DE2417512C3 - Eingießvorrichtung zum Einbringen von Stahl in den Gießkopf einer Stranggießkokille - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Eingießvorrichtung zum Einbringen von Stahl in den Gießkopf einer Stranggießkokille mit einem Gießrohr und nachgeordneter Verteilereinrichtung.

Bekanntlich kann der Gehalt und die Verteilung von nichtmetallischen Einschlüssen durch geeignetes Einbringen von Stahl in den Gießkopf beeinflußt werden. Dies hat besondere Bedeutung bei der Verwendung von Gießpulver, mit dem der Badspiegel in der Kokille meistens abgedeckt wird, da das Verhalten des Pulvers unter anderem abhängig ist von der Strömung im Gießkopf und von der Art des Eingießsystems.

Eingetauchte Gießrohre mit einer oder mehreren Austrittsöffnungen die unterhalb des Badspiegels in der Kokille liegen, sind ein erster Schritt zur Verbesserung des Reinheitsgrades des Stahles. Da die Wandstärke von üblichen Gießrohren relativ dünn ist, ist jedoch keine kontrollierte Führung des aus dem Rohr austreten-

jo den Metalls möglich. Außerdem verschleißen Gießrohre relativ rasch bzw. ändert sich auch der Austrittsquerschnitt, wodurch eine gewünschte Einströmung unter unveränderter Führung des Metalls in den Gießkopf nicht möglich ist

Es ist auch schon bekannt, einem Gießrohr eine Auffangkammer anzuschließen, in die der Stahl einfließt, in der er umgelenkt und allseitig geführt wird und hernach durch Austrittsöffnungen, die einen größeren Querschnitt als das vorgeordnete Gießrohr besitzen, in den Gießkopf innerhalb einer Brammenkokille strömt. Dabei wird zwar die kinetische Energie des einströmenden Stahles vermindert, durch die allseitige Führung und Umhüllung des Stahles durch die Kammerwände ist jedoch eine gute Durchmischung mit dem über der Kammer liegenden Stahl im Gießkopf nicht möglich. Das Metall wird zudem direkt in kompaktem Fluß an die Schmalseiten herangeführt und dort in zwei Ströme, nach unten und oben gerichtet, unterteilt. Dadurch kann es zu Auswaschungen mit Schwächungen bzw. Ungleichmäßigkeiten der sich bildenden Stranghaut kommen. Außerdem ist ein befriedigender Temperaturausgleich im Gießkopf mit dieser Vorrichtung nicht möglich. Ferner endet das Gießrohr bei dieser Lösung vor der Verteilerkammer, wobei der eigentliehe Gußstrahl mit dem Querschnitt, mit dem er die Gießpfanne verläßt, bereits in Höhe des Badspiegels endet.

Es ist auch eine schwimmende Zuflußreguliereinrichtung bekannt, auf der der einfallende Gießstrahl abgelenkt wird. Unter der Einwirkung des aufprallenden Gießstrahles bzw. der Bewegung des Metalls im Gießkopf ist die Reguliereinrichtung in bezug auf ihre Lage zum Gießrohr nicht stabil. Demzufolge können keine konstanten Strömungsverhältnisse im Gießkopf geschaffen werden, wodurch kein gleichmäßiges Wachstum der Stranghaut möglich ist. Da die Metallströmung auch nicht kontrollierbar ist, sind auch keine gleichmäßigen Abscheidebedingungen für Verunreinigungen zu erzielen. Weiter behindern die notwendigen Schwimmkörper den Metallzufluß, was unter anderem beim Gießen mit Abdeckpulvern weitere Nachteile mit sich bringt.

Es ist auch eine Verteilervorrichtung bekannt, die unter Vibrationsbewegungen gesetzt wird. Dabei tritt jedoch der Gießstrahl oberhalb einer Verteilerplatte aus und daher ist eine Führung des Gießstrahles nach dem Austreten aus dem Gießrohr weder beabsichtigt noch möglich.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Eingießvorrichtung zu schaffen, die es gestattet. Stahl in den Gießkopf in kontrollierter Strömungsrichtung einzubringen und bei veränderten Gießbedingungen, z. B. Formatwechsel, eine einfache Anpassung des Eingießsystems vorzunehmen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß so gelöst, daß die Verteilereinrichtung als Verteilerplatte ausgebildet ist und unmittelbar an die Gießrohröffnung(en) anschließende Führungsflächen für den im Gießrohr um-

gelenkten Strahl aufweist, wobei die Flächen den auslaufenden Strahl von der Unterseite her führend umgeben und nach aufwärts unter einem Winkel zur Horizontalen geneigt sind.

Dadurch, daß der Gießstrahl unmittelbar nach seiner Umlenkung nur noch an seiner Unterseil geführt wird und zwar derart, daß eine nach oben gerichtete Strömungskomponente erzeugt wird, wird an der Oberseite des umgelenkten Strahles eine freie Mischungsmöglieb keit mit dem Stahl im Gießkopf geschaffen. Dies ergibt eine Strömung, die die Abscheidung bzw. Verteilung von nichtmetallischen Einschlüssen günstig beeinflußt Einerseits wird durch Aufnahme der nichtmetallischen Teilchen, die durch die Strömung nach oben in die Schlacke transportiert werden, die Einschlußmenge des Gußproduktes verringert, andererseits werden nichtabgeschiedene Teilchen durch die Strömung im Gießkopf so verteilt, daß keine hohe Konzentration der Verunreinigungen an bestimmten Stellen auftritt. Ferner wird ein weitgehend ungestörtes Wachstum der Stranghaut gefördert und im Gießkopf ein Temperaturausgleich geschaffen, der sich bei Verwendung von Gießpulver sehr vorteilhaft auf das Verhallen des Pulvers auswirkt.

Es ist von Vorteil, die Verteilerplatte lösbar am Gießrohr zu befestigen. Dadurch ist ein Auswechseln der Platte und somit eine Anpassungsmöglichkeit an verschiedene Gießparameter gegeben.

Der Neigungswinkel der Führungsflächen, die dem Stahl in seiner Strömung eine, der Stranglaufrichtung entgegengesetzt gerichtete Komponente nach oben er teilen, kann durch Auswahl entsprechender Verteilerplatten gewählt und den jeweiligen Gegebenheiten angepaßt werden und liegen mit Vorteil zwischen 10 bis 35° zur Horizontalen. In der Regel werden beim Gießen größerer Formate die Neigungswinkel kleiner gewählt

Eine schüsselartige Form der Verteilerplatten, wobei die Führungsflächen geneigt sind und eine Mulde bilden, hat sich als günstig erwiesen, weil damit eine geführte und gerichtete Strömung erzeugt werden kann. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Breiten der Verteilerplatte und der Führungsflächen in Strömungsrichtung des umgelenkten Gießstrahles zuerst zunehmen, dann jedoch bis zur Ausbildung einer Spitze abnehmen oder sich die Platte in Strömungsrichtung des auslaufenden Stahles zu einer Spitze verjüngt.

Eine sehr gute Führung wird mit Verteilerplatten erzielt, deren Führungsfläche eine oder mehrere Rillen oder Rinnen aufweist Beim Gießen von Strängen mit rechteckigem Querschnitt wird sich üblicherweise die Verteilereinrichtung auf die Schmalseiten hin erstrekken, wobei die Platte vorteilhaft Rillen aufweisen kann, die in Richtung auf die Schmalseiten divergieren.

Die Befestigung der Verteilerplatte kann mittels Drehverschluß oder durch ein Schraubgewinde geschehen.

Um einen kontrollierten Fluß des Stahles unmittelbar nach seiner Umlenkung aus seiner ursprünglichen Richtung zu erhalten, soll mit Vorteil die Länge der Führungsflächen mindestens dem äufWen Rohrdurchmesser entsprechen.

Zum Gießen von rechteckigen Strängen, z. B. in einer Brammenkokille, wird der umhüllte Gießstrahl in zwei Strahlen geteilt, die in Richtung auf die Schmalseiten der Kokille umgelenkt werden, so daß die relativ dünne Stranghaut an den Breitseiten nicht direkt mit dem Stahl beaufschlagt wird.

Falls sehr große Formate mit hoher Geschwindigkeit gegossen werden, kann es von Vorteil sein, daß das Gießrohr in der Höhe der Verteilerplatte noch zusätzliche, gegen die Breitseiten der Kokille gerichtete Austrittsöffnungen aufweist, um tote Winkel zu vermeiden. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt und werden im folgenden näher erläutert:

F i g. 1 zeigt eine Ansicht eines Gießgefäßes über einer Kokille, das Eingießsystem und den sich bildenden Strang im Schnitt;

Fi g. 2 ist ein Schnitt nach der Linie H-II der Fi g. 1; Fig.3 ist ein Schnitt nach der Linie III-I1I der Fig. 2;

Fig.4 ist ein Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig.?.;

F i g. 5 zeigt eine weitere Ausbildungsform des Eingießsystems;

F i g. 5a ist ein Schnitt nach der Linie Va-Va der Fig. 5;

F i g. 6 ist ein Schnitt nach der Linie VI-Vi der Fig.5;

F i g. 7 stellt eine weitere Ausbildungsform des Eingießsystems dar;

Fig.8 ist ein Schnitt nach der Linie VHI-VlII der F ig. 7;

F i g. 9 ist ein Schnitt nach der Linie IX-IX der F ig. 8;

Fi g. 10 zeigt eine weitere Ausbildungsform des Eingießsystems;

F i g. 11 ist ein Schnitt nach der Linie XI-XI der Fig. 10;

Fig. 12 ist ein Schnitt nach der Linie XlI-XII der Fig. 11.

Nach den F i g. 1 und 2 wird Stahl 1 aus einem Gießgefäß 2, in diesem Fall ein Zwischenbehälter, mittels eines Gießrohres 3, das den Gießslrahl mit der Strömungsrichtung 4 am Umfang umhüllt, bis unter den Badspiegel in einer Kokille 14 geleitet. Der Badspiegel 7 des Metalls ist mit einer Schlackenschicht 8 bedeckt. Nachdem der Gießstrahl durch das Gießrohr geflossen und durch die Gießrohröffnung 3' ausgetreten ist, wird er durch eine, am Gießrohr 3 lösbar befestigte Verteilereinrichtung in Form einer Verteilerplatte 9 aus seiner ursprünglichen Strömungsrichtung 4 abgelenkt und unmittelbar nach seiner Umlenkung nur noch an seiner Unterseite durch Führungsflächen 10 mit einer nach oben gerichteten Strömungskomponente geführt, sowie an seiner Oberseite mit dem Stahl im Gießkopf gemischt. Die Führungsflächen sind unter einem Winkel 11 zur Horizontalen geneigt. Dieser Winkel kann je nach Gießbedingungen zwischen 10 und 35° betragen. Die Länge 17 der Führungsflächen 10 bzw. der Platte 9 ist in diesem Ausführungsbeispie! größer als der äußere Durchmesser 5 des Gießrohres 3.

In diesem Beispiel wird der Stahl in den Gießkopf 13 einer Kokille 14 mit rechteckigem Querschnitt des Formhohlraumes 19 zum Gießen von Brammen eingebracht. Nach der Umlenkung wird dabei der eingebrachte Stahl an der Oberseite seiner Strömung unmittelbar mit dem sich schon in der Kokille 14 befindlichen Stahl, der den Gießkopf 13 bildet, gemischt, wodurch günstige Abscheidungsmöglichkeiten für nichtmetallische Einschlüsse sowie ein guter Temperaturausgleich stattfindet. Die Ausbildung der Strangschale 12 wird nicht gestört.

Die Verteilerplatte 9 ist in diesem Ausführungsbeispiel schüsselartig ausgebildet, wobei die Breiten der Platte 9 und der Führungsflächen 10 in Richtung auf die

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Schmalseiten 15 der Kokille zuerst größer werden und dann zu einer Spitze 27 zusammenlaufen, wie am besten aus F i g. 2 ersichtlich ist. Die Führungsfläche 10 ist rillenartig bzw. muldenförmig gewölbt, wie Fig.4 zeigt. Die Verteilerplatte 9 ist am Gießrohr 3 mittels eines Steckkeiles 16 lösbar verbunden, wie F i g. 3 zeigt, und kann bei Bedarf leicht ausgewechselt werden.

Die Fi g. 5 und 5a stellen eine weitere Ausbildungsform des erfindungsgemäßen Eingießsystems dar. Dabei weist das Gießrohr 20 zwei seitliche Austrittsöffnungen 21 für den Gießstrahl auf. Die Ablenkung aus seiner ursprünglichen Strömungsrichtung 4 geschieht jedoch schon im Gießrohr 20, das nach unten durch einen Boden 28 verschlossen ist. Die Verteilerplatte 9 ist dabei, wie aus F i g. 6 ersichdich, mittels eines Drehverschlusses in Form eines Bajonettverschlusses 29 am Gießrohr 20 befestigt. Zusätzlich kann das Rohr, wie strichliert angedeutet, zwei weitere Austrittsöffnungen 26 aufweisen, die, z. B. beim Gießen von Brammen, gegen die Breitseiten 25 gerichtet sind, um einen kleinen Teil des Stahlvolumens gegen die Breitseiten hin austreten zu lassen.

F i g. 7, 8 und 9 zeigen eine Ausführungsform, wobei die Verteilerplatte 9 Rillen oder Rinnen 22 aufweist, die in Richtung des ausströmenden Stahles auseinandergehen. Dadurch wird eine gute Führung und eine beträchtliche Abnahme der Strömungsgeschwindigkeit erreicht. An Stelle der in diesem Ausführungsbeispiel dargestellten drei Rinnen, können auch nur jeweils zwei Rinnen, voneinander durch einen keilförmigen Mittelteil getrennt, vorgesehen werden. Dabei wird der Stahl jeweils in zwei Strömen schräg nach oben und winklig zu den Längsachsen der Verteilerplatte in Richtung auf die Schmalseiten hin geführt.

Zur weiteren Verbesserung der Strömung im Gießkopf kann die mit den Rinnen versehene Verteilerplatte seitlich hochgezogene Seitenwände mit Schlitzen, nahe den Austrittsöffnungen des Gießrohres angeordnet, aufweisen. Dadurch wird durch die Strömung des umgelenkten Strahles in den Rinnen Stahl vom Gießkopf seitlich angesaugt und eine geringe Zirkulationsströmung mit Rückfluß den Breitseiten der Kokille entlang erzeugt. Dies fördert insbesondere den guten Temperaturausgleich zwischen Breitseiten und Verteilerplatte. Die schüsseiförmige Verteilerplatte ist am Gießrohr durch ein Schraubgewinde 23 aufgeschraubt und gegen Verdrehung mittels einer Gegenmutter 24 gesichert. Mit dieser Schraubverbindung 23 kann, wie durch den Doppelpfeil 24 angedeutet, eine Höhenverstellung der Verteilerplatte vollzogen werden. So kann eine beliebige Einstellung des Eingießsystems auf wechselnde Gießtemperatur erzielt werden. Bei Formatwechsel kann beispielsweise die Verteilerplatte gegen eine andere mit anderen Neigungswinkeln der Führungsflächen ausgewechselt werden; bei Änderung der Gießgeschwindigkeit kann der Abstand der Verteilerplalte vom Badspiegel der Kokille, d. h. die Eintauchtiefe, geändert werden. So besteht eine sehr große Variationsmöglichkeit in bezug auf den einstellbaren Strömungsverlauf im Gießkopf.

Die Fig. 10, 11, 12 zeigen eine weitere Ausbildungsform der Eingießvorrichtung. Hierbei ist das zentrale Gießrohr 20 eine etwa elliptische Form aufweisende Verteilerplatte mittels eines Bajonettverschlusses befestigt. Abflußöffnungen 21 sind koaxial zur Längsachse der Verteilerplatte angeordnet und werden bei Einsatz des Eingießsystems in einer Brammenkokille zu den Schmalseiten hin gerichtet. Das Rohr 20 weist ferner Abflußöffnungen 26 auf, die koaxial zur Querachse der Verteilerplatte verlaufen und auf Breitseiten einer Brammenkokille hin gerichtet werden.

Die Verteilerplatte kann auch ebene Führungsflächen aufweisen. Beim Gießen von Vorblöcken mit quadratischen Querschnitten kann der umgelenkte Stahl in Richtung auf die Ecken geführt werden, wobei am Gießrohr eine Verte^:'erplatle mit vier Führungsflächen lösbar befestigt ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Eingießvorrichtung zum Einbringen von Stahl in den Gießkopf einer Stranggießkokille mit einem Gießrohr und nachgeordneter Verteilereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilereinrichtung als Verteilerplatte (9) ausgebildet ist und unmittelbar an die Gießrohröffnung(en) (3', 21, 26) anschließende Führungsflächen (10) für den im Gießrohr (3, 20) umgelenkten Strahl aufweist, wobei die Flächen (10) den auslaufenden Strahl von der Unterseite her führend umgeben und nach aufwärts unter einem Winkel (11) zur Horizontalen geneigt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerplatte (9) lösbar am Gießrohr (3,20) befestigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfläche (10) der Verteilerplatte (9) unter einem Winkel (11) von 10 bis 35° gegen die Horizontale geneigt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerplatte (9) eine schüsselartige Form mit geneigten Führungsflächen (10) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breiten der Verteilerpialte (9) und der Führungsflächen (10) in Strömungsrichlung des umgelenkten Strahles zuerst zunehmen, dann jedoch bis zur Ausbildung einer Spitze abnehmen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die schüsselartige Platte (9) in Strömungsrichtung des auslaufenden Strahles verjüngt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsflächen (10) eine oder mehrere Rillen (22) aufweisen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (22) bei einer Kokille mit rechteckigem Querschnitt in Richtung auf die Schmalseiten (15) divergieren.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (17) der Führungsflächen (10) mindestens dem äußeren Rohrdurchmesser (5) entspricht.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. bei einer Stranggießkokille mit rechteckigem Querschnitt und mit sich in Richtung auf die Schmalseiten erstreckender Verteilereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das Gießrohr (20) etwa in der Höhe der Verteilerplatte (9) gegen die Breitseiten (25) der Kokille gerichtete Auslrittsöffnung (26) aufweist.