DE3245672A1 - Tauchduese fuer den strangguss - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Tauchdüse oder einen Tauchausguß für den Strangguß, um die Oxidation von geschmolzenem Stahl bei der Steuerung des Stroms der Stahlschmelze in eine . Form und Spritzer sowie den Schlackeneinschluß beim Gießen des Stahls aus der Gießwanne in die Form zu verhindern.

Tauchdüsen für den Strangguß bestehen bisher im allgemeinen aus Aluminiumoxid-Graphit oder Quarzglas, um qualitativ • hochwertige Gußbrammen zu erhalten und um ein störungsfreies Stranggießen von geschmolzenem Stahl zu erreichen.

Wird mit derartigen bekannten Tauchdüsen kohlenstoffarmer, Aluminium-beruhigter Stahl mit einem Aluminiumgehalt im Stahl von über 0,02 % gegossen, so bauen sich an den Innenwände der Tauchdüse oxidierte Einschlüsse auf, so daß häufig eine Blockierung eintritt; dadurch ergeben sich Schwierigkeiten beim Einsatz bei großen Stranggießanlagen.

Um ein Blockieren oder einen Verschluß der Düsen zu verhindern, sind verschiedene Materialien sowie das Einblasen von Gas untersucht worden. In vielen Fällen bewirken jedoch nadelförmige Lunker oder Defekte eine Verschlechterung der Stahlqualität. Auch bei den bekannten Düsen mag es im allgemeinen vorteilhaft sein, Zirkondioxid-Graphit zu verwenden, jedoch ist dieses Material hinsichtlich seiner Temperatur-Wechselbeständigkeit auf einen Bereich, unterhalb der Miniskuslinie in Figur 1 beschränkt.

In diesem Fall besteht ferner ein Nachteil darin, daß man leicht ungewöhnliche Verschleiß-Schmelzverluste aufgrund des Fließvorganges des geschmolzenen Stahls an der Grenzfläche des Innenrohrs 5 einer aus Zirkondioxid-Graphit bestehenden

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unteren Düse 3 und einer aus Aluminiumoxid-Graphit bestehenden oberen Düse 2 hat,· da sich beim Abkohlen des geschmolzenen Stahls eine niedrigschmelzende Verbindung aus Zirkoniumoxid und Aluminiumoxid bildet.

Untersucht man daher eine derartige Tauchdüse nach dem Stranggießen, so zeigt sich, daß das blockierende Verschlußmäterial hauptsächlich aus sehr feinen Teilchen aus a-Aluminiumoxid, Calciumaluminat-Mineralien und einer erstarrten Matrix besteht.

Im Rahmen der Erfindung sind die Strukturen der Verschlußteilchen sowie der Verschlußvorgang untersucht worden. Wenn danach der geschmolzene Stahl, der in dem Rohr der Tauchdüse für den Strangguß nach unten fließt, plötzlich abgekühlt wird, so reduziert sich die Löslichkeit des Sauerstoffs im Stahl, und daher wird der Sauerstoff, der im Gleichgewichtszustand bei hohen Temperaturen vorhanden ist, ' abgegeben, und dieser abgegebene Sauerstoff setzt sich mit dem Aluminium oder dem Calcium in dem Stahl um und erzeugt Calciumaluminatkristalle oder Aluminiumoxid. Im Rahmen der Erfindung hat sich gezeigt, daß diese feinen Kristalle zusammen erstarren und an der Innenwandung der Düse sich aufbauen und schließlich zum Verstopfen der Düse führen. Ferner hat sich gezeigt, daß sich der Verschluß besonders leicht in dem Bereich von der Meniskuslinie nach unten bildet, und daß ein Verschluß in diesem Bereich die beim Betrieb auftretenden Probleme verursacht.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine betriebssichere Tauchdüse für den Strangguß zu schaffen. Diese Aufgabe wird insbesondere mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst.

Die erfindungsgemäße Tauchdüse verhindert das vorstehend erläuterte Blockieren beim Gießen durch die Kombination von

Zirkonoxid-Graphit, das besonders widerstandsfähig gegen Materialablagerungen ist, sowie durch eine Stufe an der Innenfläche der Düse in der Nähe des sonst auftretenden, unerwünschten Verschlusses der Düse. Die erfindungsgemäße Düse hat eine stark verbesserte Korrosionsbeständigkeit sowie verbesserte Eigenschaften hinsichtlich der Vermeidung von Verschlüssen; dies erreicht man durch eine Stufe an der Grenze zwischen dem Zirkondioxid-Graphit und dem Aluminiumoxid-Graphit an der inneren Düsenfläche,so daß der Strötnungswiderstand für/geschmolzenen Stahl verringert und damit die Abrieb-SchmelzVerluste verhindert werden, was von einer Reaktion eines Aggregats an dieser Grenzfläche herrühren könnte.

Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen Querschnitt einer bekannten Tauchdüse für den Strangguß,
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Figur 2 Querschnitte von erfindungsgemäßen Tauchdüsen für ^{und 3} den Strangguß und

Figur 4 einen vergrößerten Querschnitt eines Teils der · Ausführungsform gemäß Figur 2.

Gemäß den Figuren 2 bis 4 ist der Innendurchmesser des unteren Düsenteils 3 größer als der Innendurchmesser des oberen Düsenteils 2, wobei zwischen den beiden Düsenteilen eine innere Stufenfläche 4 ausgebildet ist.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Stufenfläche 4 ist nicht auf die gemäß Figur 2 beschränkt, sondern diese Stufenfläche 4 kann einen Neigungswinkel θ von -60 bis +60 , bezogen auf eine Senkrechte zur Mittellinie am unteren Ende des oberen Düsenteils 2 haben (vgl. Figur 3).

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Wenn der Neigungswxnkel θ der Stufenfläche kleiner als -60° ist, so neigt der geschmolzene Stahl zu einer laminaren Strömung zwischen dem oberen und dem unteren Düsenteil, und das Reaktionsprodukt zwischen Zirkondioxid und Aluminiumoxid führt zu einer Beschädigung der inneren Wandflächen in der Nähe der Stufenfläche. Vorzugsweise sollte der Neigungswxnkel θ der Stufenfläche nicht größer als + 60 sein, da sonst der vordere Teil der Stufenfläche im Betrieb leicht erodieren öder sogar abbrechen kann. Die Stufenhöhe t zwisehen dem. oberen und dem unteren Düsenteil sollte mindestens 3 mm betragen, da bei' einer Stufenhöhe von weniger als 3 mm die Ergebnisse nicht zufriedenstellend sind. Erfindungsgemäß kann die Stufenfiäche an irgendeiner Stelle vorgesehen sein, um.das Blockieren wirksam zu verhindern, das besonders unterhalb der Meniskuslinie erheblich ist und Schwierigkeiten bei der Produktion hervorruft. Bevorzugt ist eine Stufenhöhe t von über 3 nun.

Leerseite

Claims (2)

VOSSlUS- VOSSIUS TAUCHfUE-R*: H£UN':EMANN · RAUH PATENTANWÄLTE*** S I EB e RTSTRAS S E 4 · 8ΟΟΟ MÜNCHEN 8 6 · PHONE: (Ο8Θ) 47 4O 75 CABLE: BENZOLPATENT MÖNCHEN · TELEX 5-29453 VOPAT D 9- Dez. 1982 u.Z.: S 187 (He/kä) Case: FA-5730 SHINAGAWA REFRACTORIES Co., Ltd. Tokio, Japan Tauchdüse für den Strangguß " Patentansp r ü ehe

1. Tauchdüse für den Strangguß, bestehend aus einem oberen und einem unteren Düsenteil (2 bzw. 3), dadurch gekennzeichnet,

a) daß der Innendurchmesser des unteren Düsenteils (3) größer ist als der des oberen Düsenteils (2),

b) daß an der Grenze zwischen dem oberen und dem unteren Düsenteil (2) bzw. (3) eine mindestens 3 mm hohe Stufe (4) ausgebildet ist und

c) daß der Neigungswinkel θ der Stufenfläche von -60° bis +60°, bezogen auf eine Linie senkrecht zur Mittelachse am unteren Ende des oberen Düsenteils

(2), beträgt.
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2. Tauchdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Teil unterhalb der Stufenfläche aus Zirkondioxld-Graphit und die anderen Teile aus Aluminiumoxid-

Graphit bestehen.
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