EP0469268B2 - Verbindung zwischen dem Auslauf eines metallurgischen Gefässes und einem Schutzrohr oder Eintauchausguss - Google Patents

Verbindung zwischen dem Auslauf eines metallurgischen Gefässes und einem Schutzrohr oder Eintauchausguss Download PDF

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EP0469268B2
EP0469268B2 EP91109446A EP91109446A EP0469268B2 EP 0469268 B2 EP0469268 B2 EP 0469268B2 EP 91109446 A EP91109446 A EP 91109446A EP 91109446 A EP91109446 A EP 91109446A EP 0469268 B2 EP0469268 B2 EP 0469268B2
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protective tube
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Ulrich Schneider
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Didier Werke AG
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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
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50—Pouring-nozzles
    • B22D41/502—Connection arrangements; Sealing means therefor

Definitions

  • the invention relates to a connection between the outlet stone a metallurgical vessel and an adjoining one Protection tube or immersion spout.
  • From DE-B-3 226 047 (corresponding to US Re-33 036) is a tapered fit between a pouring stone and one Immersion spout provided. Although there can also be a Inert gas in a provided in the area of the conical seat Annulus are introduced. The desired gas tightness is however not guaranteed. Even smaller particles in the Fitting fits significantly affect gas tightness. In addition, the fit means that the protective tube or Immersion spout sticks when removing from the outlet cone and at greater force breaks.
  • Fig. 3 is a connection between the outlet stone metallurgical vessel and a protective tube excluding it known or immersion spout, which with a a conical seat provided with a seal connected to each other are, in which over an annulus and open Grooves a protective gas to equalize pressure in the pouring tube to be introduced. With reasonable amounts of shielding gas however, this is not possible, so that a seal against Air access to the jet is not reached.
  • DE-B-3 620 413 is used as a joint material for pouring closures and gas inlets on metallurgical vessels Expanded fiber mushroom proposed.
  • the object of the invention is to connect the the type mentioned at the beginning to seal against air ingress into the protective tube or immersion spout simplify and improve as well as tightness monitoring to reach. According to the invention, this task is for a connection of the type mentioned at the beginning with the characteristics as of claim 1 solved. (Continued with column 1, line 35 of EP 0 469 268 B1)
  • the sealing rings ensure the necessary tightness of the Fit even when between the spout and the protective tube or immersion spout.
  • In cooperation with the prevailing gas pressure of the inert gas in the annulus Seals ensure that the leaking molten metal is not included Air comes into contact and therefore does not oxidize.
  • the gas pressure in the annulus is determined by the Display device monitors. If either the upper sealing ring or if the lower sealing ring should leak, one is carried out Display. As long as only one of the sealing rings leaks, there is not yet the danger that the molten metal with air in Touch comes. An advertisement is therefore made before one Condition in which both sealing rings are leaking and therefore Atmospheric oxygen from the leaking melt through the seat is sucked in.
  • the compressible sealing rings preferably consist of ceramic fiber material. They are particularly by the Spacers bridging the annular space are connected to one another. This makes it possible to assemble both rings as a structural unit. This can be done before attaching the protective tube or Immersion spout on the outlet on this or on the protective tube or the immersion nozzle. In the design of the Invention forms a one-piece ring member both rings and if necessary, the spacers.
  • the two sealing rings can be attached to the protective tube or immersion spout on the outlet on this or on the Protective tube or the immersion spout must be attached.
  • the lower sealing ring is preferably located at a step of the Protective tube or immersion spout. It is the one correct position of the sealing rings during assembly to reach.
  • the sealing rings have a certain one Gas permeability. Because of the prevailing in the annulus However, excess gas pressure of the inert gas does not lead to the fact that Air is sucked in by the melt. In the design of the Invention arises from a different gas permeability a directional gas flow for the compressible sealing rings, preferably in the protective tube or immersion nozzle.
  • the Sealing rings (5, 6) are compressible and consist of ceramic Fiber material.
  • a radial channel (9) opens into the annular space (7) Immersion spout (3).
  • the two sealing rings (5, 6) are over spacers (12) connected with each other. These extend through the annulus (7) without locking it off.
  • the two sealing rings (5, 6) and the spacers (12) are made as a one-piece component from the ceramic fiber material.
  • the lower sealing ring (6) sits on a step formed in the immersion nozzle (3) (13).
  • the assembly of the immersion nozzle (3) on the outlet stone (2) is done approximately as follows: The assembly consisting of the upper and lower sealing ring (5, 6) and the spacers (12) is pushed into the immersion nozzle (3) until the lower sealing ring (6) stands on the step (13). The spacer webs (12) then lie in the area of the step (8) widening the annular space (7).
  • the immersion nozzle (3) is placed on the outlet stone (2) pushed and in this position in a manner known per se attached.
  • the fiber material of the sealing rings (5, 6) is thereby compressed.
  • the gas line (10) can be connected.
  • the annular space (7) is operated with inert gas acted upon.
  • the gas permeability of the Sealing rings (5, 6) the pressing of the sealing rings (5, 6) and the one prevailing when pouring in the immersion nozzle (3)
  • Negative pressure arises on the display device (11) formed by a pressure gauge is a certain overpressure.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindung zwischen dem Auslaufstein eines metallurgischen Gefäßes und einem daran anschließenden Schutzrohr oder Eintauchausguß.
Eine derartige Verbindung ist aus der EP-A-0 072 041 bekannt. Bei dieser verhältnismäßig aufwendigen Konstruktion befinden sich die Dichtringe zwischen einem gesonderten Hülsenkörper für die Gaszufuhr und zwei Stützringen für den Ausgußstein und den Eintauchausguß. In dem stufenförmigen Sitz zwischen Ausgußstein und Eintauchausguß befindet sich keine Dichtung. Auch ist der Luftzutritt zu diesem Sitz nicht zuverlässig verhindert. Hierbei wird zwar der flüssige Stahl beim Guß mit Hilfe des Eintauchausgusses gegen freien Luftzutritt geschützt, durch während des Gießens entstehenden Unterdruck in dem Eintauchausguß wird jedoch Luft in den Spalt zwischen Ausgußstein und Eintauchausguß gesaugt. Nachteilige Oxidation und Aufstickung des Stahls sind die Folge.
Bei der Ausgußanordnung nach der DE-A-3 612 403 sind ebenfalls Dichtungen lediglich zwischen dem unteren Rand einer oberen Stahlglocke und dem oberen Rand einer unteren Stahlglocke einerseits sowie zwischen dem unteren Rand der unteren Stahlglocke und einem Lagerring für den Eintauchausguß andererseits vorgesehen. Der Auslaufstein sitzt stirnseitig über einen Auslaufsteinhalter mit einer verhältnismäßig kurzen Ringfläche auf dem Eintauchausguß. Eine hinreichende Abdichtung gegen Lufteintritt, beispielsweise in den Ringspalt zwischen Auslaufstein und einer Schieberverbindungsabstützung, ist nicht vorgesehen. Infolgedessen kann ein Luftzutritt nicht wirksam verhindert werden und die Messung des Druckes in dem von den Stahlglocken umgebenen Ringraum gibt keinen Aufschluß über die Zuverlässigkeit des Systems. Darüber hinaus ist diese bekannte Ausgußanordnung aufgrund der Notwendigkeit vieler Teile sehr kompliziert.
Aus der EP-A-0 369 147 (Fig. 5) ist es bekannt, im Stoßfugenbereich zweier Gießrohrabschnitte eine zusätzliche äußere Hülse mit Spielpassung vorzusehen, in welche die Bohrung eines Fluidanschlusses führt. Im horizontalen Stoßfugenbereich zwischen den beiden Rohrabschnitten ist eine Dichtung vorgesehen. Der Spielpassungsbereich, welcher die Stoßfuge umgibt und in welchen die Bohrung mündet, ist beidseits der Einmündung mittels Federringen abgedichtet, um einem Eindringen von Luft in den Schmelzestrom vorzubeugen. Trotz der aufwendigen Konstruktion ist die Abdichtung des Ringraumes, da es an der erforderlichen Flächenpressung fehlt, problematisch. Aus der EP-A-0 369 147 (Fig. 6) ist es ferner bekannt, eine Dichtung an der Konusverbindung zwischen einer Unterplatte eines Schieberverschlusses und einem Ausgußrohr vorzusehen. Im Konusbereich ist ebenfalls ein Federring zur Abdichtung vorgesehen. Auch hier ist die Abdichtung verbesserungswürdig, weil ein Luftzutritt in des Ausgußrohr nicht verhindert ist.
Aus der DE-B-3 226 047 (entsprechend der US-Re-33 036) ist ein konischer Paßsitz zwischen einem Ausgußstein und einem Eintauchausguß vorgesehen. Zwar kann dort ebenfalls ein Inertgas in einen im Bereich des konischen Sitzes vorgesehenen Ringraum eingeführt werden. Die gewünschte Gasdichtigkeit ist jedoch nicht zu gewährleisten. Schon kleinere Partikel im Paßsitz beeinträchtigen die Gasdichtigkeit beträchtlich. Außerdem führt der Paßsitz dazu, daß das Schutzrohr bzw. der Eintauchausguß beim Abnehmen vom Auslaufkonus klemmt und bei größerer Krafteinwirkung bricht.
Aus G.J. Roberts et al.: "Refractory systems to improve concast steel quality", Metals and Materials, Mai 1985, Fig. 3 ist eine Verbindung zwischen dem Auslaufstein eines metallurgischen Gefäßes und einem deren auschließenden Schutzrohr oder Eintauchausguß bekannt, welche über einen mit eines Dichtung versehenen konischen sitz miteinander verbunden sind, bei welchem über einen Ringraum und offene Rillen ein Schutzgas zum Druckausgleich in das gießrohr eingeführt werden soll. Mit vertretbaren Schutzgasmengen ist dies jedoch nicht möglich, so daß eine Abdichtung gegen Luftzutritt zum Größstrahl nicht erreicht wird.
In der DE-B-3 620 413 ist als Fugenwerkstoff für Ausgußverschlüsse und Gaseinführungen an metallurgischen Gefäßen ein Blähfaserpfilz vorgeschlagen.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Verbindung der der eingangs genannten Art die Abdichtung gegen Luftzutritt in das Schutzrohr bzw. den Eintauchausguß zu vereinfachen und zu verbessern sowie eine Dichtigkeitsüberwachung zu erreichen. Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe bei einer Verbindung des eingangs genannten Art mit den Merkmalen als des Anspruchs 1 gelöst. (Fortsetzung mit Spalte 1, Zeile 35 der EP 0 469 268 B1)
Die Dichtringe gewährleisten die notwendige Dichtigkeit des Sitzes auch dann, wenn zwischen dem Auslauf ud dem Schutzrohr bzw. Eintauchausguß Unebenheiten bestehen. Im Zusammenwirken mit dem im Ringraum herrschenden Gasdruck des Inertgases stellen die Dichtringe sicher, daß die auslaufende Metallschmelze nicht mit Luft in Berührung kommt und also nicht oxidiert.
Der im Ringraum anstehende Gasdruck wird durch die Anzeigeeinrichtung überwacht. Wenn entweder der obere Dichtring oder der untere Dichtring undicht werden sollten, erfolgt eine Anzeige. Solange nur einer der Dichtringe undicht wird, besteht noch nicht die Gefahr, daß die Metallschmelze mit Luft in Berührung kommt. Eine Anzeige erfolgt also schon vor einem Zustand, in dem beide Dichtringe undicht sind und damit Luftsauerstoff von der auslaufenden Schmelze durch den Sitz angesaugt wird.
Vorzugsweise bestehen die kompressiblen Dichtringe aus keramischem Fasermaterial. Sie sind insbesondere durch den Ringraum überbrückende Distanzstege miteinander verbunden. Dadurch ist es möglich, beide Ringe als Baueinheit zu montieren. Diese können vor dem Ansetzen des Schutzrohrs bzw. Eintauchausgusses an dem Auslauf an diesem oder an dem Schutzrohr bzw. dem Eintauchausguß befestigt sein. In Ausgestaltung der Erfindung bildet ein einstückiges Ringbauteil beide Ringe und gegebenenfalls die Distanzstege.
Die beiden Dichtringe können vor dem Ansetzen des Schutzrohres bzw. Eintauchausgusses an den Auslauf an diesem oder an dem Schutzrohr bzw. dem Eintauchausguß befestigt sein.
Vorzugsweise liegt der untere Dichtring an einer Stufe des Schutzrohrs bzw. Eintauchausgusses an. Es ist dadurch die richtige Lage der Dichtringe bei der Montage einfach zu erreichen.
Die Dichtringe weisen in der Praxis eine gewisse Gasdurchlässigkeit auf. Wegen des im Ringraum herrschenden Gas-Überdrucks des Inertgases führt dies jedoch nicht dazu, daß Luft von der Schmelze angesaugt wird. In Ausgestaltung der Erfindung entsteht durch eine unterschiedliche Gasdurchlässigkeit der kompressiblen Dichtringe ein gerichteter Gasstrom, vorzugsweise in das Schutzrohr bzw. den Eintauchausguß.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ergibt sich aus der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1
einen Längsschnitt einer Verbindung zwischen einem Auslaufstein und einem Eintauchausguß im Längsschnitt und
Figur 2
einen Schnitt der Dichtringe längs der Linie II-II nach Figur 1.
Am Boden (1) eines metallurgischen Gefäßes ist ein konischer Auslaufstein (2) befestigt. Über diesen ist ein Eintauchausguß (3) mit seinem sich entsprechend der Konizität des Auslaufsteins (2) erweiternden oberen Ende (4) geschoben.
Zwischen dem Eintauchausguß (3) und dem Auslaufstein (2) sitzen ein oberer Dichtring (5) und ein unterer Dichtring (6). Die Dichtringe (5, 6) sind kompressibel und bestehen aus keramischem Fasermaterial.
Zwischen den Dichtringen (5, 6) besteht ein Ringraum (7), der durch eine Stufung (8) des Eintauchausgusses (3) erweitert ist.
In den Ringraum (7) mündet ein radialer Kanal (9) des Eintauchausgusses (3). An diesen ist eine Gasleitung (10) für Inertgas angeschlossen. In der Gasleitung (10) liegt eine Anzeigeeinrichtung (11) für den im Ringraum (7) herrschenden Gasdruck.
Die beiden Dichtringe (5, 6) sind über Distanzstege (12) miteinander verbunden. Diese erstrecken sich durch den Ringraum (7), ohne diesen abzusperren. Die beiden Dichtringe (5, 6) und die Distanzstege (12) sind als einstückiges Bauteil aus dem keramischen Fasermaterial hergestellt. Der untere Dichtring (6) sitzt auf einer in dem Eintauchausguß (3) ausgebildeten Stufe (13) auf.
Die Montage des Eintauchausgusses (3) an dem Auslaufstein (2) geschieht etwa folgendermaßen:
In den Eintauchausguß (3) wird die Baueinheit, bestehend aus oberem und unterem Dichtring (5, 6) und den Distanzstegen (12), eingeschoben, bis der untere Dichtring (6) auf der Stufe (13) aufsteht. Die Distanzstege (12) liegen dann im Bereich der den Ringraum (7) erweiternden Stufung (8).
Anschließend wird der Eintauchausguß (3) auf den Auslaufstein (2) geschoben und in dieser Stellung in an sich bekannter Weise befestigt. Das Fasermaterial der Dichtringe (5, 6) wird dabei komprimiert. Danach läßt sich die Gasleitung (10) anschließen.
Im Betrieb wird der Ringraum (7) mit Inertgas beaufschlagt. Je nach der Gasdurchlässigkeit der Dichtringe (5, 6), der Pressung der Dichtringe (5, 6) und dem beim Gießen im Eintauchausguß (3) herrschenden Unterdruck stellt sich an der Anzeigeeinrichtung (11), die von einem Druckmesser gebildet ist, ein bestimmter Überdruck ein.
Tritt am Dichtring (5) oder am Dichtinrg (6) eine Undichtigkeit auf, dann sinkt der Gasdruck ab und die Anzeigeeinrichtung (11) gibt ein Alarmsignal ab.

Claims (8)

  1. Verbindung zwischen dem Auslaufstein (2) eines metallurgischen Gefäßes und einem daran anschließenden Schutzrohr oder Eintauchausguß (3), wobei der Auslaufstein (2) und das Schutzrohr bzw. der Eintauchausguß (3) über einen Sitz miteinander verbunden sind und ein Ringraum (7) mit Zuleitung (10) für ein Inertgas konzentrisch zu dem Sitz angeordnet sowie oberhalb und unterhalb von kompressiblen gasdurchlassige Dichtringen (5, 6) begrenzt ist, wobei der Sitz zwischen dem Auslaufstein (2) und dem Schutzrohr bzw. dem Eintauchausguß (3) konisch ausgebildet ist, wobei der Ringraum (7) mit den diesen begrenzenden Dichtringen (5, 6) im Bereich des konischen Dichtsitzes vorgesehen ist und wobei in der Zuleitung (10) für das Inertgas eine Anzeigeeinrichtung (11) für einen in dem Ringraum (7) anstehenden Gasdruck angeordnet ist.
  2. Verbindung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die kompressiblen Dichtringe (5, 6) aus keramischem Fasermaterial bestehen.
  3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der obere und der untere Dichtring (5, 6) durch den Ringraum (7) überbrückende Distanzstege (12) miteinander verbunden sind.
  4. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die kompressiblen Ringe (5, 6) vor dem Verbinden von Auslauf (2) und Schutzrohr bzw. Eintauchausguß (3) auf dem Auslauf (2) befestigt sind.
  5. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die kompressiblen Ringe (5, 6) vor dem Verbinden von Auslauf (2) und Schutzrohr bzw. Eintauchausguß (3) in dem Schutzrohr bzw. Eintauchausguß (3) befestigt sind.
  6. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der untere Dichtring (6) an einer Stufe (13) des Schutzrohrs bzw. Eintauchausgusses (3) anliegt.
  7. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß durch unterschiedliche Gasdurchlässigkeit der kompressiblen Dichtringe (5, 6) ein gerichteter Gasstrom, vorzugsweise in das Schutzrohr bzw. in den Eintauchausguß (3), entsteht.
  8. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein einstückiges Ringbauteil die beiden Dichtringe (5, 6) und gegebenenefalls die Distanzstege (12) bildet.
EP91109446A 1990-08-02 1991-06-08 Verbindung zwischen dem Auslauf eines metallurgischen Gefässes und einem Schutzrohr oder Eintauchausguss Expired - Lifetime EP0469268B2 (de)

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EP0469268B1 EP0469268B1 (de) 1995-04-26
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