, wie im folgenden noch deutlich wird, ebenfalls in einfacher Weise in der Wandung der Ausgießhülse, nämlich zwischen dem Blechmantel und dem vorzugsweise aus feuerfestem Beton bestehenden Innenrohr hergestellt werden. Der Einhaltung besonderer Toleranzen beim Einsetzen der Ausgießhülse in das Schattenrohr bedarf es nicht, weil sich die Öffnungen in einem ringförmigen Randbereich von gewisser Breite befinden, so daß stets eine mindestens teilweise Über­ lappung der Öffnungen, aus denen das Schutzgas ausströmt, und der Aufnahmeöffnung des Schattenrohrs gewährleistet ist.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, daß die in das Schattenrohr eindringenden Schutzgasmengen gegenüber den bekannten Abdichtungslösungen relativ gering sind.

Aus dem Vorstehenden wird deutlich, daß der die Öffnungen umfassende, ringförmige Randbereich vorzugsweise teilweise oberhalb und teilweise unterhalb des oberen Randes des Schattenrohrs liegt, wenn die Ausgießhülse in die Aufnahme­ öffnung des Schattenrohrs eingesetzt ist.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kanäle, mittels derer das Schutzgas zu den Öffnungen im Blechmantel der Ausgießhülse geführt wird, als vom Blech­ mantel der Ausgießhülse verschlossene Nuten im Außen­ mantel des feuerfesten Innenrohrs gebildet sind. Ein solches System von Kanälen und Öffnungen ist sehr einfach herstellbar. Die Öffnungen im Blechmantel können durch Bohren oder Fräsen oder dergleichen gebildet werden. Die Nuten im Außenmantel des Innenrohrs werden beispiels­ weise durch Einsetzen und Anbringen entsprechender Wachs­ formteile an der Innenwandung des Blechmantels und an­ schließendes Einfüllen der Zementmischungsmasse gebildet, wenn das Innenrohr in dem Blechmantel als feuerfestes Betonformteil hergestellt wird. Das Wachs wird nach dem Herstellen des Innenrohrs durch Erhitzen zum Ausfließen gebracht, so daß die Nuten frei sind und als Kanäle vom Blechmantel verschlossen werden. Diese Herstellungsart ist jedoch lediglich als Beispiel zu verstehen. Denn ebenso einfach ist beispielsweise die Herstellung ent­ sprechender Nuten in einem Feuerfestbeton- oder Keramik­ formteil, das außerhalb des Blechmantels hergestellt und anschließend in diesen eingesetzt wird.

Vorzugsweise ist oberhalb des Randbereichs, der die Öffnungen umfaßt, mindestens ein Hauptkanal vorgesehen, der die Verbindung zwischen dem Anschluß und einem ring­ förmigen Verteilungskanal herstellt, an den die Öffnungen angeschlossen sind.

Als sehr vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die Öffnungen als im wesentlichen in der Längserstreckung des Blech­ mantels liegende Schlitze ausgebildet sind und einen teil­ weise in das Schattenrohr eintauchbaren Kranz aus Schlitzen im Randbereich bilden. Denn bei entsprechend dichter An­ ordnung der Schlitze wird eine Schutzgasströmung auch ent­ lang der Schlitze und damit ein Schutzgasaustritt längs eines relativ breiten Randbereichs erreicht, so daß der Schutzgasring kontinuierlich gespeist wird.

Für die Zuführung des Schutzgases zu den schlitzförmigen Öffnungen ist es zweckmäßig, daß sich unterhalb der oberen Enden der schlitzförmigen Öffnungen mindestens ein ringförmiger Verteilungskanal erstreckt.

Ein aus einer Bodenplatte und einer Schieberplatte be­ stehender Verschluß bildet gewöhnlich in der Schließ­ ebene zwischen Boden- und Schieberplatte eine sichere Abdichtung gegen das Einströmen von Umgebungsluft. Des­ halb ist nur vorsorglich erfindungsgemäß zur Sicherung der Abdichtung eines solchen Verschlusses vorgesehen, daß sich am Außenrand der Bodenplatte des Verschlusses, also zweckmäßig an dem Blechmantel der Bodenplatte, mindestens ein Anschluß zur Zuführung von Schutzgas be­ findet und sich von dort Verbindungskanäle in der Boden­ platte im wesentlichen in einer zur Schließfläche der Bodenplatte parallelen Ebene zu Zweigleitungen erstrecken, die von dem betreffenden Verbindungskanal aus zur Schließ­ fläche verlaufen und dort münden. Diese Ausbildung ge­ stattet die Einspeisung von Schutzgas in den Bereich der Schließfläche um das Einströmen von Umgebungsluft in etwaige Zwischenräume zwischen der Boden- und der Schieber­ platte und damit das Weiterströmen der Umgebungsluft bis zu dem Gießstrahl zu verhindern. Wegen unerwünschter Blasenbildung ist der Zutritt von Schutzgas zu dem Gieß­ strahl möglichst zu verhindern, auch wenn das Zuströmen von Schutzgas im Vergleich zu einem etwaigen Zutritt von Umgebungsluft eher in Kauf zu nehmen ist. Dies gilt sowohl für die Abdichtungsmaßnahmen für den Zwischenraum zwischen der Ausgießhülse und dem Schattenrohr als auch für Abdichtungsmaßnahmen im Bereich der Schließfläche von Schieberverschlüssen. Deshalb sollen die Zweigleitungen möglichst in deutlichem Abstand von der Durchflußöffnung auf der Schließfläche verteilt sein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäß ge­ stalteten Ausgießhülse mit angesetzter Schieberplatte und darüber angeordneter Boden­ platte;

Fig. 2 eine Seitenansicht einer mit einem Schattenrohr in Eingriff stehenden Ausgießhülse.

Eine Ausgießhülse 1 ist in üblicher Weise mit einer Schieberplatte 2 a verbunden, die mit einer Bodenplatte 2 b und einer nicht dargestellten Eingießhülse einen Schieberverschluß für Gießpfannen bildet.

Die Ausgießhülse 1 weist einen äußeren Blechmantel 3 auf, in dem ein im vorliegenden Fall aus Feuerfestbeton be­ stehendes Innenrohr 4 ausgeformt ist.

In einem Abstand vom unteren Hülsenbereich, der eine aus­ reichende Zugänglichkeit gewährleisten soll, ist ein Anschluß 5 für eine nicht dargestellte Leitung von Schutzgas, vorzugs­ weise Argon, vorgesehen. Unmittelbar hinter dem Blechmantel 3 an der Außenseite des Innenrohrs 4 verläuft, ausgehend von dem Anschluß 5, im wesentlichen achsparallel zu der Ausgieß­ hülse 1 ein Hauptkanal 6 zu einem ebenfalls unmittelbar hinter dem Blechmantel 3 liegenden ringförmigen Ver­ teilungskanal 7. Ein Beispiel für die Herstellung der Kanäle 6, 7 ist in der Beschreibungseinleitung angegeben.

In einem Randbereich 18 am unteren Ende der Ausgießhülse 1 sind in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise ringsum sowie in ausreichend engem Abstand gesetzte und als Schlitze ausgeführte Öffnungen 8 eingearbeitet, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel in dem konischen Endstück der Ausgießhülse 1 verlaufen. Der ringförmige Verteilungskanal 7 verläuft direkt unterhalb der im Blechmantel 3 befindlichen Öffnungen 8, im vorliegenden Ausführungsbeispiel unterhalb der oberen Enden der schlitzförmigen Öffnungen 8.

Wenn, wie in Fig. 2 dargestellt ist, die aus Fig. 1 er­ sichtliche Ausgießhülse 1 im Gießbetrieb in ein Schatten­ rohr 16 in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise ein­ gesetzt ist, bilden sich gewöhnlich unerwünschte Zwischen­ räume in dem Ringspalt zwischen dem in das Schattenrohr 16 eintauchenden Teil des Blechmantels 3 und der gegenüber­ liegenden Innenwandung des Schattenrohrs 16. Diese Un­ dichtigkeiten sind darauf zurückzuführen, daß es sich um im wesentlichen unbearbeitete Bauteile ohne für eine Ab­ dichtung ausreichende Paßgenauigkeit handelt. Außerdem entstehen oder vergrößern sich die Zwischenräume auch durch Wärmedehnungen. Wenn jedoch über den Anschluß 5, den Hauptkanal 6 sowie den ringförmigen Verteilungskanal 7 Schutzgas zu den schlitzförmigen Öffnungen 8 geführt wird, strömt dieses teilweise direkt aus den Öffnungen 8 seitwärts aus, teilweise strömt es dem Schlitzverlauf der Öffnungen 8 folgend in die Zwischenräume zwischen dem unteren Ende der Ausgießhülse 3 und der Innenwandung des Schattenrohrs 16, so daß sich ein Schutzgasring 19 aus dem nach außen strömenden Schutzgas bildet, der sich abdichtend vor den kreisförmigen Spalt zwischen dem Blech­ mantel 3 und dem Schattenrohr 16 legt, so daß die Um­ gebungsluft nicht in den Spalt einströmen und auf diese Weise in das Schattenrohr 16 sowie zu dem Gießstrahl ge­ langen kann. Nur ein äußerst geringer Anteil des Schutz­ gases wird von schlitzförmigen Öffnungen 8 aus das Innere des Schattenrohrs 16 erreichen.

Wesentlich ist, daß sich ein Teil der Öffnungen 8 bzw. ein Teil des Bereichs oder der Erstreckung der Öffnungen 8 oberhalb des Randes 17 und ein anderer Teil unterhalb desselben befindet, so daß der die Öffnungen 8 umfassende Randbereich 18 zum Teil in das Schattenrohr 16 eintaucht.

Im oberen Teil von Fig. 1 ist ein anderer Teil der Er­ findung dargestellt, der die Abdichtung der Trennebene zwischen der Schieberplatte 2 a und der Bodenplatte 2 b betrifft. Hierfür ist am Außenrand 11 der Bodenplatte 2 b ein Anschluß 10 zur Zuführung von Schutzgas vorgesehen. Von dem Anschluß 10 führt ein Verbindungskanal 12 zu Zweigleitungen 13, die sich im wesentlichen senkrecht oder schräg von dem betreffenden Verbindungskanal 12 zu der Schließfläche 14 der Bodenplatte 2 b erstrecken und dort münden. Das Schutzgaszuführungssystem befindet sich in deutlichem Abstand von der Durchflußöffnung 15. Bei Zuführung von Schutzgas über den Anschluß 10 wird aus den Zweigleitungen 13 Schutzgas in die Trenn- oder Schließebene zwischen den beiden Platten geführt, um die gewünschte Sperre gegen den Zutritt von Umgebungs­ luft zu schaffen, falls Undichtigkeiten auftreten.

Claims (8)

1. Abdichtung für Gießeinrichtungen mittels Schutzgas­ zuführung zur Vermeidung eines Luftzutritts zu dem Gießstrahl, insbesondere für Gießpfannen, deren Ver­ schluß eine als feuerfestes, blechummanteltes Innen­ rohr ausgeführte Ausgießhülse umfaßt, deren unteres Ende in einem Schattenrohr aufnehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ausgießhülse (1) ein Anschluß (5) für die Zuführung von Schutzgas zu Kanälen (6, 7) in der Wandung der Ausgießhülse (1) vor­ gesehen ist und die Kanäle (6, 7) mit Öffnungen (8) im Blechmantel (3) der Ausgießhülse (1) verbunden sind, die in einem ringförmigen, mindestens teilweise in das Schattenrohr (16) eintauchbaren Randbereich (18) des unteren Endes der Ausgießhülse (1) so angeordnet und verteilt sind, daß sich ein kontinuierlich nachströmender Schutz­ gasring (19) abdichtend um das untere Ende der Ausgieß­ hülse (1) legt.

2. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der ringförmige Randbereich (18) teilweise oberhalb und teilweise unterhalb des oberen Randes (17) des Schattenrohrs (16) liegt.

3. Abdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kanäle (6, 7) als vom Blech­ mantel (3) der Ausgießhülse (1) verschlossene Nuten im Außenmantel des feuerfesten Innenrohrs (4) gebildet sind.

4. Abdichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß oberhalb des Randbereichs (18) mindestens ein Hauptkanal (6) vorgesehen ist, der die Verbindung zu einem ringförmigen Verteilungskanal (7) herstellt, und daß die Öffnungen (8) an den Verteilungs­ kanal (7) angeschlossen sind.

5. Abdichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (8) als im wesentlichen in der Längserstreckung des Blechmantels (3) liegende Schlitze ausgebildet sind und einen teilweise in das Schattenrohr (16) eintauchbaren Kranz aus Schlitzen im Randbereich (18) bilden.

6. Abdichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich unterhalb der oberen Enden der schlitzförmigen Öffnungen (8) mindestens ein ring­ förmiger Verteilungskanal (7) erstreckt.

7. Abdichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich am Außenrand (11) der Bodenplatte (2 b) des Verschlusses mindestens ein Anschluß (10) zur Zuführung von Schutz­ gas befindet und sich von dort Verbindungskanäle (12) in der Bodenplatte (2 b) im wesentlichen in einer zur Schließfläche (14) der Bodenplatte (2 b) parallelen Ebene zu Zweigleitungen (13) erstrecken, die von dem betreffenden Verbindungskanal (12) zur Schließfläche (14) verlaufen und dort münden.

8. Abdichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zweigleitungen (13) in deutlichem Abstand von der Durchflußöffnung (15) auf der Schließfläche (14) verteilt sind.