DE3109715A1

DE3109715A1 - Mould inlet for the horizontal continuous casting of steel

Info

Publication number: DE3109715A1
Application number: DE19813109715
Authority: DE
Inventors: Kristof W. Dr.-Ing. 4005 Meerbusch Trömel
Original assignee: Troemel kristof W dr-Ing
Current assignee: Troemel kristof W dr-Ing
Priority date: 1981-03-13
Filing date: 1981-03-13
Publication date: 1982-09-23

Abstract

The invention relates to a mould inlet for the horizontal continuous casting of steel, the said inlet having a section which widens towards the mould between the outlet opening of the vessel containing the molten steel and the said mould. This leads in the prior art to a sudden increase in cross-section and, as a result, to disturbances in the flow which disturb the uniform entry of the molten steel into the mould and cause severe damage to the surrounding refractory material by erosion. The invention avoids these disadvantages by continuous widening in the direction of flow to virtually the full size of the mould. The continuous widening of the cross-section both eliminates the disturbances in the flow of the molten steel, which can come into immediate contact at the inlet with the mould walls and solidify to form the strand shell, and simultaneously ensures that the conditions for the refractory material are much less severe.

Description

BESCHREIBUNG:DESCRIPTION:

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kokilleneinlauf der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bezeichneten Art.The invention relates to a mold inlet in the preamble of claim 1 designated Art.

Beim horizontalen Stranggießen von Stahl wird die Kokille bekanntlich fest mit dem Auslauf eines Ofens bzw. eines Vorlaufbehälters oder eines anderen, den flüssigen Stahl enthaltenden Gefäßes verbunden, wol-ei der Einlauf in die Auskleiden des Gefäßes eingreiit.The permanent mold is known to be used in the horizontal continuous casting of steel fixed to the outlet of a furnace or a feed tank or another, connected to the vessel containing liquid steel, wol-ei the inlet into the lining of the vessel.

Einen derartigen Kokilleneinlauf zeigt Bild 11 aus dL Veröffentlichung "Entwicklunysstand horizontaler Str.,l.7-gießanlagen zur Herstellung von Knüppeln aus unlegierten und legierten Stählen" in "Stahl und Eisen", 19So, Seite 401 bis 407. Der Einlauf besitzt dabei einen sich in Durchflußrichtung erweiternden Abschnitt. Bevor der flüssige Stahl in die Kokille gelangt, kommt es entlang einer nur sehr kurzen Wegstrecke zu einer plötzlichen, starken Querschnittsvergrößerung, als deren Folge Strömungsstörungen auftreten, die nicht nur den gleichmäßigen Eintritt des flüssigen Stahls in die Kokille beunruhigen, sondern auch das umgebende feuerfeste Material durch Erosion stark schädigen.Such a mold inlet is shown in Figure 11 from the German publication "Development stand horizontal Str., L.7 casting plants for the production of billets made of unalloyed and alloyed steels "in" Stahl und Eisen ", 19So, page 401 bis 407. The inlet has a section that widens in the direction of flow. Before the liquid steel gets into the mold, it only comes along a very long way short distance to a sudden, strong increase in cross-section than theirs Consequence flow disturbances occur, which not only the uniform entry of the molten steel into the mold, but also the surrounding refractory Severely damage material through erosion.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kokilleneinlauf der bezeichneten Art derart weiterzuentwickeln, daß einmal sein von Turbulenzen ungestörter Eintritt des flüssigen Stahls in die Kokille ermöglicht ist, und daß andererseits auch die Haltbarkeit des vor der Kokille befirl ichen feuerfesten Materials zufriedenstellend ist.Proceeding from this, the invention is based on the object of a To develop mold inlet of the type referred to in such a way that it will be once allows the liquid steel to enter the mold undisturbed by turbulence is, and that on the other hand, the durability of the befirl ichen in front of the mold refractory material is satisfactory.

Diese Aufgabenstellung wird durch den Vorschlag gemäß Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 gelöst, für den die Unteransprüche 2 bis 7 vorteilhafte Weiterentwicklungen vorsehen.This task is determined by the proposal in accordance with the labeling section of claim 1 solved for the dependent claims 2 to 7 provide for advantageous further developments.

Dank des stetigen Verlaufs der Querschnittserweiterung unterbleiben Störungen im Strömungsverlauf des flüssigen Stahls bis zum Einlauf des letzteren in die Kokille.Thanks to the constant expansion of the cross-section, this does not take place Disturbances in the flow of the liquid steel up to the inlet of the latter in the mold.

Da die Kokille ihrerseits praktisch parallelwandig ausgeführt ist, kann sich der flüssige Stahl sofort zu Beginn der Kokille an deren Innenwandung anlegen und dort entsprechend der Kühlleistung der Kokille eine erstarrte Strangschale von in Durchlaufrichtung zunehmender Dicke ausbilden. Diese Ausbildung einer Strangschale ist für den Betrieb und Ertrag dieser'Anlage von großer Wichtigkeit, weil beim Austritt aus der Kokille noch kein vollständig erstarrter Querschnitt vorliegt, so daß zumindest die Strangschale eine hinreichende Dicke besitzen muß, um aufgrund des sie belastenden ferrostatischen Druckes nichtaufzureißen, und um weiterhin eine hinreichende Leistung der Gießanlage zu ermöglichen.Since the mold itself is practically parallel-walled, the liquid steel can be deposited on the inner wall of the mold immediately at the beginning of the mold create a solidified strand shell there according to the cooling capacity of the mold of increasing thickness in the direction of passage. This formation of a strand shell is of great importance for the operation and yield of this system, because when it emerges there is still no completely solidified cross-section from the mold, so that at least the strand shell must have a sufficient thickness to due to the stressful ferrostatic pressure, and to maintain adequate performance to enable the casting plant.

Durch die in Richtung auf die Kokille vorgesehene Zurücknahm der Erweiterung wird sichergestellt, daß es bei Eintritt der Strömung in den parallelwandigen Kokilleneingang noch unkritischer als lediglich bei-der stetigen Aufweitung des Querschnittes bis zum Kokillenformat ist.By taking back the extension in the direction of the mold it is ensured that when the flow enters the parallel-walled mold entrance even more uncritical than merely with the constant widening of the cross-section up to to the mold format is.

Erhebliche Bedeutung kommt auch der Gestaltung des Einlaufs auf der Gefäßseite zu. Zweckmäßig ist die Brweiterung dort gleichfalls geringer als im mittleren Bereich des Kokilleneinlaufs. Somit kann sich zunächst die eintretende Strömung, für welche die Einlaufkante noch eine Beunruhigung hervorrufen konnte, entlang der Wegstrecke des gefäßseitigen Abschnittes des Kokilleneinlaufs beruhigen.The design of the enema on the is also of great importance Vessel side closed. Appropriately, the widening there is also less than in the middle Area of the mold inlet. Thus, the incoming flow can initially for which the leading edge could still cause concern, along the Calm the path of the section of the mold inlet on the vessel side.

Besonders zuverlässig werden Störungen und Beschädigungen der erwähnten Art vermieden, wenn die Erweiterung im letzten Abschnitt zur Kokillenwandung parallel erläuft. Andererseits wird auch das zit. einer einlaufseitigen Strömungsberuhigung dann besonders gut erreicht, wenn die Erweiterung gefäßseitig mit einem parallelwandigen Abschnitt beginnt.Malfunctions and damage to the aforementioned are particularly reliable Kind of avoided when expanding in the last section to the mold wall runs in parallel. On the other hand, there is also the quotation of a flow calming on the inlet side then achieved particularly well when the enlargement on the vessel side with a parallel-walled Section begins.

Der in Durchflußrichtung letzte Abschnitt des neuen Kokilleneinlaufs wird zweckmäßig mit einem Dichtungsring ausgeführt.The last section of the new mold inlet in the direction of flow is expediently designed with a sealing ring.

Für den Eintritt in den neuen Kokillerweilllallf iiat SiC} am zweckmäßigsten ein runder Querschnitt bewährt. Di gestattet Aufweitungen des StrömungsquerscElnittes zur Kokille hin insbesondere dann, wenn in der Kokille runde oder wenigstens quadratische Formate vergossen werden sollen. Wenn jedoch ausgesprochen breite Querschnitte, wie zum Beeispiel Brammen, erzeugt werden sollen, würde die Ausfüllung des vollen Strömungsquerschnittes mit einem einzelnen Kokilleneinlauf nicht mehr gelingen.Most expedient for entry into the new Kokillerweilllallf iiat SiC} a round cross-section has proven its worth. This allows widening of the flow cross-section towards the mold in particular when round or at least square in the mold Formats to be potted. However, if extremely wide cross-sections, such as slabs, for example, are to be produced, the filling of the full Flow cross-section with a single mold inlet no longer succeed.

Aus diesem Grunde sieht die Erfindung für einen derartigen Fall vor, daß dann mehrere Kokilleneinläufe nebeneinanderliegend angeordnet werden, die seitens des den flüssigen Stahl enthaltenden Gefäßes zu der gleichen Zeit beaufschlagt werden Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung wird auf die sich auf Ausführungsbeispiele beziehenden, schematischen Zeichnungen Bezug genommen. Darin zeigen: Figur 1 den neuen Kokilleneinlauf im Längsschnitt sowie in seitlicher Ansicht bei einer ersten Ausführungsform zum Stranggießen von runden Querschnitten oder quadratischen Knüppeln, Figur 2 eine abgewandelte Ausführungsform in entsprechender Darstellung wie Figur 1 und Figur 3 eine weitere Ausführungsform des neuen Kokilleneinlauf-s im Längsschnitt sowie in Draufsicht.For this reason, the invention provides for such a case, that then several mold inlets are arranged side by side, the side of the vessel containing the liquid steel are acted upon at the same time To further illustrate the invention, reference is made to the exemplary embodiments referring to the schematic drawings. They show: FIG. 1 den new mold inlet in longitudinal section as well as in side view for a first Embodiment for continuous casting of round cross-sections or square billets, figure 2 shows a modified embodiment in a representation corresponding to that of FIG. 1 and FIG FIG. 3 shows a further embodiment of the new mold inlet in a longitudinal section as well as in plan view.

Figur -zeigt zwischen der Wandung 1 eines metallurgischen Gefäßes und einer Kokille 2, bei der es sjcii um eine: wassergekühlte Ausführungsform handelt, einen E'inlaurstc ri 7, der im Innern so gestaltet ist, daß er den letzte Abschnitt des Kokilleneinlaufs bildet. Letzterer ist X einem etwa kegelförmigen Einlaufstück 9 in die Wandulrq 1 eingesetzt, wobei sich das Innere des Kokilleneinlaufs in der durch den Pfeil bezeichneten Durchlaufrichtung 3 stetig erweitert, bis das Format der Kokille 2 praktsich erreicht ist. In der Zeichnung ist im Anschluß an den letzten Abschnitt 5, der bereits nahezu parallel zur Innenwandung der Kokille 2 verläuft, noch schematisch der Dichtungsring 6 wietiergegeben.Figure shows between the wall 1 of a metallurgical vessel and a mold 2, which is sjcii a: water-cooled embodiment, an E'inlaurstc ri 7, which is designed on the inside so that it the last section of the mold inlet forms. The latter is X an approximately conical inlet piece 9 inserted into the Wandulrq 1, the interior of the mold inlet in the through the direction indicated by the arrow 3 continuously expanded until the format the mold 2 is practically reached. The drawing follows the last one Section 5, which already runs almost parallel to the inner wall of the mold 2, The sealing ring 6 is also shown schematically.

Der Einlaufstein 7 besitzt im Innern eine Erweiterung, die in Durchflußrichtung 3 schwächer geneigt ist als diejenige des davor befindli.-chen mittleren Abschnittes 4. Die Erweiterung des mittleren Abschnittes 4 ist wiederum stärker als diejenige des gefäßseitigen Abschnittes 8, welchletzterer sogar im Ausführungsbeispiel parallelwandig wiedergegeben ist. Die Erweiterungen sind bei der Ausführungsform nach Figur 1 nur durch sehr schwach gekrümmte Wandungen begrenzt. The inlet block 7 has an expansion inside, which extends in the direction of flow 3 is less inclined than that of the middle section in front of it 4. The enlargement of the middle section 4 is again stronger than that of the vessel-side section 8, the latter even having parallel walls in the exemplary embodiment is reproduced. The extensions are in the embodiment of Figure 1 only limited by very slightly curved walls.

Hierfür ist maßgeblich, daß bei den in der Regel kleinen Rund- bzw. Quadratabmessungen der nachgeschalteten Kokille nahezu kegelstumpfartig gerade Tnnenwandungen zur Beruhigung der Strömung ausreichend sind.For this it is decisive that with the usually small round or Square dimensions of the downstream mold, almost frustoconical, straight inner walls are sufficient to calm the current.

Bei der sich auf größere Kokillenquerschnitte beziehenden Ausführungsform nach Figur 2 muß, vom oefäßseitigen Abschnitt 8 ausgehend, eine verhältnismaX3ig starke Erweiterung einsetzen. Zu diesem Zweck sind der mittlere Bereich 4 sowie das Innere des Dichtungsringes 7 mit gekrümmten Wandungen ausgebildet. Die letztgenannten beiden Wandungen zeigen im Querschnitt einen S-förmigen Verlauf, der es ermöglicht, auch eine verhältnismäßig starke Strahlaufweitung bis zum Erreichen des nahezu vollen Kokillenmaßes herbeizuführen. Der gefäßseitige Abschnitt 8 sowie der kokillenseitige Abschnitt 5 sind wiederum parallelwandig ausgebildet, wobei sich an den letztgenannten Abschnitt der bereits in Figur 1 bezeichnete Dichtungsring 6 anschließt.In the embodiment relating to larger mold cross-sections according to FIG. 2, starting from section 8 on the vessel side, a relatively use strong expansion. For this purpose, the middle area are 4 as well the interior of the sealing ring 7 is formed with curved walls. The latter both walls show in cross section an S-shaped course, which makes it possible also a relatively strong widening of the beam until the almost full one is reached Bring about mold size. The vessel-side section 8 and the mold-side Section 5 are in turn formed with parallel walls, with the latter Section of the sealing ring 6 already designated in FIG. 1 connects.

Figur 3 zeigt die entsprechenden Teile des Kokilleneinlaufs mit gleichen Bezugszeichen wie in den. Figuren 1 und 2. In diesem Falle handelt es sich jedoch um eine Brammenkokille,bei der die Aufweitung des strahls flüssigen Stahles auf eine beträchtliche Breite erforderlich ist. Um in diesem Falle den gewünschten Strömungszustand herbeizuführen, finden 2 einzelne Kokilleneinläufe Anwendung, die unmittelbar nebeneinander angeordnet sind.Figure 3 shows the corresponding parts of the mold inlet with the same Reference symbols as in. Figures 1 and 2. In this case, however, it is around a slab mold in which the jet of liquid steel is expanded a considerable width is required. To achieve the desired flow condition in this case To bring about, 2 individual mold inlets are used, which are directly next to each other are arranged.

Sofern noch breitere Querschnitte gegossen werden müssen, läßt sich die Anzahl der nebeneinander angeordneten Kokilleneinläufe noch vervielfachen.If even wider cross-sections have to be cast, it is possible multiply the number of mold inlets arranged next to one another.

Der Dichtungsring 6 besteht aus einem einschleifbaren feuerfesten Material mit für das flüssige Metall schlechter Benetzbarkeit. Er hat die Aufgabe, die Fuge zwischen der Kokille und dem Einlaufstein 7 abgedichtet zu halten.The sealing ring 6 consists of a grindable refractory Material with poor wettability for the liquid metal. His job to keep the joint between the mold and the inlet block 7 sealed.

-Aus diesem Grunde wird er sehr sorgfältig geschliffen, um die genannte Dichtung mit Sicherheit zu schaffen. Somit wird verhindert, daß flüssiger Stahl die Kokille hinterlaufen kann und dort die erstarrte Strangschale in ungewollter Weise verankert.-This is why it is sanded very carefully to get the above To create seal with certainty. Thus it is prevented that liquid steel the mold can run behind and there the solidified strand shell in unwanted Way anchored.

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Claims

Mold inlet for the horizontal continuous casting of steel PATENT CLAIMS: 1. Mold inlet for the horizontal continuous casting of steel between the Arranged outlet opening of the vessel containing the liquid steel and the mold and has a section widening in the direction of the mold, characterized in that the expansion in the flow direction (3) is steady up to is practically extended to the mold format.

2. Mold inlet according to claim 1, characterized in that the Expansion on the mold side is less than in the middle area (4).

3. Mold inlet according to claim 2, characterized in that the Expansion on the vessel side is less than in its middle area (4).

4. Mold inlet according to Claims 1 to 3, characterized in that that the extension in the last section runs parallel to the mold wall.

5. Mold inlet according to claims 1 to 4, characterized in that that the expansion begins on the vessel side with a parallel-walled section (8).

6. Mold inlet according to claims 1 to 5, characterized in that that the last section ends in a sealing ring (6).

7. Mold inlet according to claims 1 to 6, characterized in that that for the continuous casting of wide cross-sections, especially of slabs, multiple arrangements adjacent mold inlets are provided.