DE2428059A1

DE2428059A1 - CONTINUOUS STEEL CASTING PROCESS

Info

Publication number: DE2428059A1
Application number: DE19742428059
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl Ing Bachner; Thorwald Dipl Ing Dr M Fastner; Alois Dr Niedermayr
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1973-06-14
Filing date: 1974-06-11
Publication date: 1975-01-09
Also published as: CH575264A5; BE814094A; GB1472576A; IT1005964B; FR2233121B1; AT331438B; JPS5022719A; ATA522373A; FR2233121A1; SE7404552L; US3888294A; CA1022323A; ES425951A1; BR7404816D0

Description

Patentanwalt
Dipl.-lng. Walter Jackisch Patent attorney
Dipl.-Ing. Walter Jackisch

7 Stuttgart N, Menzelstraße 407 Stuttgart N, Menzelstrasse 40

2428059 7. Juni 19742428059 June 7, 1974

Vereinigte österreichische Eisen- und Stahlwerke - Alpine Montan Aktiengesellschaft in Wien, ÖsterreichUnited Austrian iron and steel works - Alpine Montan Aktiengesellschaft in Vienna, Austria

Kontinuierliches StahlstranggießverfahrenContinuous steel casting process

Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Stahlstranggießverfahren für eine Gießleistung von mehr als 1,5 t Stahl/min, unter Verwendung einer vertikal angeordneten, im wesentlichen rechteckigen Kokille, in die mindestens ein inertes Gas enthaltender Stahlstrahl durch ein Gießrohr unter den Gießspiegel in der Kokille geleitet wird, wobei das Gießrohr seitliche Öffnungen aufweist, deren Achsen in einer durch die größere Kokillenquerachse verlaufenden Vertikalebene liegen.The invention relates to a continuous steel casting process for a casting capacity of more than 1.5 t steel / min, using a vertically arranged, substantially rectangular mold into which at least one steel jet containing inert gas passes through a Casting pipe is passed under the meniscus in the mold, the pouring pipe having lateral openings, the axes of which in a through the larger mold transverse axis Lie vertical plane.

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Es ist bekannt, beim Stahlstranggießen unterhalb der Bodenöffnung des Zwischengefäßes eine gasdurchlässige/ ringförmige Scheibe aus feuerfestem Material vor-.zusehen, durch die radial in Richtung der Gießstrahlachse inertes Gas, vorzugsweise Argon, eingeblasen wird. Gasblasen werden mit dem Stahlstrahl nach unten geführt, steigen dann aus dem Stahlsumpf in der Stranggießkokille zusammen mit im Stahl enthaltenen nichtmetallischen Teilchen auf und spülen diese Teilchen in eine auf dem Gießspiegel in der. Kokille schwimmende·Schlackenschicht ein (CONCAST NEWS, Volume 10, 1/1971, Seite 4 und Fig. 11). Die Gasblasen bewirken auch eine Verringerung der Eindringtiefe des Metallstrahles in der Kokille, was die Gefahr einer Rißbildung verringert. Die Verwendung von feuerfesten, gasdurchlässigen Scheiben oder anderen Zwischenstücken hat aber den Nachteil, daß das Gas unter Druck zugeführt werden muß. Auch ist die Regelung der Gaszufuhr wegen der Gefahr des Verstopfens der Gaskanäle problematisch bzw. nicht betriebssicher. Weiters bildet sich zwischen dem Gießrohr umd dem Stahlstrahl ein Gasschleier. Es ist nicht möglich, das Gas so zuzuführen, daß seine Menge über den ganzen Sttahlquerschnitt gleichmäßig verteilt wird. Es wurde daher vorgeschlagen, einen aus zwei Teilen bestehenden Ausguß im Zwischengefäß vorzusehen, wobei der äußere Teil aus einem stark gasdurchlässigen und der innere Teil aus einem weniger gasdurchlässigen Material gebildet werden, so daß das inerte Gas sowohl in vertikaler Richtung nach oben als auch radial und senkrecht zumIt is known that in steel continuous casting, a gas-permeable / Provide annular disc made of refractory material, through the radial in the direction of the pouring stream axis inert gas, preferably argon, is blown. Gas bubbles are guided downwards with the steel jet, then rise from the steel sump in the continuous casting mold together with non-metallic particles contained in the steel on and flush these particles into one on the mold level in the. Mold floating slag layer (CONCAST NEWS, Volume 10, 1/1971, page 4 and Fig. 11). The gas bubbles also cause a reduction in the depth of penetration of the metal beam in the mold, which the Reduced risk of cracking. The use of fireproof, gas-permeable panes or others However, intermediate pieces have the disadvantage that the gas must be supplied under pressure. Also the regulation is the Gas supply problematic or not operationally reliable because of the risk of clogging the gas channels. Further educates A gas curtain forms between the pouring pipe and the steel jet. It is not possible to supply the gas so that its amount is evenly distributed over the entire steel cross-section. It was therefore suggested that one off To provide two parts existing spout in the intermediate vessel, the outer part of a highly gas-permeable and the inner part can be formed from a less gas-permeable material, so that the inert gas is both vertical Direction upwards as well as radial and perpendicular to the

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Stahlstrahl hin gefördert werden kann (deutsches Gebrauchsmuster Nr. 7 149 261); grobe nichtmetallische Einschlüsse sollen vor deren Eintritt in den Ausguß nach oben in die Schlackendecke des Zwischengefäßes gefördert, werden, während die restliche Gasmenge nach unten durch das Gießrohr zur Abbremsung des Gießstrahles gefördert wird. Der Aufbau dieses bekannten Ausgusses ist kompliziert, seine Herstellung ist teuer und die Betriebssicherheit ebenfalls nicht ausreichend; es besteht keine Gewähr, daß sich das zugeführte Gas gleichmäßig über den Metallstrahlquerschnitt verteilt. Das gleiche gilt sinngemäß für Ausgußsteine mit einer seitlichen Bohrung zur Einführung eines Gases (deutsches Gebrauchsmuster Nr* 6 918 019).Steel beam can be promoted (German utility model No. 7 149 261); coarse non-metallic inclusions should be conveyed upwards into the slag cover of the intermediate vessel before they enter the sink, while the remaining amount of gas is conveyed down through the pouring pipe to slow down the pouring stream. The structure this known spout is complicated, its manufacture is expensive and so is operational reliability unsatisfactory; there is no guarantee that the gas supplied will spread evenly over the metal beam cross-section distributed. The same applies mutatis mutandis to pouring stones with a side hole for the introduction of a Gases (German utility model no * 6 918 019).

Beim Stahlstranggießen ist es wesentlich, daß der Strang frei ist von Oberflächen- und Innenrissen, denn Fehler dieser Art führen zu .Materialverlusten, weil rissige Stränge geflammt oder sogar verworfen werden müssen. Da moderne Stranggießanlagen vollkontinuierlich arbeiten sollen, besteht eine weitere Forderung darin, die Sicherheit gegen Durchbrüche flüssigen Stahls durch die erstarrte Strangschale zu erhöhen; die bisher bei Stranggießanlagen wiederholt auftretenden Durchbrüche können zu erheblichen Beschädigungen der Anlage führen und der Produktionsausfall kann beträchtlich sein. Die Praxis hat gezeigt, daß diese Probleme bis zu einer Gießleistung von 1,5 t Stahl/min relativ unbedeutend, sind. Steigert man die Gießleistung jedoch über 1,5 t Stahl/min, so zeigt sich,In steel continuous casting, it is essential that the strand is free of surface and internal cracks, because errors of this kind lead to material losses because cracked strands have to be flamed or even discarded. Since modern continuous casting plants should work in a fully continuous manner, there is a further requirement to be safe to increase against breakthroughs of liquid steel through the solidified strand shell; previously in continuous casters Repeated breakthroughs can lead to considerable damage to the system and the Production downtime can be significant. The practice has has shown that these problems are relatively insignificant up to a casting capacity of 1.5 t steel / min. One increases However, the casting performance is over 1.5 t steel / min, so it can be seen

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daß mit der bisherigen Technologie nicht mehr das Auslangen gefunden werden kann; bei Schnellgießanlagen für Brammen mit einer Dicke von 150 bis 25O mm und einer Breite von 800 bis 2500 mm und darüber nimmt die Rißbildung und die Durchbruchanfälligkeit mit der Gießgeschwindigkeit stark zu_r weil die Stahlströmung im Bereich der erstarrten Strangschale Auswaschungen verursacht, die umso kritischer sind, je dünner die Strangschale ist. Bekanntlich vermindert sich die Strangschalendicke mit zunehmender Gießleistung. Die Stahlströmung im Sumpf des Stranges wird im wesentlichen von der Richtung der Achsen der seitlichen öffnungen des Gießrohres bestimmt. Üblicherweise verwendet man feuerfeste Gießrohre mit einem geschlossenen Boden und zwei seitlichen, schräg nach unten und zu den Schmalseiten der Kokille gerichteten öffnungen. Bei hoher Gießgeschwindigkeit kommt es hauptsächlich zu Kantenbrüchen und Durchbrüchen im Kantenbereich des Stranges. Gießt man mit einem ausschließlich senkrecht nach unten gerichteten Gießstrahl, so können Längsrisse auf der Breitseite der Brammen im Bereich der stärksten Strömung entstehen. Außerdem werden nichtmetallische Einschlüsse in große Sumpftiefe befördert; diese haben keine Gelegenheit, aufzusteigen und in die auf der Oberfläche des flüssigen Stahls (Gießspiegel) schwimmende Schlacke zu gelangen. Sind bei einem Gießrohr mit geschlossenem Boden die seitlichen Auslässe steil oder senkrecht nach oben gerichtet, so wird bei hoher Gießgeschwindigkeit der Gießspiegel in der Kokille stark bewegt, wodurch die Schlackenführung in der Kokille erschwert wird.that the previous technology can no longer suffice; mm at Schnellgießanlagen for slabs having a thickness of 150 to 25O and a width of 800 mm to 2500, and it takes the cracking and the breakdown susceptibility with the casting speed greatly _r because the steel flow in the region of the solidified shell cause washouts that are more critical, the thinner the strand shell is. It is known that the strand shell thickness decreases with increasing casting capacity. The steel flow in the sump of the strand is essentially determined by the direction of the axes of the lateral openings of the pouring pipe. Refractory pouring pipes with a closed bottom and two lateral openings directed obliquely downwards and towards the narrow sides of the mold are usually used. At high casting speeds, edge breaks and breakthroughs mainly occur in the edge area of the strand. If a pouring stream is poured exclusively vertically downwards, longitudinal cracks can arise on the broad side of the slabs in the area of the strongest flow. In addition, non-metallic inclusions are transported to great sump depths; these have no opportunity to rise and get into the slag floating on the surface of the liquid steel (mold level). If the lateral outlets in a pouring pipe with a closed bottom are pointing steeply or vertically upwards, the pouring level in the mold is moved strongly at high casting speed, which makes it difficult to guide the slag in the mold.

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Aufgabe der Erfindung ist es, diese Schwierigkeiten beim Gießen von Stahlbrammen mittels Schnell- oder Hochleistungsgießmaschinen zu überwinden und ein Verfahren zu schaffen, bei dem über 800 mm breite Brammen mit einer Leistung von über 1,5 t Stahl/min .rißfrei und unter Verwendung einfacher, bewährter Betriebsmittel gegossen werden können, wobei die Brammen arm an nichtmetallischen Einschlüssen sein sollen; weiters soll die Gefahr von Durchbrüchen unterhalb der Kokille verringert werden.The object of the invention is to overcome these difficulties when casting steel slabs by means of high-speed or high-performance casting machines to overcome and to create a process in which more than 800 mm wide slabs with a Output of over 1.5 t steel / min. Crack-free and in use Easier, proven equipment can be cast, with the slabs poor in non-metallic inclusions meant to be; Furthermore, the risk of breakthroughs below the mold should be reduced.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem eingangs definierten kontinuierlichen Stahlstranggießverfahren dadurch gelöst, daß ein Gießrohr verwendet wird, welches außer den seitlichen Öffnungen mindestens eine zusätzliche, vertikal nach unten gerichtete Bodenöffnung aufweist, deren Querschnitt kleiner ist als der lichte Gießrohr-(Stahlstrahl·) querschnitt, wobei der NeigungswinkeloC der Achsen der seitlichen Öffnungen -bfflogen auf die Horizontale - innerhalb eines Bereiches von 70° nach unten bis-90° nach oben, vorzugsweise 10 bis 90° nach oben beträgt und der Gesamtquerschnitt der seitlichen Öffnungen und vertikal nach unten gerichteten Bodenöffnungen des Gießrohres mindestens dem lichen Gießrohrquerschnitt entspricht und daß das inerte Gas in einer Menge von 1 bis 15 Ncm /kg Stahl, vorzugsweise 3 bis 8 Ncm /kg Stahl, dem Stahlstrahl über dessen gesamten Querschnitt am Ort seines Entstehens über der Kokille zugeführt wird.According to the invention, this object is achieved in a continuous steel casting process defined at the outset in that a pouring pipe is used which, in addition to the lateral openings, has at least one additional, vertically downwardly directed bottom opening, the cross-section of which is smaller than the clear pouring pipe (steel jet) cross-section, where the angle of inclination oC of the axes of the side openings -bflflgen to the horizontal - is within a range of 70 ° down to -90 ° up, preferably 10 to 90 ° up and the total cross-section of the side openings and vertically downward bottom openings of the pouring pipe corresponds to at least the union pouring pipe cross-section and that the inert gas in an amount of 1 to 15 Ncm / kg steel, preferably 3 to 8 Ncm / kg steel, is fed to the steel beam over its entire cross-section at the place of its formation above the mold.

Um eine optimale Verteilung des inerten Gases über den gesamten Querschnitt des Stahlstrahles zu erhalten, wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung das inerte Gas dem Stahlstrahl koaxial zugeführt.In order to obtain an optimal distribution of the inert gas over the entire cross section of the steel beam, According to a further feature of the invention, the inert gas is supplied to the steel beam coaxially.

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Es ist vorteilhaft, daß für die Gaszufuhr ein feuerfestes Rohr verwendet wird, dessen Mündung in einem Abstand über dem Boden eines Zwischengefäßes, in dem das Gießrohr befestigt ist, einstellbar ist, wobei dieser Abstand vorzugsweise gleich oder etwas kleiner ist als der Durchmesser des Gießrohres.It is advantageous that a refractory tube is used for the gas supply, the mouth of which in one The distance above the bottom of a tundish in which the pouring pipe is attached can be adjusted, this being the case Distance is preferably equal to or slightly smaller than the diameter of the pouring pipe.

Man kann aber auch für die Gaszufuhr ein feuerfestes Rohr verwenden, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Gießrohres"und dessen Mündung in einem Abstand unterhalb des Bodens des Zwischengefäßes einstellbar ist, in dem das Gießrohr befestigt ist, wobei dieser Abstand vorzugsweise gleich oder kleiner ist als der Durchmesser des Gießrohres.But you can also use a refractory pipe for the gas supply, the outer diameter of which is smaller is than the inner diameter of the pouring pipe "and its Mouth is adjustable at a distance below the bottom of the tundish in which the pouring pipe is attached is, this distance is preferably equal to or smaller than the diameter of the pouring tube.

Erfindungswesentlich ist, daß beim Schnellguß ein Teil der Stahlmenge senkrecht nach unten aus dem Gießrohr ausfließen gelassen wird, weshalb ein weiteres Merkmal der Erfindung darin besteht, daß der "Querschnitt der nach unten gerichteten Bodenöffnung(en) des Gießrohres - ausgedrückt in % des Gießrohr- (Stahlstrahl·-) querschnitts - in Abhängigkeit von der Gießleistung - ausgedrückt in t Stahl/min - derart eingestellt wird, daß der Querschnitt bei 1,5 t/min im Bereich von 20 bis '60 % liegt und - proportional steigend bis zu einer Gießleistung von 6,0 t/min auf 50 bis 90 % ansteigt.It is essential to the invention that, in the case of rapid casting, part of the amount of steel vertically downwards out of the pouring pipe is allowed to flow out, which is why a further feature of the invention is that the "cross section of the down directed bottom opening (s) of the pouring pipe - expressed in% of the pouring pipe (steel jet) cross-section - as a function of of the casting capacity - expressed in t of steel / min - is set in such a way that the cross-section at 1.5 t / min is in the range from 20 to 60% and - proportionally increasing up to a casting rate of 6.0 t / min increases to 50 to 90%.

Die Erfindung umfaßt auch die Verwendung einer geeigneten Schlacke bzw. eines Schlackenpulvers, das auf den Gießspiegel in der Kokille aufgegeben wird. Diese Schlacke dient zur Aufnahme von nichtmetallischen TeilchenThe invention also includes the use of a suitable slag or a slag powder that on the mold level is abandoned in the mold. This slag is used to take up non-metallic particles

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aus dem Stahl, insbesondere aluminiumhältigein Stahl, ist leicht aufschmelzbar, wird vorzugsweise synthetisch hergestellt und hat die folgende Zusammensetzung:from which steel, in particular aluminum-containing steel, is easy to melt, is preferably manufactured synthetically and has the following composition:

20 bis 50 % Flußmittel der Gruppe CaF₂, Na₃O, K₃O und B 03, 20 bis 40 % SiO₂,20 to 50% flux of the group CaF ₂ , Na ₃ O, K ₃ O and B 03, 20 to 40% SiO ₂ ,

25 bis 40 % CaO,25 to 40% CaO,

weniger als 5 % Al^O^ undless than 5% Al ^ O ^ and

0 bis 10 % Oxyde des Eisens, Mangans und Magnesiums.0 to 10% oxides of iron, manganese and magnesium.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung einer Schlacke mit folgender Richtanalyse:The use of a slag with the following standard analysis is particularly advantageous:

etwa 12 % CaF ,about 12% CaF,

etwa 8 % Na₂O + K₃Oabout 8% Na ₂ O + K ₃ O

etwa 10 % B₂O-.,about 10% B ₂ O-.,

etwa 30 % SiO₃,about 30% SiO ₃ ,

etwa 30 % CaO,about 30% CaO,

weniger als etwa 2 % Al₅O-.,less than about 2% Al ₅ O-.,

etwa 4 % FeO undabout 4% FeO and

etwa 4 % C.about 4% C.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden an Hand von Ausführungsbeispielen in der beigefügten Zeichnung näher beschrieben.Further features and details of the invention are illustrated in the attached drawing on the basis of exemplary embodiments Drawing described in more detail.

Fig. 1 ist.ein Vertikalschnitt durch den Oberteil einer Stranggießanlage mit einem Zwischengefäß in schematischer Darstellung. Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch ein bei dem erfxndungsgemäßen Verfahren zu verwendenden Gießrohr, wobei verschiedene Möglichkeiten für die Neigung der Achsen der seitlichen Öffnungen in der Gießröhrwandung gezeichnet sind.Fig. 1 is a vertical section through the upper part of a continuous caster with an intermediate vessel in a schematic Depiction. FIG. 2 is a longitudinal section through a pouring pipe to be used in the method according to the invention, wherein different possibilities for the inclination of the axes of the lateral openings in the Gießröhrwandung are drawn.

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Fig. 3 zeigt einen Gießrohrkopf, bei dem die seitlichen öffnungen vertikal nach oben gerichtet sind. Fig. 4 ist ein Horizontalschnitt durch eine Braramenkokille und ein Gießrohr mit ovalem Querschnitt, welches zwei senkrecht nach unten gerichtete Bodenöffnungen besitzt. Fig. 5 ist ein Diagramm, das den günstigsten Querschnitt für die Bodenöffnung(en) des Gießrohres angibt, und zwar ist auf der Abszisse die Gießleistung in t/min und auf der Ordinate der Anteil des Querschnittes der Bodenöffnung(en) in % des Gießrohr- (Stahlstrahl-)querschnitts aufgetragen. Fig. 6 veranschaulicht eine abgeänderte Ausführungsform der Zuführung des inerten Gases zum Stahlstrahl.3 shows a pouring pipe head in which the side openings are directed vertically upwards. Fig. 4 is a horizontal section through a bar mold and a Pouring pipe with an oval cross-section, which has two bottom openings directed vertically downwards. Fig. 5 is a diagram that indicates the most favorable cross-section for the bottom opening (s) of the pouring pipe, namely is on on the abscissa the casting capacity in t / min and on the ordinate the proportion of the cross-section of the bottom opening (s) plotted in% of the pouring pipe (steel jet) cross-section. Fig. 6 illustrates a modified embodiment the supply of the inert gas to the steel beam.

In Fig. 1 ist mit 1 ein feuerfestes Zwischengefäß mit einer Bodenöffnung 2 bezeichnet, die durch einen heb- und senkbaren feuerfesten Stopfen 3 verschließbar ist. Der Stopfen 3 hat eine axiale Bohrung 4 durch die in Richtung des Pfeiles 5 ein inertes Gas in einer Menge von 1 bis 15 Ncm /kg Stahl zugeführt wird; es wurde gefunden, daß bei einer geringerea Menge der Gaszufuhr als 1 Ncm /kg Stahl Risse in den Brammen auftreten, während bei größeren Gasmengen als 15 Ncm /kg Stahl der Gießspiegel 12 in der Kokille zu stark aufwallt, so daß eine einwandfreie Führung der Schlacke 13 nicht mehr möglich ist. Die Mündung der Bohrung 4 wird über der Oberkante eines Gießrohres 6 bzw. des Bodens 7 des Zwischengefäßes 1 in einem Abstand +a_ so eingestellt, daß das zugeführte Gas praktisch drucklos von der Stahlströmung - angedeutet durch die Pfeile 8 - im Bereich der Bodenöffnung 2 angesaugt wird; dies ist der Fall, wenn +a gleichIn Fig. 1, 1 denotes a refractory intermediate vessel with a bottom opening 2, which is lifted by a and lowerable refractory plug 3 can be closed. The plug 3 has an axial bore 4 through in the direction the arrow 5 an inert gas is supplied in an amount of 1 to 15 Ncm / kg steel; it was found that at an amount of gas supply less than 1 Ncm / kg steel Cracks occur in the slabs, while in the case of gas quantities greater than 15 Ncm / kg of steel, the mold level 12 in the mold billows up too strongly, so that proper guidance of the slag 13 is no longer possible. The mouth of the bore 4 is set over the upper edge of a pouring pipe 6 or the bottom 7 of the intermediate vessel 1 at a distance + a_ so that that the supplied gas is practically unpressurized by the steel flow - indicated by the arrows 8 - in the area of the bottom opening 2 is sucked in; this is the case when + a equals

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oder etwas kleiner als der Durchmesser d der Bodenöffnungor slightly smaller than the diameter d of the bottom opening

2 bzw. des Gießrohres 6 ist. Man kann aber auch den Stopfen2 or the pouring pipe 6 is. But you can also use the stopper

3 auf einen höheren Abstand b, der also größer ist als d, einstellen, wenn das inerte Gas unter Druck eingeblasen wird. In jedem Fall erfolgt durch die koaxiale Gaszufuhr eine gleichmäßige Verteilung des Gases über den gesamten Stahlstrahl- (Gießrohr-)querschnitt, so daß ein optimaler Bremseffekt bewirkt wird, insbesondere deshalb, weil das Gas in größtmöglichem Abstand von der Kokille am Ort des Entstehens des Stahlstrahles zugeführt wird. Das Stahl-Gas-Gemisch tritt durch zwei einander gegenüberliegende, horizontale Öffnungen 9 in der Wandung des Gießrohres 6 sowie durch eine Bodenöffnung 10 in den Stahlsumpf15 aus; die Strömungsrichtung ist durch Pfeile 11 -gekennzeichnet. Wie ersichtlich, wird das Stahl-Gas-Gemisch unterhalb des Gießspiegels 12 umgelenkt, ohne daß es ■ zu einer Beschädigung der in der wassergekühlten Kokille 14 sich bildenden Strangschale 16 bzw. zu einem.Durchbruch des flüssigen Sumpfes 15 kommt. Mit 17 sind Stütz- und Führungsrollen'für den Strang bezeichnet. Unterhalb der oszillierenden Kokille 14 sind (nicht dargestellt) Spritzdüsen vorgesehen, um den Strang in der Sekundärkühlzone weiter bis zur völligen Durcherstarrung zu kühlen. Mit 18 ist die im Zwischengefäß 1 vorhandene Stahlmenge und mit 19 eine diese gegen die Einwirkung der Atmosphäre schützende Schlackenschieht bezeichnet.Set 3 to a higher distance b, which is therefore greater than d , when the inert gas is blown in under pressure. In any case, the coaxial gas supply results in an even distribution of the gas over the entire steel beam (pouring pipe) cross-section, so that an optimal braking effect is achieved, especially because the gas is as far away as possible from the mold at the point where the steel beam occurs is fed. The steel-gas mixture exits through two opposite, horizontal openings 9 in the wall of the pouring pipe 6 and through a bottom opening 10 in the steel sump 15; the direction of flow is indicated by arrows 11. As can be seen, the steel-gas mixture is deflected below the meniscus 12 without damaging the strand shell 16 forming in the water-cooled mold 14 or causing a breakthrough in the liquid sump 15. Support and guide rollers for the strand are designated by 17. Spray nozzles (not shown) are provided below the oscillating mold 14 in order to further cool the strand in the secondary cooling zone until it has completely solidified. The steel quantity present in the intermediate vessel 1 is denoted by 18 and a slag layer protecting it against the effects of the atmosphere is denoted by 19.

Die Achsen 20 der seitlichen Gießrohröffnungen 9 liegen horizontal in einer durch die größere Kokillenquerachse gelegten Ebene, die der Zeichenebene entspricht. Nichtmetallische Teilchen im Stahl werden durch die Gasbläschen nach oben in eine leicht schmelzende Schlackenschieht 13 ein-The axes 20 of the lateral pouring tube openings 9 lie horizontally in a transverse axis through the larger mold laid plane, which corresponds to the drawing plane. Non-metallic particles in the steel are blocked by the gas bubbles upwards into a slightly melting slag layer 13

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gespült und von dieser aufgenommen. Um zu verhindern, daß diese Schlacke 13 krümelig und zähflüssig wird und um Ansätze am Gießrohr zu vermeiden, ist die Schlacke erfindungsgemäß auf der Basis von CaO und SiO~ mit einem hohen Flußmittelanteil und einem niedrigen Al O₃-Gehalt aufgebaut; der hohe Flußmittelanteil stellt das rasche Aufschmelzen des unter Stranggießbedingungen zugesetzten Gießpulvers sicher; der niedrige Al₃O₃-GeIIaIt bewirkt, daß durch aus dem Stahl in die Schlacke gespülte Tonerdeteilchen keine unerwünschte Veränderung des.AufSchmelzverhaltens eintritt. Die Schlacke 19 im Zwischengefäß kann, muß aber nicht die gMche chemische Zusammensetzung wie die Schlacke 12 haben.rinsed and absorbed by this. In order to prevent this slag 13 from becoming crumbly and viscous and in order to avoid deposits on the pouring pipe, the slag is constructed according to the invention on the basis of CaO and SiO ~ with a high proportion of flux and a low Al O ₃ content; the high proportion of flux ensures the rapid melting of the casting powder added under continuous casting conditions; the low Al ₃ O ₃ gel means that no undesirable change in the melting behavior occurs due to alumina particles flushed from the steel into the slag. The slag 19 in the tundish may or may not have the same chemical composition as the slag 12.

In Fig. 2 ist dargestellt, welche Neigungen der Achsen 2O der seitlichen öffnungen erfindungsgemäß in Frage kommen: Zur Erzielung einer guten Abscheidewirkung für die nichtmetallischen Teilchen können die Achsen zur Horizontalen unter einem Winkel +OC von 10° bis 70° geneigt sein, d.h der durch den WinkelO^„ gekennzeichnete Bereich zwischen 20' und 20" von 60° ist sehr günstig; es können aber auch, wenn es auf die Abscheidung der nichtmetallischen Teilchen nur in geringerem Maße ankommt, die Achsen bis zur Achse 20"' unter einen Winkel -OC₃. vom 70° nach unten geneigt sein. Wenn die seitlichen Öffnungen 9 schräg nach unten gerichtet sind, würde ohne Gaszufuhr eine verstärkte Anlagerung von nichtmetallischen Einschlüssen an der Sttangschale 16 stattfinden; durch die Gaszufuhr und durch das Vorsehen der Bodenöffnung 10 sowie durch die Einstellung eines Winkels von - 70° bis + 70° - bezogen jeweils auf die2 shows which inclinations of the axes 20 of the lateral openings come into question according to the invention: To achieve a good separation effect for the non-metallic particles, the axes can be inclined to the horizontal at an angle + OC of 10 ° to 70 °, ie The range between 20 'and 20 "of 60 °, characterized by the angle O ^", is very favorable; however, if the deposition of the non-metallic particles is only of minor importance, the axes up to the axis 20 "' can be at an angle -OC ₃ . be inclined downwards from 70 °. If the lateral openings 9 are directed obliquely downwards, increased deposition of non-metallic inclusions on the rod shell 16 would take place without gas supply; by the gas supply and by providing the bottom opening 10 as well as by setting an angle of -70 ° to + 70 ° - based in each case on the

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Horizontale - wird eben dieser Nachteil der bisherigen Stranggießtechnologie vermieden.Horizontal - precisely this disadvantage of the previous continuous casting technology is avoided.

Nach Fig. 3 kann auch ein Gießrohrkopf 6' mit vertikal nach oben gerichteten öffnungen 9* verwendet werden; die Achsen 20"" schließen hier mit der Horizontalen einen Winkel von 90° ein. Wesentlich bei allen Ausführungsformen ist es, daß einerseits der durch die Bodenöffnung 10' mit dem Durchmesser d gegebene Querschnitt kleiner ist als der durch den Durchmesser d gegebene Querschnitt des Gießrohres 6' bzw. Stahlstrahles und anderseits die Summe des Querschnittes der Bodenöffnung 10' und der seitlichen Öffnungen 9' mit dem Durchmesser d„ entweder gleich dem Gießrohrquerschnitt oder größer als dieser ist. Die Querschnittsform des Gießrohres kann - wie Fig. 4 zeigt - beliebig, z.B. oval sein, und es können auch zwei Bodenöffnungen 10" und zwei schlitzförmige seitliche Öffnungen 9" im Gießrohr 6" kombiniert werden; weiters ist wesentlich, daß die Achsen der öffnungen 9" mit der größeren Kokillenquerachse 22 zusammenfallen, also zur Schmalseite der Kokille 14 hin gerichtet sind.According to Fig. 3, a pouring pipe head 6 'with vertical upwardly directed openings 9 * are used; the axes 20 "" here enclose an angle of 90 ° with the horizontal. Essential in all embodiments it is that on the one hand the through the bottom opening 10 'with the cross section given by the diameter d is smaller than the cross section of the pouring pipe given by the diameter d 6 'or steel beam and on the other hand the sum of the cross-section of the bottom opening 10' and the lateral Openings 9 'with the diameter d "either equal to that Pour pipe cross-section or larger than this. The cross-sectional shape of the pouring pipe can - as Fig. 4 shows - arbitrarily, for example oval, and there can also be two bottom openings 10 "and two slot-shaped side openings 9 "can be combined in the pouring pipe 6"; It is also essential that the axes of the openings 9 ″ coincide with the larger transverse axis of the mold 22 coincide, so they are directed towards the narrow side of the mold 14.

In Fig. 5 ist der erfindungsgemäße Zusammenhang zwischen dem Querschnitt der Bodenöffnung(en) 10, 10', 10" und dem Gießrohrquerschnitt (Stahlstrahlquerschnitt) in Abhängigkeit von einer im Bereich zwischen 1,5 und 6,0 t/min liegenden Gießleistung bei Stahlschnellgießanlagen dargestellt: der Querschnitt der Bodenöffnungen muß im Feld A liegen, damit keine Risse im Strang entstehen.In Fig. 5 is the relationship according to the invention between the cross-section of the bottom opening (s) 10, 10 ', 10 " and the pouring pipe cross-section (steel jet cross-section) as a function of one in the range between 1.5 and 6.0 t / min horizontal casting performance in high-speed steel casting systems: the cross-section of the bottom openings must be in field A so that there are no cracks in the strand.

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In Fig. 6 ist mit 23 ein feuerfestes Rohr für die Gaszufuhr bezeichnet, dessen Querschnitt kleiner ist, als der Querschnitt des Gießrohres 6. Dieses Rohr 23 ist, wie der Stopfen 3 heb- und senkbar. Die Mündung kann auch in einen Abstand -a unterhalb des Bodens 7 eingestellt werden, wodurch ebenfalls ein Ansaugen des inerten Gases erfolgt und als Folge einer starken Strömung in der Bodenöffnung 2 eine gleichmäßige Verteilung der Gasblasen über den gesamten Stahlstrahlquerschnitt eintritt; der Abstand -a. soll nicht, größer sein als der Rohrdurchmesser d. Ein solches Rohr 23 wird vorzugsweise dann verwendet, wenn unterhalb des Zwischengefäßes ein Schieberverschluß für das darunterliegende Gießrohr vorgesehen ist.In Fig. 6, 23 denotes a refractory pipe for the gas supply, the cross section of which is smaller than the cross section of the pouring pipe 6. This pipe 23, like the plug 3, can be raised and lowered. The mouth can also be in a distance -a can be set below the bottom 7, whereby the inert gas is also sucked in and as a result of a strong current in the bottom opening 2 a uniform distribution of the gas bubbles occurs over the entire steel jet cross section; the distance -a. should not, be larger than the pipe diameter d. Such a pipe 23 is preferably used when a slide lock for the one below is below the intermediate vessel Pouring pipe is provided.

Bei Hochleistungsgießanlagen ist der Gießrohrdurchmesser d meistens etwa 60 mm. Dieser Durchmesser d soll möglichst 40 % der Kokillenschmalseite (Brammendicke) nicht übersteigen; bei wesentlich größeren Durchmessern besteht die Gefahr von Auswaschungen der Strangschale. Bei sehr breiten Brammen können zwei Gießrohre -nebeneinander angeordnet werden, deren Bodenöffnungen entsprechend der durch jedes Gießrohr fließenden Stahlmenge in t/min nach Fig. 5 zu dimensionieren sind.In high-performance casting systems, the casting tube diameter d is usually around 60 mm. This diameter d should, if possible, not exceed 40% of the narrow side of the mold (slab thickness); with much larger diameters there is a risk of the strand shell being washed out. In the case of very wide slabs, two pouring tubes can be placed next to each other are arranged, the bottom openings corresponding to the amount of steel flowing through each pouring pipe in t / min according to FIG. 5 are to be dimensioned.

Die Erfindung kann beim Stranggießen aller Stähle angewendet werden, jedoch ist eine besonders vorteilhafte Anwendung bei breiten Brammen aus aluminiumhältigem Stahl gegeben; insbesondere läßt sich das erfindungsgemäße Gießverfahren für aluminiumberuhigte Tiefziehstähle mitThe invention can be used in the continuous casting of all steels, but it is a particularly advantageous application given for wide slabs made of aluminum-containing steel; In particular, the casting process according to the invention for aluminum-killed deep-drawing steels with

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C 0,03 bis 0,07 %C 0.03 to 0.07%

Si Spuren,Si tracks,

Mn 0,30 bis 0,45 %,Mn 0.30 to 0.45%,

P max. 0,020 %,P max. 0.020%,

S max. 0,020 % undS max. 0.020% and

Al 0,020 bis 0,060 %Al 0.020 to 0.060%

anwenden, die zur Herstellung kaltgewalzter Feinbleche mit höchster Oberflächengüte bestimmt sind.which are intended for the production of cold-rolled sheet metal with the highest surface quality.

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Claims

- June 14 - 7, 1974 'Patent claims:

1. Continuous steel casting process for a casting capacity of more than 1.5, t steel / min below Use of a vertically arranged, essentially rectangular mold in which at least one ■ Steel jet containing inert gas through a pouring tube is passed under the meniscus in the mold, the pouring pipe having lateral openings, the axes of which lie in a vertical plane running through the larger transverse axis of the mold, characterized in that that a pouring pipe is used which, in addition to the side openings, has at least one additional, has vertically downwardly directed bottom opening, the cross section of which is smaller than the clear Casting pipe (steel jet) cross-section, where the angle of inclination (c \ f) of the axes of the lateral openings - related to the horizontal - within an area from 70 ° downwards to 90 ° upwards, preferably 10 ° to 90 ° upwards, and the total cross-section the side openings and vertically downwards Bottom openings of the pouring pipe corresponds at least to the clear pouring pipe cross-section and that the inert gas in an amount of 1 to 15 Ncm / kg steel, preferably 3 to 8 Ncm / kg steel, over the steel jet the entire cross-section of which is fed to the site of its formation via the mold.

2. The method according to claim 1, characterized in that the inert gas is supplied to the steel beam coaxially.

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- 1 ^ -

3. The method according to claim 2, characterized in that

. that a refractory pipe is used for the gas supply whose mouth is at a distance (+ a, b) above the bottom of a tundish in which the pouring pipe is attached, is adjustable, this distance (+ a) is preferably equal to or slightly smaller than the diameter (d) of the pouring tube.

4. The method according to claim 2, characterized in that a refractory pipe is used for the gas supply whose outer diameter is smaller than the inner diameter (d) of the pouring pipe and its mouth is adjustable at a distance (-a) below the bottom of the intermediate vessel in which the pouring pipe is attached is, wherein this distance (-a) is preferably equal to or smaller than the diameter (d) of the pouring tube (Fig. 6).

5. The method according to claims Ibis 4, characterized in that that the cross-section of the downwardly directed bottom opening (s) of the pouring pipe - expressed in% of the pouring pipe (steel jet) cross-section - depending on the casting capacity - expressed in t steel / min - set in this way is that the cross-section at 1.5 t / min is in the range of 20 to 60% and - proportionally increasing to increases to a casting rate of 6.0 t / min to 50 to 90% (field A of Fig. 5).

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6. The method according to claims 1 to 5, characterized in that for receiving non-metallic parts from the steel, in particular aluminum-containing steel, in the mold a Mcht meltable, preferably synthetically produced slag following

• Composition is used:

20 to 50 % flux of the group CaF, Na ₀ O, K ₀ O and B _o 0 20 to 40% SiO ₂ ,

25 bis 40 % CaO,25 to 40% CaO,

weniger als 5 % Al₂O₀ undless than 5% Al ₂ O ₀ and

0 bis 10 % Oxyde des Eisens, Mangans und Magnesiums.0 to 10% oxides of iron, manganese and magnesium.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlacke folgende Richtanalyse hat:7. The method according to claim 6, characterized in that the slag has the following standard analysis:

etwa 12 % CaF₂, etwa 8 % Na₃O + K₃O, etwa 10 % B₃O₃, etwa 30 % SiO₂, etwa 30 % CaO, weniger als etwa 2 % etwa 4 % FeO und etwa 4 % C.about 12% CaF ₂ , about 8% Na ₃ O + K ₃ O, about 10% B ₃ O ₃ , about 30% SiO ₂ , about 30% CaO, less than about 2% about 4% FeO, and about 4% C .

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