DE3123704A1 - Apparatus for the continuous casting of steel in a closed pouring system - Google Patents
Apparatus for the continuous casting of steel in a closed pouring systemInfo
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Abstract
Description
Vorrichtung zum Stranggießen von Stahl in einem geschlossenenDevice for continuous casting of steel in a closed
Eingießsystem Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stranggießen von Stahl mit einem geschlossenen Gießsystem, wobei ein seitlich an einem Gießgefäß angeordneter Gießstutzen mit einer gekühlten Durchlaufkokille verbunden ist und elektromagnetische Spulen zur Erzeugung eines magnetischen Feldes vorgesehen sind.Pouring system The invention relates to a device for continuous casting of steel with a closed casting system, one on the side of a casting vessel arranged pouring nozzle is connected to a cooled continuous mold and electromagnetic coils are provided for generating a magnetic field.
Bei Stranggießanlagen mit vertikaler oder bogenförmiger Strangführung besteht in der Regel zwischen dem Zwischenbehälter und der Durchlaufkokille keine Verbindung. Es sind daher Maßnahmen erforderlich, die den Kontakt des Gießmetalls mit dem Luftsauerstoff verhindern. Demgegenüber ist bei Horizontalstranggießanlagen in der Regel ein Gießgefäß über einen Auslauf direkt mit einer Durchlaufkokille verbunden. Bei diesem geschlossenen Eingießsystem ist ein Kontakt der Metallschmelze mit dem Luftsauerstoff ausgeschlossen.For continuous casting plants with vertical or curved strand guidance there is usually no between the intermediate container and the continuous mold Link. Measures are therefore required to prevent contact with the cast metal prevent with the oxygen in the air. In contrast, with horizontal continuous casters usually a pouring vessel over one Outlet directly with a continuous mold tied together. In this closed pouring system, there is contact with the molten metal excluded with the oxygen in the air.
Hierbei kann auch eine Badspiegelregelung entfallen.A bathroom level control can also be dispensed with here.
Es ist bereits eine horizontale Stranggießanlage bekannt, bei der ein Gießgefäß mit einer wassergekühlten Kokille (DE-OS 1 558 224) verbunden ist. Das Metall fließt dabei ohne Luftzutritt aus dem Gießgefäß in die Kokille, wobei die Fließgeschwindigkeit durch die Ausziehgeschwindigkeit des Stranges bestimmt ist. Hierbei ist es nachteilig, daß das flüssige Metall nicht erst in der Kokille, sondern schon in der Ausflußöffnung des Gießgefäßes zu erstarren beginnt.A horizontal continuous caster is already known in which a casting vessel is connected to a water-cooled mold (DE-OS 1 558 224). The metal flows from the casting vessel into the mold without air admission, whereby the flow rate is determined by the pull-out speed of the strand is. It is disadvantageous here that the liquid metal does not only enter the mold, but already begins to solidify in the outlet opening of the casting vessel.
Dadurch kommt es zu Metallanschweißungen an der Innenwandung des Gießgefäß-Ausgußstutzens und aufgrnd der von den Abzugswalzen auf den Strang ausgeübten Ausziehkraft' zu Rissen am bereits erstarrten Strangumfang. Diese Rißbildung kann wiederum zum Durchbruch der noch dünnen Strangschale und zur vollständigen Entleerung des Gießgefäßes führen.This leads to metal welds on the inner wall of the pouring vessel nozzle and due to the pull-out force exerted on the strand by the take-off rollers Cracks on the already solidified strand circumference. This cracking can in turn lead to a breakthrough the still thin strand shell and lead to the complete emptying of the casting vessel.
Das Anschweißen des Metalls in dem Verteilergefäß-Auslauf führt auch zu einer Errosion des Aus laufs von innen.Welding the metal in the tundish spout also performs erosion of the spout from the inside.
Zum Stand der Technik gehört weiter eine horizontale Stranggießanlage, bei welcher das Metall aus einem Gießge£äß über einen feuerfesten, im Inneren sich konisch erweiternden verbindungskanal in die Kokille geleitet wird. In den Wandungen des Verbindungskanals ist eine ringförmige Spule integriert, durch die das flüssige Metall elektromagnetischen Kräften unterworfen wird, die den Außenbereich des Metalistromes beschleunigen. Der in dem konischen Stutzen vorgeformte und außen beschleunigte Metallstrom soll im absatzartig erweiterten Kokillenraum einen freien Ringraum erzeugen, wobei ein stabiler Meniskus entstehen soll. Die Spule zur Erzeugung der elektromagnetischen Kräfte entspricht dem Stator eines Linearmotors. In den freien Ringraum wird über eine Mehrzahl von Schlitzen eine Flüssigkeit unter einem Druck eingeleitet, der mindestens gleich dem maximalen ferrostatischen Druck in diesem Bereich ist.The state of the art also includes a horizontal continuous caster, in which the metal is poured from a pouring vessel over a refractory, inside conically widening connection channel is passed into the mold. In the walls The connecting channel has an integrated ring-shaped coil through which the liquid Metal is subjected to electromagnetic forces that affect the outside of the metal stream accelerate. The one preformed in the conical nozzle and accelerated on the outside Metal flow should create a free annular space in the step-like expanded mold space, whereby a stable meniscus should be created. The coil for generation of electromagnetic forces corresponds to the stator of a linear motor. In the free annular space is a liquid under a plurality of slots Pressure introduced that is at least equal to the maximum ferrostatic pressure in this area is.
Diese aufwendige Gießvorrichtung mit im Gießstutzen integrierter Spule und stirnseitiger Druckflüssigkeitszuführung ist nicht betriebssicher. Ohne Regelung des Flüssigkeitsdruckes entsprechend dem jeweiligen ferrostatischen Druck ist eine konstante Einstellung der Grenzschicht zwischen Flüssigkeit und Schmelze nicht möglich.This complex pouring device with a coil integrated in the pouring nozzle and the hydraulic fluid supply at the front is not operationally safe. Without regulation of the liquid pressure corresponding to the respective ferrostatic pressure is a constant adjustment of the boundary layer between liquid and melt not possible.
Die Vorrichtung ist bei größeren Querschnitten wie Brammen und Platinen nicht anwendbar. Insbesondere beim Stranggießen von Stahl muß außerdem mit einer Beeinträchtigung des Gießstranges durch mitgerissene Flüssigkeitsteilchen gerechnet werden.The device is suitable for larger cross-sections such as slabs and blanks not applicable. In particular in the continuous casting of steel must also with a Impairment of the cast strand due to entrained liquid particles will.
Es ist schließlich noch eine Horizontalstranggießanlage bekannt, wobei, an einem horizontal an einem Gießbehälter angeordneten Gießstutzen ein Abreißring aus Siliziumnitrid oder Bornitrid angeordnet ist. Hierbei wird der Strang schrittweise ausgezogen und nach jedem Schritt um einen Teil der Schrittlänge in die Kokille zurückgeschoben.Finally, a horizontal continuous caster is also known, whereby, a tear-off ring on a pouring nozzle arranged horizontally on a pouring container is arranged from silicon nitride or boron nitride. Here the strand becomes gradual pulled out and after each step by part of the step length into the mold pushed back.
Während des Hubvorganges wachsen zwei Kristallisationsfronten zusammen, wobei sich eine gezahnte Strangschale bildet. An der Verbindungsstelle zwischen den beiden Kristallisationsfronten und am Abreißring entstehen zwei Kristallisationsmarken, die bis zu 5 mm tief sein können und eine Oberflächenbearbeitung vor der Weiterverarbeitung erfordern.During the lifting process, two crystallization fronts grow together, whereby a toothed strand shell is formed. At the junction between the two crystallization fronts and on the tear-off ring create two crystallization marks, which can be up to 5 mm deep and a surface treatment before further processing require.
Ein wesentlicher Nachteil bei Stranggießanlagen mit geschlossenem Eingießsystem besteht darin, daß eine Veränderung des Strangformats ohne Kokillenwechsel nicht möglich ist. Dadurch wird die Verfügbarkeit dieser Anlagen reduziert. Außerdem ist für jedes StrangfoFrmat mindestens eine Kokille erforderlich.A major disadvantage of continuous casting plants with closed Pouring system consists in the fact that the strand format can be changed without changing the mold not possible. This reduces the availability of these systems. aside from that At least one mold is required for each StrangfoFrmat.
Mit der Erfindung sollen die Nachteile der bekannten Stranggießanlagen vermieden werden. Ihr Ziel ist insbesondere eine einfache Stranggießanlage zum kontinuierlichen Gießen von Blöcken, Platinen und Brammen aus Stahl mit horizontal oder gegen die Horizontale geneigt angeordneter, verstellbarer Kokille. Darüber hinaus soll insbesondere bei kontinuierlicher Strangförderung die Gefahr von Anschweißungen, Rißbildungen, Kristallisationsmarken und Durchbruch der Strangkruste vermieden werden.The invention is intended to address the disadvantages of the known continuous casting plants be avoided. Your goal is in particular a simple continuous caster for continuous Casting blocks, blanks and slabs of steel with horizontal or against the Horizontal, inclined, adjustable mold. In addition, in particular with continuous strand conveyance, there is a risk of welds, cracks, Crystallization marks and breakthroughs in the strand crust are avoided.
Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß bei einer gegenüber dem Gießstutzen absatzartig erweiterten Kokille am GieBstutzen eine über die maximale Kokillenöffnung reichende, diese abdeckende Abschlußplatte aus feuerfestem Material angeordnet ist, an deren Außenseite die gekühlten Spulen über die Gießformatbreite angeordnet sind.According to the invention, this is achieved in that at one opposite the casting nozzle, which is extended like a step, on the casting nozzle one over the maximum Mold opening reaching, this covering end plate made of refractory material is arranged, on the outside of which the cooled coils over the width of the casting format are arranged.
Mit der so geschaffenen Stranggießanlage können bei kontinuierlichem Strangabzug Blöcke, Platinen und Brammen mit gleichmäßigem Gefüge und ohne Kristallisations- und Oszillationsmarken horizontal bzw. geneigt gegossen werden, wobei Risse und Durchbrüche vermieden werden. Da die Schmelze von der Abschlußplatte ferngehalten wird und es nicht zu Anschweißungen kommen kann, ist eine Verstellung der Kokillenwandungen zum Formatwechsel während des Gießens möglich.With the continuous caster created in this way, with continuous Strand withdrawal Blocks, blanks and slabs with a uniform structure and no crystallization and oscillation marks are cast horizontally or inclined, with cracks and Breakthroughs are avoided. Because the melt is kept away from the end plate and it cannot come to welds, is an adjustment of the mold walls possible to change format during casting.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind an der Abschlußplatte über die Gießformatbreite mehrere Spulen nebeneinander angeordnet, die einzeln zu- und abschaltbar sind. Dadurch kann das elektromagnetische Feld zur Energieeinsparung der jeweiligen Strangbreite angepaßt werden.According to a further feature of the invention are on the end plate Several coils arranged next to one another across the width of the casting format, which are individually and can be switched off. This allows the electromagnetic field to save energy be adapted to the respective strand width.
Zum Ausgleich des bei horizontal- bzw. zur Horizontalen geneigt angeordneten Kokillen über deren Querschnitt unterschiedlichen ferrostatischen Druckes kann die Stärke des von der Seite der Abschlußplatte auf die Schmelze einwirkenden elektromagnetischen Feldes dadurch beeinflußt werden, daß die im Bereich eines höheren ferrostatischen Druckes angeordneten Spulen einen geringeren Abstand zur Innenwandung der Abschlußplatte aufweisen als die im Bereich geringeren ferrostatischen Druckes angeordneten Spulen. Dies kann vorteilhaft dadurch erreicht werden, daß die Wandstärke der Abschlußplatte nach unten vermindert ist.To compensate for the horizontal or inclined to the horizontal Molds over their cross-section different ferrostatic pressure can die Strength of the electromagnetic acting on the melt from the side of the end plate Field can be influenced by the fact that those in the range of a higher ferrostatic Pressure arranged coils a smaller distance from the inner wall of the end plate have than the coils arranged in the area of lower ferrostatic pressure. This can advantageously be achieved in that the wall thickness of the end plate is decreased downwards.
Zur Erzielung einer großen Feldstärke können Spulen mit ferromagnetischen Kernen verwendet werden. Dabei können die Kerne an der Abschlußplatte jeweils in Richtung der benachbarten Spulenkerne erweitert sein.To achieve a high field strength, coils with ferromagnetic Cores are used. The cores on the end plate can each be in Be extended towards the neighboring coil cores.
Zur Verringerung von Entmagnetisierungen können die Spulen vorteilhaft mit je einem ferromagnetischen Kern versehen sein, der über einen Steg mit zwei außerhalb der Gießstrangproj ektion parallel gegenüberliegend angeordneten Schenkeln versehen ist. Auf diese Weise werden jedem Kern im Bereich der Abdeckplatte zwei Gegenpole zur Bildung eines geschlossenen Umlaufs der Feldlinien nebengeordnet.To reduce demagnetization, the coils can be advantageous be provided with a ferromagnetic core each, which has a web with two Legs arranged parallel opposite one another outside the Gießstrangproj ektion is provided. In this way, each core in the area of the cover plate will be two Opposite poles are secondary to the formation of a closed circuit of the field lines.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann die Kokille im Abstandsbereich s der Stahlschmelze vor der Abschlußplatte mit einer Schmiermittelzuführung versehen sein.In a further embodiment of the invention, the mold can be in the distance range s the molten steel is provided with a lubricant feed in front of the end plate be.
Ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach der Erfindung ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Kokille mit dem Gießstutzen, den Spulen und dem Gießgefäß in Richtung der Kokillenachse oszillierend bewegt wird.A method of operating an apparatus according to the invention is further characterized in that the mold with the pouring nozzle, the coils and the casting vessel is moved in an oscillating manner in the direction of the mold axis.
Dabei kann der Strang kontinuierlich gefördert werden. Dadurch werden die Beanspruchungen der Strangkruste und die Gefahr von Strangfehlern weiter vermindert.The strand can be conveyed continuously. This will be the stresses on the strand crust and the risk of strand defects are further reduced.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen Fig. 1 schematisch eine Stranggießvorrichtung mit gegen die Horizontale geneigter Achse, Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt der mit Spulen versehenen Abschlußplatte, Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV in Fig. 3 und Fig. 5 einen Schnitt gemäß der Linie V-V in Fig. 3, Gemäß den Figuren 1 und 2 ist beim Ausführungsbeispiel an eine Auslauföffnung eines Gießgefäßes 1 ein Gießstutzen 2 angeschlossen an dem kokillenseitig eine Abschlußplatte 3 angeordnet ist. An der Abschlußplatte 3 sind Breitseiten- wandungen 4a und Schmalseitenwandungen 4b einer Kokille lösbar bzw. verschiebbar angeflanscht. An die Kokille 4a, 4b schließt sich eine Rollenführung 5 an in deren Bereich sich ein elektromagnetischer Rührer 6 befindet. Die Achsen von Gießstutzen 2, Kokille 4a, 4b und Rollenführung 5 sind gegen die Horizontale geneigt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. 1 shows, schematically, a continuous casting device with against the horizontal inclined axis, FIG. 2 a section along the line II-II in FIG. 1, FIG. 3 a enlarged detail of the end plate provided with coils, FIG. 4 shows a section according to the line IV-IV in FIG. 3 and FIG. 5 shows a section according to the line V-V in FIG 3, According to FIGS. 1 and 2, in the exemplary embodiment there is an outlet opening of a pouring vessel 1, a pouring nozzle 2 is connected to the end plate on the mold side 3 is arranged. On the end plate 3 are broadside turns 4a and narrow side walls 4b of a mold are detachably or displaceably flanged. A roller guide 5 adjoins the mold 4a, 4b in the area thereof an electromagnetic stirrer 6 is located. The axes of pouring nozzle 2, mold 4a, 4b and roller guide 5 are inclined to the horizontal.
An der Außenseite der Abschlußplatte 3 sind elektromagnetische Spulen 7 und 8 angeordnet, wobei eine mittlere Spule 7 den Gießstutzen umschließt und die Spulen 8 sich zu beiden Seiten anschließen. Der Stahl 9 fließt aus dem Gießgefäß 1 durch den Gießstutzen in die gekühlte Kokille 4a, 4b in der sich eine Strangkruste bildet. Die stromdurchflossenen Spulen 7, 8 erzeugen gleichgerichtete elektromagnetische Felder, die die Stahlschmelze in einem Abstand s von der Abschlußplatte 3 entfernt halten. Dadurch werden Anschweißungen an der Abschlußplatte 3 vermieden und eine Verstellung der Schmalseitenwandungen 4b während des Gießens ermöglicht.On the outside of the end plate 3 are electromagnetic coils 7 and 8 arranged, with a central coil 7 enclosing the pouring nozzle and the Coils 8 connect on both sides. The steel 9 flows out of the casting vessel 1 through the pouring nozzle into the cooled mold 4a, 4b in which there is a strand crust forms. The current-carrying coils 7, 8 generate rectified electromagnetic Fields that remove the steel melt from the end plate 3 at a distance s keep. This prevents welds on the end plate 3 and a Adjustment of the narrow side walls 4b allows during casting.
In den Figuren 3 bis 5 der Zeichnung ist eine Ausführung von Spulen mit ferromagnetischen Kernen 10, 13 dargestellt, die von Windungen 12 bzw. 15 umgeben sind. Der Kern 10 ist mit einer mittleren Bohrung auf den Gießstutzen 2 aufgeschoben. Wie Figur 3 zeigt, sind die ferromagnetischen Kerne 10, 13 zur Bildung eines gleichmäßigen Magnetfeldes im Bereich der Abschluß platte 3 in Richtung auf benachbarte Spulen erweitert. Wie in den Figuren 4 und 5 dargestellt, weisen die Kerne 10 und 13 außerhalb der Projektion der Breitseitenwandungen 4a der Kokille seitliche Schenkel 11 bzw.In Figures 3 to 5 of the drawing is an embodiment of coils with ferromagnetic cores 10, 13, which are surrounded by turns 12 and 15, respectively are. The core 10 is pushed onto the pouring nozzle 2 with a central bore. As Figure 3 shows, the ferromagnetic cores 10, 13 to form a uniform Magnetic field in the area of the end plate 3 in the direction of adjacent coils expanded. As shown in Figures 4 and 5, the cores 10 and 13 face outside the projection of the broad side walls 4a of the mold side legs 11 or
14 auf. Durch diese heruntergezogenen Pole wird ein voller Umlauf der Feldlinien erreicht und die Entmagnetisierung verringert.14 on. With these pulled down poles, there is a full cycle reaches the field lines and reduces the demagnetization.
Die Kokille 4a, 4b ist im Abstandsbereich s der Schmelze 9 vor der Abschlußplatte 3 mit einer Schmiermittelzuführung 16 versehen.The mold 4a, 4b is in the distance range s of the melt 9 in front of the End plate 3 is provided with a lubricant feed 16.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So erscheint z. B. auch eine Realisierung mit kernlosen Spulen möglich.The invention is not limited to the illustrated embodiment. So appears z. B. implementation with coreless coils is also possible.
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Claims (9)
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Cited By (1)
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1981
- 1981-06-15 DE DE19813123704 patent/DE3123704A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| AT407350B (en) * | 1998-02-18 | 2001-02-26 | Thoeni Industriebetriebe Gmbh | DEVICE FOR HORIZONTAL CONTINUOUS CASTING OF PROFILES, ESPECIALLY METAL STRIPS |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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