DE19827814C2

DE19827814C2 - Immersion spout for round caster

Info

Publication number: DE19827814C2
Application number: DE19827814A
Authority: DE
Inventors: Jens Kluge
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1997-10-24
Filing date: 1998-06-16
Publication date: 2000-01-27
Anticipated expiration: 2018-06-17
Also published as: DE19827814A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Tauchausguß für Rundstranggießanlagen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a submerged nozzle for continuous casting according to Preamble of claim 1.

Der Tauchausguß ist üblicherweise an einem Verteiler befestigt und ragt soweit in die Kokille hinein, dass nach dem Anguss der Anfangsbereich des Tauchausgußes in das Schmelzbad eingetaucht ist. Ist der radiale Abstand zwischen Tauchausguß und Kokillenwand groß genug, dann wird die im Bereich zwischen Austritt Tauchausguß und Schmelzbad sich befindende Schmelze in bekannter Weise umgewälzt. Dieser Effekt ist erwünscht, damit es in diesem Bereich zu keinen Anreicherungen kommt. Bei kleineren Querschnitten, d. h. einem geringen radialen Abstand zwischen Tauchausguß und Kokilleninnenwand, wurde festgestellt, dass die Umwälzung nur noch schwach ausgeprägt ist, unter Umständen sogar ganz ausbleibt.The immersion spout is usually attached to a distributor and extends so far into the Chill in that after the sprue, the initial area of the immersion nozzle into the Melting bath is immersed. Is the radial distance between the immersion nozzle and The mold wall is large enough, then the immersion spout in the area between the outlet and melt located in the melt circulated in a known manner. This Effect is desired so that there is no enrichment in this area. For smaller cross-sections, i.e. H. a small radial distance between Dipping spout and mold inner wall, it was found that the circulation only is still weak, may even fail to appear entirely.

In der DE-PS 843 137 ist eine Rohrzuführung für das schmelzflüssige Gießgut beim stetigen Gießen von Metallen offenbart. Bei dieser Rohrzuführung ist der Austrittsquerschnitt kleiner als der lichte Rohrquerschnitt. Zur Vermeidung von Wirbelbildungen weist die Rohrzuführung an oder in der Nähe ihres der Gießform zugewandten Endes düsenartige Austrittsöffnungen auf.In DE-PS 843 137 a pipe feed for the molten cast material is continuous casting of metals revealed. With this pipe feeder is the Outlet cross section smaller than the clear pipe cross section. To avoid Vortex formation indicates the pipe feed on or in the vicinity of the casting mold facing end nozzle-like outlet openings.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Tauchausguß anzugeben, der auch bei geringem radialen Abstand zwischen Tauchausguß und Kokilleninnenwand eine ausreichende Umwälzung der Schmelze sicherstellt.The object of the invention is to provide a diving spout, which is also small A sufficient radial distance between the immersion nozzle and the mold inner wall Circulation of the melt ensures.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Bestandteil von Unteransprüchen. This task is based on the generic term in conjunction with the characterizing features of claim 1 solved. Beneficial Refinements are part of subclaims.

Erreicht wird der gewünschte Effekt der ausreichenden Umwälzung der Schmelze dadurch, dass bei einem Verhältnis des Rundstrangdurchmessers zum Durchmesser des Tauchausgusses im Eintauchbereich von ≦ 2,9 der eingetauchte Austrittsbereich des Tauchausgußes einen kegelstumpfartigen Querschnitt aufweist, dessen Verjüngung in Fließrichtung der Schmelze liegt.The desired effect of sufficient circulation of the melt is achieved in that at a ratio of the round strand diameter to the diameter of the immersion spout in the immersion area of ≦ 2.9 the immersed outlet area of the immersion nozzle has a frustoconical cross section, the Taper lies in the flow direction of the melt.

Damit der eigentliche Austritt noch genügend Steifigkeit hat, sollte die verbleibende Wanddicke mindestens 5 mm betragen. Als vorteilhaft für den gewünschten Effekt hat sich ein Kegelwinkel im Bereich von 10 bis 35 Grad herausgestellt.So that the actual exit still has sufficient rigidity, the remaining one should Wall thickness must be at least 5 mm. As advantageous for the desired effect a cone angle in the range of 10 to 35 degrees was found.

Der erfindungsgemäß ausgebildete Tauchausguß kann im Austrittsbereich einstückig sein oder aus zwei Teilen bestehen. Im letzteren Fall wird der Austrittsbereich gebildet aus einem abgesetzten hohlen zylindrischen Zapfen des Grundkörpers des Tauchausgußes, der von einer dazu angepaßten Hülse bündig umfaßt wird, wobei die Hülse im Endbereich einen kegelstumpfartigen Querschnitt aufweist. Hülse und Zapfen können aus verschiedenen Feuerfestgüten gefertigt sein. Wegen der im Kontaktbereich zwischen Gießpulver bzw. Gießpulverschlacke und dem Tauchausguß stattfindenden verstärkten Erosion wird die Hülse vorzugsweise aus einer höherwertigen Keramik beispielsweise ZrO₂ ausgeführt. Der Grundkörper wird meist in der vergleichsweise preiswertigeren Keramik Al₂O₃-Graphit gefertigt. Die aus verschiedenen Feuerfestqualitäten bestehende Hülse und der Grundkörper können beispielsweise in einem Verfahrensweg mittels isostatischen Pressen zu einem Tauchausguß gefügt oder alternativ Hülse und Grundkörper getrennt hergestellt und anschließend miteinander verklebt werden.The immersion nozzle designed according to the invention can be in one piece in the outlet area or consist of two parts. In the latter case, the outlet area is formed from a recessed hollow cylindrical pin of the base body of the immersion nozzle, which is flush with a sleeve adapted thereto, the sleeve having a frustoconical cross-section in the end area. The sleeve and spigot can be made from different refractory grades. Because of the increased erosion taking place in the contact area between casting powder or casting powder slag and the immersion spout, the sleeve is preferably made of a higher quality ceramic, for example ZrO ₂ . The base body is usually made of the comparatively cheaper ceramic Al ₂ O ₃ graphite. The sleeve, which consists of different refractory qualities, and the base body can, for example, be joined to an immersion spout in a process path by means of isostatic presses or, alternatively, the sleeve and base body can be produced separately and then glued together.

Im nicht verjüngten Bereich kann die Wanddicke des Zapfens gleich oder kleiner sein als die Wanddicke der Hülse. Am Austritt könnte die verbleibende Wanddicke der Hülse prinzipiell gegen Null gehen, da der Verschleiß der in den Stahl eingetauchten Keramik sehr gering ist. In der Praxis läßt man sich aber eine Sicherheitsreserve, die erfahrungsgemäß bei etwa 5 mm liegt. Die Wanddicke des Zapfens kann bis zu 8 mm reduziert werden.In the non-tapered area, the wall thickness of the peg can be the same or smaller than the wall thickness of the sleeve. The remaining wall thickness of the In principle, the sleeve should go to zero, as the wear immersed in the steel Ceramics is very low. In practice, however, you leave a safety reserve that experience has shown that it is around 5 mm. The wall thickness of the tenon can be up to 8 mm be reduced.

In der Zeichnung wird anhand zweier Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäß ausgebildete Tauchausguß näher erläutert. Es zeigen: In the drawing, the invention according to two exemplary embodiments trained diving spout explained in more detail. Show it:

Fig. 1 einen Längsquerschnitt einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Tauchausgußes Fig. 1 shows a longitudinal cross section of a first embodiment of an immersion nozzle designed according to the invention

Fig. 2 einen Längsquerschnitt des Austrittsbereiches einer zweiten Ausführungsform Fig. 2 shows a longitudinal cross section of the outlet area of a second embodiment

An einem nicht näher dargestellten Verteiler 1 ist ein Tauchausguß 2 befestigt. Dieser taucht so weit in eine Kokille 3 (hier nur angedeutet) ein, dass der Anfangsbereich von Schmelze 4 umflossen ist und oberhalb sich eine aus Gießpulver gebildete Schlacke 5 befindet.An immersion spout 2 is attached to a distributor 1 , not shown in detail. This plunges so far into a mold 3 (only hinted at here) that the starting area is surrounded by melt 4 and above it is a slag 5 made of casting powder.

Erfindungsgemäß ist der eingetauchte Ausgießbereich des Tauchausgußes 2 als Kegelstumpf 6 ausgebildet, dessen Verjüngung in Fließrichtung 7 liegt. Diese Ausbildung sorgt dafür, dass auch bei einem geringen radialen Abstand 8 zwischen der Außenoberfläche des Tauchausgußes 2 und der Innenoberfläche der Kokille 3 eine ausreichende Umwälzung der Schmelze 4 sichergestellt ist. Die Umwälzung ist hier durch die zwei gekrümmten Pfeile 9 gekennzeichnet.According to the invention, the immersed pouring area of the immersion spout 2 is designed as a truncated cone 6 , the taper of which lies in the direction of flow 7 . This design ensures that even with a small radial distance 8 between the outer surface of the immersion nozzle 2 and the inner surface of the mold 3, sufficient circulation of the melt 4 is ensured. The circulation is characterized here by the two curved arrows 9 .

Die verbleibende Wanddicke 10 am Austrittsende des Tauchausgußes 2 sollte mindestens 5 mm betragen und der Kegelwinkel 11 führt in einem Bereich von 10 bis 35 Grad zu optimalen Verhältnissen.The remaining wall thickness 10 at the outlet end of the immersion spout 2 should be at least 5 mm and the cone angle 11 leads to optimal conditions in a range from 10 to 35 degrees.

In Fig. 2 ist ebenfalls in einem Längsquerschnitt nur der Austrittsbereich einer zweiten Ausführungsform dargestellt, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet worden sind. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist der Austrittsbereich zweiteilig. Er wird gebildet durch einen vom Grundkörper 12 abgesetzten zylindrisch ausgebildeten hohlen Zapfen 13, der bündig durch eine daran angepaßte Hülse 14 umfaßt wird. Die Hülse 14 weist in ihrem Endbereich einen kegelstumpfartigen Querschnitt 6 auf, dessen Verjüngung in Fließrichtung 7 liegt. Im nicht verjüngten Bereich kann die Wanddicke 15 des Zapfens 13 gleich oder kleiner sein als die Wanddicke 16 der Hülse 14. Damit keine Kerbspannungen erzeugt werden, geht der Zapfen 13 mit einem großen Radius 17 in den Grundkörper 12 über.In FIG. 2, only the outlet portion of a second embodiment is also shown in a longitudinal cross-section, have been being used for identical parts the same reference numerals. In contrast to the embodiment according to FIG. 1, the outlet area is in two parts. It is formed by a cylindrical hollow pin 13 which is offset from the base body 12 and which is flush with a sleeve 14 which is adapted to it. In its end region, the sleeve 14 has a frustoconical cross section 6 , the taper of which lies in the direction of flow 7 . In the non-tapered area, the wall thickness 15 of the pin 13 can be equal to or less than the wall thickness 16 of the sleeve 14 . So that no notch stresses are generated, the pin 13 merges into the base body 12 with a large radius 17 .

Claims

1. Immersion nozzle for continuous casting plants, the rotationally symmetrical body of which is attached to a distributor and whose cylindrical starting area is partially immersed in the melt of the mold after the sprue, characterized in that with a ratio of the circular strand diameter to the diameter of the immersion nozzle in the immersion area of ≦ 2, 9 the immersed outlet area of the immersion nozzle ( 2 ) has a frustoconical ( 6 ) cross section, the taper in the direction of flow ( 7 ) with a cone angle ( 11 ) in the range of 10 to 35 degrees and a remaining wall thickness ( 10 ) at the outlet of the immersion nozzle ( 2 ) of at least 5 mm.

2. immersion nozzle according to claim 1, characterized in that the immersed outlet region of the immersion nozzle is formed from a recessed hollow cylindrical pin ( 13 ) of the base body ( 12 ) of the immersion nozzle, which is flush with a sleeve ( 14 ) adapted thereto, the The sleeve ( 14 ) has a frustoconical cross-section ( 6 ) in the end region.

3. immersion nozzle according to claim 2, characterized in that in the non-tapered area, the wall thickness ( 15 ) of the hollow pin ( 13 ) is equal to or less than the wall thickness ( 16 ) of the sleeve ( 14 ).

4. immersion nozzle according to claims 2 and 3, characterized in that the remaining wall thickness of the sleeve ( 14 ) at the outlet is 5 mm or less and is possibly zero.

5. immersion nozzle according to claims 2-4, characterized in that the wall thickness ( 15 ) of the pin ( 13 ) is at least 8 mm.

6. immersion nozzle according to claims 2-5, characterized in that the hollow pin ( 13 ) is rounded ( 17 ) in the cylindrical body ( 12 ).

7. immersion nozzle according to one of claims 2-6, characterized in that the base body ( 12 ) and the sleeve ( 14 ) are made of a different refractory quality.

8. immersion nozzle according to claim 7, characterized in that the sleeve ( 14 ) consists of a higher quality ceramic than the base body ( 12 ).