DE3902545A1 - Giessrohr zum einleiten von metallschmelze in eine kokille - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gießrohr zum Einleiten von Metallschmelze in eine Kokille, mit im unteren Endbereich angeordnetem, von außen her verstellbarem Drosselorgan, das den seitlichen Ausfluß der Metallschmelze aus dem Gießrohr in die Kokille mengenmäßig regelt.

Bisher hat man den Metallgießspiegel in der Kokille über einen Stopfen eines Zwischenbehälters geregelt, dabei ist man jedoch vom Stopfengestänge und dem Setzen des Stopfens abhängig. Das geringe Spiel in der Stopfenstangenführung wirkt sich bis zum Stopfen sowohl in der Vertikalen (Schließrichtung), als auch in der Horizontalen (Zielrichtung zum Ausguß) nachteilig aus. Des weiteren durchläuft hierbei die Metallschmelze im Gießrohr einen Weg im freien Fall vom Stopfen bis zum Metallgießspiegel. Die Fallzeit wirkt sich für die Metallgießspiegelregelung als Totzeit aus und läßt keine größere Regelverstärkung und damit auch keine zufriedenstellende Genauigkeit zu. Gießtechnisch hat diese Stopfen-Gießrohr-Anordnung den Nachteil, daß sich im Fallbereich der Metallschmelze ein Unterdruck einstellt, der vor allem bei Schieberbetrieb Luft ansaugt, deren Verbindung mit dem Metallgießstrahl im Gießrohr schlechtere metallurgische Eigenschaften nach sich zieht.

Ferner hat man zum Einleiten von Metallschmelze in eine Kokille Gießrohre mit Ventilen ausgerüstet, um den Ausfluß der Metallschmelze aus dem Gießrohr seitlich in die Kokille zu regeln. Die Ventilkörper sind hierbei kegel- oder kugelförmig ausgebildet und stehen über ein zentral im Gießrohr verlaufendes Gestänge mit einer Verstelleinrichtung in Verbindung, die durch Heben und Senken des Gestänges mit dem Ventilkörper den Ausfluß der Metallschmelze aus dem Gießrohr nach unten zur Seite hin in die Kokille mehr oder weniger drosselt. Das zentral im Gießrohr angeordnete Gestänge führt jedoch zu einer starken Einengung des Durchflußquerschnittes für die Metallschmelze, so daß es insbesondere beim Einleiten von Metallschmelze in Kokillen mit verhältnismäßig engem, lichten Querschnitt (z. B.: Dünnbrammenkokille) durch ein Gießrohr mit einem entsprechend kleinen Durchflußquerschnitt sehr leicht zu einem sogenannten Einfrieren der Metallschmelze im Gießrohr und damit zu einer Verstopfung des Gießrohres kommen kann.

Auch die mechanische Beanspruchung des Gestänges und des Gießrohres durch die zwischen der Außenwandung des Gestänges und der Innenwandung des Gießrohres hindurchströmende Metallschmelze ist entsprechend hoch, und die damit verbundene Materialabnutzung sowohl am Gestänge als auch am Gießrohr nicht unerheblich. Eine starke Abnutzung des Gestänges mit Drosselorgan und des Gießrohres führt nicht nur zu einer erheblichen Verringerung der Standzeit des Gestänges und des Gießrohres, sondern in vielen Fällen auch zu einer Verunreinigung der Metallschmelze.

Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, das Drosselorgan zum Regeln des Ausflusses der Metallschmelze aus dem Gießrohr in die Kokille hinsichtlich der Ausbildung, der Anordnung am Gießrohr und der Funktion wesentlich zu verbessern.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Drosselorgan seitlich außen am Gießrohr angeordnet ist und mit einer seitlich am Gießrohr und außerhalb der Metallschmelze befindlichen Verstelleinrichtung in Wirkverbindung steht. Dadurch daß das Drosselorgan außen am Gießrohr angeordnet ist, erfolgt keine Einengung des Gießrohr-Durchflußquerschnittes, so daß die Metallschmelze völlig ungehindert durch das Gießrohr strömen und in geregelten Mengen aus dem Gießrohr in die Kokille austreten kann. Auch besteht auf Grund des freien Gießrohr-Durchflußquerschnittes keine Gefahr des Einfrierens der Metallschmelze im Gießrohr, so daß auch Gießrohre mit sehr kleinem Durchflußquerschnitt zum Einleiten von Metallschmelzen in entsprechend engen und kleinen Kokillen, wie z. B. Dünnbrammenkokille, mit Vorteil eingesetzt werden können. Ferner ist auch die mechanische Beanspruchung des Drosselorganes und des Gießrohres im Vergleich zu den bisher bekannten Vorrichtungen erheblich geringer, so daß Gießrohr und Drosselorgan gemäß der Erfindung demgegenüber eine bedeutend höhere Standzeit aufweisen. Schließlich wird durch die geringe Beanspruchung des Drosselorganes und des Gießrohres auch die Materialabnutzung am Gießrohr und am Drosselorgan erheblich vermindert und dadurch die Metallschmelze vor Verunreinigungen weitgehend bewahrt.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Drosselorgan als Schieber ausgebildet. Der Schieber als Drosselorgan zeichnet sich besonders durch seine leichte Handhabung und den geringen Platzbedarf aus. So kann der Schieber sehr vorteilhaft mit einer hydraulisch betätigten Verstelleinrichtung in Wirkverbindung gebracht werden, die den Schieber in vertikaler Richtung vor die Metallaustrittsöffnung am Gießrohr schiebt und ihn dabei gegen die Metallaustrittsöffnung drückt. Das als Schieber ausgebildete Drosselorgan ist daher besonders zum Einleiten von Metallschmelze in Kokillen mit verhältnismäßig engem lichten Querschnitt geeignet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Drosselorgan als Klappe ausgebildet. Die Klappe als Drosselorgan hat den Vorteil, daß sie im konstruktiven Aufbau verhältnismäßig einfach ist und mit geringem Energieaufwand betätigt werden kann. Um die Klappe zu betätigen, kann sie sowohl mit einer einfachen hydraulischen oder auch mechanischen Verstelleinrichtung in Wirkverbindung gebracht werden, von der sie in bezug auf die Metallaustrittsöffnung am Gießrohr in Schließ- und öffnungsrichtung bewegt wird.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den nachfolgenden Erläuterungen von in den Zeichnungsfiguren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen gemäß der Erfindung.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Gießrohr mit im unteren Bereich seitlich in der Wandung diametral gegenüberliegend angeordneten Metallaustrittsöffnungen und als Schieber ausgebildete Drosselorgane mit Verstelleinrichtungen in Vorderansicht,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A-B gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Verstellvorrichtung des als Schieber ausgebildeten Drosselorgans nach Fig. 1,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Schieberverstellvorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 5 ein Gießrohr mit im unteren Bereich seitlich in der Wandung diametral gegenüberliegend angeordneten Metallaustrittsöffnungen und mit als Klappen ausgebildeten Drosselorganen mit Verstellvorrichtungen in Vorderansicht,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie C-D in Fig. 5,

Fig. 7 eine Seitenansicht der in Fig. 5 dargestellten Klappenverstellvorrichtung,

Fig. 8 ein Gießrohr mit im unteren Bereich seitlich in der Wandung diametral gegenüberliegend angeordneten Metallaustrittsöffnungen und mit als Rundstäbe ausgebildeten Drosselorganen mit Verstellvorrichtungen in Vorderansicht,

Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie E-F in Fig. 8.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, weist das Gießrohr (1) zwei im unteren Bereich seitlich in der Wandung diametral gegenüberliegend angeordnete Metallaustrittsöffnungen (2) und (3) auf, die mit je einem Schieber (4) als Drosselorgan versehen sind. Die Schieber (4) stehen über eine Schieberstange (5) mit jeweils einer außerhalb der Metallschmelze befindlichen Verstelleinrichtung in Wirkverbindung, die in einem Führungsrohr (6) angeordnet ist. Da die zu beiden Seiten des Gießrohres (1) angeordneten Schieber (4) sowie die dazugehörigen Verstelleinrichtungen in ihrer konstruktiven Ausgetaltung und Anordnung identisch sind, wurde der Einfachheit halber nur die in der Zeichnung an der rechten Seite des Gießrohres (1) angeordnete Verstelleinrichtung im Längsschnitt dargestellt.

Die Metallaustrittsöffnungen (2) und (3) des Gießrohres (1) werden in der in der Zeichnung dargestellten Stellung durch die Drosselschieber (4) abgedeckt. Jeder Drosselschieber (4) ist über die Schieberstange (5) in einem Drosselschieberwagen (7) festgeklemmt und mit ihm in vertikaler Richtung nicht nur durch einen Hydraulikzylinder (8) verstellbar, sondern der Drosselschieber (4) wird gleichzeitig auch durch einen am Drosselschieberwagen (7) angeordneten Anpreßzylinder (9) über einen Winkelhebel (10), Anpreßrolle (11) und Stützrolle (12) gegen die Metallaustrittsöffnung (2, 3) gepreßt. Der Drosselschieberwagen (7), der von der hydraulischen Verstelleinrichtung mit Hydraulikzylinder (8) in vertikaler Richtung auf und ab bewegt wird, ist an der Grundplatte (13) eines in der Zeichnung nicht näher dargestellten Zwischenbehälters (14) befestigt.

Wie aus der Draufsicht auf die Verstellvorrichtung gemäß Fig. 3 zu ersehen ist, wird der Drosselschieber (4) mittels einer Klemmschraube (15), die in der Zeichnung als Madenschraube dargestellt ist, über eine leicht geführte lose Platte (16) auf dem Drosselschieberwagen (7) festgeklemmt. Im Führungsrohr (6) wird der Drosselschieberwagen (7) durch vier Rollen (17) geführt und durch zwei weitere Rollen (18) am Kippen gehindert.

Wie ferner Fig. 3 und 4 zeigen, besteht der Drosselschieberwagen (7) im wesentlichen aus den Seitenteilen (19), die mit Ausschnitten für die großen Durchmesser der Hydraulik- und Anpreßzylinder (8, 9) versehen sind. Die Seitenteile (19) sind durch Verbindungselemente (20) miteinander verbunden, die gleichzeitig als Befestigungselemente für die Hydraulik- und Anpreßzylinder (8, 9), Rollen (11, 12, 17, 18) Klemmschrauben (15) und Winkelhebel (10) dienen.

Der Drosselschieber (4) ist aus Gründen der Sichtverhältnisse in der Kokille zweckmäßigerweise so konzipiert, daß er, wie Fig. 1 zeigt, am Gießrohr (1) die Metallaustrittsöffnung (2, 3) gut überdeckt, jedoch nach obenhin auf den in Fig. 3 gezeigten Querschnitt übergeht. Dadurch kann die Konstruktion zur Bedienungsseite hin schmaler werden, so daß sie mit der Vorderseite des Gießrohres in der Kokille etwa abschließt. Nach hinten hin müssen noch die Druckschläuche zu den Hydraulikzylindern und der für den Drosselschieber erforderliche Weggeber untergebracht werden. Der Raum hierfür ist in Fig. 3 mit (R) bezeichnet. Im übrigen soll der Drosselschieber (4) mit nur einer Klemmschraube (15) am Drosselschieberwagen (7) angeklemmt werden. Durch die Anpreßrolle (11) und die Anlage am Gießrohr (1) wird er gegen die Auflage bei der Stützrolle (12) gedrückt. Die große Überdeckung am Gießrohr müßte ausreichen, um auf eine seitliche Klemmung des Drosselschiebers trotz Toleranzen verzichten zu können. Der Hub der Anpreßrolle (11) ist mit +/-5 mm vorgesehen (Zylinderhub +/-15 mm). Er müßte gut ausreichen, um Toleranzen an der Metallaustrittsöffnung des Gießrohres sowie Nachfederungen im System auszugleichen. Die Anpreßzylinder (9) beider Drosselschieber (4) werden mit gleichem Druck beaufschlagt, damit das Gießrohr (1) keinen oder nur wenig seitlichen Kräften augesetzt wird.

Der Anpreßduck der Drosselschieber wird zweckmäßigerweise und besonders vorteilhaft so geregelt, daß zwischen Gießrohraustritt und Schieber nur geringe oder gar keine Reibung entsteht und damit der Reibverschleiß am Gießrohr und am Drosselschieber verringert oder ganz vermieden wird. Als Kriterium kann der Verschiebedruck der Fahrzylinder bzw. Verstellzylinder dienen. Weiterhin ist man bei dieser erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung der Drosselschieber sehr vorteilhaft in der Lage, die Metallaustrittsmengen an jeder Seite aus dem Gießrohr einzeln zu korrigieren, bzw. je nach Wunsch unterschiedlich einzustellen. Dabei kann es sinnvoll und vorteilhaft sein, wenn die Andrückvorrichtung (wie bei Fig. 5 gezeigt) aus strömungs- und/oder regelungstechnischen Gründen mit zur Einflußnahme herangezogen wird, wobei die Schieber dann zusätzlich schwenkbar ausgebildet sind.

Wie die Fig. 5, 6 und 7 zeigen, kann das Drosselorgan gemäß der Erfindung auch als Klappe (21) ausgebildet sein, die in bezug auf die Metallaustrittsöffnung (22) am Gießrohr (23) mittels einer hydraulischen oder mechanischen Betätigungsvorrichtung in Schließ- und Öffnungsrichtung (Pfeil 24) bewegt wird. Die Drosselklappen haben gegenüber den Drosselschiebern den Vorteil, daß beide Klappen (21) mit einem und demselben Druckzylinder und derselben Regelung, wie bei einer Stopfenregelung betätigt werden können. Sie sind daher auch in ihrem konstruktiven Aufbau einfacher und billiger herstellbar.

In den Zeichnungsfiguren 5, 6 und 7 sind die Drosselklappen (21) in Schließstellung dargestellt. Die Drosselklappen (21) sind hierbei in Haltern (25) durch Klemmvorrichtungen (26) eingespannt. Die Halter (25) sind mit Wellen (27) fest verbunden, die, wie Fig. 7 zeigt, in Lagern (28) drehbeweglich gelagert sind. An einem Ende der Welle (27), welches sich außerhalb des Wärmestrahlungsbereiches der Kokille befindet, sind mit der Welle (27) Hebel (29) fest verbunden, die ihrerseits mit den freien Enden mit einem regelbaren Hydraulikzylinder (30) in Verbindung stehen. Durch den Hydraulikzylinder (30) sind die Drosselklappen (21) über die Wellen (27) schwenkbar, womit die Drosselwirkung des Austrittes der Metalschmelze durch die Öffnungen (22) am Gießrohr (23) im jeweils gewünschten Sinne geregelt werden kann. Für gleiche Metallausflußmengen an den beiden Drosselklappen (21) aus dem Gießrohr in die Kokille dürfte der Staudruck sorgen. Gegebenenfalls kann auch noch die Anordnung eines Dämpfers an den Wellen (27) zweckmäßig sein. Im übrigen sind die Halter (25) zwecks Verstärkung noch mit Versteifungsblechen (31) versehen, die an die Wellen (27) angeschweißt sind. Auch die Hebel (29) sind zwecks Verstärkung mit Rippen (32) versehen.

Wie ferner die Fig. 8 und 9 zeigen, können die Drosselorgange gemäß der Erfindung gegebenenfalls auch als stabförmig ausgebildete Schieber (33), vorzugsweise aus Rundstäben, bestehen, die in zu beiden Seiten am Gießrohr (34), oberhalb der Metallaustrittsöffnungen (35) angeordnete Bohrungen (36) axial verstellbar geführt sind. Diese als Rundstäbe ausgebildeten Schieber (33) stehen mit einer in der Zeichnung nicht näher dargestellten Verstell- bzw. Verschiebeeinrichtung (37) in Verbindung, die keinen Anpreßzylinder aufweist, jedoch ansonsten identisch ist mit der in Fig. 1 dargestellten Verstell- bzw. Verschiebeeinrichtung. Auch diese als Rundstäbe (33) ausgebildeten Schieber können als Drosselorgane an einem Gießrohr zum Einleiten von Metallschmelze in die Kokille mit ebendenselben Vorteilen angewandt werden, wie die in den übrigen Zeichnungsfiguren dargestellten Drosselorgane.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind nicht auf die in den Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So können beispielsweise, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, die Drosselorgane beliebige Form aufweisen und auch geteilt sein sowie in beliebiger Art und Weise am Gießrohraustritt bewegbar angeordnet sein. Die jeweilige konstruktive Ausgestaltung ist in Anpassung an die spätere Verwendung der Vorrichtung dem Fachmann anheimgestellt.

Claims (7)

1. Gießrohr zum Einleiten von Metallschmelze in eine Kokille, mit im unteren Endbereich angeordnetem, von außen her verstellbarem Drosselorgan, das den seitlichen Ausfluß der Metallschmelze aus dem Gießrohr in die Kokille mengenmäßig regelt, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan (4, 21, 33) seitlich außen am Gießrohr (1, 23, 34) angeordnet ist und mit einer seitlich am Gießrohr (1, 23, 34) und außerhalb der Metallschmelze befindlichen Verstelleinrichtung in Wirkverbindung steht.

2. Gießrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan (4, 33) als Schieber ausgebildet ist.

3. Gießrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan (21) als Klappe ausgebildet ist.

4. Gießrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das als Schieber ausgebildete Drosselorgan (4) mit einer hydraulisch betätigten Verstelleinrichtung in Wirkverbindung steht, die den Schieber in vertikaler Richtung vor die Metallaustrittsöffnung (2, 3, 35) am Gießrohr (1) schiebt und ihn dabei gegen die Metallaustrittsöffnung (2, 3) drückt.

5. Gießrohr nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das als Klappe ausgebildete Drosselorgan (21) mit einer hydraulischen oder mechanischen Betätigungsvorrichtung in Wirkverbindung steht, die die Klappe in bezug auf die Metallaustrittsöffnung (22) am Gießrohr (23) in Schließ- und Öffnungsrichtung bewegt.

6. Gießrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan (33) stabförmig ausgebildet ist.

7. Gießrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch zwei im unteren Bereich seitlich in der Wandung des Gießrohres (1, 23, 34) diametral gegenüberliegend angeordnete Metallaustrittsöffnungen (2, 3, 22, 35), die mit je einem Drosselorgan (4, 21, 33) versehen sind.