DE102004011883B4 - Impact plate for a casting vessel for casting metallic melts, pouring vessel and device for casting molten metal - Google Patents
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Abstract
Prallplatte für ein Gießgefäß (15) zum Vergießen von metallischen Schmelzen, insbesondere für einen Tundish, mit einer von Seitenwänden (5, 6, 7, 8) umgebenen Prallfläche (P), auf die die Schmelze (5) beim Vergießen trifft, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (5, 6, 7, 8) Öffnungen (9) und zwischen den Öffnungen (9) als Strömungskörper ausgebildete Teilstücke (11) aufweisen, die die im Gießbetrieb auf der Prallfläche (P) sich verteilende Schmelze ablenken und in eine Vielzahl von durch die Öffnungen (9) austretenden Teilströmen (Ts1, Ts2) zerteilen.flapper for a Casting vessel (15) for pouring Metallic melts, in particular for a tundish, with a from side walls (5, 6, 7, 8) surrounded baffle (P) which is hit by the melt (5) during casting, characterized that the side walls (5, 6, 7, 8) openings (9) and between the openings (9) designed as a flow body sections (11), which in the casting operation on the baffle (P) divert distributing melt and into a variety of through the openings (9) emerging part streams (Ts1, Ts2) divide.
Description
Die Erfindung betrifft eine Prallplatte für ein Gießgefäß zum Vergießen von metallischen Schmelzen, insbesondere für einen Tundish, mit Seitenwänden, die eine Prallfläche umgeben, auf die die Schmelze beim Vergießen trifft. Ebenso betrifft die Erfindung ein mit einer solchen Prallplatte ausgestattetes Gießgefäß sowie eine Vorrichtung zum Vergießen von Metallschmelze, in der ein Gießgefäß der in Rede stehenden Art eingesetzt wird.The The invention relates to a baffle plate for a pouring vessel for pouring metallic melts, in particular for a tundish, having side walls, the a baffle surrounded, on which the melt meets when casting. Likewise concerns the invention provides a casting vessel equipped with such a baffle plate and a device for casting of molten metal in which a casting vessel of the type in question is used.
Gießgefäße der in Rede stehenden Art werden in der Fachsprache auch "Zwischenbehälter" oder "Tundish" genannt. Sie werden beim Vergießen von schmelzflüssigem Metall, insbesondere Stahlschmelzen, eingesetzt, um die aus der Gießpfanne ausgegossene Schmelze auf die Kokille zu verteilen, in welchen das jeweils zu erzeugende Gießprodukt geformt wird. Da die Gießpfanne unvermeidbar in einer gewissen Höhe oberhalb des Gießgefäßes angeordnet ist, stürzt das schmelzeflüssige Metall dabei mit erheblicher kinetischer Energie über ein in der Regel vertikal ausgerichtetes Schattenrohr in das Gießgefäß.Casting vessels of in Speech standing type in the jargon are also called "intermediate container" or "Tundish". you will be when shedding of molten Metal, in particular molten steel, used to remove from the Casting ladle poured out Distribute melt on the mold, in which each to generating casting product molded becomes. Because the ladle unavoidable at a certain height arranged above the casting vessel is, crashes the molten liquid Metal with considerable kinetic energy over usually vertically aligned shadow tube in the casting vessel.
Die hohe kinetische Energie des eintretenden Schmelzenstroms verursacht starke Strömungen in dem im Gießgefäß bereits enthaltenen Schmelzenbad. Diese Strömungen verursachen insbesondere die Gefahr, dass unerwünschte Bestandteile in die Schmelze gelangen. So kann zum einen durch die Schmelzenströmungen die feuerfeste Auskleidung des Zwischenbehälters erodiert werden mit der Folge, dass feuerfeste Partikel von der Schmelze aufgenommen werden. Zum anderen können in Folge der Strömungen Teile der auf der Oberfläche des im Gießgefäß enthaltenen Schmelzenbades schwimmenden Schlacke in die Schmelze gezogen werden. Ebenso erschweren die Strömungen im Gießgefäß das Aufsteigen von unerwünschten Einschlüssen, die mit dem Schmelzenstrom aus der Gießpfanne in das Zwischengefäß geschwemmt werden, an die Oberfläche des Schmelzenbades, wo sie von der Schlacke aufgenommen werden sollen.The high kinetic energy of the incoming melt stream caused strong currents in the already in the watering vessel contained melt bath. These currents cause in particular the danger of being unwanted Get ingredients into the melt. So can on the one hand by the melt flows the refractory lining of the intermediate container is eroded with the Result that refractory particles are absorbed by the melt. For another as a result of the currents Parts of the surface of the contained in the casting vessel Melt bath floating slag to be drawn into the melt. As well complicate the currents in the ladle the ascending of unwanted Inclusions, the flushed with the melt stream from the ladle into the tundish be, to the surface the melting bath, where they are to be absorbed by the slag.
Auch kann es in Folge von Wirbelbildungen im Schmelzenbad dazu kommen, dass die auf dem Schmelzenbad schwimmende Schlacke aufreißt. Die Schmelze kommt dann in direkten Kontakt mit dem Sauerstoff der Umgebung, so dass sich in ihr Oxidprodukte bilden, die die Qualität des zu vergießenden Metalls negativ beeinflussen.Also it can come in consequence of vortex formations in the melt bath, that the slag floating on the melt bath ruptures. The melt comes then in direct contact with the oxygen of the environment, so that oxide products form in it that increase the quality of the product casting metal influence negatively.
Um die voranstehend erläuterten Gefahren zu mindern, sind in der Praxis eingesetzte Gießgefäße üblicherweise mit Prallplatten aus feuerfestem Material ausgestattet. Deren Aufgabe besteht einerseits darin, die Auskleidung des Gießgefäßes im Bereich des Auftreffens des in das Gießgefäß eintretenden Schmelzenstroms zu schützen. Zum anderen sind die Prallplatten in der Regel so gestaltet, dass durch eine geeignete Umlenkung bzw. Verteilung zumindest ein Teil der kinetischen Energie der in das Gießgefäß einströmenden Schmelze vernichtet wird. Ziel der Gestaltung der Prallplatte ist es dabei, die Strömung innerhalb des Gießgefäßes möglichst weitgehend zu beruhigen.Around the above explained Reducing dangers are usually foundry troughs used in practice equipped with baffle plates made of refractory material. Their task On the one hand there is the lining of the casting vessel in the area the impact of entering the pouring vessel To protect melt stream. On the other hand, the baffles are usually designed so that a suitable diversion or distribution at least a part of kinetic energy of the inflowing into the casting vessel melt destroyed becomes. The goal of the design of the flapper is to keep the flow within the pouring vessel as possible largely to calm down.
Zu diesem Zweck ist beispielsweise gemäß der WO 95/13890 ein für das Vergießen von Stahlschmelze eingesetztes Zwischengefäß mit einer Prallplatte der eingangs angegebenen Art ausgestattet, die zentral unter einem vertikal ausgerichteten Schattenrohr angeordnet ist, über das die zu vergießende Stahlschmelze in den mit der Prallplatte ausgerüsteten Zwischenbehälter geleitet wird. Die Prallplatte weist einen Bodenabschnitt auf, der an seinen Rändern umlaufende Seitenwände trägt. Auf diese Weise ist die Prallfläche seitlich umschlossen, die an der dem Schattenrohr zugeordneten Oberseite des Bodenabschnitts ausgebildet ist. Die der Prallfläche zugeordneten Wandflächen der Seitenwände sind dabei ausgehend vom Bodenabschnitt in Richtung der Prallfläche geneigt, so dass die Fläche der vom oberen Rand der Seitenwände umgebenen freien Öffnung der Prallplatte kleiner ist als die Prallfläche selbst.To For this purpose, for example, according to WO 95/13890 for the casting of Steel melt inserted intermediate vessel with a baffle plate of equipped at the beginning, which is centrally located under a vertical aligned shadow tube is arranged, over which the molten steel to be cast passed into the equipped with the baffle intermediate container becomes. The baffle plate has a bottom portion which revolves at its edges side walls wearing. In this way is the baffle laterally enclosed, at the top of the shadow tube associated the bottom portion is formed. The associated with the baffle wall surfaces the side walls are inclined starting from the bottom portion in the direction of the baffle, so the area from the top of the side walls surrounded free opening the baffle plate is smaller than the baffle itself.
Durch die schräge Anordnung der Innenflächen der Seitenwände wird erreicht, dass die auf die Prallfläche der bekannten Prallplatte fallende, in Richtung der Seitenwände abgelenkte Schmelze unter Verlust eines erheblichen Teils ihrer kinetischen Energie in eine gegen die Oberfläche des in dem Zwischengefäß enthaltenen Schmelzenbades gerichtete Strömung umgelenkt wird. Die Entstehung von starken Wirbelströmungen im Schmelzenbad soll so verhindert werden. Allerdings kann es in Folge der gegen die Badoberfläche gerichteten Schmelzenströmungen zu intensiven Bewegungen der Schlacke mit der Folge kommen, dass verstärkt Schlackenbestandteile in die Schmelze eingezogen werden.By the slope Arrangement of the inner surfaces the side walls is achieved that on the baffle of the known baffle plate falling, deflected in the direction of the side walls melt below Loss of a significant portion of their kinetic energy in one against the surface of the contained in the tundish Melt bath directed flow is diverted. The emergence of strong vortex flows in the Melt bath should be prevented. However, it may result in succession the against the bath surface directed melt flows come to intense movements of the slag with the result that reinforced Slag components are drawn into the melt.
Ein
anderer Versuch, durch eine geeignete Gestaltung von Prallplatten
die Bewegung des Schmelzenbades beim Vergießen von Stahlschmelze in einem
Tundish zu beruhigen, ist aus der
Mit
dem aus der
Durch
die die strukturierte Formgebung von Prallfläche der aus der
Ausgehend von dem voranstehend erläuterten Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Prallplatte zu schaffen, die beim Einfüllen von Schmelze in ein Gießgefäß mit erhöhter Wirksamkeit die Entstehung von ungewollten Strömungen in dem Gießgefäß verhindert. Ebenso sollte ein Gießgefäß angegeben werden, mit der das Vergießen von Metallschmelze bei verminderter Gefahr einer Kontaminierung der Schmelze im Gießgefäß mit unerwünschten Einschlüssen ermöglicht ist. Schließlich sollte auch eine Vorrichtung geschaffen werden, mit der das Vergießen von metallischer Schmelze zu einem hinsichtlich seiner Eigenschaften optimierten Gussprodukt möglich ist.outgoing from the above State of the art, the invention was the object of a baffle plate to create that while filling from melt into a ladle with increased effectiveness prevents the formation of unwanted currents in the casting vessel. Likewise, a pouring vessel should be specified be, with the shedding of molten metal with reduced risk of contamination the melt in the casting vessel with unwanted inclusions allows is. After all should also be created a device with the pouring of metallic melt to an optimized in terms of its properties Casting possible is.
In Bezug auf eine Prallplatte der eingangs angegebenen Art ist diese Aufgabe dadurch gelöst worden, dass die Seitenwände Öffnungen und zwischen den Öffnungen als Strömungskörper ausgebildete Teilstücke aufweisen, die die im Gießbetrieb auf der Prallfläche sich verteilende Schmelze ablenken und in eine Vielzahl von durch die Öffnungen austretenden Teilströmen zerteilen.In Reference to a baffle plate of the type specified is this Task has been solved by that the side walls openings and between the openings designed as a flow body sections that are in the casting operation on the baffle distracting melt and divide in a variety of ways the openings exiting partial flows divide.
In Bezug auf das Gießgefäß zum Vergießen von metallischer Schmelze, bei dem es sich insbesondere um ein Zwischengefäß oder einen Tundish für das Vergießen von Stahlschmelze handelt, ist die voranstehend genannte Aufgabe dadurch gelöst worden, dass ein solches Gießgefäß mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Prallplatte ausgestattet ist.In With respect to the pouring vessel for pouring Metallic melt, which is in particular an intermediate vessel or a Tundish for the shedding molten steel is the above task solved by it been that such a casting vessel with a formed according to the invention Impact plate is equipped.
Schließlich ist die genannte Aufgabe in Bezug auf eine Vorrichtung zum Vergießen von metallischer Schmelze, die mit einem Gießgefäß und einem Schattenrohr ausgestattet ist, dessen Ausgießöffnung in Betriebsstellung in dem Gießgefäß angeordnet ist, dadurch gelöst worden, dass im Gießgefäß eine zentral unter der Ausgießöffnung angeordnete, erfindungsgemäß ausgebildete Prallplatte vorgesehen ist.Finally is the said object with respect to a device for casting of Metallic melt, equipped with a pouring vessel and a shade tube is, whose pouring opening in Operating position arranged in the casting vessel is solved by been that in the casting vessel a central arranged below the pouring opening, designed according to the invention Baffle plate is provided.
Den verschiedenen Verkörperungen der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass eine Prallplatte mit einer insbesondere ebenen Prallfläche gebildet wird, die von Seitenwänden umgeben ist, welche mit Öffnungen derart versehen sind, dass die auf die Prallfläche treffende und auf die Seitenwände zuströmende Schmelze an den zwischen den Öffnungen verbleibenden Teilstücken der Seitenwände umgelenkt wird.The different embodiments The invention is based on the idea that a baffle plate is formed with a particular flat baffle, the of sidewalls surrounded, which with openings are provided such that the striking on the baffle and on the side walls inflowing melt to the between the openings remaining parts the side walls is diverted.
Mit der Erfindung lassen sich die durch die Öffnungen der Seitenwände tretenden Teilströme gezielt so in die die Prallplatte umgebende Schmelze leiten, dass in der umgebenden Schmelze nur eine minimierte Bewegung verursacht wird. Diejenigen Schmelzenteilströme, die auf die in diesem Fall die Strömungskörper bildenden Wandstücke zwischen den Öffnungen treffen, werden ebenso gezielt in Richtung der Badoberfläche gelenkt.With The invention can be the passing through the openings of the side walls substreams specifically into the melt surrounding the baffle plate so that in the surrounding melt only a minimized movement is caused. Those partial melt streams, on the in this case the flow body forming wall pieces between the openings meetings are also directed in the direction of the bath surface.
Die Öffnungen können nach Art von Löchern in die Seitenwände eingeformt sein. Besonders wirkungsvoll lässt sich der erfindungsgemäß angestrebte Zweck jedoch dann erreichen, wenn die Öffnungen zwischen den Strömungskörpern als Einschnitte ausgebildet sind, die zur von der Prallfläche abgewendeten Oberseite der Seitenwände offen sind. Eine derart gestaltete Prallplatte, bei der die verbleibenden Teilstücke der Seitenwände nach Art von vom Bodenabschnitt abstehenden Zähnen geformt sind, lässt sich nicht nur besonders einfach herstellen, sondern bewirkt auch eine hinsichtlich der Vernichtung kinetischer Energie besonders effektive Aufteilung des auf die Prallplatte treffenden Schmelzenstroms in viele einzelne Teilströme.The openings can by type of holes in the side walls be formed. The present invention is particularly effective Purpose, however, achieve when the openings between the flow bodies than Incisions are formed, which averted from the baffle Top of the side walls are open. Such a designed baffle plate, in which the remaining portions of the side walls can be shaped in the manner of teeth projecting from the bottom section not only very easy to produce, but also causes a particularly effective in killing kinetic energy Distribution of the melt flow striking the baffle plate many individual partial flows.
Eine besonders gute Wirkung wird bei erfindungsgemäßer Ausgestaltung einer Prallplatte insbesondere dann erreicht, wenn die Prallfläche eben ausgebildet ist.A Particularly good effect is in inventive design of a baffle plate in particular achieved when the baffle is flat.
Bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten Prallplatte wird die aus dem Schattenrohr in der Regel im Wesentlichen senkrecht auf die Prallfläche treffende und an dieser in Richtung der Seitenwände abgelenkte Schmelze an den Strömungskörpern in eine Vielzahl von Teilströmungen zerlegt, von denen der eine Teil in einer seitlichen Strömung in die im Gießgefäß bereits vorhandene Schmelze eintritt, während der andere Teil in Richtung der Schmelzbadoberfläche umgelenkt wird. Mit einer derartigen Zerteilung des Schmelzenstrahls in viele Teilströme geht eine intensive Vernichtung der kinetischen Energie einher, mit der der Schmelzenstrahl auf die Prallfläche trifft.at an inventively designed baffle plate The out of the shadow tube is usually substantially perpendicular striking the baffle and at this deflected in the direction of the side walls melt the flow bodies in one Variety of partial flows decomposed, part of which is in a lateral flow in already in the watering vessel existing melt enters while the other part is deflected in the direction of the molten bath surface. With a such division of the melt stream into many streams is a intensive destruction of the kinetic energy associated with the Melting jet on the baffle meets.
So stellt jeder Strömungskörper ein Strömungshindernis dar, an dem der jeweils auf dieses Hindernis treffende Schmelzenstrom an Strömungsenergie verliert. Im Ergebnis wird durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Prallplatte erreicht, dass die in das jeweilige Gießgefäß neu gefüllte Schmelze nur zu geringen Bewegungen im Schmelzenbad führt. Die Gefahr, dass Schlackenbestandteile in die Schmelze gelangen, ist demzufolge deutlich vermindert. Partikel, die mit dem Schmelzenstrom in das Gießgefäß gelangen, werden stattdessen in einem beruhigten Strom zur Badoberfläche geschwemmt und von der Schlacke aufgenommen.So adjust each flow body flow obstruction at which the respective incident on this obstacle melt stream at flow energy loses. As a result, the inventive design the baffle plate reaches that newly filled in the respective casting vessel melt only leads to minor movements in the melt bath. The danger that slag components enter the melt, is therefore significantly reduced. Particle, which get into the casting vessel with the melt stream, instead swamped in a calmed stream to the bath surface and from the Slag taken.
Gleichzeitig ist sichergestellt, dass die Schlackeschicht auf der Badoberfläche stets geschlossen bleibt, so dass eine Oxidation der Schmelze sicher verhindert ist. Auch ist die Belastung der Auskleidung des Gießgefäßes auf ein Minimum reduziert, so dass auch die Gefahr des Einschlusses von Teilen der Auskleidung in die Schmelze minimiert und die Lebensdauer eines mit der erfindungsgemäßen Prallplatte ausgestatteten Gießgefäßes verlängert ist.simultaneously Ensures that the slag layer on the bath surface is always remains closed, so that oxidation of the melt safely prevented is. Also, the load on the lining of the casting vessel is on a minimum, so that the risk of inclusion minimized by parts of the lining in the melt and the life one with the baffle plate according to the invention equipped casting vessel is extended.
Die Anordnung der zwischen den als Strömungskörper wirkenden Teilstücken der Seitenwände vorhandenen Öffnungen kann in Abhängigkeit von der Formgebung des Gießgefäßes und der Position der Prallplatte in dem Gießgefäß so gewählt werden, dass ein optimaler Eintritt der einzelnen Teilströme in die im Gießgefäß bereits vorhandene Schmelze gewährleistet ist. Ist die Prallplatte an zentraler Stelle im Gießgefäß positioniert, so haben Strömungssimulationen gute Ergebnisse gezeigt, wenn die Öffnungen in regelmäßigen Abständen angeordnet sind. Ebenso hat es sich als günstig erwiesen, wenn die Breite der Öffnungen dem 0,5- bis 2,5-fachen der Breite eines zwischen zwei Öffnungen jeweils verbleibenden Strömungskörpers entspricht. Insbesondere kann die Breite der Öffnungen im Wesentlichen gleich der Dicke der Strömungskörper sein, um die angestrebte Minimierung der Strömungsenergie besonders wirksam zu erreichen.The Arrangement of the acting as a flow body sections of the side walls existing openings can depend on from the shape of the casting vessel and the position of the baffle plate in the casting vessel can be chosen so that an optimal Entry of the individual partial flows into the watering already Ensures existing melt is. If the baffle plate is positioned at a central point in the casting vessel, so have flow simulations Good results are shown when the openings are arranged at regular intervals are. Likewise, it has to be cheap proved, if the width of the openings 0.5 to 2.5 times the width of one between two openings each remaining flow body corresponds. In particular, the width of the openings may be substantially the same the thickness of the flow bodies, to the desired minimization of the flow energy particularly effective to reach.
Gemäß einer weiteren, die beruhigte Einleitung der Teilströme in die vorhandene Schmelze ebenfalls begünstigende Ausgestaltung der Erfindung geht die Prallfläche im Wesentlichen stufenlos in die Öffnungen über.According to one further, the calmed introduction of the partial streams in the existing melt also favorable Embodiment of the invention is the baffle essentially infinitely in the openings over.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden nachfolgend im Zusammenhang mit einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:Further Embodiments of the invention are specified in the dependent claims and will be described below in connection with one embodiment illustrative drawing explained in more detail. It each show schematically:
Die
aus einem Feuerfestmaterial einstückig gefertigte Prallplatte
In
die Seitenwände
Das
in
Die
Seitenwände
Zentral
zur Ausgießöffnung
Mittels
der Stopfenstangen
Der über das
Schattenrohr
Der
eine Teil dieser Teilströmungen
Ts1 strömt
dabei durch die Öffnungen
Im
Ergebnis werden die Bewegungen im Schmelzenbad
- 11
- Prallplatteflapper
- 22
- Bodenabschnittbottom section
- 33
-
Längsseiten
der Prallplatte
1 Long sides of the baffle plate1 - 44
-
Schmalseiten
der Prallplatte
1 Narrow sides of the baffle plate1 - 5, 6, 7, 85, 6, 7, 8
- Seitenwändeside walls
- 99
- Öffnungenopenings
- 1111
-
Teilstücke der
Seitenwände
5, 6 ,7 ,8 Portions of the sidewalls5, 6 .7 .8th - 1515
- Gießgefäßcasting vessel
- 1616
- SchattenrohrLadle
- 1717
- Stopfenstangenstopper rods
- 1818
-
Seitenwände des
Gießgefäßes
15 Side walls of the casting vessel15 - 1919
-
Boden
des Gießgefäßes
15 Bottom of the casting vessel15 - 2020
-
Innenraum
des Gießgefäßes
15 Interior of the casting vessel15 - 2222
-
Ausgießöffnung des
Schattenrohrs
16 Pouring opening of the shadow tube16 - 2121
- Schmelzenbadmelt bath
- 23, 2423 24
-
Abströmöffnungen
des Gießgefäßes
15 Outflow openings of the casting vessel15 - AA
-
Abstände zwischen
den Öffnungen
9 Distances between the openings9 - BOE B OE
-
Breite
der Öffnungen
9 Width of the openings9 - BTE B TE
-
Breite
der Teilstücke
11 Width of the cuts11 - DD
-
Dicke
der Teilstücke
11 Thickness of the sections11 - PP
- Prallflächebaffle
- SS
- StahlschmelzenstromSteel melt stream
- Ts1, Ts2Ts1, ts2
- Teilströmesubstreams
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: THYSSENKRUPP STEEL AG, 47166 DUISBURG, DE |
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8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |