EP0103715A1 - Abdichtung zwischen einer Giessdüse und einer diese umschliessenden Stranggiesskokille für Stahl mit einem rechteckförmigen Giessquerschnitt - Google Patents

Abdichtung zwischen einer Giessdüse und einer diese umschliessenden Stranggiesskokille für Stahl mit einem rechteckförmigen Giessquerschnitt Download PDF

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EP0103715A1
EP0103715A1 EP83107589A EP83107589A EP0103715A1 EP 0103715 A1 EP0103715 A1 EP 0103715A1 EP 83107589 A EP83107589 A EP 83107589A EP 83107589 A EP83107589 A EP 83107589A EP 0103715 A1 EP0103715 A1 EP 0103715A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sealing
casting
pouring nozzle
pouring
nozzle
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP83107589A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerd Artz
Dieter Figge
Thomas Dr. Hoster
Clemens Philipp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fried Krupp AG
Original Assignee
Fried Krupp AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Fried Krupp AG filed Critical Fried Krupp AG
Publication of EP0103715A1 publication Critical patent/EP0103715A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637—Accessories therefor
    • B22D11/064—Accessories therefor for supplying molten metal
    • B22D11/0645—Sealing means for the nozzle between the travelling surfaces

Definitions

  • the invention relates to a pouring nozzle and a continuous casting mold for steel enclosing it with a rectangular casting cross section, which consists of endless casting belts lying opposite one another in pairs and continuous side dams adjoining them laterally.
  • Continuous casting molds of the type mentioned at the beginning to which the casting metal is fed via an open channel, enable lead, zinc and copper to be cast at high casting speeds.
  • the air access caused by the use of the open channel does not adversely affect the casting process and the cast product.
  • oscillating molds arranged vertically are preferably used, the molten pool level of which is covered by means of casting powder to prevent air from entering.
  • the molten steel passes from a distributor vessel into a plunger tube arranged vertically, which has suitable outlet openings under the surface of the molten bath. Because of the use of an oscillating mold, the casting speed is known Process or the associated casting device to about 3 to 4 m / min. limited.
  • the invention is based, an Ab to develop a seal for a steel casting continuous casting mold with moving mold walls, which - taking into account the difficulties outlined above - works flawlessly over a sufficiently long service life.
  • the object is achieved by a seal which essentially has the features of claim 1.
  • the basic idea of the invention is then to provide at least one sealing lever which is resiliently held against the casting nozzle and the endless casting belts of the continuous casting mold; So that this mechanically effective seal - seen transversely to the longitudinal extent of the pouring nozzle - can better adapt to any existing waviness of the casting belts, one will normally arrange several sealing levers which can be moved relative to one another.
  • the respective outer sealing lever is preferably designed such that it represents a side sealing element which seals with the side dam.
  • Each casting belt is thus sealed on its inside facing the casting nozzle over its entire width between the opposing link walls via or via the sealing lever.
  • the use of the pivotally held sealing lever as a side sealing element also includes the fact that it is also movable transversely to the longitudinal extension of the pouring nozzle; when using a plurality of sealing levers arranged next to one another, cross spring elements acting on these can be used to bring about a certain mutual alignment and support on the link walls.
  • a particularly favorable and effective design of the sealing lever is that it is equipped with a cylindrical pivot part and is supported on the pouring nozzle via a pivot bearing (claim 2).
  • the cylindrical swivel part as a connecting element ensures at the same time that the sealing lever can possibly also move laterally in the longitudinal direction of the swivel part.
  • the sealing lever has a resiliently supported actuating arm and at least one sealing edge which is held in contact with the casting belt via the actuating arm (claim 3).
  • This expediently has such an arrangement that it is - seen in the casting direction - in front of the pivot bracket of the sealing lever. If necessary, a plurality of sealing edges can also be provided, which lie one behind the other in the sealing direction.
  • the space between the actuating arm and the pouring nozzle, which receives the spring element supporting the actuating arm, is sealed off from the surroundings (claim 4). Due to the high ambient temperature (in the order of 1300 to 1500 ° C), the spring element must be made of a highly heat-resistant special material such as tungsten. However, this presupposes that the space receiving the spring element is filled via a feed line with an inert gas serving as a protective gas and is thereby secured against air access (claim 5).
  • the seal can in particular consist of a sealing plate attached to the actuating arm, which rests displaceably on a counter surface of the pouring nozzle.
  • the space in front of the sealing edge between the casting belt and the pouring nozzle is filled with a layer which consists of granules resistant to the steel melt (claim 6), in particular magnesium oxide (claim 7).
  • the thickness of the granulate layer in the direction of the longitudinal extension of the pouring nozzle is dimensioned such that it at least envelops the sealing lever or levers.
  • the diameter of the individual granules should expediently be so large that they cannot get into the area behind the sealing levers with the moving mold walls.
  • sealing levers arranged next to one another are used, the gaps between them can be sealed by a flexible sealant held between the sealing levers - in particular sealing cords made of ceramic fiber material.
  • a flexible sealant held between the sealing levers - in particular sealing cords made of ceramic fiber material.
  • protective gas in the form of inert gas or to use the mechanical and pneumatic sealing means mentioned in combination.
  • the use of a protective gas appears particularly expedient when it is needed anyway - for example for shielding the spring element for the sealing lever (cf. claim 5).
  • sealing strips are used in a further embodiment of the subject matter of the invention, which are supported on the pouring nozzle and bear resiliently on the side dams (claim 8).
  • the sealing essentially consists of mechanically acting sealing elements, the sealing levers resting on the one hand via their sealing edge on the casting belts and on the other hand the sealing levers and the sealing strips extending into their area on the side dams.
  • the perfect sealing effect of the sealing strips is ensured in that they form a sealing point with the sealing levers in question.
  • This can be achieved by supporting the sealing lever via a cylindrical swivel part on the pouring nozzle, in particular, in that the end sections of the sealing strips facing the sealing levers have a recess which is adapted to the swivel part and accommodates it (claim 9).
  • the outer sealing lever in question is thus supported by its cylindrical swivel part on the one hand in the swivel bearing of the pouring nozzle already mentioned and on the other hand in the recess of the sealing strip movable with respect to the casting body.
  • the sealing levers which may be composed of several components, as well as the sealing strips and the pouring nozzle are preferably made of ceramic material with at least approximately the same coefficient of thermal expansion.
  • the resilient support of the sealing strips on the pouring nozzle takes place via spring elements consisting in particular of tungsten, which, if necessary, are arranged in a space filled with protective gas.
  • the continuous casting mold for steel forming a pouring device has, as essential components, two endless casting belts 1 (cf. FIG. 1) and two endless articulated side dams 2 with dam blocks 2 ′ that can move relative to one another (cf. FIG. 2), which are in relation to a ceramic pouring nozzle 3 lie opposite each other in pairs and delimit a rectangular casting cross-section with one another; the side dams 2 serving as vertical mold walls thus sealingly adjoin the casting belts 1 serving as horizontal mold walls. All mold walls 1 and 2 are preferably equipped with horizontally arranged deflection axes (not shown) and move in the region of the pouring nozzle 3 and the pouring cross-section from left to right during the pouring process, i.e. in the pouring direction indicated by arrow 4.
  • the pouring nozzle 3 which is connected to a distribution vessel (not shown) and has the longitudinal axis 3 ', is tubular, i.e. it has a pouring hole 5 which widens in the direction of the casting in the region of its front section.
  • the pouring nozzle is held stationary with respect to the mold walls 1 and 2 at least during the pouring process and normally has several components.
  • each sealing lever 6 consists of two ceramic parts bonded together, namely an actuating arm 7 and a cylindrical swivel part 8 which swivels by means of a filler 9 in a cylindrical swivel bearing 10 of the pouring nozzle 3 is held in cash; the pivot axis of each sealing lever 6 is designated 6 '.
  • the actuating arm 7 has an angled sealing shoulder 7 'forming a sealing edge 7 "above the cylindrical swivel part 8 and is supported - seen in the casting direction (arrow 4) - in front of the cylindrical swivel part via a spring element made of tungsten in the form of a cylindrical helical spring 11
  • the pretension of the helical spring 11 is selected so that the sealing force emanating from the sealing edge 7 "reliably prevents the ingress of steel melt into the area of the actuating arm, the sealing shoulder 7 'possibly moving the casting belt 1 perpendicular to the Longitudinal axis 3 'is resiliently tracked.
  • the space 12 accommodating the coil spring 11 between the parts 7, 8 and 3 is outwardly through a seal consisting of a sealing plate 13 and a counter surface 14, i.e. against the environment, closed; the sealing plate 13 attached to the actuating arm 7 is slidably supported on the mating surface 14 fastened to the casting nozzle.
  • a feed line 15 for protective gas opens into the space 12; This is to ensure that the coil spring 11 remains functional even at high ambient temperatures above 1300 ° C.
  • the actuating arm 7 is embedded up to the sealing shoulder 7 'in a granulate layer 16 made of magnesium oxide, which is delimited at the front (i.e. on the left in FIG. 1) by the wall of the pouring nozzle 3 and a sealing block 17 made of ceramic fiber material.
  • the size of the granules of the granulate layer 16 - which in the event of a fault should prevent steel melt from penetrating too far into the area in front of the sealing levers 6 - is selected such that entrainment in the pouring direction (arrow 4) past the sealing lever 6 is not possible .
  • the advantage associated with the use of the cylindrical swivel part is that the sealing levers 6 can also adjust transversely to the plane of the drawing and can seal against the side dam 2 which adjoins laterally. If the gap between adjacent sealing levers is sufficiently small (less than about 0.2 mm when casting steel), a special gap seal can be dispensed with. If necessary, a sufficient sealing effect can be achieved by inserting flexible ceramic fiber material between the sealing levers 6.
  • Another or additional possibility of sealing between the adjacent sealing levers is to introduce inert gas as a protective gas; in particular, the protective gas supplied via the supply line 15 can be used simultaneously for the purpose of sealing between the sealing levers.
  • the lateral sealing of the pouring nozzle 3 with the side dams 2 is effected on the one hand - as already described - by the lateral contact of the sealing lever 6 and on the other hand by sealing strips 18 which - supported on tungsten springs 19 - in recesses 20 of the pouring nozzle 3 in the sense of the double arrow 21 are kept movable.
  • the sealing strips 18 made of ceramic material extend into the area of the outer sealing levers 6 to form a cylindrical recess 18 ', on which the cylindrical pivot part 8 in question is supported. The sealing strips 18 thus go over to form a sealing point in the outer sealing lever 6, so that the space between the casting body 3 and the side dams 2 is sealed over the entire height between the casting belts 1.
  • the tungsten springs 19 are also expediently connected to a protective gas source via a line system (not shown).
  • coil springs 11 operating at high ambient temperature can be dispensed with in the embodiment of the subject matter of the invention shown in FIG. 3.
  • this has an adjusting wedge 22, on the wedge surface 22 'of which the actuating arm 7 rests.
  • the adjusting wedge is in turn fastened, with the interposition of an adjusting rod 23, to a prestressed spring element, not shown, which - seen in the casting direction (arrow 4) - lies far ahead of the high ambient temperature range shown.
  • the adjusting wedge 22 is supported on a sliding surface 24 of the pouring nozzle 3, which runs parallel to the longitudinal axis 3 'thereof.
  • the advantage associated with the use of an adjusting rod is not only that, in view of the lower ambient temperatures, the supply of protective gas in the area of the spring element can be dispensed with, but also that the sealing force generated via the adjusting wedge may be changed externally, if necessary Preload of the spring element can be influenced.
  • the seal according to the invention consists of three movable sealing levers 6 arranged next to one another, which bear against the associated upper or lower casting belt 1, and each of a laterally arranged sealing strip 18, which with the outer surface of the two outer D layer lever 6 with respect to the non-illustrated side dam 2 (see. Fig. 2) seals.
  • the inlet cross section of the pouring nozzle 3 is 30 x 120 mm
  • the outlet cross section is 76 x 166 mm
  • the pouring cross section delimited by the mold walls 1 and 2 is 80 x 170 mm.
  • the pivot axes 6 'of the sealing levers at the top and bottom are at a mutual distance of 76 mm.
  • Fig. 4 a shows that by using several side-by-side sealing lever 6, an adaptation to an existing ripple of the casting belts 1 is possible.
  • a lateral displacement of the pouring nozzle 3 with respect to the mold walls 1 and 2 does not impair the sealing effect of the subject of the invention.
  • the sealing levers can be pivoted about their pivot axes 6 'and can therefore be adjusted in height and can be moved laterally along the pivot axes.
  • the sealing strips 2 can move to a considerable extent under the action of the tungsten springs 19 without losing contact with the associated side dam 2 (shown in FIG. 2).
  • the advantage achieved by the invention is in particular that the problem of sealing between the pouring nozzle and the moving mold walls to the easier problem of sealing the gap is returned in particular between the sealing levers.
  • the use of an essentially mechanical resilient seal automatically compensates for a height and side displacement between the upstream distributor vessel and the continuous casting mold during the casting process without impairing the sealing effect, facilitates the introduction of the preheated pouring nozzle and the starting of the pouring device. Shocks caused by the casting belt do not damage the casting nozzle, since they are absorbed by the resilient sealing elements as well as any changes in shape that occur.
  • the subject matter of the invention also makes it possible to adapt the individual sealing elements to the requirements in terms of their properties by selecting suitable materials.
  • the seal according to the invention - regardless of the casting speed - is also effective at a standstill and can therefore also be used in casting devices of a different design.
  • the sealing strips and the filler pieces shown in FIGS. 1 and 3 in particular hydraulically pressed alumina with about 60% A1 2 0 3 , 7% C and about 33% Si0 2 comes into question.
  • the casting belts and the side dams adjoining them laterally consist expediently of low-carbon carbon steel with about 0.1% carbon or hardened Corson bronze with about 97.4% Cu; 0.4% Si; 2% Ni and 0.2% Ti.
  • the pouring nozzle is advantageous as an isostatically pressed rectangular tube with a material made of 50% Al 2 O 3 ; 20% SiO 2 and 30% C formed, which in the fired state has received: post-processing by diamond grinding.

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Abstract

Abdichtung zwischen einer Gießdüse und einer diese umschließenden Stranggießkokille für Stahl mit einem rechteckförmigen Gießquerschnitt, die aus sich paarweise gegenüberliegenden endlosen Gießbändern und sich an diese seitlich anschließenden endlosen gegliederten Seitendämmen besteht. Stranggießkokillen mit derartig ausgebildeten in Gießrichtung bewegten Kokillenwänden werden heutzutage beim Vergießen von Blei, Zink und Kupfer mit hoher Gießgeschwindigkeit eingesetzt; das Gießmetall gelangt dabei über einen als offene Rinne ausgebildeten Eingußkörper in die Gießvorrichtung. Um auch beim Vergießen von Stahl bei guter Gießqualität hohe Gießgeschwindigkeiten erreichen zu können, wird eine Abdichtung zwischen der Gießdüse und den erwähnten Kokillenwänden vorgeschlagen, die an jedem Gießband (1) - quer zur Längserstreckung der Gießdüse (3) gesehen - zumindest einen federnd abgestützten Dichthebel (6) aufweist; dieser ist beweglich mit der Gießdüse verbunden und weist eine dem Seitendamm (2) zugewandte Außenfläche auf, die ein mit diesem abdichtendes Seitendichtelement bildet. Bei einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes liegen an der Gießdüse (3) abgestützte Dichtleisten (18) federnd an den Seitendämmen (2) an.

Description

  • Abdichtung zwischen einer Gießdüse und einer diese umschlieBenden StranggieBkokille für Stahl mit einem rechteckförmigen Gießquerschnitt
  • Die Erfindung betrifft eine Gießdüse und eine diese umschließende Stranggießkokille für Stahl mit einem rechteckförmigen Gießquerschnitt, die aus sich paarweise gegenüberliegenden endlosen Gießbändern und sich an diese seitlich anschließenden endlosen gegliederten Seitendämmen besteht.
  • Stranggießkokillen der eingangs erwähnten Gattung, denen das Gießmetall über eine offene Rinne zugeführt wird, ermöglichen das Gießen von Blei, Zink und Kupfer mit hoher Gießgeschwindigkeit. Der durch die Verwendung der offenen_Rinne.bedingte Luftzutritt beeinflußt den Gießvorgang und das Gießerzeugnis nicht nachteilig.
  • Im Gegensatz dazu finden beim Stahlgießen vorzugsweise lotrecht angeordnete oszillierende Kokillen Verwendung, deren Schmelzbadspiegel zur Verhinderung des Luftzutritts mittels Gießpulver abgedeckt ist. Die Stahlschmelze gelangt aus einem Verteilergefäß in ein lotrecht angeordnetes Tauchrohr, welches unter der Schmelzbadoberfläche geeignete Austrittsöffnungen aufweist. Wegen der Verwendung einer oszillierenden Kokille ist die Gießgeschwindigkeit dieses bekannten Verfahrens bzw. der zugehörigen Gießvorrichtung auf etwa 3 bis 4 m/min. begrenzt.
  • Höhere Gießgeschwindigkeiten in der Größenordnung von mindestens etwa 10 m/min. beim Stahlgießen lassen sich nur mit Stranggießkokillen erzielen, die wie diejenige der eingangs erwähnten Gattung in Gießrichtung bewegte Kokillenwände in Form von endlosen Gießbändern und endlosen gegliederten Seitendämmen aufweisen. Da der Gießquerschnitt rechteckförmig ist, gestaltet sich die gegenseitige Abdichtung der vier zusammenwirkenden Kokillenwände außerordentlich schwierig. Darüber hinaus muß durch eine geeignete Ausbildung der Gießdüse im Hinblick auf die Qualität des Gießerzeugnisses dafür Sorge getragen werden, daß keine Luft in die Stranggießkokille gelangt.
  • Eine in der Praxis zufriedenstellend arbeitende Dichtung zwischen den bewegten Kokillenwänden und der ggf. verstellbaren, jedoch während des Gießvorgangs feststehenden Gießdüse gegen die Stahlschmelze und Luft ist bisher nicht entwickelt worden. Erschwert wird die Verwirklichung der Abdichtung dadurch, daß sie wegen der Flüssigstahlsäule im Verteilergefäß gegen einen Überdruck in der Größenordnung von 0,5 bar erfolgen muß. Darüber hinaus weisen die Gießbänder nach einer gewissen Einsatzzeit eine Welligkeit auf, die ebenfalls von den in Frage kommenden Dichtelementen aufgenommen werden muß.
  • Jeder Lösungsvorschlag für eine Abdichtung muß außerdem den beengten Raumverhältnissen Rechnung tragen, welche durch den verhältnismäßig kleinen Gießquerschnitt (normalerweise in der Größenordnung von 80 x 170 mm) bedingt sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abdichtung für eine Stahl vergießende Stranggießkokille mit bewegten Kokillenwänden zu entwickeln, die - den vorher aufgezeigten Schwierigkeiten Rechnung tragend - über eine ausreichend bemessene Einsatzzeit einwandfrei arbeitet.
  • Die gestellte Aufgabe wird durch eine Abdichtung gelöst, die im wesentlichen die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Der Grundgedanke der Erfindung besteht danach darin, zur Abdichtung zwischen der Gießdüse und den endlosen Gießbändern der Stranggießkokille zumindest einen an diesen federnd in Anlage gehaltenen Dichthebel vorzusehen; damit sich diese mechanisch wirksame Dichtung - quer zur Längserstreckung der Gießdüse gesehen - einer etwa vorhandenen Welligkeit der Gießbänder besser anpassen kann, wird man im Normalfall mehrere gegeneinander bewegliche Dichthebel nebeneinander anordnen.
  • Die dem Seitendamm zugewandte Außenfläche des Dichthebels bzw. - bei Verwendung mehrerer nebeneinander angeordneter Dichthebel - des jeweils außenliegenden Dichthebels ist vorzugsweise so ausgebildet, daß sie ein mit dem Seitendamm abdichtendes Seitendichtelement darstellt. Jedes Gießband ist also auf seiner der Gießdüse zugewandten Innenseite über seine Gesamtbreite zwischen den sich gegenüberliegenden Gliederwänden über den bzw. über die Dichthebel abgedichtet. Die Verwendung des schwenkbar gehaltenen Dichthebels als Seitendichtelement schließt mit ein, daß dieser auch quer zur Längserstreckung der Gießdüse beweglich gehalten ist; bei Verwendung mehrerer nebeneinander angeordneter Dichthebel können an diesen angreifende Querfederelemente dazu benutzt werden, eine bestimmte gegenseitige Ausrichtung und Abstützung an den Gliederwänden herbeizuführen.
  • Eine besonders günstige und wirksame Ausbildung des Dichthebels besteht darin, daß dieser mit einem zylindrischen Schwenkteil ausgestattet ist und sich über ein Schwenklager an der Gießdüse abstützt (Anspruch 2). Durch das zylindrische Schwenkteil als Verbindungselement ist gleichzeitig sichergestellt, daß sich der Dichthebel ggf. auch in Längsrichtung des Schwenkteils seitlich verschieben kann.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes weist der Dichthebel einen federnd abgestützten Stellarm und zumindest eine Dichtkante auf, die über den Stellarm an dem Gießband in Anlage gehalten ist (Anspruch 3). Dieser weist zweckmäßig eine derartige Anordnung auf, daß er - in Gießrichtung gesehen - vor der Schwenkhalterung des Dichthebels liegt. Erforderlichenfalls können auch mehrere Dichtkanten vorgesehen sein, die in Dichtrichtung hintereinanderliegen.
  • Bei einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist der Raum zwischen dem Stellarm und der Gießdüse, welcher das den Stellarm abstützende Federelement aufnimmt, gegen die Umgebung abgedichtet (Anspruch 4). Wegen der hohen Umgebungstemperatur (in der Größenordnung zwischen 1300 bis 1500°C) muß das Federelement aus einem hoch-hitzebeständigen Sonderwerkstoff wie Wolfram bestehen. Dies setzt allerdings voraus, daß der das Federelement aufnehmende Raum über eine Zuführleitung mit einem als Schutzgas dienenden Inertgas gefüllt und dadurch gegen Luftzutritt gesichert ist (Anspruch 5). Die Abdichtung kann insbesondere aus einer am Stellarm angebrachten Dichtplatte bestehen, die verschiebbar an einer Gegenfläche der Gießdüse anliegt.
  • Um im Störfall hinter die Dichtkante gelangte Stahlschmelze auffangen zu können, ist - in Gießrichtung gesehen - der Raum vor der Dichtkante zwischen dem Gießband und der Gießdüse mit einer Schicht ausgefüllt, welche aus gegen die Stahlschmelze widerstandsfähigem Granulat (Anspruch 6), insbesondere aus MagnesiumOxid, besteht (Anspruch 7). Die Dicke der Granulat-Schicht in Richtung der Längserstreckung der Gießdüse ist dabei so bemessen, daß sie zumindest den bzw. die Dichthebel umhüllt. Der Durchmesser der einzelnen Granulatkörner sollte zweckmäßigerweise so groß sein, daß sie mit den bewegten Kokillenwänden nicht in den Bereich hinter den Dichthebeln gelangen können.
  • Sofern mehrere nebeneinander angeordnete Dichthebel zur Anwendung gelangen, können die Spalte zwischen diesen durch ein nachgiebiges, zwischen den Dichthebeln gehaltenes Dichtmittel - insbesondere Dichtschnüre aus keramischem Fasermaterial - abgedichtet werden. Es ist jedoch auch möglich, den in Gießrichtung vor den Dichtkanten liegenden Raum mit Schutzgas in Form von Inertgas auszufüllen oder die erwähnten mechanischen und pneumatischen Dichtmittel kombiniert einzusetzen. Die Verwendung eines Schutzgases erscheint insbesondere dann zweckmäßig, wenn dieses ohnehin - beispielsweise zur Abschirmung des Federelements für den Dichthebel (vgl. Anspruch 5) - benötigt wird.
  • Falls die benachbarten Dichthebel in der Weise ausgebildet und einander zugeordnet sind, daß der Spalt zwischen ihnen nicht größer ist als 0,2 mm, kann auf die Verwendung zusätzlicher Dichtmittel verzichtet werden; dies gilt beim Vergießen von Stahl zumindest dann, wenn dessen Uberhitzung nicht mehr als 80°C ausmacht (Anspruch 10). Selbstverständlich können die vorher erwähnten Maßnahmen zur Abdichtung der Dichthebel gegeneinander auch dann ergriffen werden, wenn die erwähnte Spaltbreite in -der Größenordnung von 0,2 mm nicht überschritten wird.
  • Zur Abdichtung der Gießdüse mit den endlosen gegliederten Seitendämmen finden in weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes Dichtleisten Verwendung, die an der Gießdüse abgestützt sind und federnd an den Seitendämmen anliegen (Anspruch 8).
  • Bei einer derartigen bevorzugten Ausführungsform besteht also die,Abdichtung im wesentlichen aus mechanisch wirkenden Dichtelementen, wobei die Dichthebel einerseits über ihre Dichtkante an den Gießbändern und andererseits die Dichthebel und die sich bis in deren Bereich erstreckenden Dichtleisten an den Seitendämmen anliegen. Die einwandfreie Dichtwirkung der Dichtleisten wird dabei dadurch sichergestellt, daß diese mit den in Frage kommenden Dichthebeln eine Dichtstelle bilden. Dies läßt sich bei Abstützung des Dichthebels über ein zylindrisches Schwenkteil an der Gießdüse insbesondere dadurch verwirklichen, daß die den Dichthebeln zugewandten Endabschnitte der Dichtleisten eine dem Schwenkteil angepaßte und es aufnehmende Aussparung aufweisen (Anspruch 9). Der in Frage kommende außenliegende Dichthebel stützt sich also über sein zylindrisches Schwenkteil einerseits in dem bereits erwähnten Schwenklager der Gießdüse und andererseits in der Aussparung der bezüglich des Eingußkörpers beweglichen Dichtleiste ab.
  • Die ggf. aus mehreren Bestandteilen zusammengesetzten Dichthebel sind ebenso wie die Dichtleisten und die Gießdüse vorzugsweise aus Keramikwerkstoff mit zumindest annähernd gleichem Wärmeausdehnungskoeffizienten hergestellt. Die federnde Abstützung der Dichtleisten an der Gießdüse erfolgt über insbesondere aus Wolfram bestehende Federelemente, die erforderlichenfalls in einem mit Schutzgas ausgefüllten Raum angeordnet sind.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert.
    .Es zeigen:
    • Fig. 1 einen lotrechten Teilschnitt durch eine mit beweglichen Kokillenwänden ausgestattete Stranggießkokille für Stahl im Bereich des Vorderabschnitts der Gießdüse, wobei die Kokillenwände aus endlosen Gießbändern und (aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellten) endlosen gegliederten Seitendämmen bestehen,
    • Fig. 2 einen waagerechten Teilschnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Stranggießkokille im Bereich des Vorderabschnitts der Gießdüse in verändertem Maßstab,
    • Fig. 3 einen lotrechten Teilschnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Stranggießkokille mit einer andersartigen Abstützung eines Dichthebels und
    • Fig. 4 a, b einen lotrechten Schnitt in Gießrichtung durch eine mit Dichthebeln und Dichtleisten ausgestattete Gießdüse, welche bezüglich der Stranggießkokille zentrisch bzw. verschoben angeordnet ist.
  • Die eine Gießvorrichtung bildende Stranggießkokille für Stahl weist als wesentliche Bestandteile zwei endlose Gießbänder 1 (vgl. Fig. 1) und zwei endlose gegliederte Seitendämme 2 mit gegeneinander beweglichen Dammblöcken 2' (vgl. Fig. 2) auf, die sich bezüglich einer keramischen Gießdüse 3 paarweise gegenüberliegen und miteinander einen rechteckigen Gießquerschnitt begrenzen; die als lotrechte Kokillenwände dienenden Seitendämme 2 schließen sich also dichtend an die als waagerechte Kokillenwände dienenden Gießbänder 1 an. Sämtliche Kokillenwände 1 und 2 sind vorzugsweise mit waagerecht angeordneten (nicht dargestellten) Umlenkachsen ausgestattet und bewegen sich im Bereich der Gießdüse 3 und des Gießquerschnitts während des Gießvorgangs von links nach rechts, d.h. in der durch den Pfeil 4 angedeuteten Gießrichtung.
  • Die an ein nicht dargestelltes Verteilergefäß angeschlossene Gießdüse 3 mit der Längsachse 3' ist rohrförmig ausgebildet, d.h. sie weist eine Gießbohrung 5 auf, die sich im Bereich ihres Vorderabschnitts in Gießrichtung erweitert. Die Gießdüse ist bezüglich der Kokillenwände 1 und 2 zumindest während des Gießvorgangs ortsfest gehalten und weist normalerweise mehrere Bestandteile auf.
  • Zur Abdichtung des Zwischenraums zwischen den bewegten Gießbändern 1 gegen die von rechts einströmende Stahlschmelze ist der bereits erwähnte Vorderabschnitt 3" der Gießdüse 3 mit mehreren Dichthebeln 6 ausgestattet, die - quer zur Längserstreckung der Gießdüse gesehen - in einer Reihe nebeneinanderliegen. Jeder Dichthebel besteht aus zwei miteinander verklebten Keramikteilen, nämlich einem Stellarm 7 und einem zylindrischen Schwenkteil 8, der mittels eines Füllstücks 9 in einem zylindrischen Schwenklager 10 der Gießdüse 3 schwenkbar gehalten ist; die Schwenkachse jedes Dichthebels 6 ist mit 6' bezeichnet.
  • Der Stellarm 7 weist oberhalb des zylindrischen Schwenkteils 8 einen abgewinkelten, eine Dichtkante 7" bildenden Dichtabsatz 7' auf und stützt sich - in Gießrichtung (Pfeil 4) gesehen - vor dem zylindrischen Schwenkteil über ein aus Wolfram bestehendes Federelement in Form einer zylindrischen Schraubenfeder 11 an der Außenseite der Gießdüse ab. Die Vorspannung der Schraubenfeder 11 ist so gewählt, daß die von der Dichtkante 7" ausgehende Dichtkraft den Eintritt von.Stahlschmelze in den Bereich des Stellarms mit Sicherheit verhindert, wobei der Dichtabsatz 7' etwaigen Bewegungen des Gießbandes 1 senkrecht zur Längsachse 3' federnd nachgeführt wird. Der die Schraubenfeder 11 aufnehmende Raum 12 zwischen den Teilen 7, 8 und 3 ist durch eine aus einer Dichtplatte 13 und einer Gegenfläche 14 bestehende Dichtung nach außen hin, d.h. gegen die Umgebung, abgeschlossen; die am Stellarm 7 angebrachte Dichtplatte 13 stützt sich dabei verschiebbar an der an der Gießdüse befestigten Gegenfläche 14 ab. In den Raum 12 mündet eine Zuführleitung 15 für Schutzgas ein; dieses soll sicherstellen, daß die Schraubenfeder 11 auch bei hoher Umgebungstemperatur oberhalb von 1300°C funktionsfähig bleibt. Außerhalb des Raums 12 ist der Stellarm 7 bis zum Dichtabsatz 7' in eine Granulat-Schicht 16 aus MagnesiumOxid eingebettet, die vorn (d.h. in Fig. 1 links) durch die Wandung der Gießdüse 3 und einen Dichtblock 17 aus keramischem Fasermaterial begrenzt ist. Die Größe der Granulatkörner der Granulat-Schicht 16 - die im Störungsfall das zu weite Eindringen von Stahlschmelze in den Bereich vor den Dichthebeln 6 verhindern soll - ist so gewählt, daß eine Mitnahme in Gießrichtung (Pfeil 4) an dem Dichthebel 6 vorbei nicht möglich ist.
  • Der mit der Verwendung des zylindrischen Schwenkteils verbundene Vorteil besteht darin, daß sich die Dichthebel 6 auch quer zur Zeichenebene einstellen und dichtend an dem sich seitlich anschließenden Seitendamm 2 anlegen können. Sofern der Spalt zwischen benachbarten Dichthebeln ausreichend klein ist (beim Vergießen von Stahl kleiner als etwa 0,2 mm), kann auf eine besondere Spaltabdichtung verzichtet werden. Gegebenenfalls kann eine ausreichende Dichtwirkung durch Einlegen nachgiebigen keramischen Fasermaterials zwischen die Dichthebel 6 erzielt werden. Eine andere oder zusätzliche Möglichkeit der Abdichtung zwischen den benachbarten Dichthebeln besteht in der Einleitung von Inertgas als Schutzgas; insbesondere kann das über die Zuführleitung 15 herangeführte Schutzgas gleichzeitig zum Zwecke der Abdichtung zwischen den Dichthebeln ausgenutzt werden.
  • Die seitliche Abdichtung der Gießdüse 3 mit den Seitendämmen 2 wird einerseits - wie bereits geschildert - durch die seitliche Anlage der Dichthebel 6 und andererseits durch Dichtleisten 18 bewirkt, die - an Wolfram-Federn 19 abgestützt - in Ausnehmungen 20 der Gießdüse 3 im Sinne des Doppelpfeils 21 beweglich gehalten sind. Die aus Keramikwerkstoff bestehenden Dichtleisten 18 erstrecken sich bis in den Bereich der außenliegenden Dichthebel 6 unter Bildung einer zylinderförmigen Aussparung 18', auf welcher sich das in Frage kommende zylindrische Schwenkteil 8 abstützt. Die Dichtleisten 18 gehen also unter Bildung einer Dichtstelle in die außenliegenden Dichthebel 6 über, so daß der Zwischenraum zwischen dem Eingußkörper 3 und den Seitendämmen 2 über die gesamte Höhe zwischen den Gießbändern 1 abgedichtet ist.
  • Die Wolfram-Federn 19 sind zweckmäßig ebenfalls über ein nicht dargestelltes Leitungssystem an eine Schutzgasquelle angeschlossen.
  • Auf die Verwendung bei hoher Umgebungstemperatur arbeitender Schraubenfedern 11 (vgl. die Ausführungsform gemäß Fig. 1) kann bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes verzichtet werden. Diese weist zur federnden Abstützung des Dichthebels 6 einen Verstellkeil 22 auf, auf dessen Keilfläche 22' der Stellarm 7 ruht. Der Verstellkeil ist seinerseits unter Zwischenschaltung einer Verstellstange 23 an einem nicht dargestellten vorgespannten Federelement befestigt, welches - in Gießrichtung (Pfeil 4) gesehen - weit vor dem dargestellten Bereich hoher Umgebungstemperatur liegt. Der Verstellkeil 22 stützt sich dabei auf einer Gleitfläche 24 der Gießdüse 3 ab, welche parallel zu deren Längsachse 3' verläuft.
  • Der mit der Verwendung einer Verstellstange verbundene Vorteil besteht nicht nur darin, daß angesichts der geringeren Umgebungstemperaturen auf die Zuführung von Schutzgas in den Bereich des Federelements verzichtet werden kann, sondern auch darin, daß die über den Verstellkeil erzeugte Dichtkraft ggf. von außen durch Verändern der Vorspannung des Federelements beeinflußt werden kann.
  • Die erfindungsgemäße Abdichtung, deren prinzipieller Aufbau aus Fig. 4 a, b ersichtlich ist, besteht aus jeweils drei nebeneinander angeordneten beweglichen Dichthebeln 6, die an dem zugehörigen oberen bzw. unteren Gießband 1 anliegen, und aus jeweils einer seitlich angeordneten Dichtleiste 18, die mit der Außenfläche der beiden außenliegenden Dichthebel 6 gegenüber dem nicht dargestellten Seitendamm 2 (vgl. Fig. 2) abdichtet.
  • Der Eintrittsquerschnitt der Gießdüse 3 beträgt in dem dargestellten Beispiel 30 x 120 mm, der Austrittsquerschnitt 76 x 166 mm und der durch die Kokillenwände 1 und 2 begrenzte Gießquerschnitt 80 x 170 mm. Die Schwenkachsen 6' der oben und untenliegenden Dichthebel weisen dabei einen gegenseitigen Abstand von 76 mm auf.
  • Fig. 4 a läßt erkennen, daß durch Verwendung mehrerer nebeneinanderliegender Dichthebel 6 eine Anpassung an eine etwa vorhandene Welligkeit der Gießbänder 1 möglich ist.
  • Auch eine seitliche Verschiebung der Gießdüse 3 bezüglich der Kokillenwände 1 und 2 (vgl. Fig. 4 b) führtnicht zu einer Beeinträchtigung der Dichtwirkung des Erfindungsgegenstandes. Einerseits sind die Dichthebel um ihre Schwenkachsen 6' schwenkbar und damit höhenanpaßbar sowie entlang den Schwenkachsen seitenverschiebbar. Andererseits können sich die Dichtleisten 2 unter Einwirkung der Wolfram-Federn 19 in einem beachtlichen Umfang verschieben, ohne den Kontakt mit dem zugehörigen (in Fig. 2 dargestellten) Seitendamm 2 zu verlieren.
  • Die in Fig. 4 b dargestellte Verschiebung der Gießdüse 3 nach links hat zur Folge, daß sowohl die Dichthebel 6 als auch.die rechte Dichtleiste 18 nach rechts verschoben werden, wobei die Schwenkstellung der Dichthebel 6 sich selbsttätig dem Verlauf des zugehörigen Gießbandes anpaßt.
  • Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß das Problem der Abdichtung zwischen der Gießdüse und den bewegten Kokillenwänden auf das einfacher zu lösende Problem der Abdichtung des Spaltes insbesondere zwischen den Dichthebeln zurückgeführt wird. Die Verwendung einer im wesentlichen mechanischen nachgiebigen Abdichtung ermöglicht selbsttätig den Ausgleich einer Höhen- und Seitenverlagerung zwischen dem vorgeschalteten Verteilergefäß und der Stranggießkokille während des Gießvorgangs ohne Beeinträchtigung der Dichtwirkung, erleichtert das Einbringen der vorgewärmten Gießdüse sowie das Anfahren der Gießvorrichtung. Vom Gießband verursachte Stöße führen nicht zu einer Beschädigung der Gießdüse, da sie von den federnden Dichtelementen ebenso aufgenommen werden wie etwa auftretende Formänderungen.
  • Der Erfindungsgegenstand ermöglicht es außerdem, die einzelnen Dichtelemente hinsichtlich ihrer Eigenschaften durch geeignete Werkstoffauswahl jeweils an die Erfordernisse anzupassen.
  • Da die Dichtelemente stets federnd an den Kokillenwänden in Anlage gehalten sind, ist die erfindungsgemäße Abdichtung - unabhängig von der Gießgeschwindigkeit - auch im Stillstand wirksam und kann daher auch bei andersartig aufgebauten Gießvorrichtungen zur Anwendung kommen.
  • Als Werkstoff für die Dichthebel, die Dichtleisten und die in Fig. 1 und 3 dargestellten Füllstücke kommt insbesondere hydraulisch verpreßte Tonerde mit etwa 6O % A1203, 7 % C und etwa 33 % Si02 in Frage. Die Gießbänder und die sich an diese seitlich anschließenden Seitendämme bestehen zweckmäßig aus niedrig gekohltem Kohlenstoffstahl mit etwa 0,1 % Kohlenstoff bzw. aus gehärteter Corson-Bronze mit etwa 97,4 % Cu; 0,4 % Si; 2 % Ni und 0,2 % Ti.
  • Die Gießdüse ist vorteilhaft als isostatisch gepreß--tes Rechteckrohr mit einem Werkstoff aus 50 % Al2O3; 20 % SiO2 und 30 % C ausgebildet, welches in gebranntem Zustand eine: Nachbearbeitung durch Diamantschleifen erhalten hat.

Claims (10)

1. Abdichtung zwischen einer Gießdüse und einer diese umschließenden Stranggießkokille für Stahl mit einem rechteckförmigen Gießquerschnitt, die aus sich paarweise gegenüberliegenden endlosen Gießbändern und sich an diese seitlich anschließenden endlosen gegliederten Seitendämmen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß sich an jedem Gießband (1) - quer zur Längserstreckung der Gießdüse (3) gesehen - zumindest ein Dichthebel (6) federnd abstützt, der mit der Gießdüse beweglich in Verbindung steht und dessen dem Seitendamm (2) zugewandte Außenfläche als mit diesem abdichtendes Seitendichtelement ausgebildet ist.
2. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einem zylindrischen Schwenkteil (8) ausgestattete Dichthebel (6) sich über ein Schwenklager (10) an der Gießdüse (3) abstützt.
3. Abdichtung nach.einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichthebel (.6) einen federnd abgestützten Stellarm (7) und zumindest eine Dichtkante (7") aufweist, die über den Stellarm an dem Gießband (1) in Anlage gehalten ist.
4. Abdichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (12) zwischen dem Stellarm (7) und der Gießdüse (3), welcher das den Stellarm (6) abstützende Federelement (11) aufnimmt, gegen die Umgebung abgedichtet ist.
5. Abdichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (11) aus Wolfram besteht und daß der das Federelement aufnehmende Raum (12) über eine Zuführleitung (15) mit Schutzgas gefüllt ist.
6. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß - in Gießrichtung (Pfeil 4) gesehen - der Raum vor der Dichtkante (7") zwischen dem Gießband (1) und der Gießdüse (3) mit einer Schicht (16) ausgefüllt ist, die aus gegen Stahlschmelze widerstandsfähigem Granulat besteht.
7. Abdichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Granulat-Schicht (16) aus Magnesiumoxid besteht.
8. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Gießdüse (3) abgestützte Dichtleisten (18) federnd an den Seitendämmen (2) anliegen.
9. Abdichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß,bei Abstützung des Dichthebels (6) über ein zylindrisches Schwenkteil (8) an der Gießdüse (3), die den Dichthebeln (6) zugewandten Endabschnitte der Dichtleisten (18) eine dem Schwenkteil angepaßte und es aufnehmende Aussparung (18') aufweisen.
10. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt zwischen benachbarten Dichthebeln (6)beim Vergießen von Stahl mit einer Uberhitzung bis zu etwa 80°C allenfalls 0,2 mm beträgt.
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