[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einfahren eines Anfahrkopfes und zum Abdichten
des Spaltes zwischen dem Anfahrkopf und einer Stranggiesskokille, insbesondere beim
Giessen von Stahl auf Mehrstranganlagen, wobei der Anfahrkopf vor der Einfahrtin die
Kokille mit einer Dichtung versehen wird und eine Einrichtung zum Abdichten.
[0002] Bei Stranggiessanlagen mit Durchlaufkokillen wird vor Giessbeginn der mit dem Anfahrstrang
verbundene Anfahrkopf in die Kokille eingefahren. Der Spalt zwischen dem Anfahrkopf
und den Kokillenwänden wird mit einer Dichtungsschnur oder mit einer plastischen Masse
etc. abgedichtet und in der Regel mittels feinkörnigem Kühlschrott abgedeckt. Dem
bei Giessbeginn einfliessenden Giessmetall wird durch diese Massnahmen ein unerwünschter
Austritt durch den genannten Spalt verwehrt. Das Einbringen der Dichtung erfolgt durch
die ein
giessseitige Kokillenöffnung. Dieses in der Praxis des Stahlstranggiessens weit verbreitete
Abdichtverfahren hat den Nachteil, dass nach der Einfahrt des Anfahrkopfes in die
Kokille zusätzlich Zeit für Abdichtarbeiten benötigt wird, wodurch die Vorbereitungszeit
der Anlage zwischen zwei Güssen verlängert wird. Bei Mehrstranganlagen können nach
einem Durchbruch auf einem Strang die Abdichtarbeiten für ein Wiedereinfahren bei
laufendem Guss auf den restlichen Strängen nicht durchgeführt werden, weil das oberhalb
der Kokille angeordnete Zwischengefäss einerseits die Zugänglichkeit behindert und
anderseits wegen Unfallgefährdung nicht unter einem mit flüssigem Stahl gefüllten
Zwischengefäss gearbeitet werden soll.
[0003] Um die manuellen Dichtarbeiten, die in ihrer Qualität we- sentlich von Sorgfalt und
Geschicklichkeit des die Dichtung anbringenden Arbeiters abhänat, auszuschalten, ist
aus der AT-PS 352 924 ein Anfahrkopf mit einer Flachdichtung be- kannt, die zusammen
mit einem Federblatt in eine, in der Stirnseite des Anfahrkopfes eingelassene, Nut
eingeschoben wird. Diese Flachdichtung wird vor der Einfahrt des Anfahrkopfes in die
Kokille am Anfahrkopf angebracht. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass die Dichtung
eine genau zentrische
Einfährtdes Anfahrkopfes in den Kokillenhohlraum erfordert, damit einerseits die Dichtung
nicht zerstört wird und anderseits keine Spalte entstehen. Im weiteren muss die Dichtung
durch entsprechend dicke Schichten von Kühlschrott gegen die Wärmeeinwirkung des flüssigen
Stahles geschützt werden, damit sie nicht verbrennt. Bei Nichterfüllung eines dieser
beiden Erfordernisse kann beim Angiessen Stahl aus dem Spalt austreten, was in der
Regel zu einem Gussabbruch führt.
[0004] Es ist weiter aus der DE-OS 2 811 157 ein Verfahren zum Abdichten des Spaltes zwischen
dem Anfahrkopf und einer Stranggiesskokille bekannt, wobei der Anfahrkopf mit einer
ringförmigen Nut an seinem Umfang versehen ist, in welche vor der Einfahrt in die
Kokille eine elastische Dichtung eingesetzt wird. Die Dichtung kann schlauchförmig
und mit einem gasförmigen Medium aufblasbar sein. Bei diesem Dichtungssystem muss
von der Kokillenoberseite durch Einbringen von feinkörnigem Kühlschrott die elastische
Dichtung auf ihrem ganzen Umfang geschützt werden, damit sie vom einfliessenden Stahl
nicht zerstört und/oder die Nut vergossen wird. Ohne visuelle Kontrolle der lückenlosen
Auffüllung des Spaltes oberhalb der Dichtung mit Kühlschrott besteht auch bei diesem
Abdichtverfahren eine Gefahr für Anfahrdurchbrüche. Ein sicheres Wiederanfahren bei
Mehrstranganlagen bei laufendem Guss ist mit diesem Verfahren nicht zuverlässig erreichbar.
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Einfahren des Anfahrkopfes
in eine Kokille und zum Abdichten des Spaltes zwischen dem Anfahrkopf und der Kokille
und eine Abdichteinrichtung zu schaffen, die die bekannten manuellen Abdichtarbeiten
zwischen dem Anfahrkopf und der Kokille sowie visuelle Kontrollen durch die eingiesseitige
Kokillenöffnung ausschalten. Auch soll die erforderliche Zeit zum Vorbereiten der
Kokille vor Giessbeginn verkürzt und ein sicheres und schnelles Wiederanfahren bei
Mehr- stran
ganlagen, bei laufendem Guss auf Nachbarsträngen, ermöglicht werden, wobei bisher übliche
Anfahrköpfe für manuelle Abdichtung verwendbar sein sollen.
[0006] Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale von Verfahrensanspruch
1 oder von Vorrichtungsanspruch 18 gelöst.
[0007] Das erfindungsgemässe Verfahren bzw. die erfindungsgemässe Vorrichtung ermöglichen
es, auf die manuellen Abdichtarbeiam Anfahrkopf und visuelle Kontrollen durch die
eingiesseitige Kokillenöffnung zu verzichten. Daher verkürzt sich die Vorbereitungszeit
der Stranggiessanlage zwischen zwei Güssen. Auch ein Wiederanfahren nach einem Durchbruch
auf einem Strang einer Mehrstran
ganlage bei laufendem Guss auf Nachbarsträngen wird durch dieses Abdicht-System ermöglicht.
Dieses Wiederanfahren stellt bei langdauernden Se-
quenzgüssen hohe Durchsatzleistungen auch bei Mehrstranganlagen mit durchbruchgefährdeten
kleinen Giessformaten sicher. Bisher übliche Anfahrkopfe können ohne Aenderungen verwendet
werden. Der zerstörbare Dichtungshalter ist in seiner Herstellung und vom Material
her billig.
[0008] Je nach Wahl des Dichtungsmaterials kann,gemäss einer Ausgestaltung, die Dichtung
am Dichtungshalter vor dem Aufsetzen auf den Anfahrkopf befestigt oder gemäss einer
zweiten Ausgestaltung,die Dichtung nach dem Aufsetzen des Dichtungshalters auf den
Anfahrkopf angebracht werden. Die. zweite Ausgestaltung wird insbesondere dann angewendet,
wenn eine Dichtung mit plastischem Dichtungsmaterial verwendet wird. Dieses in der
Regel wasserfreie plastische Dichtungsmaterial kann in Wurstform zwischen die Dichtungsfläche
am Anfahrkopf und die entsprechende Befestigungsfläche am Dichtungshalter eingedrückt
werden.
[0009] Bei schnurförmigen Dichtungen ist es von Vorteil, wenn die Dichtung am Dichtungshalter
derart befestigt wird, dass diese in ihrer geometrischen Form im wesentlichen der
Abdichtfläche des Anfahrko
pfes entspricht. Dies kann beispielsweise durch Verwendung einer entsprechenden Lehre
sichergestellt werden. Im weitern ist es von Vorteil, wenn die Befestigungsfläche
für die Dichtung am Dichtungshalter in ihrer geometrischen Form im wesentlichen auf
die Abdichtfläche des Anfahrko
pfes und auf die Art sowie Dimensionierung der Dichtung abgestimmt ist.
[0010] Wird als Dichtung eine Asbest- oder Papierschnur etc. verwendet, so ist es von Vorteil,
wenn die Dichtung am Dichtungshalter angeklebt wird.
[0011] Damit während der Einfahrt ein bestimmter Druck auf die Dichtung aufgebracht und
diese wiederum gegen die Abdichtfläche des Anfahrkopfes gedrückt wird, kann gemäss
einer weiteren Ausgestaltung der Dichtungshalter aus einem elastisch verformbaren
Material bestehen und in seinem Querschnitt etwas grösser als der Formhohlraum-Querschnitt
der Kokille gewählt werden. Bei der Einfahrt in die Kokille wird der Dichtungshalter
und die Dichtung auf einen dem Kokillen-Querschnitt entsprechenden Umfang verformt.
[0012] Zum Schutze des Anfahrkopfes wird vorgeschlagen, vor der Einfahrt des Anfahrkopfes
in die Kokille am Dichtungshalter in der Auftreffzone des einfliessenden Giessmetalles
eine Prallplatte aus Stahl zu befestigen.
[0013] Um ein rasches Befestigen des Dichtungshalters auf dem Anfahrkopf sicherzustellen,
kann, nach einer weiteren Ausführungsform, der Dichtungshalter mit Halte- und Zentriereinrichtungen
gegenüber dem Anfahrkopf versehen sein. Als Halte- und Zentriereinrichtung kann beispielsweise
die Kupp- lun
gseinrichtung am Anfahrkopf für den gegossenen Strang verwendet werden.
[0014] Die Zerstörung des Dichtungshalters kann auf verschiedenste Weise vonstatten gehen.
Besteht der Dichtungshalter aus Aluminium, so wird er durch Aufschmelzen zerstört.
Gleichzeitig wird überschüssiger Sauerstoff durch Tonerde-Bildung abgebunden. Besteht
der Dichtungshalter aus vergasbarem Kunststoff-Schaum, z.B. aus geschäumten Polystyrol,
so verschwindet dieser Körper durch Vergasung.
[0015] Zur Erreichung einer idealen Verteilung des Kühlschrottes zur Abdeckung der Dichtung
nach der Zerstörung des Dichtungshalters, kann, nach einer Ausgestaltung, der Dichtungshalter
etwa pyramidenförmig ausgebildet sein. Dies erlaubt eine fakultative Anwendung von
körnigem Kühlschrott.
[0016] Der Dichtungshalter kann aber auch aus verschiedenen Materialien zusammengesetzt
sein. Um ein Beispiel aus den vielfältigen Variationsmöglichkeiten zu erwähnen, wird
ein vergasbarer Dichtungshalter beschrieben, der mit Blechstreifen kombiniert ist,
welche die Dichtung gegen die Kokillenwände hin überdecken. Solche Blechstreifen werden
mit Vorteil so angeordnet, dass sie bei der Einfahrt in die Kokille sich zur Kokillenlängsachse
hin verschieben und dadurch über den Kokillenquerschnitt gesehen unregelmässige Spaltbreiten
selbsttätig ausgleichen können. Bei Verwendung von Alumi- nium für solche Blechstreifen
können Kratzer an der Kokillenwand bei der Einfahrt vermieden werden.
[0017] Sind bei Mehrstranganlagen die Kühlkammern der einzelnen Stränge gegeneinander durch
Trennwände geteilt, so kann der Dichtungshalter im Bereich unterhalb der Kokille kurz
vor der Einfahrt des Anfahrkopfes in die Kokille aufgesetzt werden.
[0018] Die Erfindung wird anhand mehrerer Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Kokille mit eingesetztem Anfahrkopf,
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch eine Kokille und einen Anfahrkopf eines weiteren
Beispiels kurz vor der Einfahrt in die Kokille,
Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch eine Kokille und einen Anfahrkopf eines anderen
Beispieles kurz vor der Einfahrt in die Kokille und
Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch einen Anfahrkopf eines weiteren Beispieles.
[0019] In Fig. 1 ist in einer Stranggiesskokille 2 ein Anfahrkopf 3, der mit einem Anfahrstrang
4 verbunden ist, in Angiessposition. Zur Abdichtung zwischen dem Anfahrkopf 3 und
der Kokille 2 ist eine Dichtung 6 in Form einer Papier- oder Asbestschnur etc. vorgesehen.
Auf der dem Formhohlraum 7 der Kokille 2 zugekehrten Stirnseite 9 des Anfahrkopfes
3 ist eine zerstörbarer Dichtungshalter 10, der eine Befestigungsfläche 11 für die
Dichtung 6 aufweist. Die Dichtung 6 ist zwischen einer Dichtungsfläche 13 am Anfahrkopf
3 und der Befestigungsfläche 11 sowie zwischen der Ko killenwand eingeklemmt. Die
Befestigungsfläche 11 ist in ihrer geometrischen Form im wesentlichen auf die Dichtungsfläche
13 des Anfahrkopfes 3 sowie auf die Art und die Dimensionierung der Dichtung 6 abgestimmt.
[0020] Der Dichtungshalter 10 ist mit einer Halte- und Zentrier- einrichtung 14 gegenüber
dem Anfahrko
pf 3 in der Art eines Schwalbenschwanzkörpers versehen. Eine am Dichtungshalter 10
befestigte Prallplatte 16 aus Stahl schützt den Auftreffpunkt des Giessstrahles bei
Giessbeginn am Anfahrkopf 3. Damit sich körniger Kühlschrott 17 über die Dichtung
6 verteilt, ist der Dichtungshalter 10 pyramidenförmig.
[0021] Der in diesem Beispiel vorgesehene Dichtungshalter 10 ist aus vergasbarem Kunststoff,
z.B. aus geschäumtem Polystyrol, der durch die Wärmeeinwirkung des einfliessenden
Giessmetalles vergast wird. Anstelle von Polystyrol kann jeder andere brennbare, vergasbare,
schmelzbare etc. Stoff verwendet werden. Wichtig ist, dass der Kupplungsteil des Anfahrkopfes
3 mit dem einfliessenden Giessmetall sofort nach Giessbeginn eine kraftschlüssige
Verbindung bilden kann.
[0022] In Fig. 2 ist ein Dichtungshalter 20 dargestellt, der in seinem Querschnitt 21 etwas
grösser ist als der entsprechende Querschnitt 22 des Formhohlraumes 7. Die am Dichtungshalter
20 befestigte Dichtung 6 ist mit Blechstreifen 24 überdeckt, die in die den Kokillenwänden
gegenüberliegenden Seiten 25 des Dichtungshalters 20 eingesteckt sind. Beim Einfahren
des
Anfahrkopfes 3 können sich diese Blechstreifen, die beispielsweise aus weichem Aluminium
sind, im Dichtungshalter in Pfeilrichtung 27 verschieben, so dass ein sattes Anliegen
an der Kokillenwand gewährleistet ist.
[0023] In Fig. 3 ist ein Dichtungshalter 30 aus dünnem Blech vorgeformt, beispielsweise
aus Aluminium-Blech. Die Dichtung und die Prallplatte 16 sowie eine Zentriereinrichtung
14 sind am blechförmigen Dichtungshalter 30 befestigt. Der pyramidenförmige Teil 31
ist in diesem Beispiel fakultativ und nur dann notwendig, wenn bei diesem Anfahrkopf
33 mit schräger Stirnseite 34 Kühlschrott aufgebracht wird. Auch dieser Dichtungshalter
30 wird im Querschnitt mit Vorteil gegenüber dem Querschnitt des Formhohlraumes 7
etwas grösser gefertigt, wie durch Masspfeile 36 dargestellt, damit die Dichtung und
der Dichtungshalter 30 in der Kokille 2 durch Klemmung fixiert werden.
[0024] In Fig. 4 ist der Anfahrkopf 3 mit einem Kupplungsteil 41 versehen. Eine flächenförmige
Dichtung 43 aus beispielsweise einem thermisch widerstandsfähigen Gewebe überdeckt
im wesentlichen die gesamte, dem Formhohlraum 7 der Kokille zugekehrte Fläche 44 und
ein Teil der an diese Fläche 44 anstossenden seitlichen Begrenzungsflächen 46 des
Anfahrkopfes 3. Diese schichtförmig angeordnete Dichtung 43 bewirkt neben der Dichtungsfunktion
auch einen Schutz für den Anfahrkopf 3 und verlängert dadurch die Standzeit solcher
permanenter Anfahrköpfe 3.
[0025] Mit einer Prallplatte 16 aus Metall ist eine vorstehende Nase 47 verbunden, die ein
Dichtungshalter 40 zusammen mit der Dichtung 43 gegenüber dem Anfahrkopf 3 fixiert.
Der Dichtungshalter 40 aus spritzgegossenem Kunststoff, wie beispielsweise Polyäthylen,
ist kappenförmig über den Anfahrkopf gestülpt. Der Dichtungshalter 40, die Prallplatte
16 und die schichtförmige Dichtung 43 werden in der Regel vor dem Aufsetzen auf den
Anfahrkopf gegenseitig aneinander befestigt. Solche vorfabrizierte Dichtungseinheiten
können in einem Handgriff bzw. in wenigen Sekunden auf entsprechende Anfahrköpfe 3
aufgesetzt werden. Der Dichtungshal- ter 40 kann je nach der Materialwahl und Formgebung
eine gewisse Elastizität aufweisen, so dass die ganze Dichtungseinheit am Anfahrkopf
3 festklemmbar ist. Durch die Elastizität können auch kleine Massdifferenzen verschiedener
Anfahrköpfe ausgeglichen werden.
[0026] Ein weiterer Vorteil dieses Dichtungshalters 40 ist der gute Schutz der Dichtung
43 und des Anfahrkopfes 3 gegen Was
- sertropfen aus Sprühdüsen und gegen Feuchtigkeit. Es ist selbstredend, dass der Dichtungshalter
40 aus Kunststoff einen direkten Kontakt zwischen dem metallischen Teil des Anfahrkopfes
und dem Formhohlraum 7 der Kokille verhindert und somit den Kokillenverschleiss reduziert.
[0027] Die schichtförmige Dichtung 43 kann aus verschiedenen Materialien bestehen. Ihre
Hauptaufgabe besteht darin, den Spalt zwischen dem Anfahrkopf 3 und der gekühlten
Kokillenwand während einigen Sekunden nach dem Angiessen, d.h. bis der Stahl oberhalb
des Spaltes durch die intensive Kokillenkühlung zur Erstarrung gebracht ist, zu verschliessen.
[0028] Das erfindungsgemässe Dichtungssystem kann bei Knüppel-, Vorblock-, Brammen-, Vorprofil-Kokillen
etc. verwendet werden. Der Dichtungshalter bei grossen Kokillen kann anstelle der
in den Beispielen dargestellten Block- oder Plattenformen auch nur rahmenförmig sein
und im wesentlichen nur der Kontur der Dichtungsfläche folgen. Auch bezüglich der
Mate- rialien für den Dichtungshalter und für die Dichtung bestehen im Rahmen der Erfindung
keine Einschränkungen.
[0029] Bei Mehrstranganlagen kann bei Anwendung des erfindungsgemässen Abdichtverfahrens
durch beabsichtigten Giessunterbruch und Wiederanfahren einzelner Stränge die Giessleistung
einer störungsbedingten unregelmässigen Stahlanlieferung angepasst werden.
1. Verfahren zum Einfahren eines Anfahrkopfes und zum Ab- dichten des Spaltes zwischen
dem Anfahrkopf und einer Stranggiesskokille, insbesondere beim Giessen von Stahl .
auf Mehrstranganlagen, wobei der Anfahrkopf vor der Einfahrt in die Kokille mit einer
Dichtung versehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Einfahrt des Anfahrkopfes
in die Kokille ein durch das einfliessende Giessmetall zerstörbarer Dichtungshalter
auf den Anfahrkopf aufgesetzt, der Anfahrkopf mit einer zwischen dem Anfahrkopf und
dem Dichtungshalter angeordneten Dichtung in die Kokille eingefahren und bei Giessbeginn
der Dichtungshalter durch das einfliessende Giessmetall zerstört wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufsetzen des Dichtungshalters
auf den Anfahrkopf die Dichtung am Dichtungshalter befestigt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungshalter
und/oder die Dichtung bei der Einfahrt in die Kokille entlang ihrer auf den Kokillen-
querschnitt abgestimmten Umfanglinie verformt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einfahren
des Anfahrkopfes in die Kokille durch Reibung an der Kokillenwand der Dichtungshalter
verformt und dadurch die Dichtung gegen den Spalt gedrückt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4 beim Giessen auf Mehrstranganlagen, dadurch
gekennzeichnet, dass während der Einfahrtdes Anfahrkopfes in die Kokille eines Stranges
das Giessen auf benachbarten Strängen ununterbrochen weitergeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungshalter
durch Schmelzen und/oder Vergasung mindestens teilweise zerstört wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die
mindestens teilweise Zer- störung des Dichtungshalters durch den einfliessenden Stahl
die Kupplungselemente am Anfahrkopf zur Schaffung einer Verbindung mit dem gegossenen
Strang freigelegt werden.
8. Abdichteinrichtung für eine Stranggiessanlage, insbesondere für Mehrstranganlagen
zum Giessen von Stahl, wobei zur Abdichtung zwischen einem Anfahrkopf und einer Kokille
eine Dichtung vorgesehen ist, dadurch_gekennzeichnet, dass auf der dem Formhohlraum
(7) der Kokille (2) zugekehrten Stirnseite (9, 34) des Anfahrkopfes (3, 33) mindestens
im Bereich der Dichtkante (49) ein durch den einfliessenden Stahl zerstörbarer Dichtungshalter
(10, 20, 30, 40) mit einer Befestigungsfläche (11, 45) für die Dichtung (6, 43) vorgesehen
und zwischen dem Dichtungshalter (10, 20, 30, 40) und dem Anfahrkopf (3, 33) die Dichtung
(6, 43) angeordnet ist.
9. Abdichteinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (6)
schnurförmig ist.
10. Abdichteinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung
(43) flächenförmig ist.
Ll. Abdichtung nach einem der Ansprüche 8 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungshalter
(10, 20, 30, 40) aus leicht verformbarem Material besteht und in seinen auf den Formhohlraumquerschnitt
(22) abgestimmten Abmessungen (21) um die Verformung beim Einfahren in die Ko-kille grösser als der Formhohlraumquerschnitt (22) der Kokille ist.
12. Abdichteinrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 11, dadurch gekennzeichnet, dass
der Dichtungshalter (10, 20, 40) pyramidenförmig ist.
13. Abdichteinrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass
der Dichtungshalter (10, 20, 30, 40) an der Auftreffstelle des flüssigen Stahles mit
einer metallischen Prallplatte (16) versehen ist.
14. Abdichteinrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass
der Dichtungshalter (10, 20) aus vergasbarem Kunststoffschaum, z.B. aus geschäumtem
Polystyrol besteht.
15. Abdichteinrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass
der Dichtungshalter (40) aus einem spritzgiessfähigen Kunststoff besteht.
16. Abdichteinrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 15, dadurch gekennzeichnet, dass
der Dichtungshalter (40) als Kappe ausgebildet ist, die die dem Formhohlraum (7) zugerichtete
Seite des Anfahrkopfes (3) und die Dichtung (43) überdeckt.
17. Abdichteinrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 15, dadurch gekennzeichnet, dass
der Dichtungshalter (40) als Kappe ausgebildet ist, die nur den Bereich der Dichtungskante
(49) des Anfahrkopfes (3) und die Dichtung (43) überdeckt.