POURING NOZZLE CONSISTING OF SEVERAL LONGITUDINAL SECTIONS FOR SUPPLYING LIQUID METAL INTO THE MOULD FOR CONTINUOUS CASTING AND PROCESS OF MAKING SUCH A NOZZLE

Abstract: 1. A casting nozzle, comprising a number of longitudinal portions, for supplying molten metal, more particularly molten steel, to a continuous casting chill mould having mould walls (4; 5) which bound a rectangular mould space and move therein exclusively in the casting direction and whose mouthpiece (1) of adapted cross-section, extending over a portion of its longitudinal extension into the mould space (3), has a hollow supporting member (8) of amorphous silica and, bearing thereagainst, a hollow mouth member (9) of boron nitride, the latter falling in the end zone of the mouthpiece as far as its outlet aperture (1") a portion of the wall of the mouthpiece bore and the end face present at that place, characterised in that mouth member (9) and the supporting member (8) cast thereon, which overlap one another, are non-releasably and positively interconnected leaving a crack-shaped gap (10), the gap between the adjoining surfaces of the two ceramic bodies (8, 9) being filled with a sealing compound (11) which has plastic properties at higher temperatures.

Description: Aus mehreren Lngsabschnitten bestehende Giessdüse zum Zuführen von Metallschmelze in eine Stranggiesskokille und Verfahren zur Herstellung des Mundstücks einer derartigen Giessdüse Die Erfindung betrifft eine aus mehreren LEngsabschnit- ten bestehende Giessdüse zum Zuführen von Metallschmelze, insbesondere Stahlschmelze, in eine Stranggiesskokille mit einen rechteckförmigen Kokillenraum begrenzenden und dort ausschliesslich in Giessrichtung bewegten Kokillenwänden, deren im Querschnitt angepasstes Mundstück, auf einem Teil seiner Längserstreckung in den Kokillenraum hineinragend, einen hohlen Tragkörper aus amorpher Kieselsäure und, an diesem abgestützt, einen hohlen Mündungskörper aus Bornitrid aufweist, wobei letzterer im Endbereich des Mundstücks bis zu dessen Austrittsöffnung einen Teil der Wandung der Mundstück bohrung und die dort befindliche Stirnfläche bildet, und ein Verfahren zur Herstellung des Mundstücks einer derartigen Giessdüse. Die Kokillenwände einer Stranggiesskokille der eingangs genannten Gattung bestehen - abgesehen von den bekannten Ausführungsformen, die mit Giessrädern ausgestattet sind - aus sich paarweise gegenüberliegenden endlosen Giessbändern und aus sich seitlich an diese anschliessenden gegliederten Seitendäirnaen, die miteinander den Kokillenraum bilden; in diesen ragt die ein Zuführrohr bildende Giessdüse unter Bildung einer Dichtstelle, beispielsweise in Form eines engen Dichtspalts, teilweise hinein (DE-OS 30 29 223). Eine betriebssichere Befestigung und genaue Anordnung der Giessdüse wird angesichts der hohen Betriebste#i##atu- ren beim Vergiessen hoher schmelzender Metalle dadurch erschwert, dass die Platzverhaltnisse im Bereich der umlaufenden Sokillenwände beengt sind und dass angesichts der freitragenden Ausführung der Giessdüse die von dem Mundstück und ggf. weiteren Längsabschnitten ausgehenden Gewichtskräfte mittels einer geeigneten Verbindung aufgenommen werden müssen. Die Herstellung einer Verbindung zwischen den Bestandteilen der Giessdüse unter Verwendung von Mörtel oder Klebstoffen führt insbesondere dann nicht zu den gewünschten Ergebnissen, wenn der zu befestigende Bestandteil aus Bornitrid besteht. Es ist bereits vorgeschlagen worden, das Mundstück einer Giessdüse mit einem Vorderabschnitt aus Bornitrid und einem Schaft aus amorpher Kieselsäure über einen Metallkasten und an diesem angreifende metallische Zugelemente an dem in Giessrichtung vorausgehenden Giess düsen-Längsabschnitt zu befestigen. Da die Metallteile eine erheblich -grössere Wärmedehnung erfahren als die miteinander zu verbindenden Keramikabschnitte des Mundstücks, müssen den Zugelementen selbsttätig arbeitende Nachspanneinrichtungen zugeordnet werden. Ein Abreissen des Vorderabschnitts der Giessdüse führt dazu, dass auch der gemeinsam mit diesem gehaltene Schaft seinen Halt verliert. Nach dem Lösen des Mundstücks kann Metallschmelze entgegen der Giessrichtung aus der Stranggiesskokille austreten und in der Nähe befindliche Anlagenteile beschädigen. Die Giessdüse muss mit Rücksicht auf im Betrieb auftretende Stoss- und Reibbelastungen insbesondere im Bereich der Seitendämme eine hohe Festigkeit, im Hinblick auf die Abdichtung (d.h. im Hinblick auf den einzustellenden engen Dichtspalt) eine mit geringer Toleranz gefertigte Aussenform und mit Rücksicht auf einen guten Wärmefluss sowie zur Verhinderung unerwünschter Anerstarrungen aus geeigneten Werkstoffen gefertigt sein. Daher sollte das Mundstück zumindest in der Nähe seiner Austrittsöffnung - zur Vermeidung der erwähnten Anerstarrungen und zur Erleichterung der Abdichtung - aus einem Keramikwerkstoff mit geringer Netzfähigkeit bezüglich der zu vergiessenden Metallschmelze, nämlich Bornitrid, bestehen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Giessdüse der eingangs genannten Gattung in der Weise auszugestalten, dass sie im Bereich ihres Mundstücks, insbesondere im Endbereich des Mundstücks, unter Einhaltung der erforderlichen Betriebssicherheit und ohne aufwendige Zugelemente sowie ggf. Nachspanneinrich- tungen unter Ausnutzung der vorteilhaften Eigenschaften von Bornitrid hergestellt werden kann. Weiterhin soll ein bevorzugtes Verfahren angegeben werden, mit dem sich das Mundstück einer Giessdüse der angesprochenen Gattung herstellen lässt. Die gestellte Aufgabe wird durch eine Giessdüse gelöst, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, das Mundstück durch Angiessen des Tragkörpers aus amorpher Kieselsäure an den Nündungskörper aus Bornitrid in der Weise herzustellen, dass zwischen beiden eine in begrenztem Umfang bewegliche, jedoch über Formschluss unlösbare Verbindung besteht. Der die Beweglichkeit verursachende, fertigungsbedingte spaltförmige Zwischenraum ist zur gegenseitigen Lagesicherung der beiden Keramikkörper mit einer Dichtmasse ausgefüllt, die bei höheren Temperaturen plastische Eigenschaften aufweist. Die nach dem Angiessen des Tragkörpers vorliegende Einheit muss also so beschaffen sein, dass zwischen den beiden zu verbindenden Xeramikkörpern eine nach allen Seiten wirksame Verhakung eintritt; darüber hinaus muss sichergestellt sein, dass unterschiedliche Abmes- sungsänderungen der beiden Keramikkörper, insbesondere beim Trocknen des angegossenen Tragkörpers und während der Zuführung von Metallschmelze in die Stranggiesskokille, nicht zu einer Beschädigung oder Zerstörung führen. Als Dichtmasse, die sich nach dem Einfüllen in den Zwischenraum bei niedrigen Temperaturen verfestigt und im Temperaturbereich zwischen etwa 1100 bis 1500 0C einen teigigen Zustand aufweist, kommt insbesondere eine solche in Frage, deren wesentliche Bestandteile - der Grösse der Anteile nach geordnet - SiO2, Al203, B203, CaO, Na2O und K20 sind. Vorzugsweise weist die plastische Dichtmasse die folgende Zusammensetzung auf: SiO2 - 60 %; Al203 - 14 %; B203 - 10 %; CaO - 7 %; Na2O - 5 % und K20 - 4 %. Nach der Lehre der Erfindung kann im Giessverfahren ein Giessdüsen-Mundstück hergestellt werden, welches eine Verbundkonstruktion aus amorpher Kieselsäure und Bornitrid darstellt. Der als Tragelement dienende Tragkörper lässt eine einwandfreie Vermörtelung des Mundstücks mit dem in Giessrichtung vorausgehenden Längsabschnitt der Giessdüse -zu. Die Aussenwand des Mundstücks wird zur Einhaltung der geforderten engen Abmessungsund Winkel-Toleranzen geschliffen. Aus Gründen der Kostenersparnis ist der an dem angegossenen Tragkörper befestigte Mündungskörper so kurz wie möglich bemessen. Das Mundstück kann einen innen- oder aussenliegenden Mündungskörper aufweisen: Dieser ist entweder in dem ihn teilweise umschliessenden Tragkörper gehalten oder bildet auf dem in Giessrichtung hinteren Teil der Längserstreckung eine Umhüllung des Tragkörpers. Unabhängig von den beiden Ausführungsnöglichkeiten ist der im Überlappungsbereich aussenliegende Keramikkörper mit Einfüllöffnungen für die Dichtmasse ausgestattet (Anspruch 2). Die unlösbare formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Keramikkörpern kann dadurch verwirklicht sein, dass diese über zumindest zwei in axialer Richtung wirksame Absatzflächen ineinandergreifen (Anspruch 3). Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, greifen die beiden Keramikkörper über eine im Querschnitt halbkreisförmige Verdickung unlösbar ineinander (Anspruch 4); diese bildet vorzugsweise den in Giessrichtung hinteren Endbereich des innenliegenden Tragkörpers. Der Erfindungsgegenstand kann dadurch weiter ausgestaltet sein, dass der in dem Tragkörper gehaltene Mündungs- körper, als Verlängerung axial über diesen hinausragend, auch einen Teil der Aussenfläche des Mundstücks bildet (Anspruch 5). Das Giessdüsen-Mundstück kann jedoch auch einen Mündungskörper aufweisen, welcher den Tragkörper auf dem in Giessrichtung hinteren Teil seiner Längser stnxSwFgl ut#ct1#esst und, über diesen in axialer Richtung hinausragend, einen Teil der Aussenfläche des Mundstücks bildet (Anspruch 6). Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung des Mundstücks einer Giessdüse in Verbundbauweise unter Verwendung von Bornitrid und amorpher Kieselsäure besteht darin, dass der Tragkörper in der Weise an den vorgefertigten Mündungskörper angegossen wird, dass nach dem sich an den Giessvorgang anschliessenden Trocknungs- und Brennvorgang mit Bildung eines spaltförmigen Zwischenraums zwischen den beiden Keramikkörpern eine unlösbare formschlüssige Verbindung vorliegt; der Zwischenraum wird mit einer bei höheren Temperaturen plastischen Dichtmasse ausgefüllt (Anspruch 7). Die erforderliche Endbearbeitung des Giessdüsen-Xundst#cks unter Einhaltung der erforderlichen esrgenAbanessungs- und Winkel-Toleranzen wird erst abschliessend durchgeführt. Das soeben erwähnte Verfahren lasst sich in besonders einfacher Weise dann durchführen, wenn der Tragkörper - zumindert auf einem Teil der Längserstreckung des Mündungskörpers - in diesen eingegossen wird. Während des sich an den Giessvorgang anschliessenden Trocknungsvorgangs erfährt der Tragkörper eine Abmessungsänderung durch Schrumpfung, welche - ohne dass eine Beschädigung des vorgefertigten Mündungskörpers zu befürchten wäre - zur Bildung des Zwischenraums zwischen den beiden aneinandergehaltenen Keramikkörpern führt. Die zu einem späteren Zeitpunkt in den Zwischenraum eingefüllte Dichtmasse stellt sicher, dass die unterschiedliche Dehnung der beiden Keramikkör- per während des Giessvorgangs ohne Beschädigung vom Mundstück aufgenommen werden kann. Falls ein Mundstück mit aussenliegendem Mündungskörper hergestellt werden soll, wird der Mdndungskörper vor dem Angiessen des Tragkörpers in dem diesem zugewandten Bereich mit einer nachgiebigen Umhüllung, insbesondere aus Kunststoff, überzogen. Diese ist zweckmässig so beschaffen, dass sie während des Brennvorgangs durch Vergasen beseitigt wird (Anspruch 8). Bei Herstellung eines Mundstücks mit innenliegendem Mündungskörper ist das erfindungsgemässe Verfahren vorteilhaft so ausgestaltet, dass der Mündungskörper an der Stirnfläche, welche dem anzugiessenden Tragkörper zugewandt ist, mit einer nachgiebigen Zwischenschicht belegt wird. Durch diese wird beim Angiessen ein Spalt geschaffen, der den für den Schrumpfungsvorgang des Tragkörpers unter Umständen benötigten Bewegungsspielraum sicherstellt. Der mit der Verwendung der Zwischenschicht verbundene Vorteil besteht auch darin, dass diese bereits vor dem Brennvorgang von aussen abgezogen werden kann und demzufolge nicht in der Weise auf lösbar sein muss wie die nachgiebige Umhüllung (Anspruch 9). Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 schematisiert einen Vertikalschnitt durch die Breitseiten eines Giessdüsen-#undstücks, dessen Tragkörper lediglich mit dem in Giessrichtung hinteren Teil seiner Längserstreckung an einen innenliegenden Mündungskörper angegossen ist, wobei sich die MundstUciohrung im Bereich des Mündungskörpers mit einer gekrümmten Bohrungs wand in Giessrichtung erweitert, Fig. 2 unter Fortfall der Stranggiesskokille einen Horizontalschnitt durch die Schmalseiten des in Fig. 1 dargestellten Giessdüsen-Mundstücks, wobei die sich in Giessrichtung erweiternde Mundstückbohrung - abgesehen allenfalls von ihrem links liegenden Anschlussbereich - über die gesamte Länge des Mundstücks gekrüümt ist, Fig. 3, 4 einen vertikalen bzw. horizontalen Teilschnitt durch die Breitseiten bzw. Schmalseiten eines Giessdüsen-Mundstücks mit aussenliegendem Mün dungskörper, wobei dieser und der als Tragele ment dienende Tragkörper über eine im Quer schnitt halbkreisförmige Verdickung unlösbar ineinandergreifen, Fig. 5 einen horizontalen Teilschnitt durch die Schmalseiten eines Giessdüsen-Mundstücks mit aussenliegendem Mündungskörper, wobei die un lösbare forzaschlüssige Verbindung zwischen diesem und dem Tragkörper durch bezüglich der Mundstück-Längsachse schräg verlaufende Ab sitzflächen gebildet ist, Fig. 6 schematisiert einen Vertikalschnitt durch eine Giessform zur Herstellung eines Giessdüsen Mundstücks mit innenliegendem Mündungskörper unter Verwendung einer nachgiebi gen, auf lösbaren Umhüllung, Fig. 7 schematisiert einen Vertikalschnitt durch eine Giessform mit einteiligem Gipskern zur Herstellung eines Giess- düsen-Mundstücks mit aussenliegendem Mündungskörper, Fig. 8 schematisiert einen Vertikalschnitt durch eine Giessform mit mehrteili gem Gipskern zur Herstellung eines Giessdüsen-Mundstücks mit aussenlie gendem Mündungskörper und Fig. 9 in einem horizontalen Teilschnitt die gegenseitige Lage und Ausbil dung von aussenliegendem Mündungs körper und Tragkörper unmittelbar nach Beendigung des Giessvorgangs, d. h. vor dem sich anschliessenden Trocknungsvorgang. Mittels des erfindungsgemässen Giessdüsen-Mundstücks 1, das sich an einen nicht dargestellten weiteren Längsabschnitt der Giessdüse anschliesst, wird in Richtung des Pfeiles 2 unter Vermeidung von Luftzutritt Stahlschmelze in den im Querschnitt rechteckförmigen Kokillenraum 3 einer Stranggiesskokille mit dort ausschliesslich in Giessrichtung bewegten Kokillenwänden zugeführt. Diese bestehen in dem dargestellten Aus führungsbeispiel aus zwei sich paarweise gegenüber- liegenden endlosen Giessbändern4, die sich entsprechend der Giessrichtung in Richtung der Pfeile 4' bewegen, und sich seitlich an diese anschliessenden endlosen Seitendämmen, die aus beweglich miteinander verbundenen Einzelblöcken 5 aus einer Kupferlegierung aufge baut rand, Die Lngsachae 1 des Mundstücks 1 fällt mit der Längsachse 3' des Kokillenrawas zusamen, in dem sich durch al2snMhliches Erstarren der in Richtung des Pfeile. 2 bewegte Giessstrang bildet. Die Kokillenwände (Teile 4 und 5) und der mit diesen zusanunenwirkende Endbereich des Mundstücks 1 vor der Austrittsöffnung 1" sind einander so zugeordnet und ausgebildet, dass zwischen ihnen während des Giessvorgang. ein enger Dichtspalt 6 besteht, der den Austritt von Metallschmelze entgegen der Giessrichtung verhindert und der im Normalfall nur wenige zehntel Millimeter beträgt. Das Mundstück 1 ist demzufolge im Querschnitt ebenfalls rechteckförmig ausgebildet, wobei seine (in Fig. 1 oben und unten liegenden) Breitseiten den aus einem Stahlband bestehenden Giessbändern 4 und seine (aus Fig. 2 ersichtlichen) Schmalseiten den Einzelblöcken 5 gegenüberliegen. Der auf der linken Seite des Mundstücks 1 liegende Anschlussbereich 1"' ist so ausgebildet, dass dieses unter Verwendung von Dichtmörtel mit einem in Giessrichtung vorausgehenden Längsabschnitt der Giessdüse verbunden werden kann; zu diesem Zweck ist die Mundstückbohrung 7 links mit einer geeigneten Erweiterung 7' ausgestattet. Das Mundstück 1 weist als wesentlichen Bestandteil einen hohlen Tragkörper 8 auf, der aus amorpher Kieselsäure (SiO2) hergestellt ist. Dieser nimmt lediglich im Endbereich des Mundstücks einen innenliegenden Mündungskörper 9 aus Bornitrid auf, welcher einen Teil der Mundstückbohrung und die Stirnfläche an der Austrittsöffnung 1" bildet. Der Mündungskörper steht im übrigen über einen innenliegenden Absatz 9' und einen aussenliegenden Absatz 9" (welcher die bereits erwähnte Stirnfläche an der Austrittsöffnung 1 n mitumfasst) mit Bewegungsspielsraum, jedoch unlösbar mit dem Tragkörper 8 in Verbindung; er ragt mit seinem aussenliegenden Absatz 9" axial über die Abschlusskante 8' des Tragkörpers hinaus. Die zugehörige Absatzfläche 9"' bildet in Verlängerung der Tragkörper Aussenwand 8 gerade den Teil der Nundstück-Ausserrwand, in dem die Abdichtung zwischen dem Mundstück und den sich bewegenden Kokillenwänden (Teile 4 und 5) herbeigeführt wird. Zwischen den beiden unlösbar aneinander befestigten Keramikkörpern 8 und 9 befindet sich ein spaltförmiger Zwischenraum 10, der im Fertigzustand des Mundstücks 1 mit einer für die Betriebsverhältnisse geeigneten Dichtmasse 11 ausgefüllt ist. Diese sollte so beschaffen sein, dass sie nach dem Einbringen in dünnflüssigem Zustand und sich anschliessender Verfestigung bei niedrigen Temperaturen eine feste Verbindung zwischen den Keramikkörpern 8 und 9 herstellt und erst bei höheren Temperaturen in einen teigigen Zustand übergeht, der auch bei Temperaturen oberhalb von 1100 c beibehalten wird. Die Dichtmasse weist etwa folgende Zusammensetzung auf: 60 t SiO2, 14 % Al203, 10 % B203, 7 % CaO, 5 8 Na2O und 4 t K20. Die Dichtmasse ist bei der in Rede stehenden Ausführungsform (Fig 1 und 2) mit innenliegendem Mündungskörper 9 aus fertigungstechnischen Gründen erforderlich: Der an den Mündungskörper angegossene Tragkörper erfährt während des sich an den Giessvorgang anschliessenden Trocknungsvorgangs eine nicht unbeachtliche Schrumpfung; diese würde mit einiger Wahrscheinlichkeit zumindest zu einer Beschädigung der beiden sich gegenseitig überlappenden Keramikkörper 8 und 9 führen, sofern man nicht von vornherein den Schrumpfungsvorgang berücksichtigt Bereits bei der Herstellung des Tragkörpers durch Angiessen an den vorgefertigten Mündungskörper muss also dafür Sorge getragen werden, dass zwischen den beiden Keramikkörpern ein die Schrumpfung des Tragkörpers ermöglichender Zwischen raum 10 beateht, der gpAteX Sit der bereits erwähnten D;tchtr;aasse .11 ausgefüllt wird. Diese wird durch Einfüllöffnungen 12 eingespritzt (vgl. Fig. 2), die zweck mtssig an den Schmalseiten des Mundstücks 1 angeordnet sind sowie in grösserem Abstand vor der Austrittsöffnung 1" und vor der Absatzfläche 9"' liegen. Die Mundstückbohrung 7 ist so ausgebildet, dass ihre Wand 7" - jeweils in Giessrichtung (Pfeil 2) gesehen an den Breit- und Schmalseiten des Mundstücks einen unterschiedlichen Verlauf aufweist. An den Breitseiten (vgl. Fig. 1) ist die Wand 7" lediglich im Bereich des innenliegenden Mündungskörpers 9 in der Weise gekrümmt, dass sich in Giessrichtung eine Erweiterung der Mundstückbohrung 7 ergibt. An den Schmalseiten (vgl. Fig. 2) ist die Wand 7" - abgesehen allenfalls vom Anschlussbe reich 1n1"' auf der linken Seite des Mundstücks - über die gesamte Länge gekrümmt ausgebildet mit der Folge, dass sich die Mundstückbohrung 7 auch ausserhalb des Mündungskörpers 9 in Giessrichtung erweitert. Der Vorteil der Ausführungsform gemäss Fig. 1 und 2 besteht insbesondere darin, dass durch Angiessen des widerstandsfähigen Tragkörpers aus Kieselsäure an den teuren Mündungskörper aus Bornitrid eine einfache und betriebssichere Anordnung hergestellt werden kann, in welcher zusätzliche und ggf. störanfällige Befestigungselemente entfallen. Der Mündungskörper kann sich dabei nicht von dem ihn umschliessenden Tragkörper lösen Die Aussenwand des Mundstücks besteht in dem Bereich, in dem der enge Dichtspalt zwischen den relativ zueinander bewegten Teilen 1 und 4, 5 eingestellt ist, aus dem Keramikwerkstoff des Mündungskörpers 9, d. h. aus einem Keramikwerkstoff mit einer bezüglich der Stahlschmelze geringen Netzfähigkeit. Dies hat zur Folge, dass mit einer verhältnismässig grossen Spaltweite (bei spielsweise in der Grössenordnung un 0,5 m) gearbeitet werden kann, ohne die Betriebssicherheit der Einheit aus Mundstück und Stranggiesskokille in Frage zu stellen. Die Verwendung eines innenliegenden Nündungskörpers hat ausserdem zur Folge, dass die zur Anwendung kommende Menge Bornitrid gering gehalten werden kann. Die Ausführungsform des Giessdüsen-Mundstücks 1 gemäss Fig. 3 bis 5 weist einen aussenliegenden Mündungskörper 9 auf, der den Tragkörper 8 auf dem in Giessrichtung (Pfeil 2) hinteren Teil seiner Längserstreckung um sdiliesst und, Uber diesen in axialer Richtung hinausragend, mit seiner Aussenfläche 9"" in Verlängerung der Aussenwand 8" einen grösseren Teil der Aussenfläche des Mundstücks bildet. Die eine Trennung der beiden Keramikkörper 8 und 9 verhindernde formschlüssige Verbindung besteht aus einer im Querschnitt halbkreisförmigen Verdickung 8"' des Tragkörpers, welche gleichzeitig dessen in Giessrichtung hintere Abschlusskante bildet. Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 5 mit aussenliegen- dem Mündungskörper 9 wird die unlösbare formschliissige Verbindung zwischen den Keramikkörpern 8 und 9 durch den innenliegenden Absatz 91 gebildet, der bezüglich der Mundstück-Langsachse 1' geneigte Absatzflächen 9a und 9b aufweist. Die Aussenkontur des Tragkörpers 8 ist entsprechend ausgebildet. Der mit der Dichtmasse 11 ausgefüllte spaltförmige Zwischenraum 10 ist im Falle der Aus führungs formen gemäss Fig. 3 bis 5 dadurch bedingt, dass der an den Mündungskörper 9 angegossene Tragkörper 8 während des Trocknungsvorgangs die bereits erwähnte Schrumpfung erfährt. Das erfindungagemässe Verfahren zur Herstellung eines Mundstücks in Verbundbauweise mit innenliegendem Mündungskörper wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die in Fig. 6 dargestellte Giessform erläutert. Der im Rohzustand vorliegende Mündungskörper 9 wird in eine nach oben hin offene Stahl-Stützform 13 eingesetzt, in die weiterhin eine aus Gips bestehende Aussenform 14 und ein einteiliger Gipskern 15 eingebracht werden. Die Teile 13 und 15 greifen in die Rohbohrung des Mündungskörpers 9 ein und verhindern den Zutritt der als Schlicker vorliegenden Kieselsäure in diesen Bereich. Die Stahl-Stützforrn 13 wird mittels eines Deckels 16 mit einer Einfüllöffnung 16' verschlossen, der sich gleichzeitig auf den Teilen 14 und 15 abstützt und deren gegenseitige Lage innerhalb der Stahl-Stützform 13 sichert. Durch den Zwischenraum, der von den Teilen 16, 14, 9 und 15 begrenzt wird, ist die Rohform des an den Mündungskörper 9 anzugiessenden Tragkörpers 8 festgelegt. Mittels der aus Gips bestehenden Teile 14 bis 16 wird dem eingefüllten Schlicker Feuchtigkeit entzogen, bevor die Giessform zur Fortsetzung des Trocknungsvorgangs geöffnet wird. Nach dem Trocknungsvorgang und dem Herauslösen des nunmehr im Rohzustand vorliegenden Mundstücks mit den Teilen 8 und 9 muss dieses bei etwa 1100 C gebrannt werden. Dieser Abschnitt des Herstellvorgangs ist insofern kritisch, als sich das Bornitrid des Mündungs- körpers 9 stärker dehnt als die Kieselsäure des Tragkörpers 8 und demzufolge unter Umständen beschädigt wird. Um dies zu verhindern, wird der Mündungskörper 9 vor dem Einfüllen des Schlickers in die Giessform in dem Bereich, der später dem Tragkörper 8 gegenüberliegt, mit einer nachgiebigen Umhüllung 17 überzogen, die beim Brennen vergast und damit den Raum schafft, der die Schrumpfung des Tragkörpers 8 beim Trocknen zulässt und um den sich der Ntlndungskörper 9 beim Brennen bezüglich des ihn umschliessenden Tragkörpers ausdehnt. Die nachgiebige Umhüllung, die insbesondere aus einem auflösbaren Kunststoff bestehen kann, muss also hinsichtlich ihrer Stärke so bemessen sein, dass sie die beim Trocknungs- und Brennvorgang auftretenden unterschiedlichen Abmessungsänderungen der Keramikkörper 8 und 9 auffangen kann. Der nach dem Brennvorgang vorliegende spaltförmige Zwischenraum (vgl. dazu die Ausführungs- formen gemäss Fig. 1 und 2) wird in der bereits beschriebenen Weise ausgefüllt. Die erforderliche Endbearbeitung des Giessdüsen-Mund- stücks unter Einhaltung der erforderlichen engen Abmessungs- und Winkel-Toleranzen wird erst nach Beendigung des Brennvorgangs durchgeführt. Das zur Herstellung eines Mundstücks mit innenliegendem Mündungskörper geeignete Verfahren besteht also aus den folgenden wesentlichen Schritten: Der aus Bornitrid bestehende Mündungskörper wird aussen mit der nachgiebigen Umhüllung aus Kunststoff versehen, die eine Wandstärke in der Grössenordnung von 3 mm aufweist. Nach dem Einlegen des Mündungskörpers in die Giessform und deren Vervollständigung durch Einbringen der zugehörigen Gipsbestandteile wird SiO2-Schlicker eingefüllt. Während des bei etwa 70 0C vor sich gehenden Trocknungsvorgangs schrumpft der angegossene Tragkörper und drückt die Umhüllung des Nündungskörpers auf eine Wandstärke von etwa 1,5 mm zusammen. Nach dem Herauslösen des Mundstücks aus Tragkörper und Mündungskörper aus der Giessform wird die erwähnte Einheit bei etwa 1100 0C einem Brennvorgang unterzogen, der die Vergasung der Umhüllung und die Bildung des Zwischenraums zwischen den beiden miteinander ver bundenen Keramikkörpern zur Folge hat: Der innenliegende Mündeng8kdrper kann sich also bezüglich des ihn in Längsrichtung teilweise umschliessenden Tragkörpers in geringem Umfang bewegen. Das gasförmige Reaktionsprodukt der Umhüllung entweicht über Bohrungen, die an zumindest einem der beiden Keramikkörper angeordnet sind. Nach Abkühlung des Mundstücks wird der Zwischenraum zwischen den beiden Keramikkörpern mit einer glasurartigen Dichtmasse gefüllt, die bei niedrigen Temperaturen fest ist, d.h. die beiden Keramikkörper unbeweglich miteinander verbindet. Bei Temperaturen oberhalb etwa 1400 0C nimmt die Dichtmasse einen teigigplastischen Zustand an und bildet eine nachgiebige Dichtung zwischen den beiden Keramikkörpern. Als Umhüllung, die erforderlichenfalls mit dem Mündungskörper verklebt wird, kommt insbesondere Styrolpolimerisat oder Styrolcopolimerisat in Frage. Die in den Fig. 7 und 8 dargestellten Giessformen sollen die Herstellung eines Giessdüsen-Mundstücks mit aussenliegendem Mündungskörper 9 ermöglichen. Die Giessform gemäss Fig. 7 weist dabei einen einteiligen Gipskern 15 auf, dessen Aussenkontur bereits an nähern dem Verlauf der späteren Mundstückböhrung 7 (vgl. dazu Fig. 3 und 4) entspricht. Da der bezüglich des vorgefertigten Mündungskörpers 9 innenliegende Tragkörper 8 beim Trocknungsvorgang, bei dem ihm auch unter Einwirkung der umgebenden Gipsteile 14 bis 16 Wasser entzogen wird, die bereits erwähnte Schrumpfung erfährt, ist die Verwendung einer nachgiebigen Umhüllung (wie in Fig. 6 dargestellt) im wesentlichen nicht erforderlich. Allenfalls im Bereich der in Giessrichtung vornliegenden Stirnseite 9c des Mündungskörpers kann eine nachgiebige Zwischenschicht 18 vorgesehen sein, um die Gefahr einer Beschädigung der über die Verdickung 8"' #tetnander verhakten Keramikkörper 8 und 9 herabzusetzen. Die Zwischenschicht 18 kann nach dem Abziehen der Keramikkörper 8 und 9 vom Gipskern 15, in jedem Falle jedoch vor dem Brennvorgang, von aussen entfernt werden. Die Zwischenschicht 18 muss demzufolge zwar in ausreichendem Masse nachgiebig, jedoch nicht durch den Brennvorgang auf lösbar sein. Der beim Trocknungsvorgang entstandene spaltähnliche Zwischenraum zwischen den Keramikkörpern 8 und 9 verkleinert sich während des Brennvorgangs in gewissem Umfang dadurch, dass sich das Bornitrid des Mündungs- körpers 9 stärker dehnt als die Kieselsäure des Tragkörpers 8. Die Giessform gemäss Fig. 8 unterscheidet sich dadurch von der soeben beschriebenen Giessform, dass der Gipskern mehrere voneinander lösbare Kernteile 15, 15a und 15b aufweist. Der Gipskern kann demzufolge, ohne dass das im Rohzustand vorliegende Mundstück mit den Keramikkörpern 9 und 8 nach oben abgezogen werden muss, aus der Giessform entfernt werden; entsprechendes gilt für die Aussenform 14. Die gegenseitige Zuordnung von aussenliegendem Mündungs- körper 9 und innenliegendem Tragkörper 8 vor dem Trocknungsvorgang ist aus Fig 9 ersichtlich. Die beiden Keramikkörper stützen sich zu diesem Zeitpunkt unmittelbar aneinander ab. Lediglich im Bereich der in Giessrichtung vorn (d.h. in der Zeichnung links) liegenden Stirnfläche 9c des Mündungskörpers 9 ist ein durch die nachgiebige Zwischenschicht 18 ausgefüllter Raum vorhanden. Da die Zwischenschicht von aussen zugänglich ist, kann sie zu einem geeigneten Zeitpunkt ohne Schwierigkeit entfernt werden. Das zur Herstellung eines Mundstücks mit aussenliegendem Mündungakörper geeignete Verfahren ist durch folgende wesentliche Verfahrensschritte gekennzeichnet: Nach dem Einlegen des Nündungskörpers - auf den erforderlichenfalls die bereits erwähnte Zwischenschicht, beispielsweise durch Kleben, aufgebracht ist - und der Gipsbestandteile in die Giessform wird diese mit Si02-Schlicker gefüllt. Im Verlaufe des Trocknungsvorgangs bei etwa 70 0C schrumpft der innenliegende Tragkörper, wobei sich zwischen diesem und dem Mündungskörper der bereits erwähnte Zwischenraum bildet; die an dem Mündungskörper angebrachte Zwischenschicht stellt sicher, dass zwischen den beiden Keramikkörpern auch in axialer Richtung ein ausreichender Bewegungsspielraum vorhanden ist. Nach Entfernen des Mundstücks aus der Giessform kann die Zwischenschicht entfernt werden, bevor die beiden beweglich miteinander verbundenen Keramikkörper bei 1100 0C gebrannt werden. Nach dem Abkühlen des Mundstücks wird der Zwischenraum zwischen den beiden Keramikörpern mit der bereits erwähnten glasurartigen Dichtmasse gefüllt, die erst bei höheren Temperaturen teigig-plastisch wird und eine nachgiebige Abdichtung zwischen den beiden #eramikkörpern herstellt. Die ggf. zum Einsatz kommende Zwischenschicht kann aus demselben Kunststoff bestehen wie die Umhüllung, die bei der Herstellung eines Mundstücks mit innenliegendem Mündungskörper zum Einsatz gelangt. Da die Zwischenschicht bereits vor dem Brennvorgang von aussen entfernt werden kann, können jedoch auch andere Kunststoffe Verwendung finden, die nicht in einen gasförmigen Zustand überführbar sein müssen. Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, dass sich durch Angiessen eines Tragkdrpers an einen bereits vorgefertigten #ündungskörper aus Bornitrid eine Einheit herstellen lässt, deren Bestandteile über eine formschlüssige Verbindung unlösbar aneinander befestigt sind. Der fertigungstechnisch bedingte Zwischenraum zwischen den beiden miteinander verhakten Keramik- körpern kann dabei in einfacher Weise mit einer sich bei niedrigen Temperaturen verfestigenden Dichtmasse ausgefüllt werden, bevor das Mundstück der Endbearbeitung unterzogen wird.

Claims: Ansprüche: 1. Aus mehreren Längsabschnitten bestehende Giessdüse zum Zuführen von Metallschmelze, insbesondere Stahlschmelze, in eine Stranggiesskokille mit einen rechteckförmigen Kokillenraum begrenzenden und dort ausschliesslich in Giessrichtung bewegten Kokillenwänden, deren im Quer schnitt angepasstes Mundstück, auf einem Teil seiner Längserstreckung in den Kokillenraum hineinragend, einen hohlen Tragkörper aus amorpher Kieselsäure und, an die sem abgestützt, einen hohlen Mündungskörper aus Borni trid aufweist, wobei letzterer im Endbereich des Mund stücks bis zu dessen Austrittsöffnung einen Teil der Wandung der Mundstückbohrung und die dort befindliche Stirnfläche bildet, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Mündungskörper (9) und der an diesen angegossene Tragkörper (8), die sich gegen seitig überlappen, unter Einhaltung eines spaltförmi gen Zwischenraums (10) über Formschluss unlösbar mitein ander in Verbindung stehen und der Zwischenraum zwischen den benachbarten Flächen der beiden Keramikkörper (8, 9) mit einer Dichtmasse (11) ausgefüllt ist, die bei höheren Temperaturen plastische Eigenschaften auf weist. 2. Giessdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der im Uberlappungsbereich aussenliegende Keramikkörper (8 bzw. 9) mit Einfüllöffnungen (12) für die Dichtmasse (11) ausgestattet ist. 3. Giessdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die beiden Keramikkörper (8, 9) über zumindest zwei in axialer Richtung wirksame Absatzflä chen (9a, b) unlösbar ineinandergreifen. 4. Giessdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, dass die beiden Keramikkörper (8, 9) über eine im Querschnitt halbkreisförmige Verdickung (8"') unlösbar ineinandergreifen. 5. Giessdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass der in dem Tragkörper (8) gehaltene innenliegende Mündungskörper (9), als Verlängerung axial über diesen hinausragend, auch einen Teil der Aussenfläche (9"') des Mundstücks (1) bildet. 6. Giessdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, dass der aussenliegende Mündungskörper (9) den Tragkörper (8) auf dem in Giessrichtung (Pfeil 2) hinteren Teil seiner Längserstreckung umschliesst und, fieber diesen in axialer Richtung hinausragend, einen Teil der Aussenfläche (9"") des Mundstücks (1) bildet. 7. Verfahren zur Herstellung des Mundstücks einer Giessdü se gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einem hohlen Tragkörper aus amorpher Kieselsäure und einem an die sem abgestützten hohlen Mündungskörper aus Bornitrid, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Tragkörper in der Weise an den vorgefertigten Mündungs- körper angegossen wird, dass nach dem sich anschliessen den Trocknungs- und Brennvorgang mit Bildung eines spaltförmigen Zwischenraums zwischen den beiden Keramik körpern eine unlösbare formschlüssige Verbindung vor liegt, und dass der Zwischenraum mit einer bei höheren Temperaturen plastischen Dichtmasse ausgefüllt wird. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Nündungskörper vor dem Angiessen des aussenliegenden Tragkörpers in dem diesem zugewandten Bereich mit ei ner nachgiebigen Umhüllung Überzogen wird, bei deren Beseitigung, die spätestens während des Brennvorgangs vor sich geht, der Zwischenraum entsteht. 9. Verfahren nach Anspruch 7 dadurch gekenn zeichnet, dass der Mündungskörper vor dem An giessen des innenliegenden Tragkörpers an der diesem zugewandten Stirnfläche mit einer nach giebigen Zwischenschicht belegt wird, die spätestens vor dem Brennvorgang entfernt wird.

Inventors: ARTZ, GERD, FIGGE, DIETER, HOSTER, THOMAS, DR.
Applicants: FRIED. KRUPP GESELLSCHAFT MIT BESCHRANKTER HAFTUNG
Application year: 1984
Main classification: B22D11
IPC codes: B22D11