DE8520570U1 - Water jet protection device - Google Patents
Water jet protection deviceInfo
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- B22D37/00—Controlling or regulating the pouring of molten metal from a casting melt-holding vessel
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- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
Description
BeschreibungDescription
Gießstrahl-SchutzvorrichtungWater jet protection device
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schutz des Gießstrahls zwischen Gießpfanne und dem Gießtrichter der einzugießenden Form gegen Zutritt von Lüftsauerstoff, insbesondere beim Kokillen- und/oder Formguß.The invention relates to a device for protecting the pouring stream between the pouring ladle and the pouring funnel of the mold to be poured against the ingress of air oxygen, in particular during permanent mold and/or mold casting.
Beim Vergießen insbesondere von Stahl im Kokillenoder Formguß entstehen bei Zutritt von Luft zum Gießstrahl w zwischen dem Ausguß der Gießpfanne und dem Eintritt des Gießstrahls in den Gießtrichter der betreffenden Form Oxidationsprodukte, welche die im Konverter oder aber unmittelbar in der Gießpfanne erreichte Raffination des Stahls durch Reoxidation des Gießstrahls im Sinne einer qualitativen Verschlechterung des Gießstücks wieder herabsetzen. Zur Verhinderung dessen ist es bereits bekannt, den Gießstrahl vor dem Zutritt von Luft zu schützen.When casting steel in particular in permanent mold or mould casting, oxidation products are formed when air enters the pouring stream w between the pouring ladle's spout and the pouring stream's entry into the pouring funnel of the relevant mold, which reduce the refining of the steel achieved in the converter or directly in the pouring ladle by reoxidizing the pouring stream, resulting in a deterioration in the quality of the casting. To prevent this, it is already known to protect the pouring stream from the ingress of air.
Bekannte Gießstrahl-Schutzmethoden zielen darauf ab, den Gießstrahl durch eine entsprechend abgeschirmteKnown pouring jet protection methods aim to shield the pouring jet by means of an appropriately shielded
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Führung im Mittelkammerverfahren oder aber durch Anwendung eines Tauchrohres zu schützen. Bei Anwendung des Mittelkämmerverfahrens wird über eine durch Seitenwände mit Bodenfuchslöchern abgeteilte Mittelkammer in die Form bzw. Formen gegossen, welche durch eine Haube oder Abdeckplatte verschlossen ist. Bei Anwendung eines Gieß- oder Tauchrohres wird ein derartiges Rohr an der Pfanne angeschlagen und muß beim Gießvorgang ständig um einen gewissen Betrag in der Schmelze eingetaucht gehalten werden. Bei beiden Vorgehensweisen kann der Erfolg dadurch verbessert werden, daß die Anschluß- und Verbindungsstellen mit einem Inertgas, vorzugsweise mit Argon, umspült werden.Guide in the middle chamber method or by using a dip tube. When using the middle chamber method, the material is poured into the mold or molds via a middle chamber divided by side walls with holes in the bottom, which is closed by a hood or cover plate. When using a pouring or dip tube, such a tube is attached to the ladle and must be kept submerged in the melt by a certain amount during the pouring process. With both methods, the success can be improved by flushing the connection and joint points with an inert gas, preferably argon.
Derartige aufwendige Verfahren haben sich insbesondere im Strangguß zwar bewährt, sind jedoch beim Kokillenünd/oder Formguß nicht anwendbar, bei welchem die Formen nacheinander mit der Gießschmelze zu beschicken sind, wobei der Gießstrahl einer Kontrolle und Überwachung durch Inaugenscheinnahme zu unterziehen ist. Aus diesem Grunde ist es bei den vorgenannten Gießverfahren bekannt, den Gießstrahl auf seinem Weg vom Pfannenausguß bis in den Gießtrichter mittels eines dichten Inertgasschleiers gegen die Umgebungsatmosphäre abzuschirmen. Mit einer derartigen Verfahrensweise ist jedoch außer dem hohen Geldaufwand für die Gasbeistellung noch der schwerwiegende Nachteil verbunden, daß der Gasschleier «im Einzelfall aufgrund derrbeim Abguß auftretenden Turbulenzen und Induktionsströme nicht völlig dichtzuhalten ist, so daß die an sich zu vermeidende Reoxidation des Gießstrahls immer wieder auftritt.Such complex processes have proven particularly useful in continuous casting, but cannot be used in permanent mold and/or form casting, where the molds are fed with the molten metal one after the other, and the pouring stream is checked and monitored visually. For this reason, it is known in the above-mentioned casting processes to shield the pouring stream from the ambient atmosphere on its way from the ladle pouring outlet to the pouring funnel by means of a dense inert gas curtain. However, in addition to the high cost of providing the gas, this type of procedure also has the serious disadvantage that the gas curtain cannot be kept completely sealed in individual cases due to the turbulence and induction currents that occur during casting, so that reoxidation of the pouring stream, which should actually be avoided, occurs again and again.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Gießstrahl-Schutzvorrichtung zur Verfügung zu stellen,The invention is therefore based on the object of providing a pouring jet protection device,
welche auch beim Kokillen= und Formguß für eine ejnwändfräie Abdichtung sorgt und dabei einfach und sicher in der Handhabung ist. Ferner soll auf den Einsatz von Inertgasen verzichtet werden können, und schließlich soll c".ie Vorrichtung möglichst kostengünstig herstellbar und einsetzbar sein. which also ensures a flawless seal during die and mold casting and is easy and safe to handle. Furthermore, the use of inert gases should be avoided and, finally, the device should be as inexpensive to manufacture and use as possible.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlichThe solution to this problem is provided by
vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen ^^ aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser ^ Beschreibung vorangestellt sind.advantageous embodiments and further developments ^^ from the content of the patent claims which precede this ^ description.
Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, daß aufgrund der vollständigen und dichten Abschirmung des Gießstrahls gegen die Atmosphäre keine Reoxidation des Gießstrahls stattfinden kann. Dabei sorgt das Aufsetzen des Pfannenbodens auf das Zwischenstück mit der angeformten Dichtungsmasse aufgrund des Eigengewichtes der Pfanne dafür, daß die Abdichtung des Zwischenstückes sowohl gegen den Pfannenboden als auch gegen den Gießtrichter ohne zusätzliche Maßnahmen geschieht, indem sich die wulstartig am oberen und IP unteren Rand des Zwischenstückes an^eformte Dichtungsmasse entsprechend verformt. Das nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehene Sichtfenster erlaubt dabei eine ständige Beobachtung des Gießstrahls beim Gießvorgang.The invention has the advantage that, due to the complete and tight shielding of the pouring stream from the atmosphere, no reoxidation of the pouring stream can occur. The placement of the ladle base on the intermediate piece with the molded-on sealing compound, due to the weight of the ladle, ensures that the intermediate piece is sealed against both the ladle base and the pouring funnel without additional measures, as the bead-like sealing compound molded onto the upper and lower edges of the intermediate piece deforms accordingly. The viewing window provided according to one embodiment of the invention allows the pouring stream to be constantly observed during the pouring process.
Weiterhin sind für die jeweilig vorbestimmten Abmessungen der Ausgußöffnung im Pfannenboden sowie des Gießtrichters der Form und deren Kombinationen die Zwischenstücke mit jeweiligem Dichtmassenwulst vorfertigbar, so daß die entsprechende Einrüstung der Formen schnell und sicher vonstatten gehen kann. Nach dem Gebrauch sindFurthermore, the intermediate pieces with the respective sealing bead can be prefabricated for the respective predetermined dimensions of the pouring opening in the pan base and the pouring funnel of the mold and their combinations, so that the corresponding setting up of the molds can be carried out quickly and safely. After use,
die Zwischenstücke zudem wiederverwendbar, wenn sie mit jeweils neuen Dichtungsmassen und einer Abstrahlfolie versehen werden.The spacers can also be reused if they are provided with new sealing compounds and a radiation foil.
Schließlich ist nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, die Innenflächen von Zwischenstück und Dichtungsmasse gegen die vom Gießstrahl ausgehende thermische Beanspruchung durch Wärmestrahlung zu schützen, indem eine wärmeabweisende und rückstrahlende Folie über die Innenseiten von Zwischenstück und Dichtungsmasse gezogen ist, wobei als Isolationsschicht in vorteilhafter Weise eine Luftspalt zwischen Zwischenstück und Foiie einzuschalten ist.Finally, according to a preferred embodiment of the invention, the inner surfaces of the intermediate piece and sealing compound are protected against the thermal stress caused by heat radiation from the pouring jet by pulling a heat-repellent and retroreflective film over the inner surfaces of the intermediate piece and sealing compound, with an air gap between the intermediate piece and the film advantageously being inserted as an insulating layer.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es zeigen:The drawing shows two embodiments of the invention, which are described below. They show:
Fig. 1 eine Gießstrahl-Schutzvorrichtung zwischen Pfannenboden und Gießtrichter beim Formguß im Schnitt,Fig. 1 a pouring jet protection device between the ladle bottom and pouring funnel during mold casting in section,
Fig. 2 den Gegenstand entsprechend Figur 1 bei gespannweisem Kokillenguß.Fig. 2 shows the object corresponding to Figure 1 in a team-based permanent mold casting process.
Eine Gießpfanne 10 weist an ihrem Boden 11 eine Ausgußöffnung 12 auf. Unter dieser Öffnung 12 ist in Gießstellung ein Gießtrichter 13 eines Formkastens 14 angeordnet, an dem daneben ein nicht dargestellter Steiger ausgebildet ist. Zwischen Boden 11 und Gießttfichter 13 ist die Ausgußöffnung 12 der Pfanne 10 umfassend eine Gießstrahl-Schützvotrichtung 16 angeordnet.A pouring ladle 10 has a pouring opening 12 on its base 11. In the pouring position, a pouring funnel 13 of a molding box 14 is arranged under this opening 12, on which a riser (not shown) is formed next to it. The pouring opening 12 of the ladle 10, comprising a pouring jet protection device 16 , is arranged between the base 11 and the pouring funnel 13.
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Die Gießstrahl-Schutzvorrichtung besteht aus einem, vorzugsweise aus feuerfestem Material auf Schamottebasis gefertigten Zwischenstück 16, welches sich in Querschnitt und Höhe nach der zum Einsatz kommenden Kombination von Gießpfanne und Formkasten richtet. Am oberen und unteren Rand des Zwischenstückes 16 ist auf seiner1 gesamten Umfang wulstartig eine Dichtungsmasse 17 angeformt, welche die Wanddicke des Zwischenstückes wenigstens etwas überragt. Die Dichtungsmasse 17 hat aus einem plastisch verformbaren Material zu bestehen, welches als ebenfalls feuerfeste wasserarme Masse auf Silikonbasis ausgebildet sein kann.The pouring jet protection device consists of an intermediate piece 16, preferably made of fireproof material based on fireclay, the cross-section and height of which is based on the combination of pouring ladle and molding box used. A sealing compound 17 is formed in a bead-like manner on the upper and lower edge of the intermediate piece 16 over its entire circumference, which extends at least slightly beyond the wall thickness of the intermediate piece. The sealing compound 17 must consist of a plastically deformable material, which can also be designed as a fireproof, low-water compound based on silicone.
Zum Schutz von Zwischenstück 16 und DichtungsmasseTo protect spacer 16 and sealing compound
17 gegen die thermische Strahlung des heißen Gießstrahlsr wobei insbesondere die Dichtungsmasse 17 gegen eine Austrocknung und damit den Verlust der Plastizität und somit ihrer Dichtungseigenschaften zu schützen ist, ist innenseitig eine Folie 18 aus Aluminium eingezogen, wobei die Folie zwischen den beiden Dichtungsmassenwülsten 17 mit Abstand zur Zwischenstuckwand 16 verläuft, so daß sich an dieser Stelle zwischen dem Zwischenstück 16 und der Folie 18 ein Luftspalt 19 ergibt, welcher für eine zusätzliche Wärmeisolierung sorgt.17 against the thermal radiation of the hot pouring jet r, whereby in particular the sealing compound 17 is to be protected against drying out and thus the loss of plasticity and thus its sealing properties, a film 18 made of aluminum is drawn in on the inside, whereby the film runs between the two sealing compound beads 17 at a distance from the intermediate piece wall 16, so that at this point between the intermediate piece 16 and the film 18 an air gap 19 is formed, which ensures additional thermal insulation.
Wie im einzelnen nicht weiter dargestellt, ist in eine Wandung des Zwischenstückes 16 sowie die FolieAs not shown in detail, a wall of the intermediate piece 16 and the foil
18 ein Sichtfenster aus vorzugsweise farbigem Glas eingeformt, welches ein Beobachten des Gießstrahls während des Abgusses erlaubt. Ferner kann ein verschließbarer Anschluß für eine Vakuumpumpe am Zwischenstück vorgesehen sein, mittels deret1 der Gießraum bis zur Pfannehöffnung vor Beginn des GießvörgangeS zusätzlich von Umgebungsluft befreit Werden kann.18 a viewing window made of preferably colored glass is molded in, which allows the pouring stream to be observed during the pouring. Furthermore, a closable connection for a vacuum pump can be provided on the intermediate piece, by means of which 1 the pouring space up to the ladle opening can be additionally freed of ambient air before the start of the pouring process.
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Das in Figur 2 gezeigte AusführungsbeispieX unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen lediglich durch die Art des Gießverfahrens. In- diesem Fall ist der an das Zwischenstück 16 anschließende Gießtrichter 13 Teil eines Gießrohres 20, über welches in steigendem Guß über einen Gießkanal 21 wenigstens zwei Kokillen 2.2 eines Gespannes eingegossen werden. Auch bei diesem Gi-sßverfahren erfüllt die erfindungsgemäße Gießstrahl-Schutzvorrichtung ihren Zweck.The embodiment shown in Figure 2 differs from the one previously described only in the type of casting process. In this case, the pouring funnel 13 adjoining the intermediate piece 16 is part of a pouring pipe 20, through which at least two molds 2.2 of a set are poured in ascending pouring via a pouring channel 21. The pouring jet protection device according to the invention also fulfills its purpose in this casting process.
Im Betrieb können die bereits vorgefertigten Zwischenstücke 16 mit angeformter Dichtungsmasse 17 auf die Gießtrichter 13 aufgesetzt werden. Sobald die Gießpfanne 10 auf das Zwischenstück 16 aufgesetzt wird/ erfolgt automatisch d vrch einen entsprechenden Druck eine Verdichtung un<3 Verformung der wulstartigen Dichtungsmasse 17 unter gleichzeitiger Anpassung an die und Ausfüllung der Unebenheiten der betreffenden Baueinheiten. Nach Beginn des Gießvorganges kann der Git^strahl durch das Sichtfenster beobachtet werden. Die Werkstoffe der Gießstrahl-Schutzvorrichtung werden durch die eingebrachte Folie 18 sowie das vorgesehene Luftpolster 19 gegen Austrocknung und thermischen Angriff geschützt. Dies hat auch zur Folge, daß die Zwischenstücke 16 selbst nach Beendigung des Gießvorganges wiederverwendbar sind, indem neue Dichtungsmassenwülste angeformt werden und die Folie erneut eingezogen wird. Bei der Vorfertigung der Gießstrahl-Schutzvorrichtungen 15 müssen lediglich die in Frage kommenden Kombinationen von Pfannen und Formen bekannt sein, da das Zwischenstück in seinen Dimmensionen an die betreffenden Größen-Verhältnisse anzupassen ist.During operation, the prefabricated intermediate pieces 16 with molded-on sealing compound 17 can be placed on the pouring funnels 13. As soon as the pouring ladle 10 is placed on the intermediate piece 16, the bead-like sealing compound 17 is automatically compressed and deformed by means of a corresponding pressure, while at the same time adjusting to and filling in the unevenness of the relevant structural units. After the pouring process has begun, the pouring stream can be observed through the viewing window. The materials of the pouring stream protection device are protected against drying out and thermal attack by the inserted film 18 and the air cushion 19 provided. This also means that the intermediate pieces 16 can be reused even after the pouring process has ended, by molding new sealing compound beads and re-inserting the film. When prefabricating the pouring jet protection devices 15, only the possible combinations of pans and molds must be known, since the dimensions of the intermediate piece must be adapted to the relevant size ratios.
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Schließlich kann auch vorgesehen sein, an Stelle der feuerfesten Masse und des Werkstoffes geeignete, hitzebeständige Kunststoffe zum Einsatz zu bringen, wodurch die Fertigung, Lagerung und Anwendung der erfindungsgemäßen Gießstrahl-Schutzvorrichtung weiter verbessert würde.Finally, it can also be provided to use suitable, heat-resistant plastics instead of the fireproof mass and the material, which would further improve the manufacture, storage and use of the pouring jet protection device according to the invention.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.The features of the subject matter of these documents disclosed in the above description, the patent claims, the abstract and the drawings can be essential for the realization of the invention in its various embodiments, both individually and in any combination with one another.
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Düsseldorf &Pgr;
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