AT404105B

AT404105B - Verfahren zum stranggiessen einer metallschmelze

Info

Publication number: AT404105B
Application number: AT0128695A
Authority: AT
Inventors: Gerald Dipl-Ing D Hohenbichler
Original assignee: Voest Alpine Ind Anlagen
Priority date: 1995-07-27
Filing date: 1995-07-27
Publication date: 1998-08-25
Also published as: ATA128695A; DE19628006A1; US5811023A; US5894880A; DE19628006C2

Description

AT 404 105 B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggießen einer Metallschmelze, insbesondere einer Stahlschmelze, vorzugsweise zum Stranggießen von Dünnbrammen, wobei die Metallschmelze über mindestens eine in der Hauptsache zu einer Seitenwand einer Stranggießkokille gerichtete Seitenöffnung eines Tauchgießrohres sowie über mindestens eine in der Hauptsache in Gießrichtung gerichtete Bodenöffnung des Tauchgießrohres in die Stranggießkokille fließt, sowie ein Tauchgießrohr zum Stranggießen.

Ein Verfahren dieser Art und ein Tauchgießrohr zur Durchführung des Verfahrens sind beispielsweise aus der AT-B - 331.438 und der AT-B - 332.579 bekannt. Tauchgießrohre mit seitlichen Öffnungen und mindestens einer Bodenöffnung werden bevorzugt zum Herstellen von Dünnbrammen eingesetzt. Hierdurch lassen sich trotz des geringen Querschnittes hohe Gießleistungen erzielen. Schwierigkeiten können jedoch während der Inbetriebnahme-Phase beim Gießstart oder nach einem Tauchrohrwechsel auftreten: Hier steigt die Gießleistung nämlich von Null auf die Nenn- bzw. Soll-Leistung für die Normalbetrieb-Phase an, u.zw. während einer kurzen Zeitspanne, etwa während der ersten ein bis zwei Minuten. Während dieser Zeitspanne wird das Tauchgießrohr nicht in seinem Sollbereich der Gießgeschwindigkeit bzw. Gießrate, für die es ausgelegt ist, betrieben, was zur Folge hat, daß während dieser Phase völlig andere Strömungen auftreten als während des Normal-Betriebes. So werden zunächst nur ungünstig geringe Mengen an Metallschmelze in Richtung Gießspiegel bewegt, so daß während der Inbetriebnahme-Phase eine Deckelbil-dungs- bzw. Brückenbildungsgefahr in ungleich höherem Maß gegeben ist als während des Stranggießens in der Normalbetrieb-Phase.

Aus der EP-A - 128.732 ist ein Tauchgießrohr bekannt, das lediglich zu Seitenwänden einer Stranggieß-kokille gerichtete Seitenöffnungen aufweist. In dem Kanal dieses Tauchgießrohres befindet sich eine Einlage, die einen Strömungswiderstand während der Inbetriebnahmephase des Tauchgießrohres bildet und während der Inbetriebnahmephase abgetragen wird, so daß nach der Inbetriebnahmephase der volle Kanalquerschnitt für die ausströmende Metallschmelze zur Verfügung steht.

Eine besondere Problematik liegt beim Gießstart vor, bei dem bei herkömmlichen Verfahren bei Verwendung von Tauchgießrohren mit einer Bodenöffnung sich ein vertikal nach unten gerichteter Strahl von Metallschmelze direkt gegen den Anfahrstrangkopf eines die Durchlauf-Stranggießkokille am unteren Ende verschließenden Anfahrstranges gerichtet ist. Der Anfahrstrangkopf ist üblicherweise mit Kühlspänen bedeckt, um eine Schweißverbindung zwischen Strang und Anfahrstrangkopf zu vermeiden. Der nach unten gerichtete Gießstrahl führt zu einem Wegspülen der Kühlspäne. Es kommt zu einem Freispülen des Anfahrstrangkopfes, was unerwünscht ist, da es dann zu einer nur schwer lösbaren Verbindung zwischen dem Gußstrang und dem Anfahrstrangkopf kommen könnte.

Eine weitere Problematik ergibt sich beim Stand der Technik beim Wechsel eines Verteilergefäßes, d.h. jenes Gefäßes, das die Schmelze aufnimmt und von dem die Schmelze über ein Tauchgießrohr in die Kokille strömt. Ein solcher Wechsel kann z.B.zwecks Wechsel der Güte der Metallschmelze oder wegen Reparaturarbeiten notwendig sein.

Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem sowohl die Gefahr einer Deckel- bzw. Brückenbildung und auch ein Freispülen des Anfahrstrangkopfes während der Inbetriebnahme-Phase vermieden wird. Hierbei soll jedoch unmittelbar nach der Inbetriebnahme-Phase, ohne Verzögerungen und ohne Manipulationen zu erfordern, die Normalbetrieb-Phase anschließen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verhältnis der durch die Seitenöffnung pro Zeiteinheit fließenden Menge an Metallschmelze zur durch die Bodenöffnung pro Zeiteinheit fließenden Menge an Metallschmelze während der Inbetriebnahme-Phase des Tauchgießrohres größer gehalten wird als in der anschließenden Normalbetrieb-Phase.

Bei einem Wechsel der Güte der Metallschmelze ohne Unterbrechung des Stranggießens ergibt sich durch das erfindungsgemäße Verfahren ein kürzerer aus den unterschiedlichen Güten bestehender Mischstrangabschnitt. Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind darin zu sehen, daß bei einem Wechsel des Tauchgießrohres oder des Verteilergefäßes der Gießspiegel heiß bleibt und daß neu aufgebrachtes Gießpulver sehr rasch aufschmilzt.

Unter Umständen ist es bevorzugt, daß während der Inbetriebnahme-Phase des Tauchgießrohres die Metallschmelze durch die Bodenöffnung des Tauchgießrohres mit gegenüber der Normalbetrieb-Phase sehr stark verringertem Mengenstrom, vorzugsweise mit maximal 15 % der Menge des Gesamtschmelzenstromes, strömt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird jedoch während der Inbetriebnahme-Phase des Tauchgießrohres ein Strömen der Metallschmelze durch die Bodenöffnung des Tauchgießrohres gänzlich unterbunden.

Ein Tauchgießrohr zum Stranggießen einer Metallschmelze, insbesondere zum Stahl-Stranggießen, vorzugsweise zum Stranggießen von Dünnbrammen, mit zumindest einer in der Hauptsache zu einer 2

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Seitenwand einer Stranggießkokille gerichteten Seitenöffnung und mit zumindest einer in der Hauptsache in Gießrichtung gerichteten Bodenöffnung, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Tauchgießrohr zu Beginn der Inbetriebnahme-Phase mit einer die Bodenöffnung zumindest teilweise bedeckenden Abdeckung, die mittels der Metallschmelze beseitigbar ist, versehen ist.

Die Beseitigung der die Bodenöffnung zumindest teilweise bedeckenden Abdeckung mittels der Metallschmelzen kann durch Abtragen, Verdampfen, Verbrennen etc. erfolgen, vorzugsweise geschieht dies jedoch dadurch, daß die Abdeckung aus einem durch die Hitze der Metallschmelze schmelzbaren Material gebildet ist.

Zweckmäßig ist hierzu die Abdeckung aus einem Metall der gleichen oder ähnlichen Qualität wie die Metallschmelze gebildet.

Vorzugsweise ist die Abdeckung aus einem Blech gebildet.

Es kann von Vorteil sein, den nach unten gerichteten Gießstrahl während der Inbetriebnahme-Phase nicht zur Gänze zu verhindern, sondern stark abgebremst aus dem Tauchgießrohr austreten zu lassen. Hierfür dient vorteilhaft ein Tauchgießrohr, bei dem die Abdeckung Durchbrechungen aufweist, insbesondere gitterförmig gestaltet ist,

Um ein Verrutschen der Abdeckung während der Inbetriebnahme-Phase zu verhindern, ist vorteilhaft die Abdeckung mit zumindest einem die Lage der Abdeckung im Tauchgießrohr sichernden Teil versehen, wobei zweckmäßig der die Lage der Abdeckung sichernde Teil von zumindest einer sich an einer der Öffnungen abstützenden Nase gebildet ist,

Vorzugsweise ist die Dicke des Teiles der Abdeckung, der über der Bodenöffnung zu liegen kommt, entsprechend der Zeitdauer, während der ein zumindest abgeschwächtes Ausströmen der Metallschmelze durch die Bodenöffnung erwünscht ist, bemessen.

Soll das Aufschmelzen der Abdeckung während der Inbetriebnahme-Phase länger dauern, kann dies auch dadurch bewerkstelligt sein, daß das Tauchgießrohr während der Inbetriebnahme-Phase heiß, die Abdeckung jedoch zunächst während des Beginns der Inbetriebnahme-Phase kalt ist, d.h. eine wesentlich geringere Temperatur aufweist als das Tauchgießrohr.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei die Fig. 1 ein in eine Stranggießkokille eingesetztes Tauchgießrohr im Vertikalschnitt veranschaulicht, u.zw. während der Inbetriebnahme-Phase des Tauchgießrohres. Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Abdeckung in zu Fig. 1 analoger Darstellung. Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäß vorgesehenen Abdeckung im Schrägriß.

Ein Tauchgießrohr 1 ist in den Boden 2 eines Zwischengefäßes 3 eingesetzt und reicht mit seinem Mündungsteil 4 in den Hohlraum 5 einer Durchlauf-Stranggießkokille 6, wo es mit dem Mündungsteil unter die Oberfläche 7 der flüssigen Metallschmelze 8 eintaucht. Die Stranggießkokille 6 ist insbesondere für das Gießen von Dünnbrammen gestaltet; sie ist dementsprechend von Schmalseitenwänden 9 und Breitseitenwänden 10 gebildet und weist z.B. ein Querschnittsformat von 70 mm x 1500 mm auf. Die Oberfläche der Metallschmelze, d.h. der Gießspiegel, ist von einem Gießpulver 11 bedeckt.

Der Mündungsteil 4 des Tauchgießrohres 1 weist zwei jeweils gegen eine der Schmalseiten 9 der Stranggießkokille 6 gerichtete Seitenöffnungen 12 auf, durch welche Seitenöffnungen 12 etwa gegen die Schmalseiten 9 gerichtete Strahlen von Metallschmelze 8 austreten. Nach unten hin ist der Mündungsteil 4 mit einem Boden 13 versehen, der eine Bodenöffnung 14 aufweist, durch die während der Normalbetrieb-Phase Metallschmelze 8 etwa vertikal nach unten gerichtet - also in Gießrichtung - austritt.

Die Bodenöffnung 14 ist erfindungsgemäß von einer Abdeckung 15 bedeckt, die von einem Blech gebildet ist und in Form einer Kappe ausgestaltet ist. Diese Abdeckung 15 ist zur Sicherung eines unverrutschbaren Sitzes mittels Vorsprüngen 16, wie Nasen oder Nippel, an der Bodenöffnung 14 zentriert. Sie könnte jedoch auch, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, an der Außenseite des Tauchgießrohres 1 durch Umbiegungen fixiert sein. Für das Stahlstranggießen ist die Abdeckung 15 von einem Stahlblech gebildet, das etwa 3 bis 4 mm dick ist. Dieses Stahlblech wird während der Inbetriebnahme-Phase innerhalb von 1 bis 1,5 min aufgeschmolzen, so daß nach Ablauf dieses Zeitraumes auch die Bodenöffnung 14 von Stahlschmelze 8 durchströmt wird. Die Dicke des Stahlbleches wird vorzugsweise entsprechend der Zeitspanne dimensioniert, innerhalb der ein Aufschmelzen des Stahlbleches und Freiwerden der Bodenöffnung 14 stattfinden soll.

Die Dicke des Bleches kann auch unterhalb von 3 mm liegen. Dies vor allem dann, wenn das Freispülen eines Anfahrstrangkopfes beim Starten des Stranggießens vermieden werden soll Das untere Ende der Stranggießkokille 6 ist dann von einem Anfahrkopf eines Anfahrstranges abgeschlossen. Der Anfahrkopf ist gegenüber den Seitenwänden 9,10 der Stanggießkokille 6 mittels einer Dichtung abgedichtet und von Kühlspänen bedeckt, die ein Anschmelzen des Gußstranges an der Oberfläche des Anfahrstranges 3

Claims

AT 404 105 B vermeiden helfen sollen. Soll das Aufschmelzen des Stahlbleches erheblich länger dauern, ist es auch möglich, anstelle eines besonders dicken Stahlbleches ein dünneres Stahlblech zu nehmen und dieses erst nach dem Vorheizen des TauchgieBrohres 1 kurz vor QieBbeginn im kalten Zustand in das Tauchgießrohr 1 einzusetzen. 5 Ist die Abdeckung 15 aus Stahl der gleichen oder ähnlichen Qualität wie die zu vergießende Stahlschmelze 8 gebildet, spielt es keine Rolle, wenn die Abdeckung nicht vollständig aufgeschmolzen wird und Teile derselben als Kristallisationskeime wirken. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Abdeckung 15 auch gitterförmig gestaltet sein, wie dies in Fig. 3 veranschaulicht ist. io Durch Verwendung der erfindungsgemäßen Abdeckung 15 gelingt es, ein Deckel- und Brückenbildungsrisiko stark zu reduzieren, woraus sich ein entsprechend geringes Durchbruchsrisiko beim Anfahren der Stranggießanlage bzw. beim Wiederanfahren des Gußes - nach Austausch des TauchgieBrohres 1 -ergibt. Weiterhin wird die Gefahr des "Ausspülens" bzw. "Freilegens” des Anfahrstrangkopfes beim Angießen vermieden, so daß die Gefahr des Auftretens von Anfahrdurchbrüchen wesentlich herabgesetzt 15 ist. Patentansprüche 1. Verfahren zum Stranggießen einer Metallschmelze (8), insbesondere einer Stahlschmelze (8), vorzugs-20 weise zum Stranggießen von Dünnbrammen, wobei die Metallschmelze (8) über mindestens eine in der Hauptsache zu einer Seitenwand (9) einer Stranggießkokille (6) gerichtete Seitenöffnung (12) eines TauchgieBrohres (1) sowie über mindestens eine in der Hauptsache in Gießrichtung gerichtete Bodenöffnung (14) des TauchgieBrohres (1) in die Stranggießkokille (6) fließt, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der durch die Seitenöffnung (12) pro Zeiteinheit fließenden Menge an Metallschmelze (8) 25 zur durch die Bodenöffnung (14) pro Zeiteinheit fließenden Menge an Metallschmelze während der Inbetriebnahme-Phase des TauchgieBrohres (1) größer gehalten wird als in der anschließenden Normal-betrie-Phase.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Inbetriebnahme-Phase des 30 Tauchgießrohres (1) die Metallschmelze (8) durch die Bodenöffnung (14) des TauchgieBrohres (1) mit gegenüber der Normalbetrieb-Phase sehr stark verringertem Mengenstrom, vorzugsweise mit maximal 15 % der Menge des Gesamtschmelzenstromes, strömt
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Inbetriebnahme-Phase des 35 TauchgieBrohres (1) ein Strömen der Metallschmelze (8) durch die Bodenöffnung (14) des Tauchgießrohres (1) gänzlich unterbunden wird.
4. Tauchgießrohr (1) zum Stranggießen einer Metallschmelze (8), insbesondere zum Stahl-Stranggießen, vorzugsweise zum Stranggießen von Dünnbrammen, mit zumindest einer in der Hauptsache zu einer 40 Seitenwand (9) einer Stranggießkokille (6) gerichteten Seitenöffnung (12) und mit zumindest einer in der Hauptsache in Gießrichtung gerichteten Bodenöffnung (14), dadurch gekennzeichnet, daß das Tauchgießrohr (1) zu Beginn der Inbetriebnahme-Phase mit einer die Bodenöffnung (14) zumindest teilweise bedeckenden Abdeckung (15), die mittels der Metallschmelze (8) beseitigbar ist, versehen ist.
5. Tauchgießrohr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (15) aus einem durch die Hitze der Metallschmelze (8) schmelzbaren Material gebildet ist
6. Tauchgießrohr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (15) aus einem Metall der gleichen oder ähnlichen Qualität wie die Metallschmelze (8) gebildet ist 50
7. Tauchgießrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (15) aus einem Blech gebildet ist
8. Tauchgießrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die 55 Abdeckung (15) Durchbrechungen aufweist, insbesondere gitterförmig gestaltet ist (Fig. 3).
9. Tauchgießrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (15) mit zumindest einem die Lage der Abdeckung (15) im Tauchgießrohr (1) sichernden 4 AT 404 105 B Teil (16) versehen ist.
10. TauchgieBrohr nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß der die Lage der Abdeckung (15) sichernde Teil von zumindest einer sich an einer der Öffnungen (12, 14) abstützenden Nase (16) gebildet ist.
11. Tauchgießrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Teiles der Abdeckung (15), der über der Bodenöffnung (14) zu liegen kommt, entsprechend der Zeitdauer, während der ein zumindest abgeschwächtes Ausströmen der Metallschmelze (8) durch die Bodenöffnung (14) erwünscht ist, bemessen ist.
12. Tauchgießrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Tauchgießrohr (1) während der Inbetriebnahme-Phase heiß, die Abdeckung (15) jedoch zunächst während des Beginns der Inbetriebnahme-Phase kalt ist, d.h. eine wesentlich geringere Temperatur aufweist als das Tauchgießrohr (1). Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 5