DE1809939A1

DE1809939A1 - Steel casting process

Info

Publication number: DE1809939A1
Application number: DE19681809939
Authority: DE
Inventors: Baumann Dr-Ing Hans G
Original assignee: Demag AG
Current assignee: Mannesmann Demag AG
Priority date: 1968-11-20
Filing date: 1968-11-20
Publication date: 1970-06-04

Abstract

Feeding molten steel into continuous casting apparatus In feeding from the height of an intermediate container to the bath level of the continuous mould, the stream of molten metal is passed through an air-tight space and pressure is lowered to increase the stream and increased to decrease the stream.

Description

Verfahren und Einrichtung zum Zuführen des Gießmetalls in Stranggießanlagen, insbesondere von Stahl Die Erfindung beschäftigt sich mit einem Verfahren und einer besonders günstigen Einrichtung zu dessen Ausführung zum Zuführen des Gießmetalls in Stranggießanlagen, insbesondere von Stahl aus einer Fallhöhe vom Niveau eines Zwischenbehälters zum spiegel der Durchlaufgießform. Method and device for feeding the cast metal in continuous casting plants, in particular of steel The invention is concerned with a method and a particularly favorable device for its execution for supplying the casting metal in continuous casting plants, especially of steel from a height of fall of the level of a Intermediate container to the mirror of the continuous casting mold.

Von Stahlwerksgießpfannen her ist es bekannt, da das Verschließen eines im Boden befindlichen Auslaulkanais mit Schwierigkeiten verbunden sein kann. Im Gefäßboden befindet sich eine Öffnung, die mittels der sogenannten ;jtopfenstange und einem an deren Kopf befindlichen Formstück verschließbar ist. Zwar besteht die Möglichkeit, eine formgenaue Stopfenstange herzustellen, jedoch zeigt sich im betrieb, wenn der flüssige Stahl vor frühzeitigem Auslaufen bewahrt werden soll, daß es in schwierigen Fällen zu sogenannten Stopfenläufern kommt. Die Verschlußstelle erwärmt sich dabei zusehends und offenbar erträgt das keramische Material nicht immer diese Wärmebeanspruchung, so daß im Lauf von einigen Minuten flüssiger Stahl aus der verschlossenen (5ffnung tritt. permit ist nicht nur eine gefahr für das Bedienungspersonal verbunden, sondern der Zeitpunkt des Gießens vorverlegt, der im betrieblichen Ablauf oft ganz anders eingeplant wurde.It is known from steelworks ladles, as the closing an outlet channel located in the ground can be associated with difficulties. There is an opening in the bottom of the vessel, which can be opened by means of the so-called pot rod and a fitting located at its head can be closed. The Possibility of producing a precisely shaped stopper rod, however, in operation it becomes apparent if the liquid steel is to be prevented from leaking prematurely, that it is in difficult cases to so-called plug runners. The locking point is heated The ceramic material obviously does not always endure this Heat stress, so that in the course of a few minutes liquid steel from the sealed (5 opening occurs. Permit is not only associated with a risk for the operating personnel, but the time of casting is brought forward, which in the operational process is often completely different was scheduled.

Nachforschungen haben ergeben, daß die Gründe für derartige Vorkommnisse in der Inhomogenität des keramischen Materials zu suchen sind bz?.. in einer gewissen Unregelmäßigkeit des Herstellungsverfahrens. So ist es auch von ;itahlwerlrskonvertern lier bekannt, daß die Ausmauerung ungleich abgenutzt wird, was unter Umständen ebenfalls auf derartige Erscheinungen zurückzuführen ist.Research has shown that the reasons for such occurrences are to be looked for in the inhomogeneity of the ceramic material or rather in a certain Manufacturing process irregularity. It is the same with; itahlwerlrskonvertern lier known that the lining is worn unevenly, which may also be is due to such phenomena.

Nicht ganz dieselben, jedoch ähnliche Verhältnisse liegen auch bei den Stopfen der Verteilerrinnen an Stranggießanlagen vor. während des Anfahrens der Anlage ergeben sich immer wieder Schwierigkeiten, mit dem stopfen zu arbeiten, so daß nicht nur etwa ein manfrelhafter Verschluß der Verteilerrinne von Nachteil ist, sondern insbesondere das Regulieren des Ausflusses in die Durchlaufgießform mittels des Stopfens. Die Beanspruchung des keramischen materials scheint eben doch so gro zu sein, daS durch das Vorbeifließen flüssigen Stahls, der immerhin eine Temperatur von ca. 1.500°C besitzt, eine Erosionswirkung eintritt, die verhindert, einen stetigen AusfluB konstanter Größe aufrecht zu erhalten. Es ist schon von anderen Durchflußöffnungen bekannt, daß eine praktiscii unüberwindliche Schwierigkeit darin besteht, eine abgemessene Menge einer Flüssigkeit durch die Öffnung einer Düse zu transportieren, wenn es darauf ankommt, mit der pro Zeiteinheit theoretisch festgelegten Menge einen bestimmten Vorgang aufrecht zu erhalten.Not exactly the same, but similar conditions are also included the plugs of the troughs on continuous casting plants. during start-up the system repeatedly gives rise to difficulties in working with the plug, so that not only an inadequate closure of the tundish is disadvantageous but in particular regulating the outflow into the continuous casting mold by means of the plug. The stress on the ceramic material seems to be to be so big that, through the flowing past of liquid steel, it is at least one Temperature of approx. 1,500 ° C, an erosion effect occurs which prevents to maintain a steady outflow of constant magnitude. It's already from others Flow openings have been known to pose a practical insurmountable difficulty in them is to dispense a measured amount of a liquid through the opening of a nozzle transport, when it comes down to it, with the theoretically established per unit of time Amount to maintain a certain process.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Zuführung des Gießmetalls aus einem Zwischenbehälter in die Durchlaufgießform einer Stranggießanlage die Zulaufverhältnisse zu verbessern, d.h. die mit einem Stopfen verbundenen yäntrnel zu beseitigen. Insbesondere soll ermöglicht werden, eine genauere Strömung, d.h.The present invention is based on the object for the supply of the casting metal from an intermediate container into the continuous casting mold of a continuous caster to improve the feed ratios, i.e. those with a Plug to eliminate associated yäntrnel. In particular, it is intended to enable a more precise Flow, i.e.

eine exakter abgemessene Menge pro Zeiteinheit des Gießmetalls zuführen zu können.add a more precisely measured amount per unit of time of the casting metal to be able to.

Erfindungsgemäß wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, daiJ der rom flüssigen Metalls durcii einen von der Atmosphäre angeschlossenen Raum geleitet, zur Verstärkung des Stromes der Raumdruck erniedrigt und zur Anschwächung des Stromes der Raumdruck erhöht wird. Ein solches Verfahren beinhaltet verschiedene Vorzüge.According to the invention it is proposed to solve this problem that daiJ the rom liquid metal passed through a space connected to the atmosphere, to increase the current the room pressure is lowered and to weaken the current the room pressure is increased. Such a method has several advantages.

Praktisch en@@@llt damit zunächst der bekannte Stopfen in der bisherigen Form zur Regulierung des Durchlflusses.Practically, the familiar plug in the previous one is thus initially used Form for regulating the flow.

Die Nachteile des Stopfen bzw. die kritische Stelle am Auslauf der Verteilerrinne ist somit beseitigt. Während des Betriebes ergeben sich deshalb wesentliche Vorteile durch eine bessere Dosierungsmöglickeit der aus der Verteilerrinne strömenden Menge, also derjenigen Strömung.The disadvantages of the stopper or the critical point at the outlet of the The distribution channel is thus eliminated. During operation, therefore, there are essential Advantages due to a better possibility of dosing the amount flowing out of the distribution channel Amount, that is, the current.

die das Niveau des Badspiegels in der Durchlaufgießform erbringt. An und für sich steht das Schmelzbad in der Verteilerrinne nicht sehr hoch, so laß gegenüber der verhältnismäßiig geringen Metallsäule leicht ein entsprechender Gegendruck aufgebaut werden kann. Andererseits verbinden sich mit dem vorgeschlagenen Verfahren zusätzliche Vorteile, weil den aus der Verteilerrinne durch einen von der Atmosphäre abgeschlossenen Raum geleitete Metallstrom dem Luftsauerstoff entzogen ist und somit eine erneute Reoxydation verhindert werden kann. Der Raum kann aber auch von einer geringen Größe sein, weil lediglich ein gewisser Abstand zum Gießmetall-Strom einzuhalten ist.which brings the level of the bath level in the continuous casting mold. In and of itself, the melt pool in the tundish is not very high, so let it be a corresponding counterpressure easily compared to the relatively small metal column can be built. On the other hand, connect with the proposed method additional advantages, because from the tundish through one from the atmosphere closed space conducted metal flow is withdrawn from atmospheric oxygen and thus renewed reoxidation can be prevented. The room can also be from a be small because only a certain distance to the casting metal stream must be maintained is.

Im übrigen bildet der Badspiegel zusammen mit der DurchlaufiefSform nach unten und der Boden der Verteilerrinne einen ideellen Abschluß, auf den sich der vorhandene Unter- oder Überdruck von außen bzw. innen abstützen kann.In addition, the bathroom mirror forms together with the flow-through shape down and the bottom of the tundish an ideal conclusion on which the existing one Support negative or positive pressure from outside or inside can.

Das Verfahren kann dakingehend verbessert werden durch die Zuführung von inerter dasen steverbaren Druckes in den vom Gießstrahlen durchflossenen Raum. An und für sich findet in geringerem Umfang bei Unterdruck bei eine Entgasunt statt. Bei höheren Drücken kann eine soche erenfalls berbeigeführt werden. indem der statische Gasdruck durch einen tei iee dynamischen ersetzt wird, so daß in gewissem Einne eine Spülwirkung innerhalb des Druckraumes eintritt.The method can thereby be improved by the addition of the inert pressure in the space through which the pouring stream flows. In and of itself, degassing takes place to a lesser extent under negative pressure. At higher pressures one can also be added. by the static Gas pressure is replaced by a tei iee dynamic, so that to a certain extent a flushing effect occurs within the pressure chamber.

Die Einrichtung zur Druchführung des Verfahrens zeichnet sich nunniehr aus durch einen an Verteilerrinne und Durchlaufgießraum angeschlossenen im Bereich der Oszillations-Amlitude bewegbaren Verbindungskanal, der an eine der Luftabsaugung und eine andere der Zuführung inerten Gases dienende Ringleitung angeschlossen ist. Eine solche Einrichtung bewährt sich deshalb, weil für geringere Gasdrücke ohne weiteres Zuleitungen angeordnet sein können, die das Vibrieren der Durchlaufgießform mit ausführen.The facility for carrying out the procedure is now distinguished from through a channel connected to the distribution channel and pouring room in the area the oscillating-Amlitude movable connection channel, which is connected to one of the air suction and another ring line serving to supply inert gas is connected. Such a device has proven itself because without it for lower gas pressures further supply lines can be arranged that the vibration of the continuous casting mold with execute.

Dann ist es auch möglich, daß ent';eder eine Gasströmung oder ein rein statischer Druck aufrecht erhalten werden können. Die Ausübung eines höhereu Druckes bei geringer kinetischer Energie ist eine Abwandlungsform, die je nach den Betriebsverhaltnissen eingestellt werden kann. Das Entgasen des Gießstrahles, die Steuerung seiner Stärke und damit ein berührungsfreies Verschließen oder öffnen der Ausfußöffnung an der Verteilerrinne sind somit in Kombination auftretende Vorteile der Erfindung.Then it is also possible that either a gas flow or a purely static pressure can be maintained. The exercise of a higher u Pressure at low kinetic energy is a modification that depends on the Operating conditions can be set. The degassing of the pouring stream that Control of its strength and thus a contact-free closing or opening the outfeed opening on the distribution channel are therefore advantages that occur in combination the invention.

Nach der weiteren Erfindung ist eine metallbalg als Verbindungskanal vorgesehen. Je größer man dabei die nahl der Balgglieder wählt, dest kleiner sind die Relativbewegungen zwischen den einzelnen die Schwingbewegungen mitmachenden Teilen der Einrichtung. Solche Metallbale können deshalb mit sehr großer betensdauer Verwendung finden.According to the further invention, a metal bellows is used as a connecting channel intended. The larger you choose the number of bellows links, the smaller they are the relative movements between the individual swinging movements Share the facility. Such metal bales can therefore pray for a very long time Find use.

Die Erfindung eignet sich jedoch nicht nur für niedere Drücke, d.h. also verhältnismäßig klene Metallsäulen, die über der Ausflußöffnung stehen, sondern bei der Vahl eines anderen Verbindungskanals auch für extrem hohe Drücke. So ist es nach einem weiteren Merkmal der Erfindung möglich, einen aus ineinander verschiebbaren, gegeneinander abdichtbaren Rohren gebildeten Verbindungskanal herzustellen. Wahrend das an der Verteilerrinne befestigte Rohr stillsteht, bewegt sich im stillstehenden das an der Kokille befestigte ohr, wobei sich ein besonders wichtiger Effekt für das Zerlegen der Gießeinrichtung ergibt, indem bei Demontage beide Rohre lediglich auseinander zu ziehen sind, wobei gegebenenfalls vorher eine die beiden Rohre abdichtende Manschette zu entfernen ist.However, the invention is not only suitable for low pressures, i. so relatively small metal columns that are above the outlet, but with the choice of another connection channel also for extremely high pressures. So is it is possible according to a further feature of the invention, a one from one another displaceable, produce connection channel formed against each other sealable pipes. While the pipe attached to the tundish is stationary, moves when it is stationary the ear attached to the mold, which is a particularly important effect for the dismantling of the casting device results in the fact that both pipes are only dismantled are to be pulled apart, where appropriate beforehand a sealing the two pipes Cuff is to be removed.

Die richtige Bemessung des Gießstrahls anhand des aufgezeigten Verfahrens stellt jedoch nicht nur eine Möglichkeit zum öffnen und Verschlief3en der Verteilerrinne oder irgendwelcher anderer Gefäße dar, sondern bildet bei geeigneter Anwendung der Einrichtung gemäß der Erfindung nach einem zusätzlichen Merkmal eine Methode durch pneumatisches Regeln diU Füllstandshöhe in der Durchlaufgießform zu beeinflussen. Es ist jedoch auch möglich, diesen Grundgedanken deshalb weiter voran zu treiben, weil bei geeigneter Pufferung einer geringeren Materialmenge innerhalb des Druckraums zwischen Durchlaufgrießform und Verteilerrinne eine gewisse Unabhängigkeit zwischen der Menge geschaffen werden kann, die aus der Verteilerrinne fließt und derjenigen, die tatsächlich das Niveau des Bandspiegels in der Druchlaufgießfos bestimmt.The correct dimensioning of the pouring stream using the method shown However, it does not only provide a way to open and close the distribution channel or any other vessel, but when used appropriately it forms the Device according to the invention according to an additional feature by a method pneumatic control of the filling level in the Continuous casting mold to influence. However, it is also possible to continue this basic idea to drive ahead, because with suitable buffering a smaller amount of material within a certain independence of the pressure space between the continuous semolina and the tundish can be created between the amount that flows out of the tundish and of those that actually have the level of the tape mirror in the pouring infuser certainly.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemaäßen Einrichtung schematishc dargestellt und im folgenden näher erläutert: Die einzige Figur der Zeichnung bildet einen senkrechten Querschnitt durch die Gie{einrichtung einer Stranggießanlage in Höhe der Gießbühne.In the drawing is an embodiment of the inventive Device shown schematishc and explained in more detail below: The only one The figure of the drawing forms a vertical cross section through the casting device a continuous caster at the level of the casting platform.

Aus der Gießpfanne 1, die von einem Kran getragen wird oder auch innerhalb einer besonderen Haltevorrichtung zum Abguß bereit gestellt ist, tritt das schemalzflüssige Gießmetall 2 aus einer Bodenöffnung 3 aus. 5 relangt in die Verbeilerrinne -4, die in einer nicht gezeigten Aufnahme, wie beispielsweise einem vorfahrbaren Gestell über die Durchlaufgießform 5 gebracht wird. Die Durchlauf gießform 5 ist in bekannter Art mit einem Oszillationsantrieb 6 versehen, dessen schwingende Bewegung das Loslösen des Gießstranges 7 von der Wandung 8 8 bewirkt. Die Durchlaufgießform 5 besitzt Kühlkammern 9, die über uflüsse 10 und Abflüsse 11 mit Kahlwasser versorgt sind. Die Durchlaufgießform 5 besitzt einen Flansch 12 an ihrem Eingang und die Verteilerrinne 4 weist zwei konzentrische Ringrinder 13 und 14 auf, zwischen denen nunmehr ein kurzes, aber mit größerem Durchmesser versehenes Rohr 15 lagert, befestigt und entsprechend abgedichtet ist. Bei Entfernen der Verteilerrinne 4 wird dememtsprechend auch das Rohr 15 mit transportiert.From the ladle 1, which is carried by a crane or within a special holding device is made available for pouring, the schema occurs in liquid form Cast metal 2 from a bottom opening 3. 5 relangt in the distributor channel -4, the in a receptacle, not shown, such as a retractable frame is brought over the continuous casting mold 5. The continuous casting mold 5 is known in Art provided with an oscillating drive 6, the oscillating movement of which causes the detachment of the cast strand 7 from the wall 8 8 causes. The continuous casting mold 5 has Cooling chambers 9, the over rivers 10 and 11 drains with bald water are supplied. The continuous casting mold 5 has a flange 12 at its entrance and the tundish 4 has two concentric ring caterpillars 13 and 14, between which now has a short but larger diameter tube 15 stored, is attached and sealed accordingly. When removing the tundish 4 is accordingly, the tube 15 is also transported.

Ein ähnliches Rohr 16 befindet sich am Ringflansch 12 der Durchlauf gießform 5 befestigt Die du cii den Oszillationsantrieb 6 übertragenen Schwingungen führt demnach das Rohr 16 mit aus. Zu diesem Zweck ist eine Führung 17 zwischen den beiden Rohren 15 und 16 vorge sehen und zzecks Abdichtung ein Metallbalg 18, der hier nur als ein einfaches, federndes Rohr um die beiden Rohre 15 und 16 verläuft, wobei jeweils Verlängerungen 19 und 20 an den Rohres 15 und 16 bedichtet befestigt sind. Die Verteilerrinne 4, das Rohr 15, der Metallbalg 18, das Rohr 16, und die gefällte Durchlaufrießform 5 bilden demnach einen von der äußeren tmosphäre abgeschlossenen Druckraum 21. Führt man nunmehr durch einen weiter nicht dargestellten Verdichter, eine Pumpe oder dergleichen 22 ein inertes Gas zu, so wird die im Druck raum 21 befindliche Luft in Richtung 23 verdrängt und im weiteren strömt auch das inerte as durch diesen Druckraum, so daß aus dem Gießstrahl 24 entwichendes Gjs abgeführt werden kann. Soll jedoch vermieden werden, daß der Gießstrahl 24 volumenmäßig zuviel Gießmetall in die Durchlaufgießform 5 befördert, wird durch einen Gegendruck 25 der Druck im Druckraum 21 soweit esteigert, daß er der Metallsäule zwischen den Niveaupunkten 26 und 27 das Gleichgewicht hält. Est dieser Zustand erreicht, so vermag aus dem Auslaufstutzen 28 keinerlei Metall mehr aus zureten, so daß, um die Verteilerrinne 4 vor überlaufen schließlich zu bewahren, auch der Durchflus aus der Giebpfonne 1 gestoppt bzw.A similar tube 16 is located on the annular flange 12 of the passage Casting mold 5 attached The du cii the oscillation drive 6 transmitted vibrations therefore leads the pipe 16 from. For this purpose a guide 17 is between the two tubes 15 and 16 see provided and zzecks sealing a metal bellows 18, which here only runs as a simple, resilient tube around the two tubes 15 and 16, with extensions 19 and 20 attached to the tube 15 and 16 in a sealed manner are. The distribution channel 4, the pipe 15, the metal bellows 18, the pipe 16, and the Precipitated continuous crack form 5 accordingly form one that is closed off from the external atmosphere Pressure chamber 21. If one now leads through a compressor, not shown further, a pump or the like 22 to an inert gas, then the pressure chamber 21 displaced air located in the direction 23 and in the further flows the inert as through this pressure chamber, so that Gjs escaping from the pouring stream 24 is carried away can be. However, it should be avoided that the pouring stream 24 is too much in volume Cast metal is conveyed into the continuous casting mold 5 by a counter pressure 25 the pressure in the pressure chamber 21 to the extent that it increases the metal column between the Level points 26 and 27 keeps the balance. Est this one State reached, no more metal can be extracted from the outlet nozzle 28, so that in order to finally keep the tundish 4 from overflowing, also the Flow from the gable pillar 1 stopped or

gedrosselt werden muß.must be throttled.

Das gazeichnete Ausführungsbeispiel gemäß der Figur der Zeichnung könnte ohne weiteres arbeiten, imdem der Gießstrahl 24 direkt in die Durchlaufgießform fällt. Gezeichnet ist jedoch ein Tauchrohr 29, das zur Aufferung, d.h. Speicherung eines Teiles des Gießmetalls 2 mit einem erweiterten Teil 30 ausgerästet ist. Das Regulieren des Gasdruckes im Druckraum 21 kann nunmehr derart vorgenommen werden, daß der Gießspiegel 31 wesentlich in seinen Niveau beeinflußt wird.The illustrated embodiment according to the figure of the drawing could easily work by pouring the pouring stream 24 directly into the continuous casting mold falls. However, a dip tube 29 is shown, which is used for Aufferung, i.e. storage of a part of the casting metal 2 is equipped with an enlarged part 30. That The gas pressure in the pressure chamber 21 can now be regulated in such a way that that the meniscus 31 is significantly influenced in its level.

Ein Differieren der Stranggeschwindigkeit des Gießstranges 7, das durch unterschiedlich schnelles Abkühlen hervorgerufen wird, kann so aufgefangen werden.A differentiation of the strand speed of the cast strand 7, the caused by cooling down at different rates can be absorbed in this way will.

Das Tauchrohr 29 mit der Erweiterung 20 ist an Rippen 32 und Konsolen 33 innerhalb des Rohres 16 abgestützen.The dip tube 29 with the extension 20 is on ribs 32 and consoles 33 are supported within the tube 16.

Bei Entfernen der Gießrinne 4 mit dem Rohr 15 bleibt demnach das Tauchrohr 29 im Rohr 16 stehen, bzw. wird zusammen mit dem Rohr 16 während der Oszillationsbewegung mitbewegt. Es versteht sich, daß die Rohre 15 und 16 mittels Leitungen 34 gekühlt bzw. geheizt werden können, um ein Regulieren der Temperatur des Gießmetalls 2 zu bewerkstelligen, In Betracht gezogene Druckschriften: "Berg- und Hüttenmännische Montschefte, 107. Jahrgang, April 1962, Seite 81.When the casting channel 4 with the tube 15 is removed, the immersion tube remains 29 stand in the tube 16, or is together with the tube 16 during the oscillating movement moved along. It goes without saying that the tubes 15 and 16 are cooled by means of lines 34 or can be heated in order to regulate the temperature of the casting metal 2 accomplish, pamphlets considered: "Berg- und Hüttenmännic Montschefte, Volume 107, April 1962, page 81.

Claims

1. A method for supplying the casting metal in continuous casting plants, in particular -of Steel, from a height of fall from the level of an intermediate container to the belt surface of the Continuous casting mold, characterized in that the flow of liquid metal through conducted a space closed off from the atmosphere to amplify the current the room pressure is lowered and the room pressure is increased to weaken the flow.

2. The method nich claim 1, characterized by the supply of inert gases controllable pressure in the space through which the pouring stream flows.

5. Device for performing the method according to claims: ichen 1 and 2, characterized by a distributor channel (4) and a continuous pouring chamber (21) connected connecting channel movable in the range of the oscillation amplitude, to one of the air suction (25) and to another, the supply of inert gas (22) serving ring main is connected.

4. Device according to claim 3, characterized by a metal bellows sec (18) as a connecting channel.

5. Device according to claim 3, characterized by one from one another displaceable, mutually sealable tubes (15, and 16) formed connecting channel.

6. A method of using the device according to claims 4 urid 5, characterized by the pneumatic control of the fill level in the continuous casting mold.

7. Device according to claims 5 to 5, characterized in that that within the pressure chamber (21) a dip tube (29) is arranged, the upper Area an extension () C) as a buffer for the flowing metal (2) rise.