DE1508761C3

DE1508761C3 - Self-regulating immersion nozzle for continuous casting

Info

Publication number: DE1508761C3
Application number: DE19661508761
Authority: DE
Inventors: Richard New Brunswick NJ. Bai er (V.StA.)
Original assignee: American Smelting And Refining Co., New York, N.Y. (V.St.A.)
Priority date: 1965-06-04
Filing date: 1966-06-02
Publication date: 1977-06-02

Description

Behälter stellt eine vertikal bewegbare Wägepfanne und der Kopf des Schaftes zusammen mit dem Bodenausguß eine Ventileinrichtung dar. Ein Gewichtsausgleich und eine Zentrierung ist mit dieser Schaftanordnung nicht vorgesehen. Vielmehr ist die Wägepfanne von wenigstens zwei außerhalb angeordneten Schwimmern gestützt, wobei die Badhöhe in der Wägepfanne von der in den Schwimmern enthaltenen Flüssigkeitsmenge gesteuert wird; die Zentrierung erfolgt mittels an den Schwimmern angreifenden, einander entgegengerichteten Federn. Das bei dieser Vorrichtung verwendete Stopfenventil ist nicht selbstzentrierend und nicht selbstregulierend; auch kann es auf seinem Sitz verkanten, so daß ein nicht vollständiger Verschluß vorhanden ist.The container provides a vertically movable weighing pan and the head of the shaft together with the Bottom spout represents a valve device. A weight compensation and a centering is with this shaft arrangement not provided. Rather, the weighing pan is made up of at least two floats arranged outside supported, the level of the bath in the weighing pan being controlled by the amount of liquid contained in the floats; the centering is done by means of opposing feathers attacking the swimmers. That used in this device Plug valve is not self-centering and not self-regulating; it can also be on its seat tilt so that there is an incomplete seal.

In der Zeichnung ist ein Gießbehälter und eine Stranggießkokille mit dem erfindungsgemäßen Tauchausguß im Vertikalschnitt gezeigt.In the drawing is a casting container and a continuous casting mold with the immersion nozzle according to the invention shown in vertical section.

Die in der Zeichnung gezeigte Anordnung besteht aus einer Stranggießkokille 10 zur Erzeugung des Guß-Strangs 13, einem Gießbehälter 11, der eine fahrbare Gießpfanne sein kann, und einem selbstregelnden Tauchausguß 12. Stranggießkokille 10 und Tauchausguß 12 haben im waagerechten Querschnitt Kreisform. Die Stranggießkokille 10 hat einen Metallmantel 20 mit einer Graphitauskleidung 21, an der die Schmelze 15 die Erstarrungskruste 14 bildet. Der Badspiegel 16 ist mit einem Abdeckmittel 34, 35 gegen die Atmosphäre geschützt.The arrangement shown in the drawing consists of a continuous casting mold 10 for producing the cast strand 13, a casting container 11, which can be a mobile ladle, and a self-regulating one Immersion nozzle 12. Continuous casting mold 10 and immersion nozzle 12 have a circular shape in horizontal cross-section. the Continuous casting mold 10 has a metal jacket 20 with a graphite lining 21, on which the melt 15 the Solidification crust 14 forms. The bathroom mirror 16 is protected from the atmosphere by a cover means 34, 35 protected.

Die richtige Höhe des geschmolzenen Metalls in der Stranggießkokille wird durch den nachstehend beschriebenen, selbstregelnden Tauchausguß 12 aufrechterhalten. Die in der Zeichnung dargestellte Lage des Tauchausgusses ist die normale Arbeitsstellung, in der die Ventilmechanik teilweise offen ist.The correct height of the molten metal in the continuous casting mold is determined by the following, self-regulating immersion nozzle 12 maintained. The position shown in the drawing of the immersion nozzle is the normal working position in which the valve mechanism is partially open.

Der Tauchausguß 12 besteht aus einem bewegbaren Zentrierkörper 18 und einem Tauchausgußrohr 19, dessen untere Stirnfläche den feststehenden Ventilsitz 17 bildet. Das Tauchausgußrohr 19 ragt von dem Boden des Gießbehälters 11 abwärts bis unter die Oberfläche des in der Stranggießkokille 10 vorhandenen geschmolzenen Metalls. Es hat einen verbreiterten oberen Flansch 32 mit mehreren Schlitzen 33, die einen Zustrom des geschmolzenen Metalls in das Tauchausgußrohr 19 ermöglichen, selbst wenn der einen Anschlag bildende Kopf 31 auf dem Flansch 32 aufliegt. Eine Zementmasse 29 dichtet das Tauchausgußrohr 19 im Boden des Gießbehälters 11 ab.The immersion nozzle 12 consists of a movable centering body 18 and an immersion nozzle 19, the lower end face of which forms the stationary valve seat 17. The immersion nozzle 19 protrudes from the floor of the casting container 11 down to below the surface of the molten material present in the continuous casting mold 10 Metal. It has a widened upper flange 32 with several slots 33 that form a Allow the molten metal to flow into the immersion nozzle 19, even if the one The head 31 forming the stop rests on the flange 32. A cement compound 29 seals the immersion pouring nozzle 19 in the bottom of the casting container 11.

Der Zentrierkörper 18 besteht aus einem becherartigen Ventilkörper 22 und einem Schaft 23. Der Ventilkörper 22 besteht aus einem Boden 24 mit mehreren Zuführbohrungen 25, aus einer Seitenwand 26 mit mehreren Durchflußöffnungen 27 und aus einer offenen oberen Seite 28. Er taucht zum Teil in das in der Stranggießkokille vorhandene geschmolzene Metall ein. Sein Schaft 23 erstreckt sich durch das Tauchausgußrohr 19 und ist mit dem Boden 24 des Ventilkörpers 22 verbunden. Das obere Ende des Schaftes 23 trägt den verbreiterten Kopf 31, der im Schmelzbad 36 des Gußbehälters untergetaucht ist.The centering body 18 consists of a cup-like valve body 22 and a shaft 23 Valve body 22 consists of a base 24 with a plurality of feed bores 25 and a side wall 26 with several flow openings 27 and from an open upper side 28. It dips partly into the in the Continuous casting mold existing molten metal. Its shaft 23 extends through the immersion nozzle 19 and is connected to the bottom 24 of the valve body 22. The upper end of the shaft 23 carries the widened head 31, which is submerged in the molten bath 36 of the casting container.

Der Auftrieb des Zentrierkörpers durch das teilweise Eintauchen des Ventilkörpers 22 in die in der Stranggießkokille vorhandene Schmelze und durch Untertauchen des Kopfes 31 in das in dem Gießbehälter 11 befindliche geschmolzene Metall bewirkt, daß der Ventilkörper 18 schwimmt. Solange der Metallspiegel 16 in der Stranggießkokille 10 auf der in der Zeichnnncrgezeigten normaler. Höhe bleibt, fließt das geschmolzene Metall zwischen dem Tauchausgußrohr 19 und dem Schaft 23 in den Boden des Ventilkörpers 22 und über die Durchflußöffnungen 25, 27 in den Krater 15. Bei fallendem Badspiegel 16 sinkt der Zentrierkörper, wodurch der Schmelzfluß in die Stranggießkokille 10 erhöht wird. Bei steigendem Badspiegel 16 steigt der Zentrierkörper. Sobald sich der Durchflußquerschnitt zwischen dem Boden 24 des Ventilkörpers und dem Ventilsitz 17 verringert, wird der Schmelzfluß gedrosselt, bis der Badspiegel wieder auf normale Höhe gesunken ist. Es erfolgt also ein Selbstregeln des Schmelzenzuflusses und des Badspiegels in der Kokille.The buoyancy of the centering body due to the partial immersion of the valve body 22 in the Continuous casting mold existing melt and by submerging the head 31 in the in the casting container Molten metal located in 11 causes the valve body 18 to float. As long as the metal mirror 16 in the continuous casting mold 10 on the one shown in the drawing normal. Height remains, the molten metal flows between the immersion nozzle 19 and the Shank 23 into the bottom of the valve body 22 and through the flow openings 25, 27 into the crater 15. At As the bath level 16 falls, the centering body sinks, whereby the melt flow into the continuous casting mold 10 is increased. When the bath level 16 rises, the centering body rises. As soon as the flow area reduced between the bottom 24 of the valve body and the valve seat 17, the melt flow is throttled, until the bathroom level has sunk back to normal. So there is a self-regulation of the Melt inflow and the bath level in the mold.

Der den Ringraum zwischen dem Tauchausgußrohr 19 und dem Schaft 23 durchströmende Schmelzfluß hält nach dem Bernoulli'schen Gesetz den Schaft 23 eingemittet, so daß der Tauchausguß bei Ausführung seiner normalen Arbeit vollständig selbstschwimmend und selbstzentrierend ist, da kein beweglicher Teil des Zentrierkörpers 18 an dem Tauchausgußrohr oder an irgendeinem feststehenden Teil des Gießbehälters anliegt. Es kann der Fall eintreten, daß sich der Zentrierkörper 18 dreht, wenn die in dem Ventilkörper vorhandenen Durchflußöffnungen nicht symmetrisch sind, so daß der diese Öffnungen durchströmende Schmelzfluß unter einem kleinen Winkel zur jeweiligen Radialen gerichtet ist und infolgedessen der Reaktionsdruck dem Zentrierkörper einen Drall erteilt. That holds the melt flow flowing through the annular space between the immersion nozzle 19 and the shaft 23 according to Bernoulli's law, the shaft 23 is centered so that the immersion nozzle when executed its normal work is completely self-floating and self-centering as there is no moving part of the Centering body 18 on the immersion nozzle or on any fixed part of the casting container is applied. It can happen that the centering body 18 rotates when the in the valve body existing flow openings are not symmetrical, so that the flow through these openings Melt flow is directed at a small angle to the respective radial and, as a result, the reaction pressure gives the centering body a twist.

Dieser Drall ist von Vorteil, da er die Bildung von feststehenden Strömen des geschmolzenen Metalls ausschließt.This swirl is beneficial as it allows the formation of fixed streams of the molten metal excludes.

Ein weiterer Vorteil entsteht aus dem Eintauchen des Ventilkörpers 22 und des Kopfes 31. Soll die Form oder die Größe des Ventilkörpers geändert werden, kann eine entsprechende Änderung des Schaftkopfes 31 erfolgen, um die Gesamtverlagerung des Zentrierkörpers auf dem gleichen Ausmaß zu halten oder das Ausmaß gewünschtenfalls zu ändern.Another advantage arises from the immersion of the valve body 22 and the head 31. Should the shape or the size of the valve body can be changed, a corresponding change in the stem head 31 to keep the overall displacement of the centering body to the same extent or that To change the extent if desired.

Der in der Mitte gelegene Schaft 23 und der Kopf 31 halten alle Teile wie einen einzigen Bauteil zusammen, so daß der Gießbehälter und der Tauchausguß aus der Stranggießkokille herausgenommen, ausgewechselt und in die Stranggießkokille als einziger Bauteil wieder eingesetzt werden können. Die Selbstzentrierung des Schaftes 18 hält den Ventilkörper 22 in bezug auf das Tauchausgußrohr 19 und auf die Stranggießkokille eingemittet und verhindert ein Verkanten oder Schrägstellen des Ventilkörpers in bezug auf den Ventilsitz 17.The shaft 23 located in the middle and the head 31 hold all parts together like a single component, so that the casting container and the immersion nozzle are removed from the continuous casting mold, replaced and can be used again as the only component in the continuous casting mold. The self-centering of the Shank 18 holds the valve body 22 with respect to the immersion nozzle 19 and the continuous casting mold centered and prevents tilting or inclination of the valve body with respect to the valve seat 17.

Das Ventil, bestehend aus dem Tauchausgußrohr und dem Zentrierkörper, kann aus verschiedenen Materialien hergestellt werden, was von dem Stranggießmaterial abhängt. Zum Gießen von Kupfermetallen kann es aus hochwertigem Graphit oder einem graphithaltigen Material bestehen. Tonerde-Graphit, beispielsweise mit etwa 40 Gew.-°/o Tonerde und 60 Gew.-% Graphit kann ebenfalls verwendet werden. Auch ein metallkeramischer feuerfester Werkstoff beispielsweise aus 77 Gew.-°/o metallisches Chrom und 23 Gew.-% Aluminiumoxyd ist geeignet. Die verschiedenen Teile des Zentrierkörpers 18 können aus Materialien verschiedener Wichten hergestellt sein, sofern das Gesamtgewicht des Stopfens geringer ist als das Gewicht des Volumens des verdrängten geschmolzenen Metalls.The valve, consisting of the immersion nozzle and the centering body, can be made of various materials be produced, which depends on the continuous casting material. It can be used for casting copper metals consist of high quality graphite or a material containing graphite. Alumina-graphite, for example with about 40% by weight alumina and 60% by weight graphite can also be used. Also a metal-ceramic one Refractory material, for example, made of 77% by weight of metallic chromium and 23% by weight of aluminum oxide is suitable. The various parts of the centering body 18 can be made of different materials Weights must be produced if the total weight of the stopper is less than the weight of the volume of the displaced molten metal.

Der Tauchausguß gemäß Erfindung kann auch zum Gießen von Stahl, Silber, Nickel, Aluminium und Magnesium verwendet werden.The immersion nozzle according to the invention can also be used for casting steel, silver, nickel, aluminum and Magnesium can be used.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

1 2 nis withdrawn from the bottom of the continuous casting mold Patent claims: is. A valve arrangement has already been proposed

1. Self-regulating immersion nozzle for the melt, which controls the flow of melt into the continuous casting mold Inflow from a casting container in a with distance 5 automatically regulates, so that the free surface during The continuous casting mold arranged under it is kept at the correct height with one of the casting processes down into the melt pool of the continuous casting mold.

downwardly extending immersion nozzle at the bottom From US-PS 28 91291 an immersion nozzle of the casting container and with a type of construction described above at the outlet end is known. With him, the immersion nozzle is provided valve mechanism io floating valve body for the axial centering to control the melt inflow from and guidance, the lowering limitation and the lifting-out casting container into the continuous casting mold, whereby the ben by means of a cutter bearing on a lever mechanism valve mechanism a cup-like, in the melt pool star suspended, which in turn is carried by means of a second valve body floating blade bearing of the casting container by means of the continuous casting mold and has the 15 stop arranged below the melt level. The lever system has a through-flow opening which can be raised against the lower, adjustable counterweight in order to be able to balance weight and buoyancy of the valve body forming the valve seat, and a cast iron pipe can be raised on which a sensitive reaction to fluctuations in the interior of the bathtub can be made to enable the continuous casting mold into the immersion gel in the continuous casting mold. This cast pipe extending into the device, known from the melt inflow 20, is attached by the lever system and the centering body around which the flow is flowing and the two cutting edge bearings are technically complex,
Above by means of a stop that limits its lowering The object underlying the invention can be supported on the casting container and consists in providing a self-regulating immersion nozzle which can be lifted out together with this, characterized in that the initially outlined type is simply characterized in that the centering body 25 can be formed without however, on the axial guide, which (18) in the form of a shaft (23) pulled through the entire lowering limit and suspension option to extend the immersion nozzle (19) into the length of the.

Casting container (11) extends and at its upper This object is achieved according to the invention.

End within the casting container one that the centering body is in the form of a shaft

Stop forming head (31) which the clear 30 through the entire length of the immersion nozzle to in

The width of the immersion nozzle protrudes and extends into the casting container and at its upper end

The melting bath of the casting container is submerged. a stop within the casting container

2. Immersion nozzle according to claim 1, characterized in that the forming head has the clear width of the characterized in that the flow openings (27) protrudes into the immersion nozzle and in the molten bath of the the side wall (26) of the valve body (22) is submerged to the 35 casting container.

Achieving a twist at an angle to the expedient are the flow openings in the

respective radials are arranged. Side wall of the valve body to achieve a

Twist at an angle to the respective radial

arranged.

40 The main advantage of this invention

The invention relates to a self-regulating immersion training of the immersion nozzle consists in the fact that he spout for the melt inflow from a casting container controlled release of melt into the desired in a continuous casting continuous casting mold arranged at a distance below it when the demand fluctuates Mold with a continuous casting mold that extends into the weld pool and automatically changes to the casting speed downward extending immersion nozzle 45 adjusts without being complicated to build. tube on the bottom of the casting container and with one on the sole in that the one on the shaft strikes The outlet end of the immersion nozzle provided the forming head and most of the cup-like Valve mechanics for controlling the flow of melt from the valve body into which the molten metal is immersed the casting container in the continuous casting mold, with the weight compensation without any other aids he valve mechanism a cup-like, in the molten bath 50 is enough. The centering body is therefore self-floating, the continuous casting mold with floating valve body Neither closed chambers are necessary to

Through the movable closure arranged below the melting level, the required outflow openings has to give the drive against the lower one, nor is a counterweight necessary, The end face of the immersion nozzle that forms the valve seat around the buoyancy of the immersed in the liquid metal Can be lifted to supplement a centering body which is movable from the interior 55 centrally. The propagator Continuous casting mold into the immersion nozzle into ■ tete head of the shaft forms in a simple manner the extending Zen stop around which the flow of melt flows and the bearing of the shaft and valve body is attached and the above by means of a by when transporting the casting container. Finally is its lowering limit stop on the by the interaction of the shaft and immersion pouring container can be supported and together with this cast iron pipe has a centering effect due to its length can be lifted out. reached that the valve body safely under the

In the usual systems for continuous casting of pipe opening and the valve seat holds and also a Metals is located below the continuous casting mold prevents tipping.

of the casting container that contains the molten metal. From US-PS 27 28 123 is a casting device

The metal flows from the casting container via a 65 known device, in which the metal after leaving the immersed nozzle into the open top of the strand-bottom nozzle of the casting ladle without immersion nozzle at a speed that the Ge. tube flows into a container, the bottom of which corresponds to ^{the speed at which the solidified product Λ} protrudes through the spout into the pouring ladle. the