DE102016214236A1

DE102016214236A1 - Impact pot, device for casting a metallic melt and method for casting a metallic melt

Info

Publication number: DE102016214236A1
Application number: DE102016214236.4A
Authority: DE
Inventors: Joachim Hülstrung; Sven Karrasch; Helmut Schnitzer
Original assignee: ThyssenKrupp Steel Europe AG; ThyssenKrupp AG
Current assignee: ThyssenKrupp Steel Europe AG; ThyssenKrupp AG
Priority date: 2016-08-02
Filing date: 2016-08-02
Publication date: 2018-02-08
Also published as: CN109562446B; CN109562446A; BR112019002108A2; EP3493930A1; EP3493930B1; WO2018024495A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Pralltopf (1) für ein Gießbehältnis zum Vergießen von metallischen Schmelzen, mit einer eine Prallfläche (1.1) umgebenden Wandung (1.2), welche in Verbindung mit der Prallfläche (1.1) ein offenes Volumen (2) innerhalb des Pralltopfes (1) definiert, in welches metallische Schmelze eingegossen wird, mit mindestens einem an dem Pralltopf (1) angeordneten Anschluss (3) zur Anbindung an mindestens eine gasfördernde Leitung, wobei der Anschluss (3) mit mindestens einer Öffnung (4, 5) gasleitend verbunden ist, aus welcher Gas ausleitbar ist.The invention relates to an impact pot (1) for a casting container for casting metallic melts, having a wall (1.2) surrounding a baffle surface (1.1), which in conjunction with the baffle surface (1.1) has an open volume (2) within the baffle pot (1 ), in which metallic melt is poured, with at least one arranged on the baffle (1) connection (3) for connection to at least one gas-conveying line, wherein the terminal (3) with at least one opening (4, 5) is gas-conductively connected from which gas can be diverted.

Description

Die Erfindung betrifft einen Pralltopf für ein Gießbehältnis zum Vergießen von metallischen Schmelzen, mit einer eine Prallfläche umgebenden Wandung, welche in Verbindung mit der Prallfläche ein offenes Volumen innerhalb des Pralltopfes definiert, in welches metallische Schmelze eingegossen wird, mit mindestens einem an dem Pralltopf angeordneten Anschluss zur Anbindung an mindestens eine gasfördernde Leitung, wobei der Anschluss mit mindestens einer Öffnung gasleitend verbunden ist, aus welcher Gas ausleitbar ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Vergießen einer metallischen Schmelze sowie ein Verfahren zum Vergießen einer metallischen Schmelze.The invention relates to a baffle for a casting container for casting metallic melts, with a wall surrounding a baffle, which defines in connection with the baffle an open volume within the baffle into which metallic melt is poured, with at least one arranged on the baffle pot connection for connection to at least one gas-conveying line, wherein the connection is gas-conductively connected to at least one opening, from which gas can be diverted. Furthermore, the invention relates to a device for casting a metallic melt and a method for casting a metallic melt.

Pralltöpfe werden in Gießbehälter oder auch Verteiler, insbesondere in einem sogenannten Tundish angeordnet, welcher mit metallischer Schmelze, vorzugsweise mit einer Stahlschmelze, gefüllt wird und die Stahlschmelze im Tundish insbesondere auf zwei Ausgießöffnungen verteilt wird, welche jeweils mit einer Kokille zur Erzeugung eines Gießproduktes in Verbindung stehen. Derartige Ausführungen sind bevorzugt Teil einer Stranggießanlage. Der Pralltopf hat die Aufgabe zum einen die Auskleidung des Tundish durch den eintretenden Gießstrahl zu schützen und zum anderen eine Kurzschlussströmung zwischen eintretendem (aus dem Schattenrohr kommenden) und austretendem (in den Tauchausguss fließenden) Gießstrahl zu verhindern, siehe beispielsweise DE 10 2004 011 883 B4 .Baffles are arranged in casting containers or also distributors, in particular in a so-called tundish, which is filled with metallic melt, preferably with a molten steel, and the molten steel is distributed in tundish, in particular two pouring, which in each case with a mold for producing a cast product in combination stand. Such embodiments are preferably part of a continuous casting plant. The baffle has the task on the one hand to protect the lining of the tundish by the incoming pouring stream and on the other to prevent a short-circuit flow between entering (coming from the shadow tube) and exiting (flowing into the immersion nozzle) pouring stream, see for example DE 10 2004 011 883 B4 ,

Einschlüsse in Form von oxidischen Begleitelementen in Stahlschmelzen, beispielsweise Aluminiumoxid-Partikel, verschlechtern insbesondere in einem Stranggießprozess den makroskopischen Reinheitsgrad eines zu erzeugenden Gießproduktes, beispielsweise in einer Bramme. Aufgrund der geringeren Dichte der oxidischen Begleitelemente steigen diese in einem mit Stahlschmelze gefüllten Tundish zwar an die Schmelzenoberfläche und können sich in die an der Schmelzenoberfläche gebildeten Schlacke abscheiden, jedoch abhängig von dem Durchmesser des oxidischen Begleitelementes verringert sich die Aufstiegsgeschwindigkeit mit Abnahme des Durchmessers. Mit Durchmessern kleiner 50 μm reduziert sich die Aufstiegsgeschwindigkeit und somit die Abscheidung in der Schlacke soweit, dass die oxidischen Begleitelemente sich in der Metallmatrix eines Gießproduktes wiederfinden, was wiederrum zu einem schlechten Reinheitsgrad beispielsweise in einer Bramme führt. Oxidische Begleitelemente in Form von Einschlüssen in der Metallmatrix lassen sich nicht mehr auflösen und können sich nachteilig auf die Weiterverarbeitung insbesondere auf die plastische Formgebung des Gießproduktes auswirken.Inclusions in the form of oxidic accompanying elements in molten steel, for example aluminum oxide particles, deteriorate the macroscopic degree of purity of a cast product to be produced, for example in a slab, particularly in a continuous casting process. Due to the lower density of the accompanying oxidic elements, they rise in a molten steel filled tundish to the melt surface and can be deposited in the slag surface formed on the melt surface, but depending on the diameter of the oxide accompanying element, the ascent rate decreases as the diameter decreases. With diameters less than 50 microns, the rate of ascent and thus the deposition in the slag reduced so much that the oxide accompanying elements find themselves in the metal matrix of a cast product, which in turn leads to a poor degree of purity, for example in a slab. Oxide accompanying elements in the form of inclusions in the metal matrix can no longer be dissolved and can have an adverse effect on the further processing, in particular on the plastic shaping of the cast product.

Zur Verbesserung des Reinheitsgrades in Gießprodukten wird in der WO 2000/050190 A1 vorgeschlagen, einen mit Gas beaufschlagten Pralltopf vorzusehen. Der Pralltopf wird unterhalb eines Schattenrohres, aus dem der Gießstrahl in einen Tundish eintritt, platziert, wobei dieser poröse Seitenwände aufweist, durch welche ein Gas durchgeleitet werden kann. Das aus den porösen Seitenwänden austretende Gas flutet in Form von Gasblasen einen außerhalb des Auftreffbereiches des eintretenden Gießstrahles am Pralltopf umgebenden Bereich und bildet eine Art „Gasblasen-Vorhang” aus, durch welchen die ab- und/oder umgelenkte Schmelze nach dem Auftreffen des Gießstrahls hindurchtritt. Als vorteilhaft wird aufgeführt, dass durch die lange Kontaktzeit zwischen der ab- und/oder umgelenkten Schmelze und den Gasblasen außerhalb des Auftreffbereichs am Pralltopf ein effektives Einbinden der eingetragenen oxidischen Begleitelemente in die Gasblasen erfolgt und dadurch die unerwünschten Einschlüsse entfernt werden können. Poröse Wände, Einsätze oder Auslässe haben jedoch den Nachteil, dass abhängig vom vorherrschenden Umgebungs- oder Einsatzdruckes eine definierte Gasblasenausbildung nicht möglich ist und sich ein koaguliertes Gasblasengebilde ausbildet, bevor es sich von der porösen Struktur ablöst, welches einen zu großen und undefinierten Durchmesser aufweist. Zu große und/oder undefinierte Gasblasendurchmesser sind nicht geeignet, oxidische Begleitelemente vollständig aufzunehmen. Die koagulierten Gasblasen mit wesentlich größeren Gasblasen-Durchmessern, die sich an der Porenstruktur der porösen Wände ablösen, steigen beschleunigt an die Schmelzenoberfläche auf und die Kontaktzeit zwischen der ab- und/oder umgelenkten Schmelze und den aufsteigenden Gasblasen reduziert sich erheblich.To improve the degree of purity in cast products is in the WO 2000/050190 A1 proposed to provide a gas impacted baffle pot. The baffle is placed below a shadow tube from which the pouring stream enters a tundish, the latter having porous side walls through which a gas can be passed. The gas emerging from the porous sidewalls floods in the form of gas bubbles an area outside the impingement area of the incoming pouring stream at the impact pot and forms a kind of "gas bubble curtain" through which the deflected and / or deflected melt passes after the impingement of the pouring stream , It is mentioned as advantageous that, due to the long contact time between the rejected and / or deflected melt and the gas bubbles outside the impact area on the baffle, effective incorporation of the registered oxidic accompanying elements into the gas bubbles takes place, and thereby the unwanted inclusions can be removed. However, porous walls, inserts or outlets have the disadvantage that, depending on the prevailing ambient or operating pressure, a defined gas bubble formation is not possible and a coagulated gas bubble formation is formed before it separates from the porous structure, which has too large and undefined diameter. Too large and / or undefined gas bubble diameter are not suitable to completely absorb oxidic accompanying elements. The coagulated gas bubbles with significantly larger gas bubble diameters, which peel off at the porous structure of the porous walls, accelerated to the melt surface and the contact time between the melt and / or diverted melt and the rising gas bubbles is reduced significantly.

Ausgehend von dem oben erwähnten Stand der Technik war es die Aufgabe der Erfindung einen Pralltopf anzugeben, welcher im Vergleich zum bekannten Stand der Technik hinsichtlich der Verbesserung des Reinheitsgrades bei zu erzeugenden Gießprodukten effektiver ausgelegt ist.Based on the above-mentioned prior art, it was the object of the invention to provide a baffle pot, which is designed more effective compared to the prior art in terms of improving the degree of purity in casting products to be produced.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gemäß des Pralltopfes dahingehend gelöst, dass die mindestens eine Öffnung in Richtung des offenen Volumens zum Ausströmen eines Gases weist.According to a first aspect of the invention, the object according to the baffle pot is achieved in that the at least one opening points in the direction of the open volume for the outflow of a gas.

Die Erfinder haben überraschend festgestellt, dass durch das Fluten des offenen Volumens mit Gasblasen respektive mit einem Gasblasenschwarm der Impuls respektive die Energie sowie die Turbulenz des eintretenden Gießstrahles vorteilhaft und effektiv ausgenutzt werden kann. Die Interaktion zwischen den Gasblasen und des Gießstrahls kann infolge der Scherwirkung den Durchmesser der aus den Öffnungen ausströmenden Gasblasen weiter reduzieren. Die im Aufprallbereich vorherrschenden hohen Turbulenzen können zu einer höheren Stoßwahrscheinlichkeit zwischen den Gasblasen und den oxidischen Begleitelementen bzw. auch zwischen den oxidischen Begleitelementen untereinander führen, wodurch es zu einer häufigeren Vereinigung zwischen Gasblasen und oxidischen Begleitelementen bzw. zwischen den oxidischen Begleitelementen zur Erzeugung eines Clusters kommen kann, wodurch die Dichte durch die Vereinigung des Gasblasen-Begleitelement- bzw. Gasblasen-Begleitelementcluster-Gebildes reduziert wird, was wiederrum zu einem schnelleren Aufstieg zur Schmelzenoberfläche und damit besseren Abscheidung in der Schlacke an der Schmelzenoberfläche führen kann.The inventors have surprisingly found that by flooding the open volume with gas bubbles or with a gas bubble swarm the pulse respectively the energy and the turbulence of the incoming pouring stream can be exploited advantageously and effectively. The interaction between the gas bubbles and the pouring stream may further increase the diameter of the gas bubbles flowing out of the openings due to the shearing action to reduce. The high turbulences prevailing in the impact area can lead to a higher probability of collision between the gas bubbles and the oxidic accompanying elements or between the oxidic accompanying elements, which leads to a more frequent combination between gas bubbles and oxidic accompanying elements or between the oxidic accompanying elements to produce a cluster can, whereby the density is reduced by the combination of the gas bubble-Begleitelement- or gas bubble-accompanying element cluster structure, which in turn can lead to a faster rise to the melt surface and thus better deposition in the slag at the melt surface.

Gemäß einer Ausführung des Pralltopfes ist mindestens eine Öffnung oder sind mehrere Öffnungen in der Prallfläche vorgesehen. Die Öffnung ist vorzugsweise in Form einer Düse ausgebildet, welche beispielsweise einstückig mit dem Pralltopf aus einem feuerfest-Material gebildet ist oder als Zusatzteil während oder nach der Herstellung des Pralltopfes in die Öffnung integriert wird. Die Düsenform hat im Vergleich zu einer porösen Struktur den Vorteil, dass definierte Gasblasendurchmesser erzeugt werden können. Die Öffnungen können im Wesentlichen deterministisch in der Prallfläche verteilt sein, beispielsweise strukturiert aber auch unstrukturiert angeordnet sein. Alternativ können die Öffnungen nur im Mittenbereich der Prallfläche oder umlaufend um den Mittenbereich der Prallfläche angeordnet sein. Durch das Vorsehen der Öffnungen in der Prallfläche werden die Gasblasen respektive der erzeugte Gasblasenschwarm dem eintretenden Gießstrahl unmittelbar entgegengesetzt, wodurch der Durchmesser der aus den Öffnungen austretenden Gasblasen respektive Gasblasenschwarms im Einwirkungsbereich weiter reduziert werden kann.According to one embodiment of the baffle pot, at least one opening or several openings are provided in the baffle surface. The opening is preferably formed in the form of a nozzle, which is formed for example in one piece with the baffle made of a refractory material or is integrated as an additional part during or after the production of the baffle pot in the opening. The nozzle shape has the advantage, compared to a porous structure, that defined gas bubble diameters can be generated. The openings may be distributed substantially deterministically in the baffle, for example structured but also arranged unstructured. Alternatively, the openings may be arranged only in the central region of the baffle or circumferentially around the central region of the baffle. By providing the openings in the baffle surface, the gas bubbles or the generated gas bubble swarm are directly opposite to the incoming pouring stream, whereby the diameter of the gas bubbles or gas bubble swirling out of the openings can be further reduced in the area of action.

Gemäß einer Ausführung des Pralltopfes ist die Öffnung insbesondere in Form einer Düse mit einem Durchmesser von zwischen d = 0,2 bis 10 mm ausgebildet. Vorzugsweise beträgt der Durchmesser der Öffnung zwischen d = 0,5 bis 5 mm, um insbesondere definierte, kleine Durchmesser der austretenden Gasblasen respektive des Gasblasenschwarms einstellen zu können.According to one embodiment of the baffle pot, the opening is designed in particular in the form of a nozzle with a diameter of between d = 0.2 to 10 mm. Preferably, the diameter of the opening between d = 0.5 to 5 mm, in order to adjust in particular defined, small diameter of the escaping gas bubbles or the Gasblasenschwarms can.

Gemäß einer Ausführung des Pralltopfes ist mindestens eine Öffnung kumulativ oder alternativ in der Wandung vorgesehen. Ist/sind die Öffnungen kumulativ vorgesehen, so kann das zusätzliche Fluten des offenen Volumens quer zur Austrittsrichtung des aus den Öffnungen in der Prallfläche ausströmenden Gasblasen respektive Gasblasenschwarms und quer zum eintretenden Gießstrahl unterstützend zur Reduzierung der Durchmesser der Gasblasen und/oder zur Erhöhung der Vereinigung der Gasblasen-Begleitelement- bzw. Gasblasen-Begleitelementcluster-Gebilde beitragen.According to an embodiment of the baffle pot, at least one opening is cumulatively or alternatively provided in the wall. Is / are the openings cumulatively provided, so the additional flooding of the open volume transverse to the outlet direction of the effluent from the openings in the baffle gas bubbles or Gasblasenschwarms and transverse to the incoming pouring stream to reduce the diameter of the gas bubbles and / or to increase the union of Contribute to gas bubble companion element or gas bubble companion element cluster structures.

Gemäß einer Ausführung des Pralltopfes kann der Pralltopf rund, oval oder eckig ausgebildet sein. Auch andere Geometrien sind vorstellbar und auf die jeweilige Anwendung anpassbar. Die Prallfläche respektive die Flächen der Wandungen in Richtung offenes Volumen, in denen Öffnungen vorgesehen sein können, müssen gemäß einer weiteren Ausführung des Pralltopfes nicht glatt ausgeführt sein, sondern können zur Erzeugung einer höheren Scherwirkung zwischen eintretendem Gießstrahl und Gasblasen Riefen und/oder erhabene Strukturen jedweder Geometrie aufweisen. Dies kann zusätzlich die Erzeugung von kleinen Gasblasen-Durchmesser fördern.According to one embodiment of the impact pot, the impact pot can be round, oval or angular. Other geometries are conceivable and adaptable to the respective application. The baffle surface or the surfaces of the walls in the direction of open volume, in which openings may be provided, need not be smooth according to another embodiment of the baffle pot, but may be for generating a higher shear between incoming pouring stream and gas bubbles grooves and / or raised structures of any Have geometry. This may additionally promote the generation of small gas bubble diameters.

Der zweite Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vergießen einer metallischen Schmelze zur Erzeugung eines Gießproduktes, umfassend ein Gießgefäß zur Aufnahme einer metallischen Schmelze, welches mit einem Schattenrohr verbunden ist, über welches ein Gießbehältnis mit metallischer Schmelze gefüllt wird, wobei ein Pralltopf in dem Gießbehältnis unterhalb des Schattenrohrs angeordnet ist und dem eintretenden Gießstrahl ausgesetzt ist, das Gießbehältnis mindestens eine Ausgießöffnung zur Befüllung einer mit dem Gießbehältnis in Verbindung stehenden Kokille mit metallischer Schmelze zur Erzeugung eines Gießproduktes aufweist, vorzugsweise das Gießbehältnis zwei Ausgießöffnungen zur Befüllung jeweils einer Kokille mit metallischer Schmelze zur Erzeugung jeweils eines Gießproduktes aufweist, wobei der Pralltopf mindestens einer der vorgenannten Ausführungen entspricht.The second aspect of the invention relates to a device for casting a metallic melt to produce a cast product, comprising a casting vessel for receiving a metallic melt, which is connected to a shadow tube over which a casting container is filled with metallic melt, wherein a baffle in the casting container is arranged below the shade tube and is exposed to the incoming pouring stream, the casting container at least one pouring opening for filling a mold associated with the casting mold with metallic melt to produce a cast product, preferably the casting container two pouring openings for filling a respective mold with metallic melt to Producing each having a cast product, wherein the baffle corresponds to at least one of the aforementioned embodiments.

Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die vorgenannten Ausführungen des Pralltopfes verwiesen, wobei sich die entsprechenden Vorteile auch im Zusammenhang mit einer Vorrichtung zum Vergießen einer metallischen Schmelze zur Erzeugung eines Gießproduktes ergeben.To avoid repetition, reference is made to the aforementioned embodiments of the baffle pot, with the corresponding advantages also result in connection with a device for casting a metallic melt to produce a cast product.

Der dritte Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vergießen einer metallischen Schmelze zur Erzeugung eines Gießproduktes, wobei eine Vorrichtung nach einer der vorgenannten Ausführungen verwendet wird.The third aspect of the invention relates to a method for casting a metallic melt to produce a cast product, wherein a device according to one of the aforementioned embodiments is used.

Gemäß einer Ausführung des Verfahrens wird ein Inertgas als Gas verwendet. Vorzugsweise wird Argon als Gas verwendet, weil es nicht reaktiv und günstig zu beziehen ist. Denkbar wäre es auch, andere Gase zu verwenden, wie beispielsweise Stickstoff, um eine gezielte Reaktion mit der metallischen Schmelze zu ermöglichen, die in der Weiterverarbeitung zum Produkt verbesserte und/oder neue Material- und/oder Anwendungseigenschaften ermöglicht.According to one embodiment of the method, an inert gas is used as the gas. Preferably, argon is used as the gas because it is unreactive and inexpensive to obtain. It would also be conceivable to use other gases, such as, for example, nitrogen, in order to allow a targeted reaction with the metallic melt, which improved in the further processing to the product and / or new material and / or application properties allows.

Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf das Vorgenannte verwiesen.To avoid repetition, reference is made to the above.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigtIn the following the invention will be explained in more detail with reference to an illustrative drawing. Identical parts are provided with the same reference numerals. It shows

1) eine perspektivische Darstellung eines Pralltopfes, 1) a perspective view of a baffle pot,

2) eine Draufsicht des in 1) gezeigten Pralltopfes und 2) a top view of the in 1) baffle and

3) ein simuliertes Verfahren in Zusammenhang mit einer schematischen Teilansicht einer Vorrichtung in perspektivischer Darstellung. 3) a simulated method in connection with a schematic partial view of a device in perspective view.

1) zeigt einen Pralltopf (1) in einer perspektivischen Darstellung für ein Gießbehältnis (14) zum Vergießen von metallischen Schmelzen (11), mit einer eine Prallfläche (1.1) umgebenden Wandung (1.2), welche in Verbindung mit der Prallfläche (1.1) ein offenes Volumen (2) innerhalb des Pralltopfes (1) definiert, in welches metallische Schmelze (11) eingegossen wird, mit mindestens einem, insbesondere außenseitig an dem Pralltopf (1) angeordneten Anschluss (3) zur Anbindung an mindestens eine gasfördernde Leitung, hier nicht dargestellt, wobei der Anschluss (3) mit mindestens einer Öffnung (4, 5) gasleitend verbunden ist, aus welcher Gas, insbesondere nach außen ausleitbar ist, wobei die mindestens eine Öffnung (4, 5) in Richtung des offenen Volumens (2) zum Ausströmen eines Gases, symbolisiert durch die Pfeile, weist. Die Öffnung bzw. Öffnungen (4) sind vorzugsweise in der Prallfläche (1.1) vorgesehen. Die Öffnung (4) ist vorzugsweise in Form einer Düse ausgebildet, wobei die Öffnungen (4) in einem Bereich (1.4) umlaufend um den Mittenbereich (1.3) der Prallfläche (1) angeordnet sind (2). Die Öffnung (4, 5) in Form einer Düse weist einen Durchmesser zwischen d = 0,2 bis 10 mm, vorzugsweise zwischen d = 0,5 bis 5 mm, weiter bevorzugt zwischen d = 1 bis 3 mm auf. Alternativ oder kumulativ und hier nicht dargestellt können die Öffnungen (4) im Wesentlichen deterministisch in der Prallfläche (1.1) verteilt oder nur im Mittenbereich (1.3) der Prallfläche (1.1) vorgesehen sein. Des Weiteren kann mindestens eine Öffnung (5) insbesondere mehrere Öffnungen kumulativ oder alternativ in der Wandung (1.2) des Pralltopfes (1) vorgesehen sein (1). Der Pralltopf (1) ist eckig, wobei auch andere Geometrien denkbar sind, ausgebildet und kann an seinen Flächen (1.1, 1.21) Riefen und/oder erhabene Strukturen (1.22) aufweisen. 1) shows a baffle pot ( 1 ) in a perspective view of a casting container ( 14 ) for casting metallic melts ( 11 ), with a baffle ( 1.1 ) surrounding wall ( 1.2 ), which in conjunction with the baffle ( 1.1 ) an open volume ( 2 ) within the baffle pot ( 1 ) into which metallic melt ( 11 ) is poured, with at least one, in particular on the outside of the baffle pot ( 1 ) arranged connection ( 3 ) for connection to at least one gas-conveying line, not shown here, wherein the connection ( 3 ) with at least one opening ( 4 . 5 ) is gas-conductively connected, from which gas, in particular to the outside can be diverted, wherein the at least one opening ( 4 . 5 ) in the direction of the open volume ( 2 ) to the outflow of a gas, symbolized by the arrows, points. The opening or openings ( 4 ) are preferably in the baffle ( 1.1 ) intended. The opening ( 4 ) is preferably in the form of a nozzle, wherein the openings ( 4 ) in one area ( 1.4 ) around the center area ( 1.3 ) of the baffle ( 1 ) are arranged ( 2 ). The opening ( 4 . 5 ) in the form of a nozzle has a diameter between d = 0.2 to 10 mm, preferably between d = 0.5 to 5 mm, more preferably between d = 1 to 3 mm. Alternatively or cumulatively and not shown here, the openings ( 4 ) substantially deterministically in the baffle surface ( 1.1 ) or only in the middle area ( 1.3 ) of the baffle ( 1.1 ) be provided. Furthermore, at least one opening ( 5 ) in particular a plurality of openings cumulatively or alternatively in the wall ( 1.2 ) of the baffle pot ( 1 ) be provided ( 1 ). The baffle pot ( 1 ) is square, wherein other geometries are conceivable, trained and can be on its surfaces ( 1.1 . 1.21 ) Grooves and / or raised structures ( 1.22 ) exhibit.

In 3) ist eine schematische Teilansicht einer Vorrichtung (10) zum Vergießen einer metallischen Schmelze (11) zur Erzeugung eines Gießproduktes in perspektivischer Darstellung gezeigt. Die Vorrichtung umfasst ein Gießgefäß (12) zur Aufnahme einer metallischen Schmelze (11), welches mit einem Schattenrohr (13) verbunden ist, über welches ein Gießbehältnis (14) mit metallischer Schmelze (11) gefüllt wird. Unterhalb des Schattenrohrs (13) ist ein Pralltopf (1) in dem Gießbehältnis (14), insbesondere auf dem Boden (14.1) des Gießbehältnisses (14) angeordnet und der Pralltopf (1) ist dem über das Schattenrohr (13) eintretenden Gießstrahl, symbolisiert durch die Pfeile, ausgesetzt. Das Gießbehältnis weist mindestens eine Ausgießöffnung, hier nicht dargestellt, zur Befüllung einer mit dem Gießbehältnis in Verbindung stehenden Kokille, hier nicht dargestellt, mit metallischer Schmelze zur Erzeugung eines Gießproduktes auf. Ist die Vorrichtung (10) vorzugsweise Teil einer Stranggießanlage mit zwei Gießsträngen, so weist das Gießbehältnis (14) zwei Ausgießöffnungen zur Befüllung jeweils einer Kokille, hier nicht dargestellt, mit metallischer Schmelze (11) zur Erzeugung jeweils eines Gießproduktes auf, wobei das Schattenrohr (13) mittig zum Einfüllen der metallischen Schmelze (11) in das Gießbehältnis (14) angeordnet ist, um zu vermeiden, das Gasblasen (15) in Richtung der Ausgießöffnungen gelangen bzw. im zu erzeugenden Gießprodukt wiederzufinden sind. Als metallische Schmelze (11) wird vorzugsweise eine Stahlschmelze verwendet. Durch das Fluten des offenen Volumens (2) eines Pralltopfes (1) mit Gasblasen (15) respektive eines Gasblasenschwarms (15) kann der Impuls respektive die Energie sowie die Turbulenz des eintretenden Gießstrahles, symbolisiert durch die Pfeile in 3), vorteilhaft und effektiv ausgenutzt werden. Die Interaktion zwischen den Gasblasen (15) und des Gießstrahls kann infolge der Scherwirkung den Durchmesser der aus den Öffnungen (4, 5) ausströmenden Gasblasen (15) weiter reduzieren. Die im Aufprallbereich (1.3, 1.4) vorherrschenden hohen Turbulenzen führen zu einer höheren Stoßwahrscheinlichkeit zwischen den Gasblasen (15) und den oxidischen Begleitelementen bzw. zwischen den oxidischen Begleitelementen untereinander, wodurch es zu einer häufigeren Vereinigung zwischen Gasblasen und oxidischen Begleitelementen, bzw. zwischen den oxidischen Begleitelementen zur Erzeugung eines Clusters, kommt, wodurch die Dichte durch die Vereinigung des Gasblasen-Begleitelement-Gebildes bzw. Gasblasen-Begleitelementclusters-Gebildes reduziert wird, was wiederrum zu einem schnelleren Aufstieg zur Schmelzenoberfläche (11.1) und damit besseren Abscheidung in der Schlacke (11.2) an der Schmelzenoberfläche (11.1) führt. Argon wird als bevorzugtes Gas verwendet, da es insbesondere eine geringere Dichte in der Stahlschmelze im Vergleich zu den anderen Inertgasen aufweist und dadurch im Umfeld des Schattenrohres (13), insbesondere mit eingeschlossenem oxidischen Begleitelemente bzw. Begleitelementcluster schneller aufsteigen kann.In 3) is a schematic partial view of a device ( 10 ) for casting a metallic melt ( 11 ) for producing a cast product in a perspective view. The device comprises a pouring vessel ( 12 ) for receiving a metallic melt ( 11 ), which with a shadow tube ( 13 ), over which a casting container ( 14 ) with metallic melt ( 11 ) is filled. Below the shade tube ( 13 ) is a baffle pot ( 1 ) in the casting container ( 14 ), especially on the ground ( 14.1 ) of the casting container ( 14 ) and the baffle pot ( 1 ) is about the shadow tube ( 13 ) entering pouring stream, symbolized by the arrows exposed. The casting container has at least one pouring opening, not shown here, for filling a mold associated with the casting container, not shown here, with a metallic melt to produce a cast product. Is the device ( 10 ) preferably part of a continuous casting plant with two casting strands, so the casting container ( 14 ) two pouring openings for filling in each case a mold, not shown here, with metallic melt ( 11 ) for generating a respective cast product, wherein the shadow tube ( 13 ) in the middle for filling the metallic melt ( 11 ) into the casting container ( 14 ) is arranged to avoid the gas bubbles ( 15 ) arrive in the direction of the pouring openings or can be found again in the casting product to be produced. As a metallic melt ( 11 ), a molten steel is preferably used. By flooding the open volume ( 2 ) of a baffle pot ( 1 ) with gas bubbles ( 15 ) respectively a Gasblasenschwarms ( 15 ) can be the momentum respectively the energy and the turbulence of the incoming pouring stream, symbolized by the arrows in 3) , be used advantageously and effectively. The interaction between the gas bubbles ( 15 ) and of the pouring stream can, due to the shearing action, reduce the diameter of the orifices ( 4 . 5 ) gas bubbles ( 15 ) further reduce. The in the impact area ( 1.3 . 1.4 ) prevailing high turbulence lead to a higher probability of collision between the gas bubbles ( 15 ) and the oxidic accompanying elements or between the oxidic accompanying elements with one another, which leads to a more frequent combination between gas bubbles and oxidic accompanying elements, or between the oxide accompanying elements to produce a cluster, whereby the density by the combination of the gas bubble-accompanying element structure or gas bubbles-accompanying element cluster structure is reduced, which in turn leads to a faster rise to the melt surface ( 11.1 ) and thus better separation in the slag ( 11.2 ) at the melt surface ( 11.1 ) leads. Argon is used as a preferred gas, since it in particular has a lower density in the molten steel compared to the other inert gases and thereby in the environment of the shadow tube ( 13 ), in particular with enclosed oxidic Accompanying elements or accompanying element clusters can ascend faster.

Im Rahmen der in 3) gezeigten Simulation wurde die Effektivität des erfindungsgemäßen Pralltopfes am Beispiel der in 2) gezeigten Ausführung untersucht, mit dem Unterschied, dass keine Öffnung in der Wandung vorgesehen war. Der Pralltopf (1) wies 28 Öffnungen (4) in Düsenform mit jeweils einem Durchmesser von d = 3 mm in dem den Mittenbereich (1.3) umlaufenden Bereich (1.4) auf. Der Pralltopf (1) wies von jeder Seite von außen jeweils einen Anschluss auf, welcher jeweils mit an der jeweiligen Seite angeordneten Öffnungsreihe gasleitend in Verbindung stand. Die Anschlüsse waren mit vier Zuleitungen (gasfördernde Leitung) verbunden, welche im Gießgefäß verlegt waren. In der Praxis würden die Zuleitungen durch eine Rieselmasse bedeckt und geschützt werden, um diese nicht durch den rauen Einfluss der Stahlschmelze zu zerstören. Die Argonmenge betrug 9,82 E-5 kg/s bei einem Argonvolumenstrom von 11,784 l/min. Die Austrittsgeschwindigkeit pro Öffnung (4) betrug ca. 1 m/s und es wurden etwa 13.900 Blasen/s erzeugt. Der Reinheitsgrad der untersuchten Stahlschmelze im Vergleich zum bisher bekannten Stand der Technik konnte um mindestens 10%, insbesondere um mindestens 15% verbessert bzw. erhöht werden.As part of the in 3) the simulation shown was the effectiveness of the baffle according to the invention on the example of in 2) shown embodiment, with the difference that no opening was provided in the wall. The baffle pot ( 1 ) had 28 openings ( 4 ) in the form of a nozzle, each having a diameter of d = 3 mm, in which the middle region ( 1.3 ) encircling area ( 1.4 ) on. The baffle pot ( 1 ) had from each side from the outside in each case a connection, which stood in each case with arranged on the respective side opening row gas-conducting. The connections were connected to four supply lines (gas-conveying line), which were laid in the casting vessel. In practice, the supply lines would be covered by a trickle mass and protected so as not to destroy them by the harsh influence of molten steel. The amount of argon was 9.82 E-5 kg / s with an argon volume flow of 11.784 l / min. The exit velocity per opening ( 4 ) was about 1 m / s and about 13,900 bubbles / s were produced. The degree of purity of the investigated molten steel compared to the previously known prior art could be improved or increased by at least 10%, in particular by at least 15%.

Die Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele sowie auf die Ausführungen in der allgemeinen Beschreibung beschränkt, vielmehr können auch nur Öffnungen in der Wandung des Pralltopfes vorgesehen sein und/oder auch die Durchmesser der Öffnungen unterschiedlich und nicht unbedingt konstant sein. Bei Kenntnis des Aufprallbereichs des eintretenden Gießstrahls, beispielsweise bedingt durch das Öffnen und/oder Schließen eines Verschlusssystems, beispielsweise eines Schiebers des Schattenrohrs, kann durch das geschickte Vorsehen der Öffnungen maximaler Einfluss auf den makroskopischen Reinheitsgrad der metallischen Schmelze genommen werden. Auch die Wandung muss nicht unbedingt durchgehend ausgeführt sein. Sie kann in vielfältiger Weise Unterbrechungen, Strömungsdurchlässe und/oder andere strömungsbegünstigende geometrische Strukturen aufweisen.The invention is not limited to the embodiments shown in the drawing and to the statements in the general description, but only openings in the wall of the baffle pot can be provided and / or the diameter of the openings are different and not necessarily constant. With knowledge of the impact region of the incoming pouring stream, for example due to the opening and / or closing of a closure system, for example a slider of the shadow tube, the skilful provision of the openings can have maximum influence on the macroscopic degree of purity of the metallic melt. The wall does not necessarily have to be continuous. It can have interruptions, flow passages and / or other flow-promoting geometric structures in a variety of ways.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Pralltopfimpact absorber
1.11.1: Prallflächebaffle
1.21.2: Wandungwall
1.211.21: Fläche Wandung in Richtung offenes VolumenFace wall towards open volume
1.221.22: Riefen und/oder erhabene StrukturenGrooves and / or raised structures
1.31.3: Mittenbereich der PrallflächeCenter area of the baffle
1.41.4: Bereich umlaufend um MittenbereichArea around center area
22: offenes Volumen im Pralltopfopen volume in baffle pot
33: Anschluss für ZuleitungConnection for supply line
44: Öffnung in Prallfläche, DüseOpening in baffle, nozzle
55: Öffnung in Wandung, DüseOpening in wall, nozzle
1010: Vorrichtung zum VergießenDevice for casting
1111: metallische Schmelze, Stahlschmelzemetallic melt, molten steel
11.111.1: Schmelzenoberflächemelt surface
11.211.2: Schlacke an SchmelzenoberflächeSlag on the surface of the melt
1212: Gießgefäßcasting vessel
1313: SchattenrohrLadle
1414: Gießbehältergooseneck
14.114.1: Boden des GießbehältersBottom of the casting container
1515: Gasblasen, GasblasenschwarmGas bubbles, gas bubble swarm
dd: Durchmesser Öffnung, DüseDiameter opening, nozzle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102004011883 B4 [0002]
WO 2000/050190 A1 [0004]

Claims

Baffle pot ( 1 ) for a casting container for casting metallic melts, - having a baffle surface ( 1.1 ) surrounding wall ( 1.2 ), which in conjunction with the baffle ( 1.1 ) an open volume ( 2 ) within the baffle pot ( 1 ) defined, in which metallic melt is poured, - with at least one of the baffle pot ( 1 ) arranged connection ( 3 ) for connection to at least one gas-conveying line, wherein the connection ( 3 ) with at least one opening ( 4 . 5 ) is gas-conductively connected, from which gas can be diverted, characterized in that the at least one opening ( 4 . 5 ) in the direction of the open volume ( 2 ) to the outflow of a gas.

Impact pot according to claim 1, characterized in that at least one or more openings ( 4 ) in the baffle ( 1.1 ) are provided.

Impact pot according to claim 1 or 2, characterized in that the opening ( 4 . 5 ) is formed in the form of a nozzle with a diameter of between d = 0.2 to 10 mm.

Impact pot according to one of the preceding claims, characterized in that at least one opening ( 5 ) alternatively or cumulatively in the wall ( 1.2 ) is provided.

Impact pot according to one of the preceding claims, characterized in that the baffle pot ( 1 ) is round, oval or angular.

Impact pot according to one of the preceding claims, characterized in that the baffle pot ( 1 ) on its surfaces ( 1.1 . 1.21 ) in the direction of open volume ( 2 ) Grooves and / or raised structures ( 1.22 ) having.

Contraption ( 10 ) for casting a metallic melt ( 11 ) for producing a cast product, comprising a casting vessel ( 12 ) for receiving a metallic melt ( 11 ), which with a shadow tube ( 13 ), over which a casting container ( 14 ) with metallic melt ( 11 ) is filled, with a baffle ( 1 ) in the casting container ( 14 ) below the shadow tube ( 13 ) and is exposed to the incoming pouring stream, the casting container ( 14 ) at least one pouring opening for filling a mold associated with the casting container mold with metallic melt ( 11 ) for producing a cast product, characterized in that the baffle pot ( 1 ) is formed according to at least one of the preceding claims.

Apparatus according to claim 7, characterized in that the casting container ( 14 ) two pouring openings for filling in each case a mold with metallic melt ( 11 ) for generating a respective cast product.

Method for casting a metallic melt ( 11 ) To produce a cast product, characterized in that a device ( 10 ) is used according to one of claims 7 or 8.

A method according to claim 9, characterized in that as the gas, an inert gas, in particular argon is used.