DE2442915A1 - POUR PIPE WITH CLOSED BOTTOM AND OPPOSITE LATERAL OPENINGS - Google Patents
POUR PIPE WITH CLOSED BOTTOM AND OPPOSITE LATERAL OPENINGSInfo
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- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
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Description
Dipl.-lng. Walter Jackisch '.-. - Q .· _Dipl.-Ing. Walter Jackisch '.-. - Q. · _
7 Stuttgart N, Menzelstraße 40 L H 4L. <J I O7 Stuttgart N, Menzelstraße 40 LH 4 L. <J IO
Vereinigte Österreichische Eisen- und Stahlwerke - Alpine Montan Aktiengesellschaft in Wien, Österreich . .United Austrian Iron and Steel Works - Alpine Montan Aktiengesellschaft in Vienna, Austria. .
Gießrohr mit geschlossenem Boden und einander gegenüberliegenden seitlichen ÖffnungenPouring pipe with closed bottom and opposite side openings
Die Erfindung betrifft ein Gießrohr mit geschlossenem Boden und einander gegenüberliegenden seitlichen Öffnungen, welches zentrisch in eine vertikal angeordnete, rechteckige Stranggießkokille, bis unterhalb des Gießspiegels derselben reichend, einsetzbar ist, wobei die Gießrohröffnungen den Schmalseiten der Kokille zugewandt sind.The invention relates to a pouring pipe with a closed Bottom and opposite side openings, which is centered in a vertically arranged, rectangular continuous casting mold, down to below the meniscus the same reaching, can be used, the pouring tube openings facing the narrow sides of the mold.
Derartige, aus feuerfestem Material bestehende Gießrohre sind üblicherweise an einem oberhalb der Stranggießkokille in Stellung gebrachten Zwischengefäß befestigt; man kann aber auch - bei nicht vollkontinuierlicher Arbeitsweise - ohne Zwischenschaltung eines Zwischengefäßes eine mit einem Stopfenoder Schieberverschluß versehene Gießpfanne mit einem solchen Gießrohr ausrüsten.Such pouring pipes made of refractory material are usually on one above the continuous casting mold positioned intermediate vessel attached; one can but also - if the procedure is not fully continuous - without the interposition of an intermediate vessel, one with a stopper or Slider gate provided with such a ladle Equip the pouring pipe.
Beim Stahlstranggießen, insbesondere bei der Erzeugung von Brammen mit einer Breite von etwa 1000 mm bis 2500 mm auf Hochleistungs-Stranggießanlagen, die eine Gießleistung von mehr als 1,5 t Stahl/min aufweisen, kommt es bei Verwendung von Gießrohren der oben beschriebenen Art zu Schwierigkeiten: AlsIn steel continuous casting, especially in the production of slabs with a width of about 1000 mm to 2500 mm on high-performance continuous casters with a casting capacity of have more than 1.5 t of steel / min, there are difficulties when using pouring pipes of the type described above: As
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Folge hoher Ausströmgeschwindigkeiten werden die seitlich austretenden Stahlstrahlen bis zur Kokillenwandung hin geführt und verursachen dort eine Auswaschung der noch dünnen Strangschale, wodurch das Strangschalenwachstum innerhalb der Kokille gestört wird; solche Auswaschungen können auch unterhalb der Kokille stattfinden, wenn die Strömungsrichtung schräg nach unten gerichtet ist; Auswaschungen sind häufig die Ursache von Oberflächenrissen am Strang und/oder von Strangdurchbrüchen, wobei der unter der Einwirkung des ferrostatischen Druckes auf die Stranggieß-· maschinenteile fließende Stahl schwere Maschinenschäden und einen Produktionsausfall verursachen kann.The result of high outflow velocities are those that emerge from the side Steel beams guided up to the mold wall and cause the still thin strand shell to be washed out there, whereby the strand shell growth within the mold is disturbed; Such washouts can also be found below the mold take place when the direction of flow is directed obliquely downwards; Washouts are often the cause of surface cracks on the strand and / or strand breakthroughs, whereby the under the action of the ferrostatic pressure on the continuous casting Machine parts flowing steel can cause severe machine damage and production downtime.
Auch beim Gießen mit nach oben gerichteten seitlichen Gießrohröffnungen ist häufig eine zu starke Strömung in der Kokille und ein Aufwallen des Gießspiegels feststellbar, wodurch Teile des den Gießspiegel abdeckenden Gießpulvers in das Stranginnere gespült werden, was unerwünschte nichtmetallische Einschlüsse im erstarrten Strang zur Folge hat. Die Wirkung des Gießpulvers, die darin bestehen soll, nach oben aufsteigende Desoxydationsprodukte aufzunehmen und eine Reinigung des Stahls zu bewirken, wird dadurch zumindest teilweise aufgehoben.Even when casting with the lateral pouring tube openings pointing upwards, the current in the mold is often too strong and a surge of the meniscus detectable, whereby parts of the The casting powder covering the mold level is flushed into the interior of the strand, which causes undesirable non-metallic inclusions in the solidified strand. The effect of the casting powder, which is said to consist of deoxidation products rising upwards take up and cause a cleaning of the steel, is thereby at least partially canceled.
Man hat versucht, bei der Steigerung der Gießleistung von Stranggießanlagen den Querschnitt der seitlichen Gießrohröffnungen zu vergrößern, um die Ausströmgeschwindigkeit des Stahls zu vermindern. Diese Maßnahme führt jedoch nicht zum gewünschten Ziel; auch bei sehr großen Öffnungen und auch bei verschiedenen Neigungswinkeln der Achsen dieser öffnungen zur Horizontalen kann die kinetische Energie der Stahlstrahlen kaum vermindert werden. Außerdem wird durch Vergrößerung der seitlichen Öffnungen der tragende Gießrohrquerschnitt verringert, so daß die Zahl der Gießrohrbrüche zunimmt; der flüssige Stahlstrahl dringt tief in den Strangsumpf, was in den meisten Fällen große metallurgische Nachteile bringt; die Ablagerung nichtmetallischer Einschlüsse wird begünstigt. Bei den sogenannten Bogenanlagen kommt es auf der Bogenaußenseite zu Beschädigungen der Strangschale. Zu große seitliche Gießrohröffnungen bewirken auch eine unkontrollierte Strömung in der Kokille; die austretenden Strahlen sind verbreitert, wobei bei sehr schmalen Brammenkokillen nicht nur die Schmalseiten, sondern auch die angrenzenden Breitseiten der Strang-Attempts have been made to increase the casting capacity of continuous casting plants to increase the cross-section of the lateral pouring tube openings to decrease the outflow velocity of the steel. However, this measure does not lead to the desired result Target; even with very large openings and also with different angles of inclination of the axes of these openings to the horizontal the kinetic energy of the steel beams can hardly be reduced. In addition, by enlarging the side openings of the load-bearing pouring pipe cross-section reduced, so that the number of pouring pipe breaks increases; the liquid steel jet penetrates deeply the strand sump, which in most cases has major metallurgical disadvantages; the deposition of non-metallic inclusions is favored. In the case of so-called arch systems, the strand shell is damaged on the outside of the arch. Too big Lateral pouring tube openings also cause an uncontrolled flow in the mold; the emerging rays are broadened, in the case of very narrow slab molds, not only the narrow sides, but also the adjacent broad sides of the strand
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schale in nachteiliger Weise beaufschlagt werden. Die aufgezeigten Probleme erscheinen nicht mit weiteren, zum Stand der Technik gehörenden Gießrohren lösbar. So sind auch mit einem Gießrohr, dessen Querschnitt wesentlich größer ist als der des vertikal nach unten strömenden Metalls, und das an eine Kammer mit größerem Querschnitt als der rohrförmige Teil anschließt, wobei schräg nach oben gerichtete Austrittsöffnungen vorgesehen sind, wie in der DAS 1 939 170 beschrieben, bei hohen Gießleistungen Beschädigungen der Strangschale und starkes Aufwallen des Gießspiegels festzustellen, mit der Folge, daß der Abscheideeffekt für die nichtmetallischen Teilchen beeinträchtigt wird. Außerdem ist die Unterbringung eines großquerschnittigen Gießrohrkopfes in schmalen, z.B. 150 bis 200 mm breiten Brammenkokillen nicht möglich, und es besteht auch die Gefahr, daß Luft in den nicht durch das Metall voll ausgefüllten Rohrquerschnitt gelangt und eine Oxydation bewirkt. 'shell are adversely affected. The indicated Problems do not appear to be solvable with further pouring pipes belonging to the prior art. So are also with a pouring pipe, whose cross-section is significantly larger than that of the metal flowing vertically downwards, and that in a chamber with a larger Cross-section as the tubular part adjoins, being at an angle upwardly directed outlet openings are provided, as described in DAS 1 939 170, in the event of high casting capacities damage determine the strand shell and strong surge of the meniscus, with the result that the separation effect for the non-metallic particles is affected. In addition, the accommodation of a large cross-sectional pouring pipe head in narrow, e.g. 150 to 200 mm wide slab molds are not possible, and there is also the risk that air will not get through the Metal fully filled pipe cross-section arrives and an oxidation causes. '
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes, konstruktiv einfaches Gießrohr zu schaffen, bei dem die kinetische Energie der seitlich aus den Gießrohröffnungen ausströmenden Strahlen so stark vermindert wird, daß keine Beeinflussung des Strangschalenwachstums und kein übermäßiges Aufwallen des Gießspiegels selbst bei hohen und höchsten Gießleistungen auftritt. Das Gieß- ■ rohr nach der Erfindung soll eine hohe Haltbarkeit haben und auch bei schmalen Brammenkokillen verwendbar sein sowie günstige Voraussetzungen für die Abscheidung nichtmetallischer Teilchen schaffen.The object of the invention is to create an improved, structurally simple pouring pipe in which the kinetic Energy of the jets flowing out of the side of the pouring tube openings is reduced so much that the strand shell growth is not affected and there is no excessive surge in the meniscus even at high and very high casting capacities. The casting ■ tube according to the invention should have a high durability and also be usable with narrow slab molds and favorable conditions for the deposition of non-metallic particles.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs definierten Gießrohr dadurch gelöst, daß das Gießrohr mit einem oben und unten offenen, die Gießrohröffnungen in einem Abstand,umgebenden Prallbzw. Umlenkflächen aufweisenden Käfig verbunden ist, wobei dieser Abstand so bemessen ist, daß innerhalb des Käfigs eine freie, geradlinige Ausströmstrecke von mindestens 100 mm, vorzugsweise etwa 200 mm, für den aus den Gießrohröffnungen seitlich ausströmenden Stahl vorhanden ist.This object is achieved in the pouring pipe defined at the outset in that the pouring pipe has a top and bottom open, the pouring tube openings at a distance, surrounding impact or. Is connected having deflection surfaces having cage, this distance is dimensioned so that a free, straight line within the cage Outflow distance of at least 100 mm, preferably about 200 mm, for the side flowing out of the pouring tube openings Steel is present.
Die den Gießrohröffnungen gegenüberliegenden Käfigwandungen schaffen Prall- bzw. Umlenk- und Leitflächen für die seitlich in Richtung der großen Kokillenquerachse austretenden Metallstrahlen, deren kinetische Energie zum größten Teil vernichtet wird, wobei weder die Strangschale auf den Schmalseiten nochThe cage walls opposite the pouring tube openings create impact or deflection and guide surfaces for the Metal beams emerging laterally in the direction of the large transverse axis of the mold, the kinetic energy of which is largely destroyed is, with neither the strand shell on the narrow sides nor
die auf den Breitseiten der Kokille berührt wird, weil die Um-which is touched on the broad sides of the mold because the
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lenkung der Stahlstrahlen ausschließlich nach oben und/oder unten - je nach der Neigung der Achsen der Öffnungen bzw. der Prallflächen zueinander - gerichtet ist, ohne daß die Austrittsöffnungen des Gießrohres sehr tief unterhalb des Gießspiegels angeordnet werden müssen.steer the steel beams exclusively upwards and / or downwards - depending on the inclination of the axes of the openings or the baffles to each other - is directed, without the outlet openings of the pouring pipe arranged very deep below the meniscus Need to become.
Um eine einwandfreie Umlenkung und Bremsung der Metallstrahlen, zu erreichen, ist es vorteilhaft, daß die Höhe des Käfigs bzw. der den Gießrohröffnungen gegenüberliegenden Käfigwände 150 bis 300 mm, vorzugsweise etwa 200 mm, beträgt und die Achsen der Gaeßrohröffnungen die Käfrgwände vorzugsweise in deren mittleren Höhenbereich schneiden.In order to achieve proper deflection and braking of the metal beams, it is advantageous that the height of the The cage or the cage walls opposite the pouring tube openings is 150 to 300 mm, preferably about 200 mm, and the Axes of the Gaeßrohröffnungen intersect the Käfrgwand preferably in their middle height range.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß der Käfig rechteckförmig - geometrisch ähnlich dem Kokillenquerschnitt - gestaltet ist, wobei die Stirnwände des Käfigs den Gießrohröffnungen gegenüberliegen und seine Seitenwände mit den keine öffnungen aufweisenden Gießrohrwandungen integral zusammenhängen.A preferred embodiment of the invention exists in that the cage is rectangular - geometrically similar to the mold cross-section - is designed, the end walls of the The cage opposite the pouring tube openings and its side walls are integral with the pouring tube walls that have no openings related.
Mit großem Vorteil werden erfindungsgemäße Gießrohre in einer Hochleistungsstranggießanlage mit einer Gießleistung von mehr als 1,5 t Stahl/min mit einem Gießrohr nach den Ansprüchen 1 bis 3 angewendet, wobei der Normalabstand der Stirnwände des Käfigs von den Kokillenschmalseiten 100 bis 300 mm, vorzugsweise 150 bis 200·mm, beträgt.Pouring pipes according to the invention are of great advantage in a high-performance continuous caster with a casting capacity of more than 1.5 t steel / min with a pouring pipe according to the claims 1 to 3 applied, the normal distance between the end walls of the cage and the narrow sides of the mold being 100 to 300 mm, preferably 150 to 200 mm.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden an Hand von Ausführungsbeispielen in der beigefügten Zeichnung näher erläutert.Further features and details of the invention are illustrated in the accompanying drawings with reference to exemplary embodiments explained in more detail.
Fig. 1 ist ein Vertikalschnitt durch den oberen Teil einer vertikal angeordneten Stranggießkokille, in die das erfindungsgemäße Gießrohr bis in Gießposition eingeführt ist. Fig. 2 ist ein zur Fig. 1 gehöriger Horizontalschnitt nach der Linie II-II. Die Fig. 3a bis 3d zeigen verschiedene Gießrohrköpfe nach der Erfindung.Fig. 1 is a vertical section through the upper part of a vertically arranged continuous casting mold in which the inventive Pouring tube is inserted into the pouring position. Fig. 2 is a corresponding to Fig. 1 horizontal section along the line II-II. FIGS. 3a to 3d show various pouring pipe heads the invention.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Teil eines feuerfest ausgekleideten Zwischengefäßes bezeichnet, in dessen Boden ein Gießrohr 2 eingesetzt ist. Dieses besteht aus einem durch die Schraubverbindung 5 verbundenen Oberteil 3 und einem Unterteil 4. Der Unterteil besitzt seitliche öffnungen 6, deren Achse 7 in einerIn Fig. 1, 1 denotes a part of a refractory lined intermediate vessel, in the bottom of which a pouring pipe 2 is used. This consists of an upper part 3 and a lower part 4 connected by the screw connection 5 Lower part has lateral openings 6, the axis 7 of which in a
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durch die große Kokillenquerachse gelegten Vertikalebene liegt. Das Gießrohr ist von einem oben und unten offenen Käfig umgeben, der von den Stirnwänden8 und den Seitenwänden 9 gebildet ist. In dem Käfig wird die kinetische Energie der seitlich durch die Öffnungen 6 ausströmenden Stahlstrahlen vermindert, indem diese in Richtung der strichliert gezeichneten Pfeile nach oben und nach unten umgelenkt werden; dabei wirken die Wände 8 als Prallflachen zur Vernichtung des größten Teils der kinetischen Energie; die Seitenwände 9 verhindern ein "Ausbrechen" der Strömung in Richtung der Kokillenbreitseite.Wie aus Fig. 2 ersichtlich, hängen die beiden Seitenwände 9 integral mit dem Gießrohrunterteil 4 zusammen. Selbstverständlich kann auch ein einteiliges Gießrohr verwendet werden, das dann auf der Außenseite des Zwischengefäßbodens in bekannter Weise fixiert werden muß. ■.lies through the large mold transverse axis laid vertical plane. The pouring pipe is surrounded by a cage which is open at the top and bottom and is formed by the end walls 8 and the side walls 9. In the cage, the kinetic energy of the laterally flowing out through the openings 6 steel jets is reduced by this be deflected up and down in the direction of the dashed arrows; the walls 8 act as baffles to destroy most of the kinetic energy; the side walls 9 prevent the flow from "breaking out" in the direction As can be seen from FIG. 2, the two side walls 9 hang integrally with the lower part 4 of the pouring tube together. Of course, a one-piece pouring pipe can also be used, which is then placed on the outside of the tundish bottom must be fixed in a known manner. ■.
Das Gießrohr 2 ist zentrisch in die wassergekühlte, in vertikaler Richtung oszillierende Kupferkokille eingesetzt, aus der der einen flüssigen Sumpf 11 und eine erstarrte Strangschale 12 aufweisende Gußstrang nach unten ausgezogen wird. Die Austrittsöffnungen 6 und die Oberkante der Käfigwände 8,9 liegen unterhalb des durch ein Gießpulver 13 zur Aufnahme nichtmetallischer Teilchen, insbesondere Al„O_, abgedeckten Gießspiegels in der Kokille.The pouring pipe 2 is inserted centrally into the water-cooled, vertically oscillating copper mold, from which the cast strand having a liquid sump 11 and a solidified strand shell 12 is pulled downward. the Outlet openings 6 and the upper edge of the cage walls 8, 9 lie below the casting level in FIG. 1, which is covered by a casting powder 13 for receiving non-metallic particles, in particular Al "O" the mold.
Der erfindungsgemäße Brems- und Umlenkeffekt der aus den Gießrohröffnungen austretenden Strahlen und als Folge davon eine gute Abscheidewirkung für die nichtmetallischen Teilchen sowie ein Schutz der sich in der Kokille bildenden Strangschale 12 werden optimal dann erreicht, wenn die freie Ausströmstrecke a der austretenden Stahlstrahlen im Bereich von etwa 200 mm liegt, die Höhe c_ der Käfigwände 8, 9 etwa gleich ji ist, d.h. ebenfalls bei etwa 200 mm liegt, und b der lichte Abstand - mittlere Normalabstand - zwischen der Prallwand 8 und der Kokillenwand, 150 bis 200 mm beträgt. -The braking and deflecting effect according to the invention of the jets emerging from the pouring tube openings and, as a result, a good separation effect for the non-metallic particles as well as protection of the strand shell 12 forming in the mold are optimally achieved when the free outflow path a of the exiting steel jets is in the range of is about 200 mm, the height c_ of the cage walls 8, 9 is approximately equal to ji, ie is also about 200 mm, and b the clear distance - mean normal distance - between the baffle wall 8 and the mold wall is 150 to 200 mm. -
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, können die Gießrohrköpfe gemäß der Erfindung in verschiedener Weise gestaltet sein: In Fig. 3a sind die Achsen 7' der seitlichen Öffnungen 6 nach oben gerichtet, wodurch bei vertikal angeordneten Prallwänden 8 praktisch fast die gesamte Stahlmenge nach oben umgelenkt wird;As can be seen from Fig. 3, the pouring pipe heads according to the invention can be designed in different ways: In Fig. 3a, the axes 7 'of the side openings 6 according to directed upwards, whereby practically almost the entire amount of steel is deflected upwards when the baffles 8 are arranged vertically;
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in Fig. 3b ist ein Gießkopf 4 mit geneigten Prallwänden 8' dargestellt, wodurch ein nach oben verbreiteter Trichter gebildet wird und etwa die gleiche Wirkung eintritt; in Fig. 3c sind die Achsen 7" der Öffnungen 6 nach unten geneigt, wodurch eine verstärkte Umlenkung der Stahlstrahlen nach unten erreicht wird, wie dies auch bei der Ausführungsform nach Fig. 3d der Fall ist, wo diese Umlenkung durch schräg nach innen geneigte Prallwände 8" bewirkt werden kann. Wesentlich bei allen Ausführungsformen ist, daß die Achsen 7, 71, 7" der seitlichen Öffnungen 6 die Prallwände 8, 8', 8" etwa im mittleren Höhenbereich schneiden und die Länge der frei ausströmenden Metallstrahlen a. möglichst groß ist. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die Käfige aus ebenen Wänden 8, 9 gebildet, und ihre Breite - in Richtung der kleinen Kokxllenguerachse gesehen - ist nicht größer als der Außendurchmesser des Gießrohres 2; dieser beträgt bei Hochleistungs-Gießanlagen etwa 120 mm.FIG. 3b shows a pouring head 4 with inclined baffle walls 8 ', whereby a funnel widened upwards is formed and approximately the same effect occurs; In Fig. 3c the axes 7 ″ of the openings 6 are inclined downwards, whereby an increased deflection of the steel beams downwards is achieved, as is also the case in the embodiment according to FIG 8 "can be effected. It is essential in all embodiments that the axes 7, 7, 1 , 7 "of the lateral openings 6 intersect the baffle walls 8, 8 ', 8" approximately in the middle height range and the length of the freely flowing metal jets a. is as large as possible. As can be seen from Fig. 2, the cages are formed from flat walls 8, 9, and their width - seen in the direction of the small Kokxllenguerachse - is not greater than the outer diameter of the pouring pipe 2; this is around 120 mm for high-performance casting systems.
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