EP0133896A1 - Feuerfeste Kanalverbindung für Horizontal-Stranggiessanlagen - Google Patents

Feuerfeste Kanalverbindung für Horizontal-Stranggiessanlagen Download PDF

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EP0133896A1
EP0133896A1 EP84107315A EP84107315A EP0133896A1 EP 0133896 A1 EP0133896 A1 EP 0133896A1 EP 84107315 A EP84107315 A EP 84107315A EP 84107315 A EP84107315 A EP 84107315A EP 0133896 A1 EP0133896 A1 EP 0133896A1
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EP
European Patent Office
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pouring
connection according
cassette
channel
channel connection
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Granted
Application number
EP84107315A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0133896B1 (de
Inventor
Laurenz Keisers
Gerd Artz
Dieter Figge
Clemens Philipp
Hans Siemer
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.)
Didier Werke AG
Original Assignee
Didier Werke AG
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Publication date
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Priority to AT84107315T priority Critical patent/ATE36478T1/de
Publication of EP0133896A1 publication Critical patent/EP0133896A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0133896B1 publication Critical patent/EP0133896B1/de
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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
    • B22D11/0642—Nozzles

Definitions

  • Horizontal continuous casting plants have so far been used successfully for casting non-ferrous metals such as lead, zinc, copper and the like. They have molds, the walls of which are formed by endless, cooled belts, as a result of which relatively high casting speeds of around 10 m per minute and thus correspondingly high casting rates are achieved with relatively little stationary equipment in the plant.
  • the liquid metal is fed from the distributor vessel to the mold via an open, fire-proof channel.
  • the continuous casting of liquid steel is preferably carried out in vertically oscillating molds into which an immersion tube, which is connected to the distributor vessel in an airtight and vertical manner, dips with the mouth under the steel bath level, in order to prevent atmospheric oxygen from reaching the steel melt.
  • the casting speeds are a maximum of 3 to 4 m per minute, which also means that the casting capacities remain limited, although the stationary equipment is considerable due to the required intermediate deck.
  • a refractory duct To create a bond from juxtaposed bodies for transferring molten steel from a tundish into a mold or casting machine of horizontal continuous casting plants, which is reliable and airtight to avoid reoxidation of the molten steel, and has a simple structure which is suitable for quick assembly and which also allows easy replacement of individual parts.
  • the object is achieved according to the invention in that in the refractory lining of the distribution vessel a replaceable pouring cassette provided with a drainage channel leading to the outside of the vessel and a shut-off device is arranged in a reproducible position, which has direct or indirect connection means for a pouring tube with its outlet profile traces the cross-sectional profile of the mold and there carries a mouthpiece that seals with the mold walls.
  • This results in a channel connection from two relatively easy-to-use basic units, namely a pouring cassette that can be pre-assembled with the shut-off device and the connection means for the pouring tube and can be installed in the vessel lining, and a pouring tube that is connected as an adjustable unit together with the mouthpiece protruding into the mold can.
  • the pouring cassette is advantageously accessible as a wedge-shaped prefabricated component from the outside of the distributor vessel in its refractory bottom lining installed and adjusted on shaped stones arranged there.
  • This design and arrangement is clear and allows a quick reproducible replacement of the pouring cassette, which is also useful with profiled edges provided on the outer end face in an abutment of a portal-like shaped stone and with the flanks and the inner end face in a horseshoe-shaped shaped stone which is flush with the bottom of the vessel fits flush.
  • a shut-off device is a stopper closure device, the spout of which is arranged in the bottom plane of the vessel lining in the spout cassette and has a drainage channel of rectangular cross section, which allows a comparatively low overall height.
  • a mounting iron is provided which protrudes over the outer end face.
  • the pouring cassette preferably consists of chemically or hydraulically setting refractory refractory concrete with possibly integrated reinforcement or assembly iron and / or steel fiber additive in the flow area of the melt.
  • Another proposal of the invention consists in the interposition of a coupling part between the pouring cassette and the pouring tube, both of which can also be connected directly to one another, for which purpose the pouring cassette then carries corresponding connecting elements on the outer end face.
  • the outer end face of the pouring cassette is equipped with a circular groove and flank guides, into which a circular spring and flank surfaces of the coupling part fit, which in turn has a ball head as a connecting element for the pouring tube.
  • the invention proposes to provide a flange with a spherical head seat and a flat surface at the inlet end of the pouring tube and to cover the flange area with a sheet metal jacket by means of a mortar layer, with which the pouring tube is held in an adjusted manner in a metallic frame.
  • the pouring tube enables fitting connections to the coupling part and to the mouthpiece, in which the sheet metal jacket, which is used several times on new tubes and can be mortared with the help of a template for the exact fit, the conditions for a perfect storage of the pouring tube in the metallic frame and for the transfer of contact forces is fulfilled.
  • the pouring tube is expediently provided with external insulation in the form of half-shells and at the outlet end with a bordered mat insulation made of ceramic fiber material.
  • the mouthpiece consists of a material that repels molten steel and is encased over an external insulation by a form-fitting metal housing, which ends flush with a peripheral edge provided at the mouth tip. Designed in this way, the mouthpiece remains largely free of lumps in the flow channel and is able to withstand the stresses of the internally acting steel melt and the cooled mold walls that pass by at a comparatively high speed, and to achieve extremely satisfactory service lives in practice.
  • the mouthpiece can be attached to the pouring tube with the metal housing by means of tensioning devices articulated on the pouring tube holding frame without any problems and reliably.
  • a prematurely worn muzzle tip can be easily replaced or, in an economical manner, a material, preferably boron nitride, which is more expensive than the material for the mouthpiece, but offers more security with regard to the free flow of the molten steel and the wear resistance.
  • the metal housing can be connected to the muzzle tip via countersunk plug pins.
  • a circumferential space free of insulation with an inert gas connection is provided on the mouthpiece in front of the surface seal to the mouth tip within the metal housing perforated all around there, so that a gas barrier is established that effectively shields the inside of the mold from the outside air.
  • FIG. 1, 1 means a distributor vessel, for example a tundish, which is only shown in the pouring area, from which liquid steel is fed to a mold 2, which is also only indicated, or to a casting machine with moving mold walls.
  • a fire-proof duct connection 3 which is airtight on all sides is provided, which consists of a pouring cassette 4, a coupling part 5 and its pouring tube 6 with a mouthpiece 7.
  • the pouring cassette 4 is laterally accessible from the outside in a reinforced area of a sheet metal jacket 8 and a refractory lining 9 having a distribution vessel 1 and is adjusted by a portal-like molded block 10 and a horseshoe-shaped molded block 11, of which the appropriately formed in two parts and with an abutment groove 10a provided portal-like molded block 10 in the wall and the horseshoe-shaped molded block 11 is installed in the bottom of the refractory vessel lining 9.
  • Both shaped stones 10 and 11 serve the pouring cassette 4 as an abutment and determine their position in the vessel lining 9.
  • the shaped stones 10 and 11 are flush with the inner walls of the vessel, to which a mass layer 12 is applied.
  • the pouring cassette 4 is tapered on the flanks and on the support side towards the inner end face and provided with a mounting iron 14 (FIG. 2) which, mortared in a groove, surrounds the flanks and the inner end face and both ends over the protrudes the outer end face.
  • a mounting iron 14 FIG. 2
  • the pouring cassette 4 is equipped with an inserted pouring spout 15, which cooperates with a plug 16 as a closure for draining the melt from the vessel 1 and opens into an outflow channel 17 of rectangular cross-section which widens slightly in the outflow direction.
  • the channel 17 leads to the outer end face of the pouring cassette 4, where a circular profile groove 18 and the counter profile for the abutment groove 10a of the portal-like shaped block 10 and vertical flank guides 19 are provided for the coupling part 5a.
  • the pouring cassette 4 is preferably a refractory prefabricated component made of hydraulically or chemically bonded refractory concrete with a steel fiber additive in the wall area of the drain channel 17. Such components have an exact construction, which makes a low-gap, reproducible delivery possible after each exchange.
  • the spout 15 and the mounting iron 14 are provided as replaceable elements on the spout cassette 4.
  • the pouring channel 17 of the pouring cassette 4 is continued by the channel section 20 in the coupling part 5 which has a round profile and has a spherical head 5b in which a channel section 20a having the inclination of the pouring tube 6 and the mold 2 is arranged.
  • the coupling part 5 has the shape of a round body with parallel flank surfaces 21 (FIG. 2) and a circular spring 22 as counter profiles to the flank guides 19 and the circular groove 18 on the outer end face of the pouring cassette 4.
  • Coupling part 5a and ball head 5b are manufactured separately for manufacturing reasons and assembled via an annular spring 23 and an annular groove 24 to form a component.
  • the pouring tube 6 connected to the coupling part 5 has a flange 6a which, as a counter-profile to the ball head 5b, has a ball head seat 6b, a flat surface 6c and a sheet metal jacket 27 over a mortar layer 26.
  • the pouring tube is flattened in a wedge shape onto a rectangular exit profile 29 of the same shape as the mold, which is surrounded by a spring 30 (see FIGS. 7 and 8).
  • the pouring tube 6 is surrounded by insulation, which is formed in the tubular section by half-shells 31 and 32 from molded ceramic fiber material, while the wedge-shaped end 28 has an insulating mat 33, which is fastened, for example, by means of metal strips.
  • the half-shells 31 and 32 have a substantially semicircular cross-section and, in addition, the half-shells 32 are provided with parallel mating surfaces 32a for insertion into a holding frame 34, which is part of an adjustable slide (not shown further) and is used for positioning the pouring tube 6 .
  • the approximately U-shaped holding frame 34 in cross section has a support surface 35 for the sheet metal jacket 27 on the flat surface 6c of the pouring tube 6, which is also supported by the sheet metal jacket 27 on the free end face 36 of the holding frame 34.
  • the pouring tube 6 is clamped in '"iner positioned sheet in the holding frame 34 through the sake of simplicity not illustrated means.
  • the mouthpiece 7 is connected with a counter-profiled groove 37 (FIGS. 8 and 9), which projects into the mold 2 with its mouth tip 7a and thereby cooperates in a sealing manner with the mold walls moving in the withdrawal direction.
  • the outer shape of the mouthpiece 7 is a body corresponding to the mold cross section, in the present case a prismatic body, the flow channel 38 of which widens on all sides towards the mouth tip.
  • the refractory material of the muzzle tip 7a has sealing contact with the mold walls via a circumferential edge 39 provided on the muzzle edge, whereas the remaining cross section of the muzzle tip 7a and mouthpiece 7 is kept smaller for applying a circumferential insulation 40 made of ceramic fiber paper and one with the circumferential edge 39 flush metal housing 41.
  • This is made of a heat-resistant special alloy, which still has a strength of 10 kp / mm 2 at 900 ° C.
  • the mouth tip 7a is a separate workpiece and is coupled to the mouthpiece 7 by means of pressure-cut surfaces 42, preferably with centering by means of centering bolts (not shown).
  • the contact pressure is transmitted to the metal housing 41 and from there via bolts 44 which engage in the mouth tip 7a by means of clamping devices 43 which are hinged to the holding frame 34 and hold the mouthpiece 7 on the pouring tube 6.
  • the metal housing has direct contact with sheet shapes 45 of the muzzle tip 7a at the locations provided for the bolts 44, while leaving out the insulation 40.
  • hooks 43a belonging to the clamping devices 43 are bent out of the latter.
  • a circumferential space 46 is provided under the metal housing 41, into which inert gas is introduced, of lines which can be laid within the metal housing 41 in a manner not shown.
  • the metal housing 41 is provided with holes 47 so that the s in the gap between the mold wall and the mouthpiece and air keep away from the mold.
  • the pouring cassette 4 consists of refractory refractory concrete.
  • the coupling part 5 and the pouring tube 6, are advantageously made of a graphite-containing high-alumina material.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine feuerfeste Kanalverbindung aus aneinander gesetzten Körpern zum Überführen insbesondere von Stahlschmelze aus einem Verteilergefäß in eine Kokille von Horizontal-Stranggießanlagen mit mitlaufenden Kokillenwänden in Form endloser Bänder. In der feuerfesten Auskleidung 11 des Verteilergefäßes 1 ist eine mit einem zur Gefäßaußenseite führenden Abflußkanal 17 und einer Absperrvorrichtung 15, 16 versehene austauschbare Ausgußkassette 4 in reproduzierbarer Lage angeordnet, die direkt oder indirekt Anschlußmittel 5, 5a, 5b für ein Gießrohr 6 aufweist, das mit seinem Austrittsprofil 29 das Querschnittsprofil der Kokille 2 vorzeichnet und dort ein mit den Kokillenwänden dichtendes Mundstück 7 trägt.

Description

  • Horizontal-Stranggießanlagen sind bisher erfolgreich eingesetzt zum Gießen von Buntmetallen, wie Blei, Zink, Kupfer und dergleichen. Sie haben Kokillen, deren Wände von endlosen gekühlten Bändern gebildet werden, wodurch relativ hohe Gießgeschwindigkeiten um etwa 10 m pro Minute und damit entsprechend hohe Gießleistungen bei verhältnismäßig geringer stationärer Ausrüstung der Anlage erreicht werden. Das flüssige Metall wird hierbei vom Verteilergefäß über eine offene feuerfeste Rinne der Kokille zugeführt.
  • Demgegenüber erfolgt das Stranggießen von flüssigem Stahl bevorzugt in senkrecht oszillierenden Kokillen, in die ein an das Verteilergefäß luftdicht und senkrecht angeschlossenes Tauchrohr mit der Mündung unter den Stahlbadspiegel hineintaucht, um zu vermeiden, daß Luftsauerstoff an die Stahlschmelze herankommt. Die Gießgeschwindigkeiten betragen maximal 3 bis 4 m pro Minute, womit auch die Gießleistungen beschränkt bleiben, obwohl die stationäre Ausrüstung infolge eines erforderlichen Zwischendecks erheblich sind.
  • Da Bestrebungen im Gange sind, nunmehr auch Horizontal-Stranggießanlagen für das Gießen von Stahlsträngen zu benutzen, ist es Aufgabe vorliegender Erfindung, eine feuerfeste Kanalverbindung aus aneinandergesetzten Körpern zum Überführen von Stahlschmelze aus einem Verteilergefäß (Tundish) in eine Kokille bzw. Gießmaschine von Horizontal-Stranggießanlagen zu schaffen, die betriebssicher und zur Vermeidung einer Reoxidation der Stahlschmelze luftdicht ist sowie einen einfachen,zur schnellen Montage geeigneten Aufbau aufweist, der außerdem ein Ersetzen von Einzelteilen problemlos zuläßt.
  • Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in der feuerfesten Auskleidung des Verteilergefäßes eine mit einem zur Gefäßaußenseite führenden Abflußkanal und einer Absperrvorrichtung versehene austauschbare Ausgußkassette in reproduzierbarer Lage angeordnet ist, die direkt oder indirekt Anschlußmittel für ein Gießrohr aufweist, das mit seinem Austrittsprofil das Querschnittsprofil der Kokille vorzeichnet und dort ein mit den Kokillenwänden dichtendes Mundstück trägt. Dadurch ergibt sich eine Kanalverbindung aus zwei relativ leicht zu handhabenden grundlegenden Baueinheiten, nämlich einer mit der Absperrvorrichtung und den Anschlußmitteln für das Gießrohr vormontierbaren,in die Gefäßauskleidung einbaubare Ausgußkassette und einem Gießrohr, das zusammen mit dem in die Kokille ragenden Mundstück als verstellbare Einheit angeschlossen werden kann. Es ist möglich, die zwei Baueinheiten weitgehend einzeln für ihren Einsatz vorzubereiten, um dann die Kanalverbindung durch Zusammenschluß beider Einheiten, d.h. durch Heranfahren der Gießrohreinheit an die in das feststehende Verteilergefäß eingebaute Ausgußkassette endgültig fertig zu stellen, so daß die vor Ort erforderlichen Montage- und Demontagearbeiten auf ein Minimum beschränkt sind. Außerdem lassen sich Einzelteile der Baueinheiten in einfacher Weise austauschen oder noch brauchbare Einzelteile unbrauchbarer Baueinheiten neu verwenden. Darüberhinaus können die Einzelteile in einfacher, auf dem Feuerfestgebiet üblicher Art betriebssicher und luftdicht miteinander verbunden werden. Vorteilhaft ist die Ausgußkassette als keilförmiger Fertigbauteil von der Außenseite des Verteilergefäßes zugänglich in dessen feuerfeste Bodenauskleidung eingebaut und an dort angeordneten Formsteinen justiert. Diese Ausbildung und Anordnung ist übersichtlich und läßt einen schnellen reproduzierbaren Austausch der Ausgußkassette zu, die zweckmäßig mit an der äußeren Stirnseite vorgesehenen profilierten Kanten in ein Widerlager eines portalartigen Formsteins und mit den Flanken und der inneren Stirnseite in einen hufeisenförmigen, mit dem Gefäßboden bündigen Formstein ebenfalls bündig hineinpaßt. Primär dient als Absperrvorrichtung eine Stopfenverschlußeinrichtung, deren Ausguß in die Bodenebene der Gefäßauskleidung in der Ausgußkassette angeordnet ist, die einen Abflußkanal von rechteckigem Querschnitt aufweist, was eine vergleichsweise niedrige Bauhöhe erlaubt. Zwecks einfacher Handhabung der Ausgußkassette ist ein Montageeisen vorgesehen, das über deren äußere Stirnseite vorsteht. Die Ausgußkassette besteht vorzugsweise aus chemisch oder hydraulisch abbindendem feuerfestem Feuerbeton mit gegebenenfalls eingebundenen Armierungs- bzw. Montageeisen und/oder Stahlfaserzusatz im Durchflußbereich der Schmelze.
  • Ein weiterer Vorschlag der Erfindung besteht in der Zwischenschaltung eines Kupplungsteils zwischen Ausgußkassette und Gießrohr, die beide auch direkt miteinander verbunden sein können, wozu dann die Ausgußkassette entsprechende Verbindungselemete an der äußeren Stirnseite trägt. Im zuerst genannten Fall ist die äußere Stirnseite der Ausgußkassette mit einer Kreisnut und Flankenführungen ausgestattet, in die eine Kreisfeder und Flankenflächen des Kupplungsteiles passen, das seinerseits einen Kugelkopf als Anschlußelement für das Gießrohr hat. Hierbei ist es fertigungstechnisch von Vorteil, wenn der Kugelkopf als soparater Teil über eine Ringnut und Ringfeder an den Kupplungsteil angeschlossen ist, in dessen Durchflußkanal eine Umsetzung des rechteckigen Durchflußquerschnittes der Ausgußkassette auf den runden Querschnitt des Gießrohres erfolgt, während im Kugelkopfkanal der Übergang auf den Neigungswinkel der Kokille stattfindet. Im weiteren schlägt die Erfindung vor, am Einlaufende des Gießrohres einen Flansch mit einem Kugelkopfsitz und einer Flachfläche vorzusehen und den Flanschbereich über eine Mörtelschicht mit einem Blechmantel zu verkleiden, mit dem das Gießrohr in einem metallischen Rahmen justiert gehaltert ist. Ein solcher Aufbau des Gießrohres ermöglicht paßgerechte Verbindungen zum Kupplungsteil und zum Mundstück, bei denen der Blechmantel, der mehrmals an neuen Rohren verwendet und zwecks genauem Sitz mit Hilfe einer Schablone aufgemörtelt werden kann, die Voraussetzungen für eine perfekte Lagerung des Gießrohres im metallischen Rahmen und für die Übertragung von Anpreßkräften erfüllt. Zweckmäßig ist das Gießrohr mit einer äußeren Isolierung in Form von Halbschalen und am Auslaufende mit einer eingefaßten Mattenisolierung aus keramischem Fasermaterial versehen. Ungleich wird damit, neben dem angestrebten Isoliereffekt, beim Festspannen des Gießrohres im Halterahmen ein gewisser Kompensationseffekt unter Ausgleich von Maßtoleranzen im Außendurchmesser des Gießrohres erreicht, dessen Auslaufende tunlichst eine das freie Austrittsprofil umgebende Dichtungsfeder zum Aufstecken des mit einer gegenprofilierten Dichtungsnut versehenen Mundstückes hat.
  • Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das Mundstück aus einem Stahlschmelze abweisenden Material besteht und über einer Außenisolierung von einem formschlüssigen Metallgehäuse eingefaßt ist, das mit einem an der Mündungsspitze vorgesehenen Umfangsrand oberflächenbündig abschließt. Derartig gestaltet bleibt das Mundstück weitgehend frei von Batzenbildungen im Durchflußkanal und vermag den Beanspruchungen der innenwirkenden Stahlschmelze und der außen mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit vorbeilaufenden gekühlten Kokillenwänden bestens zu widerstehen und in der Praxis außerordentlich befriedigende Standzeiten zu erzielen. Darüberhinaus kann das Mundstück am Gießrohr unter Vermittlung des Metallgehäuses mittels am Gießrohrhalterahmen angelenkter Spannvorrichtungen umstandslos und betriebssicher befestigt werden. Dabei hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, das Mundstück mit einer separaten, vom Metallgehäuse mittel- oder unmittelbar hintergriffenen Mündungsspitze auszurüsten und zwischen Mundstück und Mündungsspitze eine zentrierte, plangeschliffene Flächendichtung vorzusehen. Demgemäß läßt sich beispielsweise eine voreilend verschlissene Mündungsspitze leicht austauschen oder in wirtschaftlicher Weise ein Material,vorzugsweise Bornitrit verwenden, das zwar kostspieliger ist, als das Material für das Mundstück, aber mit Bezug auf den freien Durchfluß der Stahlschmelze und den Verschleißwiderstand mehr Sicherheit bietet. Im einzelnen kann das Metallgehäuse mit der Mündungsspitze über versenkte Steckbolzen verbunden sein.
  • In besonderer Beachtung des Problems, das Eindringen von Luft in den Kontaktbereich zwischen Mundstück und Kokille zu verhindern, ist erfindungsgemäß am Mundstück vor der Flächendichtung zur Mündungsspitze ein von der Isolierung freier Umfangsraum mit Inertgasanschluß innerhalb des dort rundum perforierten Metallgehäuses vorgesehen, so daß eine Gassperre errichtet werden kann, die das Kokilleninnere wirksam von der Außenluft abschirmt.
  • Die Erfindung ist nachstehend beispielsweise anhand der Zeichnung erläutert.
  • Es zeigen:
    • .Fig. 1 eine zwischen Verteilergefäß und Kokille angeordnete feuerfeste Kanalverbindung aus einer Ausgußkassette, einem Kupplungsteil, einem Gießrohr und einem Mundstück im Längsschnitt,
    • Fig. 2 die Draufsicht auf eine Ausgußkassette im Boden des Verteilergefäßes,
    • Fig. 3 einen Formstein zur Lagerung der Ausgußkassette in Frontansicht,
    • Fig. 4 die Ansicht auf den Kupplungsteil nach A-A der Fig. 2 und
    • Fig. 5 sind Ansichten auf Isolierungen des Gießrohres nach B-B und 6 und C-C der Fig. 1.
  • Die folgenden Figuren veranschaulichen im größeren Maßstab
    • Fig. 7 das Gießrohrende in Vorderansicht,
    • Fig. 8 im Längsschnitt.
    • Fig. 9 ebenfalls im Längsschnitt das an das Gießrohr anschließbare Mundstück,
    • Fig.10 die teilweise aufgebrochene Draufsicht zu Fig. 9,
    • Fig.11 die Ansicht y nach Fig. 10 und
    • Fig.12 die Ansicht z nach Fig. 10.
  • In Fig. 1 bedeutet 1 ein der einfachheithalber nur im Ausgußbereich dargestelltes Verteilergefäß, beispielsweise einen Tundish, aus dem flüssiger Stahl einer ebenfalls nur angedeuteten Kokille 2 bzw. einer Gießmaschine mit mitlaufenden Kokillenwänden zugeführt wird. Hierzu ist eine allseits luftdichte feuerfeste Kanalverbindung 3 vorgesehen, die aus einer Ausgußkassette 4, einem Kupplungsteil 5 und seinem Gießrohr 6 mit Mundstück 7 besteht.
  • Die Ausgußkassette 4 lagert seitlich von außen zugänglich in einem verstärkten Bereich des einen Blechmantels 8 und eine feuerfeste Auskleidung 9 aufweisenden Verteilergefäßes 1 und wird dabei von einem portalartigen Formstein 10 und einem hufeisenförmigen Formstein 11 justiert, von denen der zweckmäßig zweiteilig ausgebildete und mit einer Widerlagernut 10a versehene portalartige Formstein 10 in die Wand und der hufeisenförmige Formstein 11 in den Boden der feuerfesten Gefäßauskleidung 9 eingebaut ist. Beide Formsteine 10 und 11 dienen der Ausgußkassette 4 als Widerlager und bestimmen deren Lage in der Gefäßauskleidung 9. An den dem Gefäßinnern zugekehrten Seiten sind die Formsteine 10 und 11 flächeneben mit den Gefäßinnenwänden, auf die eine Massenschicht 12 aufgetragen ist. Zum handlichen Austausch ist die Ausgußkassette 4 an den Flanken und an der Auflageseite nach der inneren Stirnseite hin querschnittsverjüngt und mit einem Montageeisen 14 (Fig. 2) versehen, das, in einer Nut eingemörtelt, die Flanken und die innere Stirnseite umgibt und beidenends über die äußere Stirnseite vorsteht. Oberseitig, d.h. gefäßbodenseitig ist die Ausgußkassette 4 mit einem eingesetzten Ausguß 15 ausgestattet, der zum Ablassen der Schmelze aus dem Gefäß 1 mit einem Stopfen 16 als Verschluß zusammenwirkt und in einen Abflußkanal 17 von rechteckigem, in Abflußrichtung sich leicht erweiternden Querschnitt mündet. Der Kanal 17 führt zur äußeren Stirnseite der Ausgußkassette 4, wo eine kreisförmige Profilnut 18 sowie das Gegenprofil für die Widerlagernut 10a des portalartigen Formsteins 10 und senkrechte Flankenführungen 19 für den Kupplungsteil 5a vorgesehen sind. Die Ausgußkassette 4 ist vorzugsweise ein feuerfester Fertigbauteil aus hydraulisch oder chemisch gebundenem Feuerbeton mit einem Stahlfaserzusatz im Wandbereich des Abflußkanals 17. Solche Bauteile haben eine exakte Bauweise, was eine fugenarme, nach jedem Austausch reproduzierbare Zustellung möglich macht. Der Ausguß 15 und das Montageeisen 14 sind als austauschbare Elemente an der Ausgußkassette 4 vorgesehen.
  • Fortgesetzt wird der Ausgußkanal 17 der Ausgußkassette 4 durch den im Querschnitt sich auf Rundprofil umwandelnden Kanalabschnitt 20 im Kupplungsteil 5, der einen Kugelkopf 5b hat, in dem ein die Neigung des Gießrohres 6 und der Kokille 2 aufweisender Kanalabschnitt 20a angeordnet ist. Der Kupplungsteil 5 hat die Form eines Rundkörpers mit parallelen Flankenflächen 21 (Fig. 2) und einer Kreisfeder 22 als Gegenprofile zu den Flankenführungen 19 und der Kreisnut 18 an der äußeren Stirnseite der Ausgußkassette 4. Kupplungsteil 5a und Kugelkopf 5b sind aus fertigungstechnischen Gründen separat hergestellt und über eine Ringfeder 23 und eine Ringnut 24 zu einem Bauteil zusammengesetzt.
  • Das an das Kupplungsteil 5 angeschlossene Gießrohr 6 weist einen Flansch 6a auf, der als Gegenprofil zum Kugelkopf 5b einen Kugelkopfsitz 6b, ferner eine Flachfläche 6c und über einer Mörtelschicht 26 einen Blechmantel 27 trägt. Am Auslaufende 28 ist das Gießrohr keilförmig abgeflacht auf ein der Kokille im Querschnitt gleichartiges, rechteckiges Austrittsprofil 29, das von einer Feder 30 umrandet wird (siehe Fig. 7 und 8). Am äußeren Umfang ist das Gießrohr 6 von einer Isolierung umgeben, die im rohrförmigen Abschnitt von Halbschalen 31 und 32 aus geformtem keramischen Fasermaterial gebildet wird, während das keilförmige Ende 28 eine beispielsweise mittels Metallbändern befestigte Isoliermatte 33 aufweist. Gemäß Fig. 5 und 6 haben die Halbschalen 31 und 32 im wesentlichen halbringförmigen Querschnitt und außerdem sind die Halbschalen 32 mit parallelen Paßflächen 32a versehen zum Einfügen in einen Halterahmen 34, der Bestandteil eines nicht weiter dargestellten verstellbaren Schlittens ist und zur Positionierung des Gießrohres 6 dient. Hierzu hat der im Querschnitt etwa U-förmige Halterahmen 34 eine Auflagefläche 35 für den Blechmantel 27 an der Flachfläche 6c des Gießrohres 6, das sich zudem über den Blechmantel 27 an der freien Stirnfläche 36 des Halterahmens 34 abstützt. Das Gießrohr 6 wird in '"iner positionierten Lage im Halterahmen 34 durch einfachheitshalber nicht veranschaulichte Mittel festgespannt.
  • Ober die Feder 30 des Gießrohres 6 schließt mit einer gegenprofilierten Nut 37 das Mundstück 7 an (Fig. 8 und Fig. 9), das mit seiner Mündungsspitze 7a in die Kokille 2 hineinragt und dabei mit den sich in Abzugsrichtung bewegenden Kokillenwänden dichtend zusammenwirkt. Demgemäß ist das Mundstück 7 in seiner äußeren Form ein dem Kokillenquerschnitt entsprechender Körper, im vorliegenden Fall ein prismatischer Körper, dessen Durchflußkanal 38 sich zur Mündungsspitze hin allseitig erweitert. Am Austritt hat das feuerfeste Material der Mündungsspitze 7a über einen an der Mündungskante vorgesehenen Umfangsrand 39 dichtenden Kontakt mit den Kokillenwänden, wogegen der übrige Querschnitt von Mündungsspitze 7a und Mundstück 7 kleiner gehalten ist zum Aufbringen einer Umfangsisolierung 40 aus keramischem Faserpapier und eines mit dem Umfangsrand 39 bündigen Metallgehäuses 41. Dieses ist aus einer hitzebeständigen Speziallegierung hergestellt, die bei 900 °C noch eine Festigkeit von 10 kp/mm2 hat. Die Mündungsspitze 7a ist ein separates Werkstück und mit dem Mundstück 7 über plangeschliffene Flächen 42 durch Anpressung gekoppelt, vorzugsweise unter Zentrierung mittels nicht gezeigter Zentrierbolzen. Hierbei wird die Anpreßkraft mit Hilfe von am Halterahmen 34 angelenkzer Spannvorrichtungen 43, welche das Mundstück 7 am Gießrohr 6 festhalten, auf das Metallgehäuse 41 und von dort über in die Mündungsspitze 7a greifende Bolzen 44 übertragen. Zu diesem Zweck hat an den für die Bolzen 44 vorgesehenen Stellen das Metallgehäuse unter Fortlassung der Isolierung 40 direkten Kontakt mit Blattformen 45 der Mündungsspitze 7a. Zur Einleitung der Anpreßkraft auf das Metallgehäuse 41 sind aus diesem zu den Spannvorrichtungen 43 gehörende Haken 43a herausgebogen. Unter dem Metallgehäuse 41 ist durch Fortlassen der Isolierung 40 ein Umfangsraum 46 vorgesehen, in den Inertgas herangeführt wird, von Leitungen, die in nicht dargestellter Weise innerhalb des Metallgehäuses 41 verlegt sein können. Im Bereich des Umfangsraumes 46 ist Metallgehäuse 41 mit Löchern 47 versehen, so daß das s in den Spalt zwischen Kokillenwandung und Mundstück und Luft von der Kokille fernhält.
  • Wie bereits eingangs ausgeführt, besteht die Ausgußkassette 4 aus feuerfestem Feuerbeton. Der Kupplungsteil 5 und das Gießrohr 6 hingegen sind vorteilhaft aus einem graphithaltigen tonerdereichen Material gefertigt. Besondere Beachtung ist dem als Strangdüse wirkenden Mundstück 7 einschließlich der Mündungsspitze 7a gewidmet, die beide aus einem die Metallschmelze abweisenden Material vorzugsweise aus Tonerde-Graphit-Material, keramisch gegossenem Quarzgut oder hochprozentigem Zirkonoxid-Material hergestellt sind.
  • Die Montage der feuerfesten Kanalverbindungen, beispielsweise zum horizontalen Gießen eines Knüppelstranges von 70 x 180 mm Querschnitt mit einer Gießleistung von einer Tonne pro Minute und einer Gießgeschwindigkeit von 10 m pro Minute geschieht folgendermaßen:
    • Zunächst werden der Kupplungsteil 5 mit dem feuerfest angekitteten Kugelkopf 5b und die Ausgußkassette 4 mit dem eingekitteten Ausguß 15 ebenfalls mittels Kitt miteinander verbunden. Sodann wird die vormontierte Einheit 4, 15 und 5a, 5b in die in der Auskleidung 9 des Verteilergefäßes 1 vorgesehene, durch die Formsteine 10 und 11 bestimmte Position gebracht, unter Handhabung am Montageeisen 14 oder gegebenenfalls anderer Montage-Hilfsvorrichtungen. Wegen der exakten, maßgenauen Bauweise der aus feuerfestem Feuerbeton hergestellten Ausgußkassette 4 ist dabei nur verhältnismäßig wenig Fugenmörtel erforderlich. Nun wird das inklusive Blechmantel 27 fertiggestellte Gießrohr 6 einschließlich der Isolierungen 31, 32 und 33 auf dem Halterahmen 34 eines verfahrbaren Schlittens in vorbestimmter Lage befestigt. Alsdann erfolgt der Anschluß des vormontierten Mundstückes 7, 7a an das Gießrohr 6 mittels der Spannvorrichtungen 43, die sowohl die Mündungsspitze 7a mit dem Mundstück 7 über die Flächendichtung 42 als auch das Mundstück 7 mit dem Gießrohr 6 über eine Spezialdichtung verbinden. Schließlich werden die in der beschriebenen Weise auf dem Schlitten-Halterahmen 34 montierten Teils 6, 7 und 7a mit dem Schlitten in Position zum Kupplungsstück 5 gebracht und der Kugelsitz 25 mit dem Kugelkopf 5b über die besagte Spezialdichtung unter Aufbringung von Anpreßkraft zusammengeschlossen. Die Festlegung der Gießposition erfolgt am Halterahmen-Schlitten. Als letztes bringt man die ebenfalls verstellbare Gießmaschine bzw. Kokille 2 in Arbeitsstellung.

Claims (17)

1. Feuerfeste Kanalverbindung aus aneinander gesetzten Körpern zum überführen insbesondere von Stahlschmelze aus einem Verteilergefäß in eine Kokille von Horizontal-Stranggießanlagen mit mitlaufenden Kokillenwänden in Form endloser Bänder, dadurch gekennzeichnet, daß in der feuerfesten Auskleidung (11) des Verteilergefäßes (1) eine mit einem zur Gefäßaußenseite führenden Abflußkanal (17) und einer Absperrvorrichtung (15, 16) versehene austauschbare Ausgußkassette (4) in reproduzierbarer Lage angeordnet ist, die direkt oder indirekt Anschlußmittel (5, 5a, 5b) für ein Gießrohr (6) aufweist, das mit seinem Austrittprofil (29) das Querschnittsprofil der Kokille (2)vorzeichnet und dort ein mit den Kokillenwänden dichtendes Mundstück (7) trägt.
2. Kanalverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgußkassette (4) als keilförmiger Fertigbauteil von der Außenseite des Verteilergefäßes (1) zugänglich in dessen feuerfeste Bodenauskleidung (9) eingebaut und an dort angeordneten gegenprofilierten Formsteinen (10, 11) justiert ist.
3. Kanalverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgußkassette (4) mit profilierten Kanten der äußeren Stirnseite in ein Widerlager (10a) eines in die Wand der Auskleidung (9) eingebauten portalartigen Formsteins (10) und mit den Flanken und der inneren Stirnseite in einen in den Boden der Auskleidung (10) bündig eingelassenen hufeisenförmigen Formstein (11) ebenfalls bündig hineinpaßt.
4. Kanalverbindung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgußkassette (4) gefäßbodenseitig den Ausguß (15) einer Stopfenverschlußvorrichtung trägt und einen daran anschließenden Abflußkanal (17) von rechteckigem Durchflußquerschnitt aufweist.
5. Kanalverbindung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgußkassette (4) ein über die äußere Stirnseite vorstehendes Montageblech (14) aufweist.
6. Kanalverbindung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgußkassette (4) aus chemisch oder hydraulisch abbindendem feuerfestem Feuerbeton besteht, in den gegebenenfalls Armierungs- bzw. Montageeisen (14) und/oder Stahlfasern im Durchflußbereich der Schmelze eingebunden sind.
7. Kanalverbindung nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgußkassette (4) an der äußeren Stirnseite Verbindungselemente (18, 19, 5a) für nachfolgende Kanalorgane (5 oder 6) aufweist.
8. Kanalverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgußkassette (4) an der äußeren Stirnseite eine Kreisnut (18) und Flankenführungen (19) trägt, in die eine Kreisfeder (22) und Flankenflächen (21) eines Kupplungsteils (5a) passen, der seinerseits einen Kugelkopf (5b) als Anschlußelement für das Gießrohr (6) hat.
9. Kanalverbindung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kupplungsteil (5a) über Ringfeder (23) und Ringnut (24) der Kugelkopf (5b) angeschlossen ist und im Kupplungsteil (5a) eine Änderung des Kanalquerschnitts auf Rundprofil erfolgt, dem sich der gleich der Kokille (2) bzw. des Gießrohres (6) geneigte Kanal des Kugelkopfes (5b) anschließt.
10. Kanalverbindung nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Einlaufende des Gießrohres (6) ein Flansch (6a) mit einem Kugelkopfsitz (6b) und einer Flachfläche (6c) vorgesehen ist und der Flanschbereich über einer Mörtelschicht (26) einen Blechmantel (27) trägt, mit dem das Rohr (6) in einem verstellbaren metallischen Halterahmen (34) justiert gehaltert ist.
11. Kanalverbindung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gießrohr (6) mit einer äußeren Isolierung in Form von Halbschalten (31, 32) und am Auslaufende (28) mit einer eingefaßten Mattenisolierung (33) aus keramischem Fasermaterial versehen ist.
12. Kanalverbindung nach den Ansprüchen 1, 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaufende (28) des Gießrohres (6) eine das freie Austrittsprofil (29) umgebende Dichtungsfeder (30) zum Aufstecken des mit einer gegenprofilierten Dichtungsnut (37) versehenen Mundstückes (7) hat.
13. Kanalverbindung nach Anspruch 1 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (7) aus einem Stahlschmelze abweisenden Material besteht und über einer Außenisolierung (40) von einem formschlüssigen Metallgehäuse (41) eingefaßt ist, das mit einem an der Mündungsspitze (7a) des Mundstückes (7) vorgesehenen Umfangsrand (39) oberflächenbündig abschließt.
14. Kanalverbindung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (7) am Gießrohr (6) überdas Metallgehäuse (41) mittels am Gießrohr-Halterahmen (34) angelenkter Spannvorrichtungen (43) gehalten ist.
15. Kanalverbindung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (7) eine separate,vom Metallgehäuse (41) mittel- oder unmittelbar hintergriffene Mündungsspitze (7a) hat und zwischen Mundstück (7) und Mündungsspitze (7a) eine zentrierte, plangeschliffene Flächendichtung (42) vorgesehen ist.
16. Kanalverbindung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgehäuse mit der Mündungsspitze (7a) über versenkte Steckbolzen (44) verbunden ist.
17. Kanalverbindung nach den Ansprüchen 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Flächendichtung (42) ein von der Außenisolierung freier Umfangsraum (46) mit Inertgasanschluß und Gasaustrittsbohrungen im Metallgehäuse (41) vorgesehen sind.
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