UMLENKVORRICHTUNG ZUM UMLENKEN EINES SCHMELZSTROMES IN EINEM UNTERGUSSGESPANN BEIM BLOCKGIESSEN, UNTERGUSSGESPANN, PRESSWERKZEUG UND HERSTELLUNGSVERFAHREN

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Umlenkvorrichtung zum Umlenken eines Schmelzstromes, beispielsweise in einem Untergussgespann beim Blockgießen. Die Erfindung betrifft ferner ein Untergussgespann mit einer solchen Umlenkvorrichtung. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Presswerkzeug und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Umlenkvorrichtung.

[0002] Ein übliches metallurgisches Gießverfahren zum Herstellen geometrisch einfacher Körper, welche vorrangig zur spanlosen Weiterverarbeitung beispielsweise in Schmieden oder Walzwerken bestimmt sind, ist das Blockgießen. Beim Blockgießen wird flüssige Stahlschmelze in eine Dauerform, der sogenannten Kokille, abgegossen und erstarrt darin zu einem Rohblock. Üblicherweise wird die Kokille von unten mit der flüssigen Stahlschmelze befüllt. Die Stahlschmelze wird dazu einem entsprechenden Befüllsystem zugeführt, welches bei einer Befüllung der Kokille von unten üblicherweise auch als Untergussgespann bezeichnet wird. Das Befüllsystem umfasst beispielsweise ein mit einem Einfülltrichter versehenes vertikales Rohr und ein damit strömungsverbundenes horizontales Rohr, welches in einen unteren Bereich der Kokille mündet. Üblicherweise weist das vertikale Rohr eine so große Länge auf, dass eine Befüllung der Kokille mit der flüssigen Stahlschmelze alleine durch den im vertikalen Rohr erzeugten hydrostatischen Druck stattfindet.

[0003] Um das vertikale Rohr mit dem horizontalen Rohr strömungsmäßig zu verbinden, weist das Befüllsystem eine Umlenkvorrichtung auf. Der Umlenkvorrichtung kann zusätzlich eine Verteilfunktion zukommen, wenn mehrere Kokillen mit der flüssigen Stahlschmelze zu befüllen sind. Die Umlenkvorrichtung ist dann mit mehreren horizontalen Rohren strömungsverbunden, welche jeweils in eine der Kokillen münden. Eine solche Umlenkvorrichtung wird üblicherweise auch als Verteiler oder Königstein bezeichnet.

[0004] Aus der EP 2 965 838 A1 ist ein Königstein bekannt, welcher neben einer Strömungskammer zusätzlich eine Prallkammer aufweist. Die Strömungskammer hat an einer oberen Grundfläche eine Einlassöffnung, über welche flüssige Stahlschmelze von dem vertikalen Rohr kommend, in die Strömungskammer einströmt. Die Strömungskammer hat an einer unteren Grundfläche eine Zugangsöffnung zu der Prallkammer und verteilt darum mehrere Auslassöffnungen, über welche die Stahlschmelze in die jeweils zugehörigen horizontalen Rohre strömt. Die Zugangsöffnung zu der Prallkammer und die Einlassöffnung zu der Strömungskammer liegen beide im Zentrum des Königsteins, so dass die Stahlschmelze von der Einlassöffnung direkt in die Prallkammer strömt, die Prallkammer befüllt, durch Überlaufen in die darüber liegende Strömungskammer sich ergießt, dort über die Auslassöffnungen auf die jeweils zugehörigen horizontalen Rohre verteilt und in die zugehörigen Kokillen strömt.

[0005] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, wenigstens eine Umlenkvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche eine Alternative und/oder Weiterentwicklung zu der bekannten Umlenkvorrichtung ist.

[0006] Die Aufgabe wird mit einer Umlenkvorrichtung gelöst, welche die Merkmale des Anspruches 1 aufweist. Die Aufgabe wird ferner mit einer Umlenkvorrichtung gelöst, welche die Merkmale des Anspruches 3 aufweist. Zur Lösung der Aufgabe werden darüber hinaus ein Untergussgespann mit den Merkmalen des Anspruches 13, ein Presswerkzeug mit den Merkmalen des Anspruches 14 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 15 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausführungsformen und/oder Ausgestaltungen und/oder Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.

[0007] Eine grundlegende Umlenkvorrichtung zum Umlenken eines Schmelzstromes, beispielsweise in einem Untergussgespann vorzugsweise beim Blockgießen, umfasst einen Grundkörper, welcher beispielsweise ein feuerfestes Material aufweist oder daraus besteht. Der Grundkörper wiederum umfasst eine Strömungskammer, insbesondere zum Durchleiten des Schmelzstromes, einen Eingang zur Strömungskammer und wenigstens einen Ausgang aus der Strömungskammer. Insbesondere ist der Eingang eingerichtet, mit einem Rohrstein eines Befüllrohres und/oder Gießtrichters strömungsverbunden zu werden. Insbesondere ist der wenigstens eine Ausgang eingerichtet, mit einem Kanalstein strömungsverbunden zu werden.

[0008] Es ist vorgesehen, dass die Strömungskammer eine Bodenfläche, eine der Bodenfläche gegenüberliegende Einlassöffnung und wenigstens eine Auslassöffnung auf. Die Einlassöffnung ist durch einen umlaufenden Rand begrenzt und über einen Einlasskanal mit dem Eingang strömungsverbunden. Die wenigstens eine Auslassöffnung ist über einen Auslasskanal mit dem wenigstens einen Ausgang strömungsverbunden.

[0009] Es ist ferner vorgesehen, dass der Grundkörper eine Prallkammer für den Schmelzstrom umfasst, welche über eine Zugangsöffnung, insbesondere eine einzige Zugangsöffnung, mit der Strömungskammer strömungsverbunden ist. Beispielsweise weist die Prallkammer einen Innenraum und eine den Innenraum umgebende Wandungsfläche auf, von der wenigstens ein Flächenabschnitt als Aufprallfläche für den Schmelzstrom nutzbar ist, wobei über die Zugangsöffnung der Innenraum für den Schmelzstrom zugänglich ist. Beispielsweise ist die Prallkammer bis auf die eine Zugangsöffnung geschlossen ausgebildet. Es hat sich gezeigt, dass durch die Prallkammer ein Absenken der Fließgeschwindigkeit des Schmelzstromes in der Umlenkvorrichtung bzw. in der Strömungskammer begünstigt ist. Es ist dadurch etwaigen thermomechanischen Korrosionserscheinungen entgegengewirkt, welche durch eine hohe Fließgeschwindigkeit des Schmelzstromes begünstigt sind, wie sie beispielsweise in der Angießphase eines Gießvorganges auftritt.

[0010] Es ist ferner vorgesehen, dass die Zugangsöffnung der Einlassöffnung zugewandt ist. Es ist also die Zugangsöffnung der Prallkammer der Einlassöffnung der Strömungskammer zugewandt. Es ist nunmehr vorgesehen, dass die Zugangsöffnung eine Öffnungsfläche aufweist, welche quer, insbesondere orthogonal oder im Wesentlichen orthogonal, zu einer Mittelachse des Einlasskanales im Bereich der Einlassöffnung angeordnet ist.

[0011] Weiterhin ist es vorgesehen, dass zumindest ein Abschnitt des Randes der Einlassöffnung innerhalb der Zugangsöffnung liegt. Dadurch ist eine Maßnahme ergriffen, um entgegenzuwirken, dass bei einem Gießvorgang der aus der Einlassöffnung austretende Gießstrahl auf die äußere Berandung der Zugangsöffnung zu der Prallkammer auftrifft. Es hat sich gezeigt, dass ein solches Auftreffen des Gießstrahles auf der äußeren Berandung der Zugangsöffnung einen abrasiven Verschleiß begünstigt, indem Materialteilchen aus der Wandung herausgelöst werden. Die Materialteilchen finden sich dann als Verunreinigung in der Schmelze und mindern deren Qualität. Es konnte beobachtet werden, dass derartigen Verschleißerscheinungen entgegengewirkt ist, wenn zumindest der eine Abschnitt des Randes der Einlassöffnung innerhalb der Zugangsöffnung liegt. Auch konnte beobachtet werden, dass es hinsichtlich etwaiger abrasiver Verschleißerscheinungen von Vorteil ist, wenn der Rand der Einlassöffnung vollständig innerhalb der Öffnung der Prallkammer liegt.

[0012] Bei einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass der Einlasskanal einen Querschnitt aufweist, welcher sich zu der Einlassöffnung der Strömungskammer hin verjüngt. Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Einlasskanal im Bereich des Eingangs und im Bereich der Einlassöffnung zueinander unterschiedlich große Querschnittsflächen haben, wobei die Querschnittsfläche im Bereich des Eingangs größer als die Querschnittsfläche im Bereich der Einlassöffnung ist. Dadurch kann zu einen die Einlassöffnung in der vorstehend beschriebenen Art und Weise ausgebildet sein und zu anderen kann der Eingang des Grundkörpers bzw. der Umlenkvorrichtung in seinen Abmessungen unverändert bleiben, um beispielsweiseweise daran einen üblichen Rohrstein eines Trichterrohres anzuschließen.

[0013] Um die Verjüngung des Einlasskanales zu erreichen, kann es vorgesehen sein, dass der Einlasskanal über einen Längenabschnitt konisch und/oder schräg verlaufend ausgebildet ist. Ergänzend oder alternativ kann der Einlasskanal über einen Längenabschnitt oder über den einen Längenabschnitt gewölbt verlaufend, beispielsweise konvex oder konkav, ausgebildet sein.

[0014] Es kann die Form der Querschnittsfläche des Einlasskanales im Bereich der Einlassöffnung gegenüber der Form der Querschnittsfläche des Einlasskanales im Bereich des Eingangs entsprechend oder verschieden sein. Beispielsweise weist die Einlassöffnung einen runden, insbesondere kreisrunden Querschnitt auf. Beispielsweise weist der Eingang einen runden, insbesondere kreisrunden Querschnitt auf. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass der Eingang und/oder die Einlassöffnung eine eckige, insbesondere mehreckige Querschnittsform aufweisen. Auch ist es möglich, dass der Eingang eine runde Querschnittsform und die Einlassöffnung eine eckige Querschnittsform aufweisen oder umgekehrt der Einlasskanal eine eckige Querschnittsform und die Einlassöffnung eine runde Querschnittsform aufweisen.

[0015] Nach einer weiteren Ausführungsform oder einem unabhängigen Gedanken ist es vorgesehen, dass der Auslasskanal einen Querschnitt aufweist, welcher sich zu dem wenigstens einen Ausgang hin erweitert. Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Auslasskanal im Bereich des der Auslassöffnung und im Bereich des Ausgangs zueinander unterschiedlich große Querschnittsflächen haben, wobei die Querschnittsfläche im Bereich des Ausgangs größer als die Querschnittsfläche im Bereich der Auslassöffnung ist. Diese Maßnahme zielt darauf ab, die Geschwindigkeit des Schmelzstromes in dem Auslasskanal zu reduzieren. Es ist dadurch einer etwaigen thermomechanischen Korrosion im Auslasskanal entgegengewirkt. Derartige Korrosionserscheinungen können beispielsweise verstärkt auftreten, wenn der Auslasskanal einen nichtgeradlinigen Verlauf hat.

[0016] Um die Erweiterung des Auslasskanales zu erreichen, kann es vorgesehen sein, dass der Auslasskanal über einen Längenabschnitt konisch und/oder schräg verlaufend ausgebildet ist. Ergänzend oder alternativ kann der Auslasskanal über einen Längenabschnitt oder über den einen Längenabschnitt gewölbt verlaufend, beispielsweise konvex oder konkav, ausgebildet sein.

[0017] Es kann die Form der Querschnittsfläche des Auslasskanales im Bereich der Auslassöffnung gegenüber der Form der Querschnittsfläche des Auslasskanales im Bereich des Ausgangs entsprechend oder verschieden sein. Beispielsweise weist die Auslassöffnung einen runden, insbesondere kreisrunden Querschnitt auf. Beispielsweise weist der Ausgang einen runden, insbesondere kreisrunden Querschnitt auf. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass die Auslassöffnung und/oder der Ausgang eine eckige, insbesondere mehreckige Querschnittsform aufweisen. Auch ist es möglich, dass die Auslassöffnung eine runde Querschnittsform und der Ausgang eine eckige Querschnittsform aufweisen oder umgekehrt die Auslassöffnung eine eckige Querschnittsform und der Ausgang eine runde Querschnittsform aufweisen.

[0018] Eine weitere Ausführungsform besteht darin, dass der Auslasskanal wenigstens zwei Kanalabschnitte aufweist. Es ist insbesondere vorgesehen, dass einer der Kanalabschnitte axial oder im Wesentlichen axial bezüglich einer Mittelachse der Zugangsöffnung verläuft. Es ist insbesondere ferner vorgesehen, dass ein anderer der Kanalabschnitte radial oder im Wesentlichen radial bezüglich der Mittelachse der Zugangsöffnung verläuft. Beispielsweise sind dem axial verlaufenden Kanalabschnitt die wenigstens eine Auslassöffnung und dem radial verlaufenden Kanalabschnitt der wenigstens eine Ausgang zugeordnet. Dadurch ist über den Auslasskanal eine Umlenkung des Schmelzstromes erreicht. In diesem Fall kann durch den Auslasskanal der Schmelzstrom in eine Richtung umgelenkt werden, welche der angestrebten Umlenkung mittels der Umlenkvorrichtung bereits entspricht oder durch welche zumindest ein Teil der angestrebten Umlenkung vollzogen ist.

[0019] Es ist insbesondere vorgesehen, dass die wenigstens eine Auslassöffnung und/oder die Zugangsöffnung der Bodenfläche der Strömungskammer zugeordnet sind bzw. ist, insbesondere in einer durch die Bodenfläche gebildeten Ebene vorliegen. Dadurch ist eine technisch einfache Herstellung begünstigt. Beispielsweise ist es in diesem Fall vorgesehen, dass der zu der wenigstens einen Auslassöffnung zugehörige Auslasskanal wenigstens zwei Kanalabschnitte aufweist, welche wie vorstehend beschrieben ausgebildet sind. Dadurch ist im eingebauten Zustand der Umlenkvorrichtung in ein Untergussgespann bewirkt, das bei einem Gießvorgang ein Gießstrahl der Stahlschmelze von der Einlassöffnung der Strömungskammer in die Prallkammer strömt, die Prallkammer befüllt, durch Überlaufen in die Strömungskammer sich ergießt, dort über die wenigstens eine Auslassöffnung in den Auslasskanal strömt, in dem die Stahlschmelze aufgrund der wenigstens zwei Kanalabschnitte eine Umlenkung erfährt und über den Ausgang der Umlenkvorrichtung und einem daran angeschlossenen wenigstens einen Kanalstein in eine zugehörige Kokille einströmt.

[0020] Eine einfache Herstellung ist ferner begünstigt, wenn nach einer Ausgestaltung die Prallkammer zumindest teilweise durch eine Vertiefung in der Bodenfläche der Strömungskammer gebildet ist. Beispielsweise ist die Vertiefung durch eine Materialausnehmung gebildet. Die Prallkammer kann zylinderförmig ausgebildet sein und beispielsweise einen runden, insbesondere kreisrunden, oder eckigen, insbesondere viereckigen oder sonstigen mehreckigen Querschnitt aufweisen.

[0021] Bei einer möglichen Ausführungsform sind die Einlassöffnung der Strömungskammer und die Zugangsöffnung der Prallkammer koaxial bezüglich einer gemeinsamen Mittelachse angeordnet. Insbesondere ist es vorgesehen, dass der Einlasskanal koaxial bezüglich der gemeinsamen Mittelachse angeordnet ist. Insbesondere ist es ferner vorgesehen, dass der Innenraum der Prallkammer eine Mittelachse aufweist, welche mit der gemeinsamen Mittelachse zusammenfällt. Es hat sich gezeigt, dass ein solcher Aufbau ein verschleißarmes Abgießen begünstigt. Auch sind durch einen solchen Aufbau Kostenvorteile bei der Herstellung der Umlenkvorrichtung begünstigt.

[0022] Um dem vorstehend beschriebenen abrasiven Verschleiß entgegenzuwirken, welcher durch die Bewegungsenergie des Gießstrahles begünstigt wird, ist es bei dieser Ausführungsform insbesondere vorgesehen, dass die Einlassöffnung der Strömungskammer und die Zugangsöffnung der Prallkammer jeweils einen Durchmesser bezüglich der gemeinsamen Mittelachse aufweisen, wobei der Durchmesser der Einlassöffnung kleiner als der Durchmesser der Zugangsöffnung ist. Es konnte beobachtet werden, dass abrasiven Verschleißerscheinungen wirkungsvoll entgegengewirkt ist, wenn der Durchmesser der Einlassöffnung wenigstens 5 Prozent, vorzugsweise wenigstens 10 Prozent kleiner als der Durchmesser der Zugangsöffnung der Prallkammer ist. Es bezieht sich dabei die Prozentangabe auf den Durchmesser der Zugangsöffnung, welcher als 100 Prozent angenommen ist.

[0023] Es sollte ferner der Einlasskanal im Bereich des Eingangs einen Durchmesser aufweisen, welcher größer als der Durchmesser der Einlassöffnung ist. Beispielsweise ist der Durchmesser des Eingangs wenigstens 5 Prozent, vorzugsweise wenigstens 10 Prozent größer als der Durchmesser der Einlassöffnung. Es bezieht sich dabei die Prozentangabe auf den Durchmesser der Einlassöffnung, welcher als 100 Prozent angenommen ist. Dadurch ist die vorstehend beschriebene Verjüngung des Einlasskanales realisiert.

[0024] Um die Fließgeschwindigkeit des Schmelzstromes in dem wenigstens einen Auslasskanal abzusenken, ist es bei dieser Ausführungsform insbesondere vorgesehen, dass die wenigstens Auslassöffnung einen Durchmesser aufweist, welcher kleiner als der Durchmesser des Ausgangs ist. Es konnte beobachtet werden, dass eine günstige Fließgeschwindigkeit erreicht wird, wenn der Durchmesser der wenigstens einen Auslassöffnung wenigstens 10 Prozent, vorzugsweise wenigstens 20 Prozent kleiner als der Durchmesser des Ausgangs ist. Es bezieht sich dabei die Prozentangabe auf den Durchmesser des Ausgangs, welcher als 100 Prozent angenommen ist.

[0025] Es hat sich darüber hinaus gezeigt, dass der Durchmesser des Eingangs dem Durchmesser der Zugangsöffnung entsprechen oder im Wesentlichen entsprechen oder größer als der Durchmesser der Zugangsöffnung sein sollte. Es konnte beobachtet werden, dass dadurch eine Maßnahme ergriffen ist, um günstige Strömungsbedingungen für den Schmelzstrom in der Umlenkvorrichtung zu erreichen.

[0026] In diese Richtung zielt auch die Maßnahme, dass nach einer Ausgestaltung die Prallkammer eine Tiefe umfasst, welche nach oben hin durch die Zugangsöffnung und nach unten hin durch einen Boden begrenzt ist und die Strömungskammer eine Tiefe umfasst, welche nach oben hin durch die Einlassöffnung und nach unten hin durch die Bodenfläche begrenzt ist, wobei die Tiefe der Prallkammer etwa 2,0-fach bis etwa 2,5-fach, vorzugsweise etwa 2,3-fach so groß ist als die Tiefe der Strömungskammer.

[0027] Eine weitere Ausführungsform besteht darin, dass der Grundkörper wenigstens zweiteilig ist und ein Oberteil und ein Unterteil umfasst, welche gemeinsam die Strömungskammer bilden. Dadurch ist eine technisch einfache Herstellung des Innenraumes der Strömungskammer begünstigt, da der Innenraum erst durch den Zusammenbau des Oberteils mit dem Unterteil gebildet wird und davor die den Innenraum bildenden Wandungen des Oberteils und/oder des Unterteils freigelegt sind und somit für eine Bearbeitung in einfacher Weise zu erreichen sind.

[0028] Beispielsweise sind das Oberteil und das Unterteil eingerichtet, durch Abheben des Oberteils von dem Unterteil die Bodenfläche der Strömungskammer freizulegen, so dass die Öffnung der Prallkammer und die wenigstens eine Auslassöffnung der Strömungskammer zugänglich wird bzw. ist. Insofern bietet es sich an, dass die Auslassöffnung der Strömungskammer und die Zugangsöffnung der Prallkammer der Bodenfläche der Strömungskammer zugeordnet sind, insbesondere in der Bodenfläche der Strömungskammer vorliegen.

[0029] Beispielsweise ist dem Oberteil die Einlassöffnung zugeordnet, insbesondere weist das Oberteil die Einlassöffnung auf. Beispielsweise ist dem Oberteil der Eingang und/oder der Einlasskanal zugeordnet, insbesondere weist das Oberteil den Eingang und/oder den Einlasskanal auf. Beispielsweise ist dem Unterteil die wenigstens eine Auslassöffnung zugeordnet, insbesondere weist das Unterteil die wenigstens eine Auslassöffnung auf. Beispielsweise ist dem Unterteil die Prallkammer zugeordnet, insbesondere weist das Unterteil die Prallkammer auf. Beispielsweise ist ferner dem Unterteil der wenigstens eine Auslasskanal und/oder der wenigstens eine Ausgang zugeordnet, insbesondere weist das Unterteil den wenigstens einen Auslasskanal und/oder den wenigstens einen Ausgang auf. Es bietet sich ferner an, dass das Unterteil eine Aufsetzfläche hat, um den Grundkörper bzw. die Umlenkvorrichtung über die Aufsetzfläche auf einen Untergrund oder dergleichen Bezugsgegenstand definiert auflegen oder aufstellen zu können.

[0030] Es bietet sich an, dass das Oberteil und das Unterteil über eine Steckverbindung miteinander verbunden sind, wobei eines der beiden Teile eine Einsteckaufnahme und das andere Teil einen darin eingeführten Einsteckabschnitt aufweisen oder bilden. Dadurch ist die Herstellung einer Leckage freien oder zumindest Leckage armen Verbindung des Oberteiles und des Unterteiles miteinander begünstigt. Dazu ist es beispielsweise vorgesehen, dass die Steckverbindung eine Trennfuge ausbildet, welche, bezogen auf den Längsschnitt des Grundkörpers, eine Z-förmige Kontur oder im Wesentlichen Z-förmige Kontur aufweist. Unter dem Längsschnitt des Grundkörpers ist insbesondere eine Schnittfläche zu verstehen, welche parallel zur Mittelachse des durchgeschnittenen Grundkörpers vorliegt.

[0031] Nach einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Strömungskammer mehrere Auslassöffnungen umfasst, welche um die Prallkammer verteilt angeordnet sind, und jeweils eine der Auslassöffnungen über einen zugehörigen Auslasskanal mit einem zugehörigen Ausgang strömungsverbunden ist. Dadurch kommt der Umlenkvorrichtung zusätzlich eine Verteilfunktion zu. Ein in die Verteilvorrichtung über den Eingang einströmender Schmelzstrom wird über die mehreren Auslassöffnungen in der Strömungskammer in entsprechend mehrere Teilströme aufgeteilt, welche zum gleichzeitigen Befüllen mehrerer Kokillen genutzt werden können. Eine gleichmäßige Aufteilung des Schmelzstromes in die mehreren Teilströme ist begünstig, wenn nach einer Ausgestaltung die Prallkammer im Zentrum des Grundkörpers angeordnet ist und insbesondere sich die Auslassöffnungen um die Prallkammer verteilen, also mit ihren Mittelachsen konzentrisch zum Zentrum des Grundkörpers angeordnet sind.

[0032] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Untergussgespann, welche wenigstens eine der Ausführungsformen und/oder Ausgestaltungen der vorstehend beschriebenen Umlenkvorrichtung, wenigstens einen Rohrstein eines Gießtrichters und wenigstens einen Kanalstein umfasst. Der Rohrstein kann mit dem Eingang der Umlenkvorrichtung und der Kanalstein mit dem wenigstens einen Ausgang der Umlenkvorrichtung jeweils strömungsverbunden sein.

[0033] Bei einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Presswerkzeug zum Herstellen wenigstens einer der Ausführungsformen und/oder Ausgestaltungen der vorstehend beschriebenen Umlenkvorrichtung vorgesehen. Das Presswerkzeug umfasst einen Pressstempel, welcher einen Basisabschnitt und wenigstens zwei, von dem Basisabschnitt wegstehende Vorsprünge aufweist. Es ist vorgesehen, dass die Vorsprünge hinsichtlich ihrer Anordnung zueinander und/oder hinsichtlich ihrer Abmessungen und/oder hinsichtlich ihrer Form derart ausgebildet sind, dass durch die Vorsprünge die Prallkammer und der wenigstens eine Auslasskanal gefertigt werden, wenn der Pressstempel in einen Rohling für das Unterteil der Umlenkvorrichtung eingepresst wird.

[0034] Beispielsweise sind die Vorsprünge im Querschnitt zylinderförmig ausgebildet, insbesondere bilden die Vorsprünge Hülsen und/oder Hohlzylinder aus. Durch die Hohlstruktur der Vorsprünge ist es ermöglicht, dass beim Pressvorgang verdrängtes Material des Rohlings über den inneren Hohlraum der Vorsprünge nach außen abgeführt werden, insbesondere durch die beim Pressvorgang erzeugten Kräfte selbsttätig über den Hohlraum nach außen herausgedrückt werden.

[0035] Nach einem nochmals weiteren Aspekt der Erfindung ist ein mögliches Verfahren zur Herstellung wenigstens einer der Ausführungsformen und/oder Ausgestaltungen der Umlenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 10-12 vorgesehen. Das Verfahren umfasst die Schritte:

i) Bereitstellen des vorstehend beschriebenen Presswerkzeuges;

ii) Bereitstellen eines formbaren Rohlings für das Unterteil der Umlenkvorrichtung;

iii) Einpressen der Vorsprünge des Presswerkzeuges in den Rohling.

[0036] Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung wenigstens eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1

eine mögliche Ausführungsform eines Untergussgespanns zum Blockgießen in Kokillen als Schnittdarstellung,

Fig. 2

eine mögliche Ausführungsform einer Umlenkvorrichtung zum Umlenken eines Schmelzstromes in einem Untergussgespann in perspektivischer Darstellung,

Fig. 3

die Umlenkvorrichtung der Figur 2 in einer Schnittdarstellung,

Fig. 4

die Umlenkvorrichtung der Figur 2 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung als Schnitt,

Fig. 5

die Umlenkvorrichtung der Figur 2 in der Schnittdarstellung der Figur 3 in einer Explosionszeichnung,

Fig. 6

eine mögliche Ausführungsform eines Presswerkzeuges zum Herstellen einer Umlenkvorrichtung, beispielsweise der Umlenkvorrichtung der Figur 2, in perspektivischer Darstellung und

Fig. 7

das Presswerkzeug der Figur 6 in einer Unteransicht.

[0037] Figur 1 zeigt - in schematischer Darstellung - eine Ausführungsform eines Untergussgespanns 100, welches beispielsweise beim Blockgießen zum Einsatz kommt. Das Untergussgespann 100 umfasst ein Trichterrohr 60 bzw. Gießtrichter mit einem an einem Ende angeordneten Einlauftrichter 80. Bevorzugt befindet sich das Trichterrohr 60 in einer vertikalen Anordnung, verläuft also mit seiner Längserstreckung in vertikaler Richtung. Das Untergussgespann 100 umfasst ferner wenigstens ein, vorzugsweise mehrere beispielsweise horizontale Befüllrohre 65, 65', welche jeweils mit dem Trichterrohr 60 strömungsverbunden sind. Die Befüllrohre 65, 65' münden in jeweils einer zugehörigen Kokille 66 bzw. 66'.

[0038] Bevorzugt ist das Trichterrohr 60 modular aufgebaut und umfasst mehrere in Längserstreckung miteinander strömungsverbundene Rohrsteine 70. Bevorzugt ist wenigstens eines der Befüllrohre 65, 65' ebenfalls modular aufgebaut und umfasst mehrere in Längserstreckung miteinander strömungsverbundene Kanalsteine 90. Um die Befüllrohre 65, 65' mit dem gemeinsamen Trichterohr 60 strömungsmäßig zu verbinden, weist das Untergussgespann 100 eine Umlenkvorrichtung 1' auf, welche in der Figur 1 beispielhaft angedeutet ist.

[0039] Figuren 2, 3 und 4 zeigen eine mögliche Ausführungsform einer Umlenkvorrichtung 1 in unterschiedlichen Ansichten und Darstellungen. Die Figur 2 zeigt die Umlenkvorrichtung 1 in einer perspektivischen Ansicht. Die Figur 3 zeigt die Umlenkvorrichtung 1 in einem Längsschnitt und die Figur 4 zeigt die Umlenkvorrichtung 1 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung als Längsschnitt. Die Umlenkvorrichtung 1 dient zum Umlenken eines Schmelzstromes, insbesondere flüssiger Stahlschmelze, beispielsweise beim Blockgießen und ist dazu ein Bestandteil eines Untergussgespanns. Beispielsweise kann die Umlenkvorrichtung 1 in dem Untergussgespann 100 der Figur 1 zum Einsatz kommen.

[0040] Die Umlenkvorrichtung 1 umfasst einen Grundkörper 2, welcher eine Strömungskammer 3 zum Durchleiten des Schmelzstromes hat. Der Grundkörper 2 hat ferner einen Eingang 4 zur Strömungskammer 3 und wenigstens einen Ausgang 5 aus der Strömungskammer 3. Der Eingang 4 ist eingerichtet, mit einem Rohrstein eines Trichterrohres, beispielsweise einem der Rohrsteine 70 des Trichterrohres 60 des Untergussgespannes 100 der Figur 1 strömungsverbunden zu werden. Es ist ferner der Ausgang 5 eingerichtet, mit einem Kanalstein, insbesondere einem der Kanalsteine 90 des Befüllrohres 65 bzw. 65' des Untergussgespannes 100 der Figur 1 strömungsverbunden zu werden. Bevorzugt sind der Eingang 4 und der wenigstens eine Ausgang 5 derart zueinander angeordnet, dass sie in unterschiedliche Raumrichtungen weisen, wobei in der Umlenkvorrichtung 1 eine entsprechende Umlenkung des Schmelzstromes stattfindet, welcher über den Eingang 4 in die Umlenkvorrichtung 1 einströmt und über den wenigstens einen Ausgang 5 die Umlenkvorrichtung 1 wieder verlässt.

[0041] Die Strömungskammer 3 umfasst einen Innenraum 3.1, welcher nach unten durch eine Bodenfläche 3.2, nach oben durch eine Deckenfläche 3.3 und seitlich durch wenigstens eine Seitenwandungsfläche 3.4 begrenzt ist. Ferner hat die Strömungskammer 3 eine Einlassöffnung 6 zum Einlassen des Schmelzstromes in die Strömungskammer 3 und wenigstens eine Auslassöffnung 7 zum Abführen des Schmelzstromes aus der Strömungskammer 3. Bevorzugt ist die Einlassöffnung 6 über einen Einlasskanal 8 mit dem Eingang 4 strömungsverbunden. Bevorzugt ist die wenigstens eine Auslassöffnung 7 über einen Auslasskanal 9 mit dem wenigstens einen Ausgang 5 strömungsverbunden.

[0042] Die Umlenkvorrichtung 1 umfasst ferner eine Prallkammer 10, welche mit der Strömungskammer 3 strömungsverbunden ist. Beispielweise ist die Prallkammer 10 ein integraler Bestandteil des Grundkörpers 2. Die Prallkammer 10 umfasst einen Innenraum 10.1 und eine den Innenraum 10.1 umgebende Wandungsfläche 11, von der wenigstens ein Flächenabschnitt als Aufprallfläche für den Schmelzstrom nutzbar ist. Beispielsweise ist der Innenraum 10.1 durch einen Boden 10.2 bzw. eine Bodenfläche, wenigstens eine Seitenwandungsfläche 10.3 und eine Deckenfläche begrenzt. Die Prallkammer 10 hat eine, vorzugsweise eine einzige Zugangsöffnung 12, über welche der Innenraum 10.1 der Prallkammer 10 für den Schmelzstrom zugänglich ist. Über die Zugangsöffnung 12 ist die Prallkammer 10 mit der Strömungskammer 3 strömungsverbunden. Beispielsweise ist die Zugangsöffnung 12 der Deckenfläche der Prallkammer 10 zugeordnet oder bildet die Deckenfläche.

[0043] Es ist bevorzugt vorgesehen, dass die Zugangsöffnung 12 der Prallkammer 10 der Einlassöffnung 6 der Strömungskammer 3 zugewandt ist. Es ist bevorzugt ferner vorgesehen, dass die Zugangsöffnung 12 eine Öffnungsfläche 16 aufweist, welche quer, insbesondere orthogonal oder im Wesentlichen orthogonal, zu einer Mittelachse 30 des Einlasskanales 8 im Bereich der Einlassöffnung 6 ist. Es ist bevorzugt darüber hinaus vorgesehen, dass zumindest ein Abschnitt eines umlaufenden Randes 15, durch welchen die Einlassöffnung 6 begrenzt ist, innerhalb der Zugangsöffnung 12 vorliegt, insbesondere vollständig innerhalb der Zugangsöffnung 12 vorliegt.

[0044] Bevorzugt bildet die Einlassöffnung 6 der Strömungskammer 3 ein Ende des Einlasskanales 8, welcher von dem anderen Ende kommend, insbesondere von dem Eingang 4 kommend, sich im Querschnitt verjüngt. Dazu weist der Einlasskanal 8 beispielsweise einen konisch verlaufenden Längenabschnitt auf. Bevorzugt weist der Einlasskanal 8 im Bereich der Einlassöffnung 6 und/oder im Bereich des Einganges 4 eine runde, insbesondere kreisrunde Form auf.

[0045] Bevorzugt weist der Auslasskanal 9 wenigstens zwei Kanalabschnitte 21, 22 auf, von denen ein Kanalabschnitt 21 axial oder im Wesentlichen axial bezüglich einer Mittelachse 31 der Zugangsöffnung 12 der Prallkammer 10 und ein anderer Kanalabschnitt 22 radial bezüglich der Mittelachse 31 der Zugangsöffnung 12 verlaufen. Beispielsweise weist der axial verlaufende Kanalabschnitt 21 eine Mittelachse 32 auf, welche parallel oder im Wesentlichen parallel zu der Mittelachse 31 der Zugangsöffnung 12 vorliegt. Beispielsweise weist der radial verlaufende Kanalabschnitt 22 eine Mittelachse 33 auf, welche orthogonal oder im Wesentlichen orthogonal zu der Mittelachse 31 der Zugangsöffnung 12 vorliegt. Bevorzugt sind dem axial verlaufenden Kanalabschnitt 21 die wenigstens eine Auslassöffnung 7 der Strömungskammer 3 und dem radial verlaufenden Kanalabschnitt 22 der wenigstens eine Ausgang 5 zugeordnet.

[0046] Bevorzugt sind die wenigstens eine Auslassöffnung 7 und/oder die Zugangsöffnung 12 der Bodenfläche 3.2 der Strömungskammer 3 zugeordnet. Bevorzugt ist die Prallkammer 10 zumindest teilweise durch eine Vertiefung 23 in der Bodenfläche 3.2 gebildet, wobei beispielsweise die Querschnittsflächen der Zugangsöffnung 12 und der wenigstens einen Auslassöffnung 7 in einer gemeinsamen Ebene liegen, beispielsweise in der Ebene der Bodenflächen 3.2 liegen.

[0047] Bei der Ausführungsform der Umlenkvorrichtung 1 der Figuren 2 bis 4 ist zum Teil ein achsensymmetrischer Aufbau realisiert. Beispielsweise können die Einlassöffnung 6 der Strömungskammer 3 und die Zugangsöffnung 12 der Prallkammer 10 koaxial bezüglich einer gemeinsamen Mittelachse 34 angeordnet sein. Auch kann der Einlasskanal 6 koaxial bezüglich der gemeinsamen Mittelachse 34 angeordnet sein. Bevorzugt weist der Innenraum 10.1 der Prallkammer 10 eine Mittelachse 35 auf, welche auf der gemeinsamen Mittelachse 34 liegt. Beispielsweise ist die Prallkammer 10 zylinderförmig, insbesondere kreiszylinderförmig ausgebildet, welche mit ihrer Mittelachse 35 koaxial zu der Mittelachse 31 der Zugangsöffnung 12 und/oder zu der Mittelachse 30 der Einlassöffnung 6 der Strömungskammer 3 vorliegt.

[0048] Bevorzugt weist der Eingang 4 und/oder der Ausgang 5 und/oder die Einlassöffnung 6 und oder die wenigstens eine Auslassöffnung 7 und/oder die Zugangsöffnung 12 eine runde, insbesondere kreisrunde Fläche auf. Bevorzugt weisen die Einlassöffnung 6 und die Zugangsöffnung 12 jeweils einen Durchmesser d2 bzw. d3 bezüglich der gemeinsamen Mittelachse 34 auf, wobei der Durchmesser d2 der Einlassöffnung 6 kleiner als der Durchmesser d3 der Zugangsöffnung 12 ist, wie insbesondere anhand von Figur 5 ersichtlich ist. Bevorzugt ist der Durchmesser d2 der Einlassöffnung 6 um wenigstens 10 Prozent kleiner als der Durchmesser d3 der Zugangsöffnung 12.

[0049] Bevorzugt weist der Eingang 4 einen Durchmesser d1 auf (Figur 5), welcher größer als der Durchmesser d2 der Einlassöffnung 6 ist. Bevorzugt ist der Durchmesser d1 des Eingangs 4 gegenüber dem Durchmesser d2 der Einlassöffnung 6 wenigstens 10 Prozent größer. Bevorzugt ist der Durchmesser d1 des Eingangs 4 dem Durchmesser d3 der Zugangsöffnung 12 entsprechend oder im Wesentlichen entsprechend oder größer als der Durchmesser d3 der Zugangsöffnung 12. Bevorzugt weist die Strömungskammer 3 einen Durchmesser d4 auf, welcher so groß ist, um die wenigstens eine Auslassöffnung 7 und die Zugangsöffnung 12 in der Bodenfläche 3.2 der Strömungskammer 3 anzuordnen. Bevorzugt weist ferner die wenigstens eine Auslassöffnung 7 einen Durchmesser d5 auf, welcher kleiner als der Durchmesser d6 des Ausgangs 5 ist. Bevorzugt ist der Durchmesser d5 der Auslassöffnung 7 um wenigstens 20 Prozent kleiner als der Durchmesser d6 des Ausgangs 5.

[0050] Bevorzugt weist die Prallkammer 10 eine Tiefe auf, welche nach oben hin durch die Zugangsöffnung 12 und nach unten hin durch ihren Boden 10.2 begrenzt ist und die Strömungskammer 3 umfasst eine Tiefe, welche nach oben hin durch die Einlassöffnung 6 und nach unten hin durch die Bodenfläche 3.2 begrenzt ist, wobei die Tiefe der Prallkammer 10 2,0-fach bis 2,5-fach so groß wie die Tiefe der Strömungskammer 3 ist.

[0051] Die Umlenkvorrichtung 1 kann mehrere Auslassöffnungen, beispielsweise insgesamt sechs Auslassöffnungen umfassen. Dadurch kommt der Umlenkvorrichtung 1 neben seiner Funktion des Umlenkens des Schmelzstromes von einer Eingangsrichtung gemäß Pfeil 13 in eine Ausgangsrichtung gemäß Pfeil 14 zusätzlich eine Verteilfunktion zu (siehe beispielsweise die Figur 2), durch welche ein eingehender Schmelzstrom in mehrere ausgehende Teilströme aufgeteilt wird. In der Figur 4 sind neben der Auslassöffnung 7 zumindest die weiteren Auslassöffnungen 7.1, 7.4, 7.5 ersichtlich. Bevorzugt sind die Auslassöffnungen 7, 7.1, 7.4, 7.5 um die Prallkammer 10 verteilt angeordnet. Beispielsweise ist die Prallkammer 10 im Zentrum des Grundkörpers 2 angeordnet und die Auslassöffnungen 7, 7.1, 7.4, 7.5, liegen verteilt um das Zentrum herum. Bevorzugt ist jeweils eine der Auslassöffnungen 7, 7.1, 7.4, 7.5 über einen zugehörigen Auslasskanal mit einem zugehörigen Ausgang 5 bzw. 5.1 bzw. 5.2 bzw. 5.3 bzw. 5.4 strömungsverbunden. In den Figuren 3 bis 5 sind neben dem Auslasskanal 9 jedoch nur der Auslasskanal 9.1 noch sichtbar.

[0052] Wie insbesondere aus den Figuren 3 bis 5 ersichtlich ist, kann der Grundkörper 2 wenigsten zweiteilig aufgebaut sein und ein Oberteil 40 und ein Unterteil 50 umfassen. Bevorzugt bilden das Oberteil 40 und das Unterteil 50 gemeinsam die Strömungskammer 3 aus. Beispielsweise bildet das Oberteil 40 einen oberen Abschnitt und das Unterteil 50 einen unteren Abschnitt der Strömungskammer 3 aus. Bevorzugt ist dem Oberteil 40 die Einlassöffnung 6 der Strömungskammer 3 zugeordnet. Bevorzugt ist dem Unterteil 50 die wenigstens eine Auslassöffnung 7 der Strömungskammer 3 und/oder die Prallkammer 14 zugeordnet. Bevorzugt ist ferner dem Oberteil 40 der Eingang 4 und/oder die Einlassöffnung 8 zugeordnet. Das Unterteil 50 kann den wenigstens einen Auslasskanal 9 oder den wenigstens einen Ausgang 5 aufweisen. Bevorzugt hat das Unterteil 50 eine Aufsetzfläche 51, um damit den Grundkörper 2 auf eine Auflage oder einen sonstigen Untergrund aufsetzen zu können, beispielsweise im Zuge des Untergespannes 100 der Figur 1.

[0053] Bevorzugt sind das Oberteil 40 und das Unterteil 50 über eine Steckverbindung 55 miteinander verbunden, wobei eines der beiden Teile 40, 50, insbesondere das Unterteil 50, eine Einsteckaufnahme 51 und das andere Teil 40, insbesondere das Oberteil 40, einen darin eingeführten Einsteckabschnitt 41 aufweisen. Beispielsweise bildet die Steckverbindung 55 eine Trennfuge 56 aus. Die Trennfuge 56 kann, bezogen auf den Längsschnitt des Grundkörpers 2, eine Z-förmige Kontur aufweisen.

[0054] Figuren 6 und 7 zeigen eine mögliche Ausführungsform eines Presswerkzeuges 200 in unterschiedlichen Ansichten. Das Presswerkzeug 200 dient zum Herstellen der Umlenkvorrichtung 1 der Figuren 2 bis 5. Das Presswerkzeug 200 umfasst einen Pressstempel 210, welcher einen Basisabschnitt 220 und wenigstens zwei oder mehrere von dem Basisabschnitt 220 wegstehende Vorsprünge 230, 240 aufweist. Die Vorsprünge 230, 240 sind bevorzugt hinsichtlich ihrer Anordnung zueinander und/oder hinsichtlich ihrer Abmessungen und/oder hinsichtlich ihrer Form derart ausgebildet, dass durch die Vorsprünge 230, 240 die Prallkammer 10 und der wenigstens eine Auslasskanal 9 gefertigt werden, wenn der Pressstempel 10 in einen (in den Figuren 6 und 7 nicht dargestellten) Rohling für das Unterteil 50 der Umlenkvorrichtung 1 eingepresst wird.

[0055] Ein mögliches Verfahren zur Herstellung der Umlenkvorrichtung 1 der Figuren 2 bis 5 kann beispielsweise darin bestehen, dass das Presswerkzeug 200 mit dem Pressstempel 210 und ein formbarer Rohling für das Unterteil 50 der Umlenkvorrichtung 1 bereitgestellt werden. In einem weiteren Schritt werden dann die Vorsprünge 230, 240 des Presswerkzeuges 200 bzw. des Pressstempels 210 in den Rohling eingepresst.

[0056] In der vorliegenden Beschreibung bedeutet die Bezugnahme auf einen bestimmten Aspekt oder eine bestimmte Ausführungsform oder eine bestimmte Ausgestaltung, dass ein bestimmtes Merkmal oder eine bestimmte Eigenschaft, die in Verbindung mit dem jeweiligen Aspekt oder der jeweiligen Ausführungsform oder der jeweiligen Ausgestaltung beschrieben ist, zumindest dort enthalten ist, aber nicht notwendigerweise in allen Aspekten oder Ausführungsformen oder Ausgestaltungen der Erfindung enthalten sein muss. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass, im Rahmen der vorliegenden Ansprüche, jede Kombination der verschiedenen Merkmale und/oder Strukturen und/oder Eigenschaften, welche in Bezug auf die Erfindung beschrieben sind, von der Erfindung umfasst sind, sofern dies nicht ausdrücklich oder eindeutig durch den Zusammenhang widerlegt ist.

[0057] Die Verwendung von einzelnen oder allen Beispielen oder einer beispielhaften Ausdrucksweise im Text soll lediglich die Erfindung beleuchten und stellt keine Beschränkung hinsichtlich des Umfangs der Erfindung dar, wenn nichts anders behauptet wird. Auch ist keine Ausdrucksweise oder Formulierung der Beschreibung so zu verstehen, dass es sich um ein nicht beanspruchtes, aber für die Praxis der Erfindung wesentliches Element handelt ist.

Bezugszeichenliste

[0058] 

1

Umlenkvorrichtung

1'

Umlenkvorrichtung

2

Grundkörper

3

Strömungskammer

3.1

Innenraum

3.2

Bodenfläche

3.3

Deckenfläche

3.4

Seitenwandungsfläche

4

Eingang

5

Ausgang

5.1

Ausgang

5.2

Ausgang

5.3

Ausgang

5.4

Ausgang

6

Einlassöffnung

7

Auslassöffnung

7.1

Auslassöffnung

7.4

Auslassöffnung

7.5

Auslassöffnung

8

Einlasskanal

9

Auslasskanal

9.1

Auslasskanal

10

Prallkammer

10.1

Innenraum

10.2

Boden

10.3

Seitenwandungsfläche

11

Wandungsfläche

12

Zugangsöffnung

13

Pfeil

14

Pfeil

15

Rand

16

Öffnungsfläche

21

Kanalabschnitt

22

Kanalabschnitt

23

Vertiefung

30

Mittelachse

31

Mittelachse

32

Mittelachse

33

Mittelachse

34

gemeinsame Mittelachse

35

Mittelachse

40

Oberteil

41

Einsteckabschnitt

50

Unterteil

51

Einsteckaufnahme

55

Steckverbindung

56

Trennfuge

60

Trichterrohr

65

Befüllrohr

65'

Befüllrohr

66

Kokille

66'

Kokille

70

Rohrstein

80

Einlauftrichter

90

Kanalstein

100

Untergussgespann

200

Presswerkzeug

210

Pressstempel

220

Basisabschnitt

230

Vorsprung

240

Vorsprung

d1

Durchmesser des Eingangs

d2

Durchmesser der Einlassöffnung

d3

Durchmesser der Zugangsöffnung

d4

Durchmesser der Strömungskammer

d5

Durchmesser der wenigstens einen Auslassöffnung

d6

Durchmesser des wenigstens einen Ausgangs

Ansprüche

1. Umlenkvorrichtung (1) zum Umlenken eines Schmelzstromes in einem Untergussgespann (100) beim Blockgießen, die Umlenkvorrichtung (1) umfassend einen Grundkörper (2), der Grundkörper (2) umfassend eine Strömungskammer (3), einen Eingang (4) zur Strömungskammer (3) und wenigstens einen Ausgang (5) aus der Strömungskammer (3), wobei die Strömungskammer (3) eine Bodenfläche (3.2), eine der Bodenfläche (3.2) gegenüberliegende Einlassöffnung (6) und wenigstens eine Auslassöffnung (7) aufweist, wobei die Einlassöffnung (6) durch einen umlaufenden Rand (15) begrenzt ist und über einen Einlasskanal (8) mit dem Eingang (4) strömungsverbunden ist und die wenigstens eine Auslassöffnung (7) über einen Auslasskanal (9) mit dem wenigstens einen Ausgang (5) strömungsverbunden ist, der Grundkörper (2) ferner umfassend eine Prallkammer (10), welche über eine Zugangsöffnung (12) mit der Strömungskammer (3) strömungsverbunden ist, wobei die Zugangsöffnung (12) der Einlassöffnung (6) zugewandt ist und eine Öffnungsfläche (16) aufweist, welche quer zu einer Mittelachse (30) des Einlasskanales (8) im Bereich der Einlassöffnung (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Abschnitt des Randes (15) der Einlassöffnung (6) innerhalb der Zugangsöffnung (12) liegt.

2. Umlenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlasskanal (8) einen Querschnitt aufweist, welcher sich zu der Einlassöffnung (6) hin verjüngt.

3. Umlenkvorrichtung (1) zum Umlenken eines Schmelzstromes in einem Untergussgespann (100) beim Blockgießen, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, die Umlenkvorrichtung (1) umfassend einen Grundkörper (2), der Grundkörper (2) umfassend eine Strömungskammer (3), einen Eingang (4) zur Strömungskammer (3) und wenigstens einen Ausgang (5) aus der Strömungskammer (3), wobei die Strömungskammer (3) eine Bodenfläche (3.2), eine der Bodenfläche (3.2) gegenüberliegende Einlassöffnung (6) und wenigstens eine Auslassöffnung (7) aufweist, wobei die Einlassöffnung (6) durch einen umlaufenden Rand (15) begrenzt ist und über einen Einlasskanal (8) mit dem Eingang (4) strömungsverbunden ist und die wenigstens eine Auslassöffnung (7) über einen Auslasskanal (9) mit dem wenigstens einen Ausgang (5) strömungsverbunden ist, der Grundkörper (2) ferner umfassend eine Prallkammer (10), welche über eine Zugangsöffnung (12) mit der Strömungskammer (3) strömungsverbunden ist, wobei die Zugangsöffnung (12) der Einlassöffnung (6) zugewandt ist und eine Öffnungsfläche (16) aufweist, welche quer zu einer Mittelachse (30) des Einlasskanales (8) im Bereich der Einlassöffnung (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslasskanal (9) einen Querschnitt aufweist, welcher sich zu dem wenigstens einen Ausgang (5) hin erweitert.

4. Umlenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslasskanal (9) wenigstens zwei Kanalabschnitte (21, 22) aufweist, von denen ein Kanalabschnitt (21) axial bezüglich einer Mittelachse (32) der Zugangsöffnung (12) und ein anderer Kanalabschnitt (22) radial bezüglich der Mittelachse (33) verlaufen, wobei dem axial verlaufenden Kanalabschnitt (21) die wenigstens eine Auslassöffnung (7) und dem radial verlaufenden Kanalabschnitt (22) der wenigstens eine Ausgang (5) zugeordnet sind.

5. Umlenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (6) und die Zugangsöffnung (12) koaxial bezüglich einer gemeinsamen Mittelachse (34) angeordnet sind.

6. Umlenkvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (6) und die Zugangsöffnung (12) jeweils einen Durchmesser (d2, d3) bezüglich der gemeinsamen Mittelachse (34) aufweisen, wobei der Durchmesser (d2) der Einlassöffnung (6) kleiner als der Durchmesser (d3) der Zugangsöffnung (12) ist.

7. Umlenkvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang (4) einen Durchmesser (d1) aufweist, welcher größer als der Durchmesser (d2) der Einlassöffnung (6) ist.

8. Umlenkvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (d1) des Eingangs (4) dem Durchmesser (d3) der Zugangsöffnung (12) entspricht oder größer als der Durchmesser (d3) der Zugangsöffnung (12) ist.

9. Umlenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallkammer (10) eine Tiefe umfasst, welche nach oben hin durch die Zugangsöffnung (12) und nach unten hin durch einen Boden (13) begrenzt ist und die Strömungskammer (3) eine Tiefe umfasst, welche nach oben hin durch die Einlassöffnung (6) und nach unten hin durch die Bodenfläche (3.2) begrenzt ist, wobei die Tiefe der Prallkammer (10) etwa 2,0-fach bis etwa 2,5-fach, vorzugsweise etwa 2,3-fach so groß ist als die Tiefe der Strömungskammer (3).

10. Umlenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) wenigstens zweiteilig ist, umfassend ein Oberteil (40) und ein Unterteil (50), welche gemeinsam die Strömungskammer (3) bilden.

11. Umlenkvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (40) und das Unterteil (50) über eine Steckverbindung (55) miteinander verbunden sind, wobei eines der beiden Teile (40, 50) eine Einsteckaufnahme (51) und das andere Teil (40) einen darin eingeführten Einsteckabschnitt (41) aufweisen.

12. Umlenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskammer (3) mehrere Auslassöffnungen (7, 7.1, 7.4, 7.5) umfasst, welche um die Prallkammer (10) verteilt angeordnet sind, und jeweils eine der Auslassöffnungen (7, 7.1, 7.4, 7.5) über einen zugehörigen Auslasskanal (9; 9.1) mit einem zugehörigen Ausgang (5; 5.1; 5.2; 5.3; 5.4) strömungsverbunden sind.

13. Untergussgespann (100), umfassend eine Umlenkvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wenigstens einen Rohrstein (70) eines Trichterrohres (60) und wenigstens einen Kanalstein (90) eines Befüllrohres (65), wobei der Rohrstein (70) mit dem Eingang (4) der Umlenkvorrichtung (1) und der Kanalstein (90) mit dem wenigstens einen Ausgang (5) der Umlenkvorrichtung (1) strömungsverbunden sind.

14. Presswerkzeug (200) zum Herstellen der Prallkammer (10) und des wenigstens einen Auslasskanals (9) einer Umlenkvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, umfassend einen Pressstempel (210), welcher einen Basisabschnitt (220) und wenigstens zwei, von dem Basisabschnitt (220) wegstehende Vorsprünge (230, 240) aufweist, wobei die Vorsprünge (230, 240) hinsichtlich ihrer Anordnung zueinander und/oder hinsichtlich ihrer Abmessungen und/oder hinsichtlich ihrer Form derart ausgebildet sind, dass durch die Vorsprünge (230, 240) die Prallkammer (10) und der wenigstens eine Auslasskanal (9) gefertigt werden, wenn der Pressstempel (210) in einen Rohling für das Unterteil (50) der Umlenkvorrichtung (1) eingepresst wird.

15. Verfahren zur Herstellung der Prallkammer (10) und des wenigstens einen Auslasskanals (9) einer Umlenkvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, mit den Schritten:

i) Bereitstellen eines Presswerkzeuges (200) nach Anspruch 14;

ii) Bereitstellen eines formbaren Rohlings für das Unterteil (50) der Umlenkvorrichtung (1);

iii) Einpressen der Vorsprünge (230, 240) des Presswerkzeuges (200) in den Rohling.

Claims

1. Deflection device (1) for deflecting a melt flow in a bottom pouring assembly (100) during ingot casting, the deflection device (1) comprising a basic body (2), the basic body (2) comprising a flow chamber (3), an inlet (4) to the flow chamber (3) and at least one outlet (5) from the flow chamber (3), wherein the flow chamber (3) has a base surface (3.2), an inlet opening (6) situated opposite the base surface (3.2), and at least one outlet opening (7), wherein the inlet opening (6) is delimited by a circumferential edge (15) and is connected in terms of flow to the inlet (4) via an inlet channel (8), and the at least one outlet opening (7) is connected in terms of flow to the at least one outlet (5) via an outlet channel (9), the basic body (2) further comprising an impact chamber (10), which is connected in terms of flow to the flow chamber (3) via an access opening (12), wherein the access opening (12) faces the inlet opening (6) and has an opening area (16), which is arranged transversely to a centre axis (30) of the inlet channel (8) in the region of the inlet opening (6), characterized in that at least one portion of the edge (15) of the inlet opening (6) lies within the access opening (12).

2. Deflection device according to Claim 1, characterized in that the inlet channel (8) has a cross section that tapers towards the inlet opening (6).

3. Deflection device (1) for deflecting a melt flow in a bottom pouring assembly (100) during ingot casting, in particular according to Claim 1 or 2, the deflection device (1) comprising a basic body (2), the basic body (2) comprising a flow chamber (3), an inlet (4) to the flow chamber (3) and at least one outlet (5) from the flow chamber (3), wherein the flow chamber (3) has a base surface (3.2), an inlet opening (6) situated opposite the base surface (3.2), and at least one outlet opening (7), wherein the inlet opening (6) is delimited by a circumferential edge (15) and is connected in terms of flow to the inlet (4) via an inlet channel (8), and the at least one outlet opening (7) is connected in terms of flow to the at least one outlet (5) via an outlet channel (9), the basic body (2) further comprising an impact chamber (10), which is connected in terms of flow to the flow chamber (3) via an access opening (12), wherein the access opening (12) faces the inlet opening (6) and has an opening area (16), which is arranged transversely to a centre axis (30) of the inlet channel (8) in the region of the inlet opening (6), characterized in that the outlet channel (9) has a cross section that widens towards the at least one outlet (5).

4. Deflection device according to one of the preceding claims, characterized in that the outlet channel (9) has at least two channel portions (21, 22), one channel portion (21) of which runs axially with respect to a centre axis (32) of the access opening (12) and another channel portion (22) of which runs radially with respect to the centre axis (33), wherein the axially running channel portion (21) is assigned the at least one outlet opening (7) and the radially running channel portion (22) is assigned the at least one outlet (5).

5. Deflection device according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet opening (6) and the access opening (12) are arranged coaxially with respect to a common centre axis (34).

6. Deflection device according to Claim 5, characterized in that the inlet opening (6) and the access opening (12) each have a diameter (d2, d3) with respect to the common centre axis (34), wherein the diameter (d2) of the inlet opening (6) is smaller than the diameter (d3) of the access opening (12).

7. Deflection device according to Claim 6, characterized in that the inlet (4) has a diameter (d1) which is larger than the diameter (d2) of the inlet opening (6).

8. Deflection device according to Claim 7, characterized in that the diameter (d1) of the inlet (4) corresponds to the diameter (d3) of the access opening (12) or is larger than the diameter (d3) of the access opening (12).

9. Deflection device according to one of the preceding claims, characterized in that the impact chamber (10) comprises a depth which is delimited upwardly by the access opening (12) and downwardly by a base (13), and the flow chamber (3) comprises a depth which is delimited upwardly by the inlet opening (6) and downwardly by the base surface (3.2), wherein the depth of the impact chamber (10) is approximately 2.0 times to approximately 2.5 times, preferably approximately 2.3 times greater than the depth of the flow chamber (3).

10. Deflection device according to one of the preceding claims, characterized in that the basic body (2) has at least two parts, comprising a top part (40) and a bottom part (50), which together form the flow chamber (3).

11. Deflection device according to Claim 10, characterized in that the top part (40) and the bottom part (50) are connected to one another via a plug-in connection (55), wherein one of the two parts (40, 50) has a plug-in receptacle (51) and the other part (40) has a plug-in portion (41) introduced therein.

12. Deflection device according to one of the preceding claims, characterized in that the flow chamber (3) comprises multiple outlet openings (7, 7.1, 7.4, 7.5), which are arranged distributed around the impact chamber (10), and a respective one of the outlet openings (7, 7.1, 7.4, 7.5) is connected in terms of flow to an associated outlet (5; 5.1; 5.2; 5.3; 5.4) via an associated outlet channel (9; 9.1).

13. Bottom pouring assembly (100), comprising a deflection device (1) according to one of the preceding claims, at least one riser brick (70) of a centre riser (60) and at least one runner brick (90) of a filling runner (65), wherein the riser brick (70) is connected in terms of flow to the inlet (4) of the deflection device (1) and the runner brick (90) is connected in terms of flow to the at least one outlet (5) of the deflection device (1).

14. Pressing tool (200) for producing the impact chamber (10) and the at least one outlet channel (9) of a deflection device (1) according to one of Claims 10 to 12, comprising a press punch (210), which has a base portion (220) and at least two projections (230, 240) projecting away from the base portion (220), wherein the projections (230, 240), in terms of their arrangement in relation to one another and/or in terms of their dimensions and/or in terms of their shape, are designed in such a way that the impact chamber (10) and the at least one outlet channel (9) are made by the projections (230, 240) when the press punch (210) is pressed into a blank for the bottom part (50) of the deflection device (1).

15. Method for producing the impact chamber (10) and the at least one outlet channel (9) of a deflection device (1) according to one of Claims 10 to 12, having the following steps:

i) providing a pressing tool (200) according to Claim 14;

ii) providing a mouldable blank for the bottom part (50) of the deflection device (1);

iii) pressing the projections (230, 240) of the pressing tool (200) into the blank.

Revendications

1. Dispositif de déviation (1) pour dévier un courant de matière fondue dans une plaque de base de coulée (100) lors de la coulée de blocs, le dispositif de déviation (1) comprenant un corps de base (2), le corps de base (2) comprenant une chambre d'écoulement (3), une admission (4) vers la chambre d'écoulement (3) et au moins une évacuation (5) de la chambre d'écoulement (3), la chambre d'écoulement (3) présentant une surface de fond (3.2), une ouverture d'entrée (6) opposée à la surface de fond (3.2) et au moins une ouverture de sortie (7), l'ouverture d'entrée (6) étant délimitée par un bord périphérique (15) et étant reliée en écoulement à l'admission (4) par le biais d'un canal d'entrée (8) et l'au moins une ouverture de sortie (7) étant reliée en écoulement à l'au moins une évacuation (5) par le biais d'un canal de sortie (9), le corps de base (2) comprenant en outre une chambre d'impact (10), qui est reliée en écoulement à la chambre d'écoulement (3) par le biais d'une ouverture d'accès (12), l'ouverture d'accès (12) faisant face à l'ouverture d'entrée (6) et présentant une surface d'ouverture (16) qui est agencée transversalement à un axe central (30) du canal d'entrée (8) dans la zone de l'ouverture d'entrée (6), caractérisé en ce qu'au moins une section du bord (15) de l'ouverture d'entrée (6) est située à l'intérieur de l'ouverture d'accès (12).

2. Dispositif de déviation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canal d'entrée (8) présente une section transversale qui se rétrécit vers l'ouverture d'entrée (6).

3. Dispositif de déviation (1) pour dévier un courant de matière fondue dans une plaque de base de coulée (100) lors de la coulée de blocs, notamment selon la revendication 1 ou 2, le dispositif de déviation (1) comprenant un corps de base (2), le corps de base (2) comprenant une chambre d'écoulement (3), une admission (4) vers la chambre d'écoulement (3) et au moins une évacuation (5) de la chambre d'écoulement (3), la chambre d'écoulement (3) présentant une surface de fond (3.2), une ouverture d'entrée (6) opposée à la surface de fond (3.2) et au moins une ouverture de sortie (7), l'ouverture d'entrée (6) étant délimitée par un bord périphérique (15) et étant reliée en écoulement à l'admission (4) par le biais d'un canal d'entrée (8) et l'au moins une ouverture de sortie (7) étant reliée en écoulement à l'au moins une évacuation (5) par le biais d'un canal de sortie (9), le corps de base (2) comprenant en outre une chambre d'impact (10), qui est reliée en écoulement à la chambre d'écoulement (3) par le biais d'une ouverture d'accès (12), l'ouverture d'accès (12) faisant face à l'ouverture d'entrée (6) et présentant une surface d'ouverture (16) qui est agencée transversalement à un axe central (30) du canal d'entrée (8) dans la zone de l'ouverture d'entrée (6), caractérisé en ce que le canal de sortie (9) présente une section transversale qui s'élargit vers l'au moins une évacuation (5).

4. Dispositif de déviation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le canal de sortie (9) présente au moins deux sections de canal (21, 22), dont une section de canal (21) s'étend axialement par rapport à un axe central (32) de l'ouverture d'accès (12) et une autre section de canal (22) s'étend radialement par rapport à l'axe central (33), la section de canal (21) s'étendant axialement étant associée à l'au moins une ouverture de sortie (7) et la section de canal (22) s'étendant radialement étant associée à l'au moins une évacuation (5).

5. Dispositif de déviation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ouverture d'entrée (6) et l'ouverture d'accès (12) sont agencées coaxialement par rapport à un axe central commun (34).

6. Dispositif de déviation selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'ouverture d'entrée (6) et l'ouverture d'accès (12) présentent chacune un diamètre (d2, d3) par rapport à l'axe central commun (34), le diamètre (d2) de l'ouverture d'entrée (6) étant inférieur au diamètre (d3) de l'ouverture d'accès (12).

7. Dispositif de déviation selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'admission (4) présente un diamètre (d1) qui est supérieur au diamètre (d2) de l'ouverture d'entrée (6).

8. Dispositif de déviation selon la revendication 7, caractérisé en ce que le diamètre (d1) de l'admission (4) correspond au diamètre (d3) de l'ouverture d'accès (12) ou est supérieur au diamètre (d3) de l'ouverture d'accès (12).

9. Dispositif de déviation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre d'impact (10) comprend une profondeur qui est limitée vers le haut par l'ouverture d'accès (12) et vers le bas par un fond (13) et la chambre d'écoulement (3) comprend une profondeur qui est limitée vers le haut par l'ouverture d'entrée (6) et vers le bas par la surface du fond (3.2), la profondeur de la chambre d'impact (10) étant d'environ 2,0 fois à environ 2,5 fois, de préférence d'environ 2,3 fois, la profondeur de la chambre d'écoulement (3).

10. Dispositif de déviation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps de base (2) est au moins en deux parties, comprenant une partie supérieure (40) et une partie inférieure (50), qui forment ensemble la chambre d'écoulement (3).

11. Dispositif de déviation selon la revendication 10, caractérisé en ce que la partie supérieure (40) et la partie inférieure (50) sont reliées entre elles par le biais d'un assemblage par enfichage (55), l'une des deux parties (40, 50) présentant un logement d'enfichage (51) et l'autre partie (40) présentant une section d'enfichage (41) insérée dans celui-ci.

12. Dispositif de déviation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre d'écoulement (3) comprend plusieurs ouvertures de sortie (7, 7.1, 7.4, 7.5), qui sont agencées réparties autour de la chambre d'impact (10), et chacune des ouvertures de sortie (7, 7.1, 7.4, 7.5) est reliée en écoulement à une évacuation correspondante (5 ; 5.1 ; 5.2 ; 5.3 ; 5.4) par le biais d'un canal de sortie correspondant (9 ; 9.1).

13. Plaque de fond de coulée (100), comprenant un dispositif de déviation (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, au moins une pierre tubulaire (70) d'un tube d'entonnoir (60) et au moins une pierre de canal (90) d'un tube de remplissage (65), la pierre tubulaire (70) étant reliée en écoulement à l'admission (4) du dispositif de déviation (1) et la pierre de canal (90) étant reliée en écoulement à l'au moins une évacuation (5) du dispositif de déviation (1).

14. Outil de pressage (200) pour la fabrication de la chambre d'impact (10) et de l'au moins un canal de sortie (9) d'un dispositif de déviation (1) selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, comprenant un poinçon de pressage (210) qui présente une section de base (220) et au moins deux saillies (230, 240) dépassant de la section de base (220), les saillies (230, 240) étant configurées, en ce qui concerne leur agencement les unes par rapport aux autres et/ou en ce qui concerne leurs dimensions et/ou en ce qui concerne leur forme, de telle sorte que la chambre d'impact (10) et l'au moins un canal de sortie (9) sont fabriqués par les saillies (230, 240) lorsque le poinçon de pressage (210) est enfoncé dans une ébauche pour la partie inférieure (50) du dispositif de déviation (1).

15. Procédé de fabrication de la chambre d'impact (10) et de l'au moins un canal de sortie (9) d'un dispositif de déviation (1) selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, comprenant les étapes suivantes :

i) la fourniture d'un outil de pressage (200) selon la revendication 14 ;

ii) la fourniture d'une ébauche façonnable pour la partie inférieure (50) du dispositif de déviation (1) ;

iii) l'enfoncement des saillies (230, 240) de l'outil de pressage (200) dans l'ébauche.

Zeichnung