DE3839214A1 - Method and apparatus for introducing metal melt into a slab mould - Google Patents
Method and apparatus for introducing metal melt into a slab mouldInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einleiten von Metallschmelze über ein Tauchgießrohr in eine Brammenkokille, insbesondere in eine Dünnbrammenkokille.The invention relates to a method and a Device for introducing molten metal over a Immersion pouring tube into a slab mold, especially in a thin slab mold.
Beim kontinuierlichen Gießen von Stahlbändern etc. in Brammenkokillen bereitet die Einleitung und die gleichmäßige Verteilung der für eine wirtschaftliche Gießgeschwindigkeit erforderlichen Gießmetallmengen in die Kokille oft große Schwierigkeiten. Denn bei der Erstarrung der Metalle scheiden sich an den wärmeabgebenden Außenflächen der in die Kokille eingeleiteten Metallschmelze zunächst Kristalle ab, die reicher an höher schmelzenden Bestandteilen sind, als dies dem Gesamtinhalt der Schmelze entspricht. Mit fortschreitender Erstarrung wird die Metallschmelze zum Innern des Metallkörpers, der Bramme, immer reicher an niedrig schmelzenden Bestandteilen und an unlöslichen, in ihr suspendierten Verunreinigunen sowie an frei werdenden Gasen. Der auf diese Weise gegossene und erstarrte Metallkörper ist daher nicht homogen und für eine Weiterverarbeitung ungeeignet.When continuously casting steel strips etc. in Slab molds prepares the introduction and the even distribution of for an economic Casting speed required casting metal quantities in the mold is often very difficult. Because with the Solidification of the metals differ on the heat-emitting outer surfaces of the mold introduced metal melt first crystals, which are richer in higher melting components, than this corresponds to the total content of the melt. With progressive solidification becomes the molten metal to the inside of the metal body, the slab, always richer in low melting components and insoluble impurities suspended in it as well as released gases. That way cast and solidified metal body is therefore not homogeneous and unsuitable for further processing.
Man hat daher, wie beispielsweise den deutschen Auslegeschriften 22 08 297 und 23 04 943 entnommen werden kann, bereits Verfahren und unterschiedlich ausgebildete Tauchgießrohre zur Einleitung von Metallschmelze, insbesondere von Stahlschmelze, in eine Brammengußkokille entwickelt, um die oben erwähnten Schwierigkeiten und damit verbundenen Nachteile bei der Herstellung von Metallgußkörpern zu beseitigen.One therefore has, such as the German Signs 22 08 297 and 23 04 943 taken can already be procedures and different trained immersion pipes for the introduction of Molten metal, in particular molten steel, in a slab casting mold designed around the top difficulties mentioned and related Disadvantages in the production of metal castings remove.
Bei den aus diesen Druckschriften bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum Einleiten von Metallschmelze in eine Brammenkokille ist jedoch nicht zu vermeiden, daß es in der Brammenkokille zu starken Turbulenzen in der Metallschmelze und zur Ausbildung von Stauwellen im Bereich des Metallschmelzbadspiegels kommt, die sich nicht nur nachteilig auf die Oberflächenbeschaffenheit des fertig gegossenen Metallkörpers auswirken, sondern die auch zu einem erhöhten Verschleiß am Tauchgießrohr und an den Wandungen der Brammenkokille führen.In the methods known from these publications and devices for introducing molten metal into however, a slab mold cannot be avoided there is severe turbulence in the slab mold Molten metal and for the formation of ram waves in the Area of the molten metal bath level that comes up not only detrimental to the surface quality of the finished cast metal body, but which also leads to increased wear on the immersion nozzle and lead on the walls of the slab mold.
Ferner hat man gemäß einer noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung ein Tauchgießrohr zum Einleiten von Metallschmelze in eine Metallbandgießkokille für dünne Querschnitte (20-60 mm) entwickelt, bei dem an den Schmalseitenwandungen je zwei äußere und eine mittlere Metallausströmöffnung vorgesehen sind, durch die die Metallströme zum Metallbadspiegel parallel, in einem spitzen Winkel aufsteigend oder in einem spitzen Winkel abfallend austreten. Auf diese Weise soll eine bessere Metallschmelzenverteilung in der Metallbandgießkokille erreicht und dadurch Stauwellen an der Metallbadspiegeloberfläche sowie Strangschalenauswaschungen durch den Metallstrahl vermieden und die Herstellung eines Metallbandes mit gutem Gefüge und gleichmäßig fehlerfreier Oberfläche ermöglicht werden. Darüber hinaus sollen hierbei auch Anbackungen von Metallschmelze an den Kokillenwänden vermieden werden.Furthermore, according to one not yet published Patent application for a dip tube to introduce Molten metal in a metal strip casting mold for thin Cross sections (20-60 mm) developed, in which at the Narrow side walls two outer and one middle Metal outflow opening are provided through which the Metal flows parallel to the metal bath level, in one acute angle ascending or at an acute angle Exit at an angle. In this way, one better molten metal distribution in the Metal strip casting mold reached and thereby ram waves on the metal bath mirror surface as well Strand shell washes through the metal jet avoided and using a metal tape good structure and evenly flawless surface be made possible. In addition, here too Caking of molten metal on the mold walls be avoided.
Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung in einer weitergehenden verfahrenstechnischen und vorrichtungsmäßigen Verbesserung zum Einleiten von Metallschmelze in eine Brammenkokille, insbesondere in eine Dünnbrammenkokille.Based on this known prior art the object of the invention is one further procedural and device improvement to initiate Molten metal in a slab mold, especially in a thin slab mold.
Diese Aufgabe wird verfahrenstechnisch dadurch gelöst, daß die Metallschmelze im Gießrohr im Fallstrom über eine Mulde im Boden des Gießrohres umgelenkt und dabei so stark abgebremst wird, daß die Metallschmelze mit entsprechend stark verminderter Geschwindigkeit aus seitlichen Öffnungen in der Gießrohrwandung in die Brammenkokille ausströmt. Durch diese Maßnahmen wird sehr vorteilhaft eine weitgehend laminare Ausströmung der Metallschmelze aus dem Tauchgießrohr in die Brammenkokille erreicht und dadurch die Bildung von Turbulenzen und Stauwellen an der Oberfläche der Metallschmelze in der Brammenkokille vermieden. Dies ermöglicht insbesondere eine kontinuierliche Herstellung von dünnen, homogenen Brammen bzw. Metallblechen. Weiterhin werden durch diese Maßnahmen auch das Tauchgießrohr und die Wandungen der Brammenkokille vor erhöhtem Verschleiß bewahrt und dadurch die Standzeit des Gießrohres und der Kokille erhöht. In terms of process engineering, this task is solved by that the molten metal in the pouring tube in the downflow deflected a trough in the bottom of the pouring tube while doing so is braked so much that the metal melt with correspondingly greatly reduced speed lateral openings in the pouring tube wall in the Slab mold flows out. Through these measures a largely laminar outflow is very advantageous the molten metal from the dip tube into the Slab mold reached and thereby the formation of Turbulence and ram waves on the surface of the Metal melt avoided in the slab mold. This enables in particular a continuous Production of thin, homogeneous slabs or Metal sheets. These measures continue also the immersion nozzle and the walls of the Protected slab mold from increased wear and tear thereby the service life of the pouring tube and the mold elevated.
Um die laminare Ausströmung der Metallschmelze aus dem Tauchgießrohr in die Brammenkokille wirksam zu unterstützen und zu optimieren, werden in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung die Muldentiefe, der Metallausströmwinkel der Mulde und die Muldenrandweite metallvolumenstromabhängig der Gießbrammenbreite angepaßt. Auch kann es hierbei zweckmäßig sein, den Metallausströmwinkel der Mulde so anzuordnen, daß er - bezogen auf den im Gießrohr senkrecht verlaufenden Metallstrahl - etwa 20 Grad - 30 Grad beträgt.In order to effectively support and optimize the laminar outflow of the molten metal from the immersion pouring tube into the slab mold, in a further advantageous embodiment of the invention the trough depth, the metal outflow angle of the trough and the trough edge width are adapted to the width of the tapping slab depending on the metal volume flow. Also, there may in this case be advantageous to arrange the Metallausströmwinkel the trough such that it - relative to the perpendicular in the pouring tube metal stream - about 20 degrees - is 30 degrees.
Für die Vorrichtung wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Tauchgießrohr zum Einleiten von Metallschmelze in eine Brammenkokille gelöst, bei dem der Boden mit einer zentralen Mulde versehen ist, deren Muldenrand über seitliche Öffnungen in der Wandung des Gießrohres in die Brammenkokille mündet.For the device, the object of the invention through a dip tube to introduce Metal melt dissolved in a slab mold, in which the floor is provided with a central depression, whose trough edge through side openings in the Wall of the pouring pipe opens into the slab mold.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung von einer in den Zeichnungen schematisch dargestellten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung.More details, features and advantages of the Invention result from the following Explanation of one in the drawings schematically shown device for performing the Method according to the invention.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 ein im Querschnitt rechteckig ausgebildetes, an den Schmalseiten abgerundetes Tauch gießrohr, gemäß der Erfindung mit mulden förmig ausgebildetem Boden im Teillängs schnitt, Fig. 1 is a rectangular formed cross section, the pouring tube at the narrow sides rounded immersion, cut according to the invention with wells shaped bottom trained in partial longitudinal,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 2 shows a section along the line II-II in Fig. 1,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch das Tauchgießrohr gemäß Fig. 1 in verkleinertem Maßstab mit Metallausströmungsverlauf, Fig. 3 shows a longitudinal section through the immersing nozzle in accordance with Fig. 1 in a reduced scale with Metallausströmungsverlauf,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch den muldenförmigen Boden nach der Linie III-III gemäß Fig. 2 in vergrößtem Maßstab. Fig. 4 shows a longitudinal section through the trough-shaped bottom along the line III-III of FIG. 2 on an enlarged scale.
Das Tauchgießrohr (1) zum Einleiten von Metallschmelze gemäß den Fig. 1 und 2 in eine nicht näher dargestellte Brammenkokille, insbesondere Dünnbrammenkokille, ist im Querschnitt rechteckig ausgebildet und in den Schmalseitenwänden (2) und (3) abgerundet und mit Öffnungen (4) und (5) versehen. Der Boden (6) des Tauchgießrohres (1) ist gemäß der Erfindung mit einer zentralen Mulde (7) versehen, deren seitliche Ränder (8, 9) schräg nach unten über die Öffnungen (4, 5) in den Schmalseitenwänden (2, 3) des Tauchgießrohres (1) in die Brammenkokille münden.The immersion pouring tube ( 1 ) for introducing molten metal according to FIGS. 1 and 2 into a slab mold, not shown in more detail, in particular thin slab mold, is rectangular in cross section and rounded in the narrow side walls ( 2 ) and ( 3 ) and with openings ( 4 ) and ( 5 ). According to the invention, the bottom ( 6 ) of the immersion pouring tube ( 1 ) is provided with a central depression ( 7 ), the lateral edges ( 8 , 9 ) of which are inclined downwards via the openings ( 4 , 5 ) in the narrow side walls ( 2 , 3 ) of the immersion pouring tube ( 1 ) into the slab mold.
In den Längsseitenwänden (10, 11) und im Boden (6) des Tauchgießrohres (1) sind Gasleitungen (12) angeordnet, die eine poröse Schicht (13) im Bereich der Mulde (7) sehr vorteilhaft zur Begasung der Metallschmelze mit Gas (14) versorgen. Durch diese Leitungen (12) und die poröse Schicht (13) können der Metallschmelze je nach Bedarf Desoxidationsmittel, inerte Gase oder auch Gase zur Al2O3-Lösung in einfacher Weise zugeführt und mit der Metallschmelze in diesem Bereich besonders innig vermischt werden. Gegebenenfalls kann es zur Einleitung von Gasen (14) in die Metallschmelze auch zweckmäßig sein, daß der gesamte Boden (6) des Tauchgießrohres (1) aus porösem, gasdurchlässigem Material besteht. Wie ferner der Fig. 1 zu entnehmen ist, ist die Muldenrandweite (C) kleiner ausgebildet als die lichte Innenweite (A) des Tauchgießrohres (1). Auf diese Weise werden, wie anhand von Fig. 3 deutlich gemacht werden kann, etwa zweidrittel der im Tauchgießrohr (1) zentral im Fallstrom (Pfeil 20) nach unten fließenden Metallschmelze von der Mulde (7) im Boden (6) des Gießrohres (1) erfaßt und nach oben zu beiden Seiten hin umgelenkt (Pfeile 21, 22), wobei der Metallstrom so stark abgebremst wird, daß die Metallschmelze mit entsprechend stark verminderter Geschwindigkeit aus den seitlichen Öffnungen (4, 5) in die Brammenkokille (15) ausströmt. Die zu beiden Seiten außen am zentralen Metallfallstrom (20) im Tauchgießrohr (1) nach unten fließenden Teilströme (23, 24) treffen mit den aus der Mulde (7) nach oben in Pfeilrichtung (21, 22) bewegten Metallströmen zusammen und treten in Form weitgehend laminarer Metallströme (25, 26) aus den seitlichen Öffnungen (4, 5) in die in der Brammenkokille (15) befindliche Metallschmelze (16) ein. Auf diese Weise werden sehr vorteilhaft Turbulenzbildungen und Stauwellen der Metallschmelze (16) in der Brammenkokille (15) vermieden und sowohl das Tauchgießrohr (1) als auch die Wandungen der Brammenkokille (15), insbesondere im unmittelbaren Bereich der Öffnungen (4, 5) des Tauchgießrohres (1) vor erhöhtem Verschleiß bewahrt. Gas lines ( 12 ) are arranged in the longitudinal side walls ( 10 , 11 ) and in the bottom ( 6 ) of the immersion pouring tube ( 1 ), which have a porous layer ( 13 ) in the region of the trough ( 7 ) very advantageously for gassing the molten metal with gas ( 14 ) supply. Through these lines ( 12 ) and the porous layer ( 13 ) deoxidizing agents, inert gases or even gases for Al 2 O 3 solution can be supplied to the molten metal in a simple manner and mixed with the molten metal particularly intimately in this area. For the introduction of gases ( 14 ) into the molten metal, it may also be expedient if the entire base ( 6 ) of the immersion pouring tube ( 1 ) consists of porous, gas-permeable material. As can also be seen in FIG. 1, the trough edge width ( C ) is made smaller than the clear inner width ( A ) of the immersion pouring tube ( 1 ). In this way, as can be made clear from FIG. 3, approximately two-thirds of the metal melt flowing downwards in the immersion pouring tube ( 1 ) centrally in the downflow (arrow 20 ) from the trough ( 7 ) in the bottom ( 6 ) of the pouring tube ( 1 ) detected and deflected upwards to both sides (arrows 21 , 22 ), the metal flow being braked so much that the metal melt flows out of the side openings ( 4 , 5 ) into the slab mold ( 15 ) at a correspondingly greatly reduced speed. The partial streams ( 23 , 24 ) flowing downward on both sides of the central metal falling stream ( 20 ) in the immersion pouring tube ( 1 ) meet the metal streams moving upwards out of the trough ( 7 ) in the direction of the arrow ( 21 , 22 ) and take shape Largely laminar metal streams ( 25 , 26 ) from the side openings ( 4 , 5 ) into the metal melt ( 16 ) located in the slab mold ( 15 ). In this way, turbulence and accumulation waves of the molten metal ( 16 ) in the slab mold ( 15 ) are very advantageously avoided and both the immersion pouring tube ( 1 ) and the walls of the slab mold ( 15 ), in particular in the immediate area of the openings ( 4 , 5 ) of the Immersion pouring tube ( 1 ) protected from increased wear.
Gemäß Fig. 4 kann es hierbei auch besonders zweckmäßig sein, daß die Muldentiefe (T), der Metallausströmwinkel (α) der Mulde (7) und die Muldenweite (C) metallvolumenstromabhängig der jeweiligen Gießbrammenbreite angepaßt werden, das heißt, die Muldenweite (C) und die Muldentiefe (T) werden für breite Brammen kleiner, der Metallausströmwinkel (α) größer und dadurch die Abbremswirkung des Metallschmelzstromes gemindert. Der Metallausströmwinkel (α) der Mulde (7) soll hierbei - bezogen auf den im Tauchgießrohr (1) senkrecht verlaufenden Metallstrahl - am besten nicht weniger als 20 Grad und nicht mehr als 30 Grad betragen.According to FIG. 4, it can also be particularly expedient here that the trough depth ( T ), the metal outflow angle ( α ) of the trough ( 7 ) and the trough width ( C ) are adapted to the respective casting slab width depending on the metal volume flow, that is to say the trough width ( C ) and the trough depth ( T ) becomes smaller for wide slabs, the metal outflow angle ( α ) larger, and the braking effect of the molten metal stream is thereby reduced. The metal outflow angle ( α ) of the trough ( 7 ) is in this case - based on the metal jet running vertically in the immersion pouring tube ( 1 ) - best not less than 20 degrees and not more than 30 degrees.
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind nicht auf das in den Zeichnungsfiguren dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So können beispielsweise, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, die Tauchgießrohre verschiedenste Querschnittsformen aufweisen, oder mehrere Rohre zusammengefaßt sein. Die jeweilige konstruktive Ausgestaltung ist in Anpassung an die spezielle Verwendung der Vorrichtung dem Fachmann anheimgestellt.The measures according to the invention are not based on the the embodiment shown limited. For example, without the frame leaving the invention, the immersion pouring tubes have a wide variety of cross-sectional shapes, or several pipes can be combined. The respective constructive design is in line with the special use of the device to the expert left home.
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Legal Events
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