EP0328776A1 - Abschluss-und Regeleinrichtung für das Giessen flüssiger Metallschmelze - Google Patents

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EP0328776A1
EP0328776A1 EP88121336A EP88121336A EP0328776A1 EP 0328776 A1 EP0328776 A1 EP 0328776A1 EP 88121336 A EP88121336 A EP 88121336A EP 88121336 A EP88121336 A EP 88121336A EP 0328776 A1 EP0328776 A1 EP 0328776A1
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EP
European Patent Office
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rotor
stator
control device
termination
vessel
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Raimund Brückner
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Didier Werke AG
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Didier Werke AG
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Publication date
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    • 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
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/14—Closures

Definitions

  • the invention relates to a termination and control device for the casting of liquid molten metal contained in a metallurgical vessel, in particular in continuous casting close to the final dimensions, for example in strip casting, or in thin slab casting, the vessel having at least one elongated outlet.
  • DE-OS 35 08 218 discloses a device for influencing the flow of metallurgical melt through spaces delimited by walls, in particular for continuous casting.
  • the flow of metallic melts to be adapted to the respective intended use is forced by adjusting the viscosity of the melt above the melt temperature by means of cooling and / or heating, the position of the location and the extent of the melt being dependent on the flow rate.
  • This device is said to be particularly advantageous in continuous casting when the liquid metal flow through narrow pipes or gaps, be it feed lines or sealing sections, has to be influenced.
  • heating is an induction coil to be acted upon by high-frequency electrical currents is provided.
  • Such a device is relatively expensive both in construction and in operation and is not suitable for quickly opening and closing an outlet.
  • the molten metal is continuously fed under the metallostatic pressure of the storage container into a funnel of a crystallizer or a continuous casting mold provided at the entrance. It is therefore not possible to regulate the introduction of molten metal into the continuous casting mold, regardless of the metallostatic pressure of the storage container.
  • the object of the present invention is to propose a termination and control device for the casting of molten metal of the type mentioned at the outset, in which high casting accuracies can be achieved even with very thin strands with relatively little design effort.
  • the outlet is assigned a refractory stator and a refractory rotor arranged therein, which sealingly adjoin one another with circular cylindrical working surfaces and are provided with interacting openings for the melt passage which extend in the axial direction, the rotor being opposite the stator is rotatable and / or axially displaceable.
  • the breakthroughs can be made more or less congruent, at least by turning the rotor relative to the stator. In this way, an easily adjustable and high accuracy of the tape strand thickness can be achieved down to very low values. All that is required is a rotary drive for the rotor. Despite the tightness of the termination and control device, only low driving forces are required for this. The rotor and stator can also be easily replaced with new wear parts after wear.
  • the axially extending slot-shaped openings of the stator or of the rotor can each extend almost over the entire length of the respective closure body.
  • stator or rotor it is also possible for the stator or rotor to have a large number of radial openings distributed over its length at an axial distance, the openings being again slot-shaped, with the larger axis pointing in the longitudinal direction of the stator or rotor. If both the stator and the rotor are provided with such a large number of radial openings and in particular if the axial distance of these openings is greater than the diameter of the openings measured in the longitudinal direction of the stator or rotor, the shutoff or regulation of the molten metal flow can also be done by axially moving the rotor relative to the stator. The metal melt flow is expediently shut off by rotating the rotor relative to the stator.
  • the length or the distribution of the openings in the longitudinal direction of the stator or rotor preferably corresponds to the width of the strand to be cast, in particular the strip strand. In this way, no further means are required to bring the tape strand to the desired width.
  • the rotor and preferably also the stator are cylindrical.
  • the metal melt flow can also be compensated for by the longitudinal bore of the rotor.
  • the outer cross section of the stator can also be rectangular or square, while the rotor can be a solid cylinder apart from the slot-shaped opening or the individual hole- or slot-shaped openings.
  • the breakthroughs are seen in the direction of flow, preferably of essentially constant width over their length.
  • the stator and rotor can be arranged on the outside of the vessel, but they are preferably arranged in the vessel and thus in the area of the molten metal, so that thermal wear on the wearing parts is as uniform as possible and the risk of freezing is as low as possible.
  • the stator and rotor can also be arranged on the bottom of the vessel or at the free end of the outlet.
  • stator and rotor are expediently part of the base and / or wall lining of the vessel.
  • stator and rotor are guided at least with one end through the side wall of the vessel and from there the rotor can be rotated and / or axially displaced relative to the stator.
  • the rotor and stator can in particular have ends at both ends through two mutually opposite side walls of the vessel. In this case, the stator and rotor cross the vessel in the bottom area over its entire width. In the event that the stator and rotor are only supported at one end in the side wall, and in the case that they are supported at both ends in opposite side walls, an exchange of the stator and rotor through the side walls is particularly simple.
  • the design can in particular be such that the rotor or parts of the rotor, if it consists of several axially lined up identical parts, can be replaced by a new rotor or new rotor parts even when the vessel is filled.
  • the invention is also directed to a novel stator or rotor made of refractory material for a closure and control device of the type described above.
  • the stator or rotor are essentially characterized in that they have a slot-shaped opening for the melt passage that extends axially along their length, the inlet and / or outlet of which opens / opens into a circular-cylindrical working surface, or that it has a plurality of over its Radial openings distributed in the axial distance, the inlets and / or outlets of which open into a circular cylindrical working surface.
  • the stator or the rotor can preferably be cylindrical in shape.
  • the opening or the openings can be angled as seen in the direction of flow.
  • stator or rotor designed in this way are the same that have already been described in connection with the termination and control device for which they are intended.
  • the invention further proposes that the refractory material of the stator or rotor is relatively hard and wear-resistant, e.g. Contains or consists of oxide ceramics. This selection of materials is particularly suitable for the stator since it is less seldom to replace than the rotor.
  • the refractory material of the stator or rotor can, however, also be relatively soft and wearable, for example contain or consist of ceramic fibers or ceramic fibers and fibers made of carbon or graphite. This selection of materials is particularly suitable for the rotor, which has to be replaced more frequently than the stator. The choice of materials ensures good tightness on the work surfaces between the stator and rotor.
  • the refractory material of the stator or rotor contains carbon, graphite or similar permanent lubricants at least in the surface area of the adjoining working surfaces.
  • the stator or rotor can thus consist, for example, of carbon or graphite, in particular electrode graphite.
  • stator or rotor made of carbon-containing refractory concrete.
  • the continuous casting device shown in FIG. 1 has a metallurgical vessel 1, from which the molten metal can be introduced through an outlet 2 into a continuous casting mold (not shown) or a crystallizer by means of a closing and regulating device 3 according to the invention, or a moving one, for example one Drum-formed surface can be fed.
  • the termination and control device 3 consists gom Figure 1 from two horizontal, concentrically arranged cylindrical tube and with slot-shaped radial Breakthroughs 4 and 5 for the melt passage stator 6 and rotor 7 made of refractory material. Stator 6 and rotor 7 adjoin one another with circular cylindrical working surfaces 8 and 9.
  • the rotor 7 is rotatable about its longitudinal axis 10 relative to the stator 6 in such a way that both the outlets 11 and 12 and the inlets 16 and 17 of the slot-shaped openings 4 and 5 can be more or less covered.
  • the inner cylindrical tubular rotor 7 is rotatably mounted in the outer cylindrical tubular stator 6 and is shown in the fully open position.
  • the opening 4 of the fixed and on the outlet 2 outer stator 6 runs vertically, as does the opening 5 of the inner cylindrical rotor 7 in the open position.
  • the outlet 11 of the opening 4 of the stator 6 opens into the flow channel 18 of the outlet 2 arranged in the bottom of the vessel 1.
  • the upper region of the outlet 2 forms part of the bottom and wall lining 13 of the vessel 1.
  • the configuration according to FIG. 2 differs from that shown in FIG. 1 essentially in that the outer contour of the stator 6 of the termination and control device 3 is not cylindrical, but cuboid. With its lower section, the stator 6 forms part of the bottom and wall lining 13 of the vessel 1. In this case, the outlet 2 is attached to the bottom of the vessel. In this and in the other exemplary embodiments, stator 6 and outlet 2 can also form part.
  • the rotor 7 is not tubular in this case, but consists of a solid cylinder except for the slit-shaped opening 5.
  • the stator 6 is completely integrated into the base and wall lining 13 of the vessel 1. While in the exemplary embodiments according to FIGS. 1 and 2, the openings 4 and 5 have a substantially constant width over their length when viewed in the direction of flow, the two openings 4 and 5 in the embodiment according to FIG. 3 are each flared conically on the inlet side.
  • the inner surfaces of the openings 4 and 5, which come into contact with the molten metal, are formed from a layer of high-quality refractory material, while the remaining parts of the stator 6 and rotor 7 can be made of less resistant and therefore cheaper refractory material.
  • the closure bodies namely the stator 6 and the rotor 7, which are arranged concentrically one inside the other, are arranged in the transition area between the bottom and side walls of the vessel 1 and likewise form part of the bottom and wall lining 13.
  • the openings 4 and 5 are each angled in the direction of flow, wherein, in the open position of the rotor 7, the openings 4 and 5 run obliquely on the inlet side and vertically on the outlet side.
  • FIG. 5 illustrates how the closure and control device 3 according to the invention in its embodiment according to FIG. 2 can be arranged in the bottom region of the metallurgical vessel 1, the stator 6 and rotor 7 with their two ends as far as through the side walls 14 and 15 of the vessel 1 are passed through, so that, for example, the rotor 7 can be rotated or axially displaced from the outside relative to the fixed stator 6 by a drive (not shown) being arranged on the outside of one of the two side walls 14 or 15 of the vessel 1.
  • a drive not shown
  • the appropriate width can be used to cast strip strands close to their final dimensions.
  • FIGS. 6a and 6b which according to another embodiment of the invention each have a plurality of slot-shaped, radial openings 4, 5 distributed over their length at an axial distance, which through twisting or axial displacement of the rotor 7 in the stator 6 can be more or less congruent.
  • both the stator 6 and the rotor 7 can be composed of a plurality of stator parts or rotor parts adjoining one another at the end face, which preferably interlock in a form-fitting manner, so that they find a secure hold in the termination and control device 3 and the multi-part rotor 7 as a whole from an external drive unit can be driven.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abschluß- und Regeleinrichtung (3) für das Gießen von in einem metallurgischen Gefäß (1) enthaltener flüssiger Metallschmelze, insbesondere beim endabmessungsnahen Stranggießen, beispielsweise beim Bandstranggießen, oder beim Dünnbrammenguß, wobei das Gefäß wenigstens einen langgestreckten Auslaß (2) aufweist. Diese Abschluß- und Regeleinrichtung zeichnet sich erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch aus, daß dem Auslaß ein feuerfester Stator (6) und ein darin angeordneter Rotor (7) zugeordnet sind, welche mit kreiszylindrischen Arbeitsflächen (8, 9) aneinandergrenzen und mit sich in axialer Richtung über die im wesentlichen gesamte Länge von Stator und Rotor erstreckenden, zusammenwirkenden Durchbrüchen (4, 5) für den Schmelzendurchtritt versehen sind, wobei der Rotor gegenüber dem Stator verdrehbar und/oder axial verschiebbar ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Abschluß- und Regeleinrichtung für das Gießen von in einem metallurgischen Gefäß enthaltener flüssiger Metallschmelze, insbesondere beim endabmessungsnahen Stranggießen, beispielsweise beim Bandstranggießen, oder beim Dunnbrammenguß, wobei das Gefäß wenigstens einen langgestreckten Auslaß aufweist.
  • Aus der DE-OS 35 08 218 ist eine Einrichtung zur Beeinflussung des Durchflusses metallurgischer Schmelze durch von Wänden begrenzte Räume insbesondere zum Stranggießen bekannt. Dabei Wird der dem jeweiligen Verwendungszweck anzupassende Durchfluß metallischer Schmelzen durch Einstellung der Viskosität der Schmelze über die Schmelzentemperatur mittels Kühlung und/oder Heizung erzwungen, wobei die Lage des Ortes und die Ausdehnung desselben von der Durchflußgeschwindigkeit abhängig sind. Diese Einrichtung soll insbesondere beim Strangguß von Vorteil sein, wenn dort der Flüssigmetall-­Durchfluß durch enge Rohre oder Spalte, seien es Zuleitungen oder Dichtstrecken, beeinflußt werden muß. Als Heizung ist eine von hochfrequenten elektrischen Strömen zu beaufschlagende Induktionsspule vorgesehen. Eine derartige Einrichtung ist sowohl im Aufbau als auch im Betrieb verhältnismäßig kostenaufwendig und eignet sich nicht zum schnellen Öffnen und Schließen eines Auslasses.
  • Bei einer aus der DE-PS 34 40 236 bekannten Bandstrangggießvorrichtung Wird die Metallschmelze kontinuierlich unter dem metallostatischen Druck des Vorratsbehälters in einen am Eingang vorgesehenen Trichter eines Kristallisators bzw. einer Plattenstranggießkokille geleitet. Eine vom metallostatischen Druck des Vorratsbehälters unabhängige Regelung der Metallschmelzeeinleitung in die Plattenstranggießkokille ist damit nicht möglich.
  • Bei einer aus der EP-OS 0 233 481 bekannten Bandstranggießvorrichtung befindet sich im Boden des Vorratsbehalters ein schlitzförmiger Auslaß, unterhalb dessen zwei Paare von relativ zueinander verstellbaren Verschlußplatten, welche zwischen geschlossenen und geöffneten Stellungen zur Regelung des Metalldurchflusses durch einen definierten Schlitz bewegt werden können, angeordnet sind. Diese Vorrichtung erfordert einen verhältnismäßig großen konstruktiven Aufwand und findet, da die Verschlußanordnung unterhalb des Vorratsbehälters angeordnet werden muß, aufgrund der durch den Temperaturgradienten bedingten unterschiedlichen thermischen Beanspruchungen der Verschlußplatten ihre Genauigkeitsgrenze schon bei verhältnismäßig großen Bandstrangstärken.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Abschluß- und Regeleinrichtung für das Gießen flüssiger Metallschmelze der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei welcher mit verhältnismäßig geringem konstruktivem Aufwand hohe Gießgenauigkeiten auch bei sehr dünnen Strängen erzielt werden können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß dem Auslaß ein feuerfester Stator und ein darin angeordneter feuerfester Rotor zugeordnet sind, welche mit kreiszylindrischen Arbeitsflächen dichtend aneinandergrenzen und mit sich in axialer Richtung erstreckenden, zusammenwirkenden Durchbrüchen für den Schmelzendurchtritt versehen sind, wobei der Rotor gegenüber dem Stator verdrehbar und/oder axial verschiebbar ist.
  • Bei dieser Abschluß- und Regeleinrichtung können die Durchbrüche zumindest durch Verdrehen des Rotors gegenüber dem Stator mehr oder weniger zur Deckung gebracht werden. Auf diese Weise läßt sich eine leicht regulierbare und hohe Genauigkeit der Bandstrangstärke bis zu sehr geringen Werten herunter erzielen. Es bedarf lediglich eines Drehantriebes des Rotors. Hierfür sind trotz guter Dichtigkeit der Abschluß- und Regeleinrichtung nur geringe Antriebskräfte erforderlich. Rotor und Stator sind außerdem nach Verschleiß einfach gegen neue Verschleißteile austauschbar.
  • Die sich axial erstreckenden schlitzförmigen Durchbrüche des Stators bzw. des Rotors können jeweils fast über die gesamte Länge des jeweiligen Verschlußkörpers verlaufen.
  • Es ist aber auch möglich, daß Stator bzw. Rotor eine Vielzahl von über seine Länge im axialen Abstand verteilten radialen Durchbrüchen aufweist, wobei die Durchbrüche für sich wieder schlitzförmig, mit der größeren Achse in Längsrichtung des Stators bzw. Rotors weisend, ausgebildet sein können. Wenn sowohl Stator als auch Rotor mit einer solchen Vielzahl von radialen Durchbrüchen versehen sind und insbesondere dann, wenn der axiale Abstand dieser Durchbrüche größer ist als der in Längsrichtung von Stator bzw. Rotor gemessene Durchmesser der Durchbrüche, kann das Absperren bzw. Regeln des Metallschmelzeflusses auch durch axiales Verschieben des Rotors gegenüber dem Stator erfolgen. Zweckmäßigerweise wird das Absperren des Metallschmelzeflusses durch ein Verdrehen des Rotors gegenüber dem Stator vorgenommen.
  • Vorzugsweise entspricht die Länge bzw. die Verteilung der Durchbrüche in Längsrichtung von Stator bzw. Rotor gesehen der Breite des zu gießenden Stranges, insbesondere Bandstrangs. Auf diese Weise bedarf es keiner weiteren Mittel, um den Bandstrang auf die gewünschte Breite zu bringen.
  • Ein verhältnismäßig geringer Materialbedarf und eine gleichmäßige Temperaturbeanspruchung der Verschleißteile werden dann erzielt, wenn insbesondere der Rotor und vorzugsweise auch der Stator zylinderrohrförmig ausgebildet sind. In diesem Falle kann außerdem ein Ausgleich des Metallschmelzeflusses durch die Längsbohrung des Rotors erfolgen. Der Außenquerschnitt des Stators kann auch rechteckig oder quadratisch sein, während der Rotor bis auf den schlitzförmigen Durchbruch bzw. die einzelnen loch- oder schlitzförmigen Durchbrüche ein Vollzylinder sein kann.
  • Um eine möglichst gleichmäßige Regelung des Metalldurchflusses zu erzielen, sind die Durchbrüche in Strömungsrichtung gesehen, über ihre Länge vorzugssweise im wesentlichen von konstanter Breite. Es ist aber beispielsweise auch möglich, die Durchbrüche, insbesondere einlaufseitig, konisch auszubilden.
  • Während die Durchbrüche normalerweise gradlinig radial verlaufen, kann es für bestimmte Anordnungen der Stator-Rotor-­Kombination von Vorteil sein, wenn die Durchbrüche in Strömungsrichtung abgewinkelt sind.
  • Stator und Rotor können außen am Gefäß angeordnet sein, vorzugsweise sind sie jedoch im Gefäß und damit im Bereich der Metallschmelze angeordnet, so daß eine möglichst gleichmäßige thermische Beanspruchung der Verschleißteile gewährleistet und die Gefahr eines Einfrierens möglichst gering ist. Stator und Rotor können aber auch am Gefäßboden oder am freien Ende des Auslasses angeordnet sein.
  • Zweckmäßigerweise sind Stator und Rotor Bestandteil der Boden- und/oder Wandauskleidung des Gefäßes.
  • Für eine einfache Betätigung ist es von besonderem Vorteil, wenn Stator und Rotor wenigstens mit ihrem einen Ende bis durch die Seitenwandung des Gefäßes geführt und von dort aus der Rotor relativ zum Stator verdrehbar und/oder axial verschiebbar ist. Rotor und Stator können insbesondere beidendig durch zwei einander gegenüberliegende Seitenwandungen des Gefäßes geführt sein. In diesem Falle durchqueren Stator und Rotor das Gefäß im Bodenbereich über dessen gesamte Breite. Sowohl in dem Fall, daß Stator und Rotor nur an einem Ende in der Seitenwandung gelagert sind, als auch in dem Fall, daß sie beidendig in einander gegenüberliegenden Seitenwandungen gelagert sind, ist ein Austausch von Stator und Rotor durch die Seitenwandungen hindurch besonders einfach.
  • Die Ausgestaltung kann dabei insbesondere so getroffen sein, daß der Rotor oder Teile des Rotors wenn er aus mehreren axial aneinander gereihten gleichen Teilen besteht auch bei gefülltem Gefäß im Durchschub durch einen neuen Rotor oder durch neue Rotorteile auswechselbar ist bzw. sind.
  • Die Erfindung ist auch auf einen neuartigen Stator bzw. Rotor aus feuerfestem Material für eine Verschluß- und Regeleinrichtung der zuvor geschilderten Art gerichtet.
  • Stator bzw. Rotor zeichnen sich dabei im wesentlichen dadurch aus, daß er einen sich über seine Länge axial erstreckenden schlitzförmigen Durchbruch für den Schmelzedurchtritt aufweist, dessen Einlaß und/oder Auslaß in eine kreiszylindrische Arbeitsfläche münden/mündet, oder daß er eine Vielzahl von über seine Länge im axialen Abstand verteilten radialen Durchbrüchen aufweist, deren Einlässe und/oder Auslässe in eine kreiszylindrische Arbeitsfläche münden.
  • Der Stator bzw. der Rotor kann vorzugsweise zylinderrohrförmig ausgebildet sein.
  • Zweckmäßigerweise hat der Durchbruch bzw. haben die Durchbrüche in Strömungsrichtung gesehen über ihre Länge im wesentlichen konstante Breite.
  • Insbesondere kann der Durchbruch bzw. können die Durchbrüche in Strömungsrichtung gesehen abgewinkelt sein.
  • Die Vorteile eines so ausgestalteten Stators bzw. Rotors sind die gleichen, die bereits in Verbindung mit der Abschluß- und Regeleinrichtung, für welche sie bestimmt sind, geschildert worden sind.
  • Mit der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, daß das feuerfeste Material von Stator bzw. Rotor verhältnismäßig hart und verschleißfest ist, z.B. Oxidkeramik enthält bzw. aus dieser besteht. Diese Materialauswahl eignet sich insbesondere für den Stator da dieser weniger selten auszutauschen ist als der Rotor.
  • Das feuerfeste Material von Stator bzw. Rotor kann aber auch verhältnismäßig weich und verschleißfähig sein, z.B. keramische Fasern oder keramische Fasern und Fasern aus Kohlenstoff oder Graphit enthalten bzw. aus diesen bestehen. Diese Materialauswahl eignet sich insbesondere für den Rotor, welcher häufiger ausgetauscht werden muß als der Stator. Die Materialauswahl gewährleistet eine gute Dichtigkeit an den Arbeitsflächen zwischen Stator und Rotor.
  • Um die erforderlichen Antriebskräfte zwischen den Verschlußkörpern zu verringern, kann es auch zweckmäßig sein, daß das feuerfeste Material von Stator bzw. Rotor zumindest im Oberflächenbereich der aneinandergrenzenden Arbeitsflächen Kohlenstoff, Graphit oder dergleichen Dauerschmiermittel enthält.
  • Stator bzw. Rotor können so beispielsweise insgesamt aus Kohlenstoff oder Graphit, insbesondere Elektrodengraphit, bestehen.
  • Es ist auch möglich, Stator bzw. Rotor aus Kohlenstoff enthaltendem feuerfesten Beton bestehen zu lassen.
  • Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
  • Es zeigen:
    • Figur 1 schematisch im Querschnitt eine die Erfindung aufweisende Abschluß- und Regelvorrichtung im Eingangsbereich des Ausgusses eines metallurgischen Gefäßes,
    • Figur 2 eine Darstellung entsprechend Figur 1 mit einer anderen Ausführungsform der Abschluß- und Regeleinrichtung,
    • Figur 3 vergrößert im Schnitt eine Abschluß- und Regeleinrichtung einer noch anderen Ausgestaltung
    • Figur 4 schematisch eine Schrägansicht eines metallurgischen Gefäßes einer Stranggießvorrichtung ohne Boden- und Wandauskleidung jedoch mit einer erfindungsgemäßen Abschluß- und Regeleinrichtung, welche etwa derjenigen von Figur 2 entspricht und
    • Figur 6a und 6b in Schrägansicht einen auch für die erfindungsgemäße Abschluß- und Regeleinrichtung bestimmten Stator und Rotor wobei in gestrichelten Linien angedeutet ist daß Stator und Rotor auch aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein können.
  • Die in Figur 1 dargestellte Stranggießvorrichtung hat ein metallurgisches Gefäß 1, aus welchem die Metallschmelze durch einen Auslaß 2 in eine (nicht dargestellte) Stranggießkokille bzw. einen Kristallisator mittels einer erfindungsgemäßen Abschluß- und Regeleinrichtung 3 geregelt einleitbar bzw. einer sich bewegenden, z.B. von einer Trommel gebildeten Oberfläche zuleitbar ist. Die Abschluß- und Regeleinrichtung 3 besteht gomäß Figur 1 aus zwei horizontalen, konzentrisch zueinander angeordneten zylinderrohrförmigen und mit schlitzförmigen radialen Durchbrüchen 4 bzw. 5 für den Schmelzendurchtritt versehenen Stator 6 und Rotor 7 aus feuerfestem Material. Stator 6 und Rotor 7 grenzen mit kreiszylindrischen Arbeitsflächen 8 und 9 aneinander. Der Rotor 7 ist um seine Längsachse 10 relativ zum Stator 6 derart verdrehbar, daß sowohl die Auslässe 11 und 12 als auch die Einlässe 16 und 17 der schlitzförmigen Durchbrüche 4 und 5 mehr oder weniger zur Deckung gebracht werden können. Bei der Ausführung gemäß Figur 1 ist der innere zylinderrohrförmige Rotor 7 in dem äußeren zylinderrohrförmigen Stator 6 drehbar gelagert und in vollständiger Öffnungsstellung gezeigt. Der Durchbruch 4 des feststehenden und auf dem Auslaß 2 gelagerten äußeren Stators 6 verläuft vertikal, ebenso wie der Durchbruch 5 des inneren zylinderrohrförmigen Rotors 7 in Öffnungsstellung. Der Auslaß 11 des Durchbruchs 4 des Stators 6 mündet in den Durchflußkanal 18 des im Boden des Gefäßes 1 angeordneten Auslasses 2. Der Auslaß 2 bildet mit seinem oberen Bereich einen Teil der Boden- und Wandauskleidung 13 des Gefäßes 1.
  • Die Ausgestaltung gemäß Figur 2 unterscheidet sich von derjenigen in Figur 1 dargestellten im wesentlichen dadurch, daß die Außenkontur des Stators 6 der Abschluß- und Regeleinrichtung 3 nicht kreiszylindrisch, sondern quaderförmig ist. Der Stator 6 bildet mit seinem unteren Abschnitt einen Teil der Boden- und Wandauskleidung 13 des Gefäßes 1. Der Auslaß 2 ist in diesem Fall von unten an den Gefäßboden angesetzt. Bei diesem und bei den anderen Ausführungsbeispielen können Stator 6 und Auslaß 2 auch einen Teil bilden. Der Rotor 7 ist in diesem Falle nicht rohrförmig, sondern besteht bis auf den schitzförmigen Durchbruch 5 aus einem Vollzylinder.
  • Bei der Abschluß- und Regeleinrichtung 3 gemäß Figur 3 ist der Stator 6 vollständig in die Boden- und Wandauskleidung 13 des Gefäßes 1 integriert. Während bei den Ausführungsbeispielen gemäß Figur 1 und 2 die Durchbrüche 4 und 5 in Strömungsrichtung gesehen über ihre Länge im wesentlichen konstante Breite haben, sind die beiden Durchbrüche 4 und 5 bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 einlaßseitig jeweils konisch aufgeweitet. Außerdem sind die Innenflächen der Durchbrüche 4 und 5, welche mit der Metallschmelze in Berührung kommen, aus einer Schicht aus hochwertigem feuerfesten Material gebildet, während die übrigen Teile von Stator 6 und Rotor 7 aus weniger widerstandsfähigem und damit billigerem feuerfesten Material bestehen können.
  • Bei der Abschluß- und Regeleinrichtung 3 gemäß Figur 4 sind die konzentrisch ineinander angeordneten Verschlußkörper, nämlich Stator 6 und Rotor 7, im Übergangsbereich zwischen Boden- und Seitenwandung des Gefäßes 1 angeordnet und bilden ebenfalls einen Teil der Boden- und Wandauskleidung 13. In diesem Fall sind die Durchbrüche 4 und 5 jeweils in Strömungsrichtung abgewinkelt, wobei, in Öffnungsstellung des Rotors 7, die Durchbrüche 4 und 5 einlaßseitig schräg und auslaßseitig vertikal verlaufen. In diesem Falle wäre es beispielsweise aber auch möglich, die Durchbrüche 4 und 5 einlaßseitig schräg und, in Öffnungsstellung des Rotors 7, auslaßseitig horizontal verlaufen zu lassen, wobei der Auslaß 11 des Stators 6 aus der Seitenwandung herausführt.
  • Die Schrägansicht von Figur 5 veranschaulicht, wie die erfindungsgemäße Abschluß- und Regeleinrichtung 3 in ihrer Ausgestaltung gemäß Figur 2 im Bodenbereich des metallurgischen Gefäßes 1 angeordnet sein kann, wobei Stator 6 und Rotor 7 mit ihren beiden Enden bis durch die Seitenwandungen 14 und 15 des Gefäßes 1 hindurchgeführt sind, so daß beispielsweise der Rotor 7 von außen relativ zu dem feststehenden Stator 6 gedreht oder axial verschoben werden kann, indem von außen ein (nicht dargestellter) Antrieb an einer der beiden Seitenwände 14 oder 15 des Gefäßes 1 angeordnet ist. In diesem Falle ist es auch möglich, Stator 6 und Rotor 7 durch die Seitenwandungen 14 oder 15 auszutauschen. Aus Figur 5 ist noch ersichtlich, daß der Durchbruch 4 des Stators 6 und dementsprechend auch der Durchbruch 5 des Rotors 7 sowie der schlitzförmige Durchflußkanal 18 des darunter angeordneten langgestreckten Auslasses 2 bis auf geringe Endbereiche über die gesamte Länge des Stators 6 bzw. des Rotors 7 und damit fast die gesamte Länge des Gefäßes 1 verlaufen. Mit entsprechender Breite können in diesem Falle Bandstränge endabmessungsnah gegossen werden.
  • Aus den Figuren 6a und 6b sind in Schrägansicht ein Stator 6 und ein Rotor 7 erkennbar, welche gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung jeweils eine Vielzahl von über ihre Länge im axialen Abstand verteilten schlitzförmigen, radialen Durchbrüchen 4, 5 aufweisen, die durch Verdrehen bzw. axiales Verschieben des Rotors 7 in dem Stator 6 mehr oder weniger zur Deckung gebracht werden können. Aus der Darstellung ist mit gestrichelten Linien auch angedeutet, daß sowohl Stator 6 als auch Rotor 7 aus mehreren stirnseitig aneinandergrenzenden Statorteilen bzw. Rotorteilen zusammengesetzt sein können, welche vorzugsweise formflüssig ineinander greifen, so daß sie einen sicheren Halt in der Abschluß- und Regeleinrichtung 3 finden und der mehrteilige Rotor 7 von einem äußeren Antriebsaggregat insgesamt angetrieben werden kann.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1 metallurgisches Gefäß
    • 2 Auslaß
    • 3 Abschluß- und Regeleinrichtung
    • 4 Durchbruch
    • 5 Durchbruch
    • 6 Stator
    • 7 Rotor
    • 8 Arbeitsfläche
    • 9 Arbeitsfläche
    • 10 Längsachse
    • 11 Auslaß
    • 12 Auslaß
    • 13 Boden- und Wandauskleidung
    • 14 Seitenwandung
    • 15 Seitenwandung
    • 16 Einlaß
    • 17 Einlaß
    • 18 Durchflußkanal

Claims (22)

1 Abschluß- und Regeleinrichtung für das Gießen von in einem metallurgischen Gefäß enthaltener flüssiger Metallschmelze, insbesondere beim endabmessungsnahen Stranggießen, beispielsweise Bandstranggießen oder beim Dünnbrammenguß, wobei das Gefäß (1) wenigstens einen langgestreckten Auslaß (2) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Auslaß (2) ein feuerfester Stator (6) und ein darin angeordneter feuerfester Rotor (7) zugeordnet sind, welche mit kreiszylindrischen Arbeitsflächen (8, 9) dichtend aneinandergrenzen und mit sich in axialer Richtung erstreckenden, zusammenwirkenden Durchbrüchen (4, 5) für den Schmelzendurchtritt versehen sind, wobei der Rotor (7) gegenüber dem Stator (6) verdrehbar und/oder axial verschiebbar ist.
2. Abschluß- und Regeleinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß Stator (6) bzw. Rotor (7) eine Vielzahl von über seine Länge im axialen Abstand verteilten Durchbrüchen (4, 5) aufweist.
Abschluß- und Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Länge bzw. die Verteilung der Durchbrüche (4, 5) in Längsrichtung von Stator (6) bzw. Rotor (7) gesehen der Breite des zu gießenden Strangs, insbesondere Bandstrangs, entspricht.
4. Abschluß- und Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stator (6) und/oder der Rotor (7) zylinderrohrförmig ausgebildet sind/ist.
5. Abschluß- und Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchbrüche (4, 5) in Strömungsrichtung gesehen über ihre Länge im wesentlichen konstante Breite haben.
6. Abschluß- und Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchbrüche (4, 5) in Strömungsrichtung gesehen abgewinkelt sind.
7. Abschluß- und Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß Stator (6) und Rotor (7) im Gefäß (1) im Bereich der Schmelze angeordnet sind.
8. Abschlu- und Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß Stator (6) und Rotor (7) am Gefäßboden angeordnet sind.
9. Abschluß- und Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß Stator (6) und Rotor (7) am freien Ende des Auslasses (2) angeordnet sind.
10. Abschluß- und Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß Stator (6) und Rotor (7) Bestandteil der Boden- und/oder Wandauskleidung (13) des Gefäßes (1) sind.
11. Abschluß- und Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß Stator (6) und Rotor (7) wenigstens mit ihrem einen Ende bis durch die Seitenwandung (14, 15) des Gefäßes (1) geführt sind und von dort aus der Rotor (7) relativ zum Stator (6) verdrehbar und/oder axial verschiebbar ist.
12. Abschluß- und Regeleinrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rotor (7) oder Teile des Rotors (7) auch bei gefülltem Gefäß (1) im Durchschub durch einen neuen Rotor (7) oder durch neue Rotorteile auswechselbar ist bzw. sind.
13. Stator bzw. Rotor aus feuerfestem Material für eine Abschluß- und Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß er einen sich über seine Länge axial erstreckenden schlitzförmigen Durchbruch (4 5) für den Schmelzendurchtritt aufweist, dessen Einlaß (16 17) und/oder Auslaß (11 12) in eine kreiszylindrische Arbeitsfläche (8, 9) münden/mündet.
14. Stator bzw. Rotor aus feuerfestem Material für eine Abschluß- und Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß er eine Vielzahl von über seine Länge von in axialem Abstand verteilten radialen Durchbrüchen (4, 5) für den Schmelzendurchtritt aufweist, deren Einlässe (16, 17) und/oder Auslässe (11, 12) in eine kreiszylindrische Arbeitsfläche (8, 9) münden.
15. Stator bzw. Rotor nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß er zylinderrohrförmig ausgebildet ist.
16. Stator bzw. Rotor nach einem der Ansprüche 13 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchbruch bzw. die Durchbrüche (4, 5) in Strömungsrichtung gesehen über ihre Länge im wesentlichen konstante Breite haben.
17. Stator bzw. Rotor nach einem der Ansprüche 13 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchbruch bzw. die Durchbrüche (4, 5) in Strömungsrichtung gesehen abgewinkelt sind.
18. Stator bzw. Rotor nach einem der Ansprüche 13 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß das feuerfeste Material verhältnismäßig hart und verschleißfest ist, Z.B. Oxidkeramik enthält bzw. aus dieser besteht.
19. Stator bzw. Rotor nach einem der Ansprüche 13 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß das feuerfeste Material verhältnismäßig weich und verschleißfest ist, z.B. keramische Fasern oder keramische Fasern und Fasern aus Kohlenstoff oder Graphit enthält bzw. aus diesen besteht.
20. Stator bzw. Rotor nach einem der Ansprüche 13 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß das feuerfeste Material zumindest im Oberflächenbereich Kohlenstoff, Graphit oder dergleichen Dauerschmiermittel enthält.
21. Stator bzw. Rotor nach einem der Ansprüche 13 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß er aus Kohlenstoff, beispielsweise Graphit, insbesondere Elektrodengraphit, besteht.
22. Stator bzw. Rotor nach einem der Ansprüche 13 bis 18 und 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß er aus Kohlenstoff enthaltendem feuerfestem Beton besteht.
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