DE1558253B1 - Lenkung des stroemungsweges innerhalb eines tiegels beim strangangiessen von metall an einem festen metallischen kernstrang - Google Patents

Description

3 4

Temperaturen und der über dem Bad 18 befindlichen tallverschluß um die Büchse 16 aufrechterhalten

Atmosphäre erleichtert. Der Kernstrang 10, der wird.

durch das Angießen von Metall vergrößert wird tritt Die Ursache des ungleichmäßigen Strangzuwachdurch die Ausgangsöffnung 28 aus. ses des durch das Strangangießverfahren gebildeten Zunehmende Badhöhen sind vorteilhaft, wenn das 5 Stranges liegt aber darin, daß nicht der genaue Tem-Strangangießverfahren mit höheren linearen Ge- peraturausgleich in dem Tiegel aufrechterhalten schwindigkeiten des Kernstrangs 10 durchgeführt wird, indem ein sehr schneller Wärmeaustauschprowerden soll. Die vergrößerte Badhöhe hat jedoch zeß stattfindet (das Metall wird beispeilsweise mit einen erhöhten Druck des flüssigen Metalls am unte- einer Geschwindigkeit von mehr als 90 kg/min aus ren Ende des Tiegels 12 zur Folge, und durch die er- io dem Tiegel abgezogen, der eine Schmelzbadhöhe von höhte lineare Geschwindigkeit des Kernstrangs 10 37,5 cm und einen Durchmesser von 15 cm hat),
wird an der im Boden des Tiegels 12 angebrachten Die Ausbildung einer gleichmäßigeren Temperatur Büchse 16 Wärme mit höherer Geschwindigkeit als der Schmelze im Tiegel durch Rühren eignet sich zur bei langsameren Angießgeschwindigkeiten entzogen. Verringerung der Knotenbildung, ist aber mecha-Ohne weitere Maßnahmen bildet sich zwischen der 15 nisch kompliziert und umständlich und wird mit zuAußenseite der Büchse 16 und der Innenseite des nehmender Höhe der Tiegel noch komplizierter.
Graphitbehälters 20 eine Strömung aus flüssigem Eine verstärkte Isolierung am Tiegelboden ist Metall aus. Die Maßnahme, durch die ein Austritt ebenfalls geeignet, verringert aber nicht den starken von Metall an dieser Stelle verhindert und eine Wärmeentzug in der Mitte, der sich aus der Bewe-Büchse 16 ohne diesen Austritt von Metall an dieser 20 gung des Kernstrangs durch eine etwaige Isolierwand Stelle eingesetzt werden kann, besteht darin, daß in in die Schmelze ergibt.

Längsrichtung der Büchse 16 eine Temperaturdiffe- Eine Erhöhung der Temperatur des Kernstrangs renz derart aufrechterhalten wird, daß das innere hat ebenfalls die Folge, daß der Gesamtwirkungsgrad Ende bei einer Temperatur oberhalb des Schmelz- des Angießens verschlechtert wird, da die Metallpunktes des Metalls und das Außenende bei einer 25 menge, die an einen Kernstrang von gegebener ZuTemperatur unter dem Schmelzpunkt des flüssigen sammensetzung und von gegebenen Abmessungen Metalles gehalten wird. Durch diese Temperaturdif- angegossen werden kann, verringert wird,
ferenz wird der Austritt von flüssigem Metall durch Ein ausreichender Wärmeaustausch wird nun dadie Erstarrung des Metalls verhindert, das in die durch bewirkt, daß im Tiegel 12 ein rohrförmiger möglichen Strömungswege zwischen dem Graphitbe- 30 Einsatzkörper 30 aus feuerfestem Material mit Öffhälter 20 und der Büchse 16 fließt. nungen 34 in seinem dem Tiegelboden zugekehrten Es ist jedoch offensichtlich, daß es bei einer Sen- Bereich für den Durchtritt von Metall in das Innere kung der Temperatur des flüssigen Metalls am unte- des Einsatzkörpers 30 sowie einen Abstandsring 32 ren Ende des Tiegels als Folge der Tatsache, daß der für den Einsatzkörper vorgesehen wird. Der Einsatzbei einer niedrigeren Temperatur gehaltene Kern- 35 körper 30 ist im allgemeinen konzentrisch zu den strang 10 schnell mit der Büchse 16 in Berührung ge- Tiegelwänden und zu dem durch das Bad 18 laubracht und durch die Büchse 16 geführt wird, nicht fenden Kernstrang 10 angeordnet. Die konzentrische genügt, diesem Teil des Tiegels Wärme zuzuführen, Anordnung ist bei gewissen Anwendungen zwar um diese Abkühlung auszuschalten. Der Grund hier- wichtig, kann bei anderen Anwendungen aber veränfür liegt darm, daß jede Zuführung von Wärme bei- 40 dert werden, insbesondere wenn beispielsweise das spielsweise durch die Heizelemente 22 teilweise von Angießen auf Kernstränge von wechselndem Querder Beseitigung des Wärmegradienten abhängen muß, schnitt oder an Bleche oder anderes Metall von unreder, wie festgestellt wurde, die wirksame Abdichtung gelinäßigem Querschnitt erfolgt,
zwischen der Büchse 16 und dem Graphitbehälter 20 Durch diese Unterteilung des Bades 18 wird im bewirkt. 45 Tiegel durch zwei im allgemeinen konzentrische ring-Die Zuführung von Wärme zum unteren Ende des förmige Strömungswege in einen äußeren und einen Tiegels durch Erhitzen des flüssigen Metalls im Tie- inneren Ringraum 36, 38 eine allgemeine Gegenströgel auf eine höhere Temperatur hat ferner die nach- mung des flüssigen Metalls erzeugt,
teilige Wirkung, daß der Wirkungsgrad des Strang- Demgemäß kann diese Anordnung zur Folge haangießens verschlechtert wird. Ein verschlechterter 50 ben, daß die Temperaturgradienten im Tiegel verWirkungsgrad ist die Folge, wenn ein Metall bei stärkt anstatt verringert oder beseitigt werden. Zwar einer Temperatur angegossen wird, die wesentlich kann die Erzeugung von Temperaturgradienten einen oberhalb der Schmelztemperatur liegt, da ein Teil nachteiligen Einfluß auf den Betriebswirkungsgrad der Wärmekapazität des Kernstrangs bei der Sen- haben, wie vorstehend erläutert, jedoch ist es mögkung der Temperatur des anzugießenden Metalls auf 55 lieh, die Strömung des flüssigen Metalls so auszubildie Gießtemperatur verbraucht wird, bevor das Me- den, daß das Vorhandensein von Temperaturgratall durch Absorption der zusätzlichen Wärme, die dienten den Betriebswirkungsgrad sogar erhöhen die latente Schmelzwärme des angegossenen Metalls kann.

darstellt, in den Kernstrang erstarrt werden kann. Durch die Wärmequelle (Induktionsspule 22) wird Hohe Bäder sind somit für hohe Gießgeschwindig- 60 der Innenseite der Tiegelaußenwand Wärme zugekeiten zwar erwünscht, jedoch ist die Durchführung führt. Demgemäß nimmt das aus dem Zuführungsdes Verfahrens mit diesen Bädern bei der hohen rohr 24 in den Tiegel 12 eintretende flüssige Metall Temperatur unerwünscht wegen des verschlechterten von niedrigerer Temperatur Wärme von der Tiegel-Wirkungsgrades des Betriebs. Ferner kann durch Zu- wand auf, da das Metall auf Grund des Einsatzkörfuhr von Wärme am Tiegelboden der Flüssigkeitsver- 65 pers 30 durch den äußeren Ringraum 36 im Tiegel Schluß zerstört werden, der hauptsächlich durch die 12 strömt. Entsprechend muß das Metall den äuße-Einhaltung des Temperaturgradienten vom ge- ren Ringraum 36 bei einer Mindesttemperatur verlasschmolzenen Metall des Tiegels zum erstarrten Me- sen, die teilweise durch seine Temperatur beim Ein-

tritt in den äußeren Ringraum 36 und teilweise durch die Temperatur der äußeren Tiegelwand eingestellt wird, die teilweise den äußeren· Strömungsweg begrenzt.

Dadurch, daß sichergestellt ist, daß das aus dem ringförmigen Strömungsweg austretende Metall eine erwünschte Mindesttemperatur hat, wird das Ansetzen von Material neben der Eingangsöffnung am Boden des Tiegels verhindert. Bedeutsam für diesen Aspekt, d. h. die Steigerung des Wirkungsgrades des Strangangießverfahrens, ist nicht einfach die Erhöhung der Temperatur der Schmelze in diesem Bereich des Tiegels, sondern vielmehr die Steigerung der Zuverlässigkeit, mit der die Temperatur dieses· Teils der Schmelze bei einem optimalen Wert für Betrieb mit hohem Wirkungsgrad: gehalten wird. Ebenso wichtig ist die Vermeidung eines Anstiegs der Durchschnittstemperatur der gesamten Schmelze und die Vermeidung eines Anstiegs der Temperatur der erstarrten Dichtung, wo diese zwischen dem Tiegelboden und der Büchse 16, die den Kernstrang aufnimmt, gebraucht wird.

Ein Temperaturgradient, der sich längs der inneren Säule von zwei miteinander verbundenen ringförmigen Säulen von flüssigem Metall erstreckt, kann den Vorteil haben, daß die Temperatur dieser Säule dichter an die Gießtemperatur gebracht wird, ohne daß die Gefahr der Bildung von Oberflächenfehlern, z.B. der vorstehend beschriebenen Knoten und Glocken besteht.
Ein weiterer wichtiger Vorteil der Ausbildung und

ίο Aufrechterhaltung der beiden miteinander verbundenen ringförmigen Säulen von flüssigem Metall mit Hilfe des Einsatzkörpers 30 während des· gesamten Betriebes besteht darin·, daß das Metallbad 18' kontinuierlich gesäubert wird. Da Fremdstoffe, z. B.

Stücke von feuerfestem Material und Schlacke, die im flüssigen Metall, das durch das Zuführungsrohr 24 in den Tiegel 12 eintritt, eingetragen werden, leichter sind als das flüssige Metall, werden sie vom Zugang zur Säule des flüssigen Metalls innerhalb des

ao Einsatzkörpers 3ft abgehalten und sammeln sich im oberen Teil der den Einsatzkörper 30 umgebenden Säule von flüssigem Metall.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 . 2 ..■'■■ zu größeren Querrissen beim Warmwalzen des erPatentansprüche.· zeugten Stranges führen, bei dem diese Knoten beseitigt werden.

1. Verfahren zur Lenkung des Strömungsweges Zwar ist aus der französischen Patentschrift innerhalb eines Tiegels beim Strangangießen von 5 1433 230 ein Verfahren zum Erzeugen eines Stahl-Metall an einen festen metallischen Kernstrang, stranges bekannt, wonach flüssiger Stahl aus einem der von unten nach oben durch den geschmolze- Vorratsraum über eine Staukante fließt, auf einem nes Metall enthaltenden Tiegel geführt wird, so Bleibad erstarrt und als Band abgezogen wird, jedaß sich das geschmolzene Metall am Kernstrang doch finden sich hier keinerlei Anregungen, um die bei dessen Durchgang ansetzt, dadurch ge- 10 oben geschilderten Nachteile zu vermeiden. Ebenso kennzeichnet, daß das nachzufüllende ge- ist aus der deutschen Patentschrift 866079 eine Vorschmolzene Metall in dem Ringraum zwischen richtung bekannt, die zum Gießen eines Stranges der Tiegelinnenwand und einem konzentrisch dient, indem durch Einleiten von flüssigem Stahl von zum Kernstrang irn Tiegel angeordneten, rohrför- unten her ein Strang gebildet wird, während das: Bleimigen Einsatzkörper nach unten strömt, durch 15 bad im Gefäß zur Kühlung dient, jedoch sind auch bodenseitige Öffnungen des Einsatzkörpers nach hier keine Maßnahmen zu entnehmen, die dazu dieinnen und im Innenraum des Einsatzkörpers nen könnten, beim Angießverfahren auftretende durch den Zug des Kemstranges nach oben ge- Mangel des ungleichmäßigen Strangzuwachses zu beführt wird, und daß der Schmelze von der Tiegel- seitigen.

wand her Wärme zugeführt wird. 20 Aufgabe der vorhegenden Erfindung ist es daher,

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- ein Verfahren und erne Vorrichtung anzugeben, die rens nach Anspruch 1 nach einem von außen be- die beim Angießen von Metall an einem festen meheizbaren Tiegel, der im Boden eine öffnung zur tallischen Kernstrang auftretenden Mangel des unEinführung des metallischen Kemstranges und gleichmäßigen Strangzuwachses vermeiden.
Einrichtungen für die Zufuhr von geschmolzenem 25 Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren Metall in den Tiegel aufweist, gekennzeichnet der eingangs genannten Art, das dadurch gekenndurch einen im Tiegel (12) konzentrisch zum zeichnet ist, daß das nachzufüllende geschmolzene Kernstrang (10) angeordneten rohrförmigen Ein- Metall in- dem Ringraum zwischen der Tiegelinnensatzkörper (30) aus feuerfestem Material mit Öff- wand und einem konzentrisch zum Kernstrang im nungen (34) in seinem dem Tiegelboden züge- 30 Tiegel angeordneten, rohrförmigen Einsatzkörper kehrten Bereich für den Durchtritt des Metalls in nach unten strömt, durch bodenseitige Öffnungen des

das Innere des-Einsatzkörpers (30), durch den Einsatzkörpers nach innen und im Innenraum des

der Strang von unten nach oben läuft. Einsatzkörpers durch den Zug des Kernstrangs nach

oben geführt wird, und das¹ der Schmelze von der

-■-"■ " 35 Tiegelwand her Wärme zugeführt wird.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Durchführung dieses Verfahrens, das durch einen im Tiegel

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lenkung konzentrisch zum Kernstrang angeordneten rohrfördes Strömungsweges' innerhalb eines Tiegels beim 40 migen Einsatzkörper aus feuerfestem Material mit Strangangießen von Metall an einem festen metalli- Öffnungen in seinem dem Tiegelboden zugekehrten sehen Kernstrarig, "der "von. unten nach oben durch Bereich für den Durchtritt des Metalls in das Innere den geschmolzenes Metall enthaltenden Tiegel ge- des Einsatzkörpers, durch den der Strang von unten führt wird, so daß sich das geschmolzene Metall am nach oben läuft, gekennzeichnet ist.
Kernstrang bei dessen Durchgang ansetzt, sowie 45 Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfah- Ausführungsbeispiels für die erfindungsgemäße Vorrens in einem von außen beheizbaren Tiegel, der im richtung näher erläutert.

Boden erne Öffnung zur Einführung des metallischen Fig. 1 stellt einen Schnitt durch eine erfindungs-

Kernstranges und Einrichtungen für die Zufuhr von gemäße Vorrichtung zum Strangangießen von Metall

geschmolzenem Metaliinden Tiegel 'aufweist. 50 an einen festen metallischen Kernstrang dar.

Bei dem bekannten Strangangießen nach der ein- Fig.2 ist ein waagerechter Schnitt längs der Linie

gangs¹ genannten Art, das mit einer eingangs genann- 4-4 von Fig. 1 und veranschaulicht die Anordnung

„ten ..bekannten. -Vorrichtung . durchgeführt werden der Umlenkwand.

kann, besteht insbesondere bei der großtechnischen! Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird Durchführung dieses Verfahrens die Gefahr, daß sich 55 ein Kernstrang 10, an den das Metall angegossen Knoten oder knotenartige -Unregelmäßigkeiten am wird, gereinigt und durch nicht dargestellte bekannte erzeugten Strang bilden. Diese metallischen Knoten Vorrichtungen, einem Tiegeleingang 14 eines Tiegels haben im allgemeinen die Form einer Glocke, die 12 unter Vakuum zugeführt. Hierbei wird der Kernsich symmetrisch um den aufsteigenden Kernstrang strang beim Eintritt in den Tiegel 12 durch eine ausbilden. Diese Fehler des beim Stangangießen er- 60 Büchse in ein Band 18 aus geschmolzenem Metall haltenen Produkts variieren in der Größe von kaum geführt. Das flüssige Metall wird dem Band 18 durch wahrnehmbaren Ansätzen bis zu mehr, als dem dop- ein Graphitrohr 24 von einer nicht dargestellten pelten normalen Durchmesser des austretenden Quelle zugeführt. Die Wärmezufuhr erfolgt durch Stranges. Die Fehler treten offensichtlich in Abhän- eine Induktionsheizspule 22, mit der Temperatur des gigkeit von den herrschenden Bedingungen intermit- 65 Bades 18 oberhalb des Schmelzpunktes des Metalls tierend in Abständen von 30 cm bis zu mehreren Me- gehalten wird. Der Tiegel 12, der im wesentlichen tern und zuweilen in Abhängigkeit von anderen Be- aus einem Graphitbehälter 20 besteht, ist femer mit dingungen fast periodisch auf. Diese Fehler können einem Deckel 26 versehen, der die Regelung von