DE2037153B2 - Continuous casting nozzle for the continuous casting of metallic threads - Google Patents
Continuous casting nozzle for the continuous casting of metallic threadsInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Stranggießdüse zum Stranggießen metallischer Fäden.The invention relates to a continuous casting nozzle for the continuous casting of metallic threads.
Verfahren zum Stranggießen metallischer Fäden kleinen Durchmessers, bei welchem Metallschmelzen in Form eines freien fadenartigen Schmelzenstrahles aus einer Stranggießdüse ausgebracht werden, sind in der US-PS 32 16 076 beschrieben. Nach diesem Verfahren wird der Schmelzenstrahl in eine filmbildende Atmosphäre ausgebracht, durch welche auf der Oberfläche des fadenartigen Schmelzenstrahles rasch ein dünner stabilisierender Film gebildet wird. Dieser Film verhindert das von der Oberflächenspannung bei der geringen Viskosität der Schmelze hervorgerufene Zertropfen des Schmelzenstrahles, so daß ein hinreichend langer Zeitraum für die Erstarrung des Schmelzenstrahles zu einem festen Faden zur Verfugung steht. Die zugehörige Stranggießvorrichtung weist im allgemeinen einen Schmelztiegel mit einer Düse im Boden auf, die entweder als ein Teil des Bodens des Schmelztiegels oder vorzugsweise als Düseneinsatz ausgebildet ist.Process for the continuous casting of metallic threads of small diameter, in which metal melts in Form of a free thread-like melt jet are applied from a continuous casting nozzle, are in the U.S. Patent 3,216,076. According to this process, the melt jet is in a film-forming atmosphere applied through which on the surface of the thread-like melt jet quickly a thin stabilizing film is formed. This film prevents the surface tension from occurring low viscosity of the melt caused droplets of the melt jet, so that a sufficient long period of time for the solidification of the melt jet to form a solid thread is available. The associated continuous caster generally has a crucible with a nozzle in the bottom on, either as part of the bottom of the crucible or, preferably, as a nozzle insert is trained.
Die Stranggießdüse muß aus einem Material bestehen, welches bei den auftretenden Temperaturen von
mehr als 1000° C und den hohen Drücken, die bei den
feinen Düsendurchmessern von weniger als 0,9 mm erforderlich sind, hinreichend fest ist und gegen die in
der Umgebung der Düse verwendeten Materialien wie auch gegen die Metallschmelze selbst hinreichend
chemisch beständig ist. Werkstoffe, wie hochdichte Tonerde, Sapir, Zirkonerde (mit Calciumoxid stabilisiert),
Al2O3 · Ο2Ο3 — Keramik und andere, die häufig
bei metallurgischen Verfahren zur Aufnahme von Metallschmelzen, beispielsweise Stahlschmelzen verwendet
werden, sind als Material für eine Stranggießdüse zum Stranggießen von Fäden nicht zufriedenstellend.
Beispielsweise stellt das chemische Reaktionsvermögen von Keramikmaterial mit einer Düsenhalterung aus
Graphit ein ernstes Problem dar. So reagieren Tonerde und Zirkonerde leicht mit Graphit bei höheren
Temperaturen. Wenn es zu einer chemischen Reaktion des Düsenmaterials mit der Metallschmelze kommt
oder das Düsenmaterial in der Metallschmelze löslich ist. kann es zu einer Erosion der Düsenöffnung oder zu
Ablagerungen in der Düsenöffnung und selbst zu Verstopfungen der feinen Düsenöffnung kommen, was
sämtlich für das Stranggießen von Metallfäden geringen Durchmessers nicht hingenommen werden kann.
Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst ein als Werkstoff für eine Stranggießdüse zum Stranggießen
metallischer Fäden brauchbares Material anzugeben, das sowohl den physikalischen als auch chemischen
Anforderungen beim Stranggießen solcher Metallfäden genügtThe continuous casting nozzle must be made of a material which is sufficiently strong at the temperatures of more than 1000 ° C and the high pressures required for the fine nozzle diameters of less than 0.9 mm and against those in the vicinity of the nozzle materials used as well as against the molten metal itself is sufficiently chemically resistant. Materials such as high-density alumina, sapir, zirconia (stabilized with calcium oxide), Al 2 O 3 · Ο2Ο3 - ceramics and others that are often used in metallurgical processes for absorbing molten metal, for example molten steel, are used as material for a continuous casting nozzle for the continuous casting of Threads not satisfactory. For example, the chemical reactivity of ceramic material with a nozzle holder made of graphite is a serious problem. For example, alumina and zirconia react easily with graphite at higher temperatures. When there is a chemical reaction of the nozzle material with the molten metal or the nozzle material is soluble in the molten metal. erosion of the nozzle opening or deposits in the nozzle opening and even clogging of the fine nozzle opening can occur, all of which cannot be accepted for the continuous casting of small-diameter metal threads.
The invention solves the problem of specifying a material which can be used as a material for a continuous casting nozzle for the continuous casting of metallic threads and which satisfies both the physical and chemical requirements in the continuous casting of such metal threads
Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch die Ausbildung der Düse aus einem einkristallinen Berylliumoxid oder einem polykristallinen Berylliumoxid mit einer Reinheit von mindestens 99,5% und einer Dicht, die mehr als 95% der theorethischen Dichte von Berylliumoxid beträgtAccording to the invention, this is achieved by forming the nozzle from a single crystal Beryllium oxide or a polycrystalline beryllium oxide with a purity of at least 99.5% and a Dense, which is more than 95% of the theoretical density of beryllium oxide
Es wurde festgestellt daß der erfindungsgemäß vorgeschlagene Werkstoff sich gut als Düsenwerkstoff beim Stranggießen von metallischen Fäden geringen Durchmessers eignet, ohne daß dabei nennenswerte Probleme hinsichtlich des thermischen oder mechanischen Verhaltens, des chemischen Reaktionsvermögens, der Düsenerosion oder der Düsenverstopfung aufgrund der Löslichkeitseigenschaften von Beryllerde auftreten.It has been found that the material proposed according to the invention works well as a nozzle material suitable for the continuous casting of metallic threads of small diameter, without being worth mentioning Problems with thermal or mechanical behavior, chemical reactivity, nozzle erosion or nozzle clogging may occur due to the solubility properties of beryl alumina.
Platten- oder scheibenförmige Stranggießdüsen aus einkristalliner oder polykristalliner Beryllerde mit Düsenöffnungen geringen Durchmessers können leicht in geeigneter Größe und Form hergestellt werden, indem auf der Einlaufseite der Düsenplatte eine Ausnehmung ausgearbeitet und anschließend konzentrisch zu dieser Ausnehmung einer Düsenöffnung mit dem gewünschten Durchmesser gebohrt und diese poliert wird. Auch kann die Platte vor dem Endbrennen geformt und die Düsenöffnung gebohrt werden, wonach die frische ungebrannte Platte auf eine geeignete Dichte gebrannt wird und dann die Düsenöffnung poliert wird, um kleinere kristalline Fehlordnungen zu vermindern.Plate or disk-shaped continuous casting nozzles made of monocrystalline or polycrystalline beryl alumina with Small diameter nozzle openings can easily be made in suitable size and shape, by working out a recess on the inlet side of the nozzle plate and then concentrically drilled to this recess a nozzle opening with the desired diameter and this is polished. Also, the plate can be shaped before final firing and the nozzle opening drilled, after which the fresh green sheet is fired to a suitable density and then the nozzle opening is polished, to reduce smaller crystalline dislocations.
Das Verhältnis von Länge zu Durchmesser der Düsenöffnung beträgt vorzugsweise weniger als 20, insbesondere weniger als 10, wobei eine vorgesehene Ausnehmung an der Einlaufseite der der Düse nicht mitgerechnet wird. Obgleich leicht konisch verlaufende Düsenbohrungen verwendet werden können, werden Düsen mit geraden Bohrungen bevorzugt, da diese leichter herzustellen sind.The ratio of length to diameter of the nozzle opening is preferably less than 20, in particular less than 10, with a recess provided on the inlet side of the nozzle not is included. Although slightly tapered nozzle bores can be used Nozzles with straight bores preferred as these are easier to manufacture.
Bei Stranggießvorrichtungen mit Düsenplatten aus Beryllerde gemäß der Erfindung hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, Bodenplattenteile aus Beryllerde für den Schmelztiegel vorzusehen, weil dasIn the case of continuous casting devices with nozzle plates made of beryl alumina according to the invention, it has proven to be Expediently pointed out to provide base plate parts made of beryl alumina for the crucible, because that
so chemische Reaktionsvermögen und die Löslichkeitseigenschafter für ein Stranggießen unter hoher Temperatur geeignet sind. Darüber hinaus wurde festgestellt, daß die Schmelztiegelteile aus Beryllerde gegen Graphitteile der Stranggießvorrichtung inert sind.so that the chemical reactivity and the solubility property are suitable for high temperature continuous casting. In addition, it was found that the beryl alumina crucible parts are inert to graphite parts of the continuous caster.
Mit der erfindungsgemäßen Düse kann vorteilhaft eine Legierung aus 99 Gew.-% rostfreiem Stahl und 1 Gew.-% Aluminium oder Kupfer im Strang zu Fäden vergossen werden.With the nozzle according to the invention can advantageously be an alloy of 99 wt .-% stainless steel and 1% by weight of aluminum or copper are cast in a strand to form threads.
In der Zeichnung ist ein Querschnitt durch eine typische Einheit zum Stranggießen von Fäden kleinen Durchmessers gezeigt. Die Metallschmelze 1 ist in einem Schmelztiegel 2 mit einer Bodenplatte 3 enthalten. Der Schmelztiegel 2 und die Platte 3 ruhen auf einem Ständer 4 und sind von einem isolierenden Zylinder 5 mit einer Auskleidung 6 umgeben, die ihrerseits von einer Induktionsspule 7 umgeben sind. Die Einheit wird mit Hilfe einer durch den Deckel 9 hindurchgreifenden Druckquelle 8 unter Druck gesetzt.In the drawing is a cross section through a typical unit for continuous casting of small threads Diameter shown. The molten metal 1 is in a crucible 2 with a base plate 3 contain. The crucible 2 and the plate 3 rest on a stand 4 and are of an insulating one The cylinder 5 is surrounded by a lining 6, which in turn is surrounded by an induction coil 7. the The unit is pressurized with the aid of a pressure source 8 reaching through the cover 9.
Dichtringe 10 dienen dazu, den Druck innerhalb des umschlossenen Raumes aufrechtzuerhalten und Undichtigkeiten an der Bodenplatte zu vermeiden. Die Metallschmelze 1 wird durch eine Stranggießdüse 12 mit Einlauf 11 mit Hilfe des durch die Druckquelle 8 aufgebrachten Druckes mit einer ausreichenden Geschwindigkeit hindurchgepreBt, so daß ein fadenartiger Schmelzenstrahl 13 entsteht Der austretende Schmelzenstrahl 13 erstarrt in einer filmbildenden Atmosphäre 14 zum Strang.Sealing rings 10 are used to maintain the pressure within the enclosed space and prevent leaks to avoid on the base plate. The molten metal 1 is passed through a continuous casting nozzle 12 with inlet 11 with the aid of the pressure applied by the pressure source 8 at a sufficient speed pressed through, so that a thread-like melt stream 13 is created. The emerging melt stream 13 solidifies into a strand in a film-forming atmosphere 14.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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