DE3248473A1 - Method of supplying steel melt into a casting device with mould walls moved in the casting direction and supply device for implementing the method - Google Patents
Method of supplying steel melt into a casting device with mould walls moved in the casting direction and supply device for implementing the methodInfo
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- B22D11/0637—Accessories therefor
- B22D11/064—Accessories therefor for supplying molten metal
Abstract
Description
Verfahren zum Zuführen von Stahlschmelze in eineMethod of feeding molten steel into a
Gießvorrichtung mit in Gießrichtung bewegten Kokillenwänden und Zuführvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zuführen von Stahlschmelze in eine Gießvorrichtung mit in Gießrichtung bewegten Kokillenwänden, die einen in Gießrichtung geneigten Gießquerschnitt bilden und zwischen die unter weitgehendem Luftabschluß durch einen geschlossenen Eingußkörper hindurch aus einem Tundish Stahlschmelze eingeleitet wird, sowie eine Zuführvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.Casting device with mold walls moved in the casting direction and feeding device for carrying out the method The invention relates to a method for feeding from molten steel into a casting device with mold walls moved in the direction of casting, which form a casting cross-section inclined in the casting direction and between the under extensive air exclusion through a closed sprue from a Tundish molten steel is introduced, as well as a feeding device for implementation of the procedure.
Gießvorrichtungen der eingangs erwähnten Gattung, die als Kokillenwände häufig sich jeweils paarweise gegenüberliegende endlose Gießbänder bzw. endlose Gliederwände in Form von Dämmblockketten aufweisen sowie mit einem als offene Rinne ausgebildeten Eingußkörper ausgestattet sind, werden zum Gießen von Blei, Zink und Kupfer mit hoher Gießgeschwindigkeit eingesetzt. Der durch die Verwendung der offenen Rinne bedingte Luftzutritt beeinflußt den Gießvorgang und das Gießerzeugnis nicht nachteilig.Casting devices of the type mentioned, which are used as mold walls often in pairs opposite endless casting belts or endless Have link walls in the form of insulating block chains and with one as an open channel trained sprue are equipped for casting lead, zinc and Copper used at high casting speed. The by using the open Air access caused by the channel does not affect the casting process and the cast product disadvantageous.
Im Gegensatz dazu kommen für das Stahlgießen vorzugsweise lotrecht angeordnete oszillierende Kokillen zum Einsatz, deren Badspiegel zur Verhinderung des Luftzutritts mittels Gießpulver abgedeckt ist Der zu yergießende Stahl gelangt von einem Verteilergefäß in ein lotrecht angeordnetes Tauchrohr, welches in das Schmelzbad eintaucht und unter der Schmelzbadoberfläche geeignete Austrittsöffnungen aufweist. Wegen der Verwendung einer oszillierenden Kokille ist die Gießgeschwindigkeit dieses bekannten Verfahrens bzw.In contrast, for steel casting, it is preferable to use plumb lines arranged oscillating molds are used, their bath level to prevent the access to air is covered by casting powder stole passes from a tundish into a vertically arranged immersion tube, which immersed in the weld pool and suitable outlet openings under the surface of the melt pool having. Because of the use of an oscillating mold, the casting speed is this known process or
der zugehörigen Gießvorrichtung auf etwa 3 bis 4 m/min.the associated pouring device to about 3 to 4 m / min.
begrenzt.limited.
Höhere Gießgeschwindigkeiten in der Größenordnung von mindestens etwa 10 m/min. beim Stahlgießen lassen sich nur mit Gießvorrichtungen erzielen, die wie die Gießvorrichtung der erwähnten Gattung in Gießrichtung bewegte Kokillenwände aufweisen. Da der Gießquerschnitt rechteckig oder rechteckförmig ist, gestaltet sich die gegenseitige Abdichtung der vier zusammenwirkenden Kokillenwände außerordentlich schwierig. Darüber hinaus muß im Hinblick auf die Qualität des Gießerzeugnisses dafür Sorge getragen werden, daß keine Luft in die Gießvorrichtung gelangt. Dies führt einerseits zur Verwendung eines geschlossenen, d.h. rohrförmigen Eingußkörpers und macht andererseits besondere Maßnahmen zur Abdichtung des Spalts zwischen dem feststehenden oder im wesentlichen feststehenden Eingußkörper und den bewegten Kokillenwänden erforderlich.Higher casting speeds on the order of at least about 10 m / min. in steel casting can only be achieved with casting devices that like the casting device of the type mentioned in the casting direction moving mold walls exhibit. Since the casting cross-section is rectangular or rectangular, designed the mutual sealing of the four cooperating mold walls is extraordinary difficult. In addition, in view of the quality of the cast product care must be taken that no air gets into the pouring device. this leads, on the one hand, to the use of a closed, i.e. tubular, sprue body and on the other hand makes special measures to seal the gap between the fixed or essentially fixed sprue and the moving mold walls necessary.
Falls man den Eingußkörper ohne besondere Maßnahmen einem Tundish nachschaltet, muß der Spalt zwischen den erwähnten, relativ zueinander bewegten Bestandteilen zusätzlich gegen einen ferrostatischen Druck in der Größenordnung von etwa 0,5 bar (entsprechend einer Füllhöhe des Tundish von etwa 700 mm) abgedichtet werden. Diese Ausführungsform benötigt zwar keine Schmelzbadspiegelregelung innerhalb der Gießvorrichtung; die Abdichtung insbesondere auch gegen den unter Druck stehenden flüssigen Stahl bei den-vorhandenen hohen Tompe- raturen ist jedoch mit Schwierigkeiten verbunden und zumindest aufwendig.If the sprue body is attached to a tundish without any special measures downstream, the gap between the mentioned, must move relative to each other Components additionally against a ferrostatic pressure in the order of magnitude of about 0.5 bar (corresponding to a filling height of the tundish of about 700 mm) will. This embodiment does not require a melt bath level control within the pouring device; the seal in particular against the pressurized liquid steel at the-existing high tomp- ratures is however associated with difficulties and at least costly.
Damit der Stahl drucklos gegossen werden kann, also die mit der Spaltabdichtung verbundenen Schwierigkeiten entfallen, könnte der waagerecht liegende Eingußkörper mit einem Zwischenbehälter zusammenwirken, der seinerseits über einen Tundish nachfüllbar ist. Falls man bei einer derartigen denkbaren Ausführungsform den Schmelzbadspiegel innerhalb der Gießvorrichtung annähernd auf konstanter Höhe halten will, muß man eine sehr aufwendige Regelung vorsehen.So that the steel can be cast without pressure, i.e. the one with the gap seal associated difficulties are eliminated, the horizontally lying sprue body cooperate with an intermediate container, which in turn can be refilled via a tundish is. If, in such a conceivable embodiment, the melt pool level is used wants to keep approximately at a constant level within the casting device, one must provide a very complex regulation.
Da bereits geringfügige Änderungen der Zwischenbehälter-Füllhöhe erhebliche Bewegungen des Schmelzbadspiegels innerhalb des geringvolumigen Gießquerschnitts zur Folge haben, muß eine zugehörige Regelung angesichts der angestrebten hohen Gießgeschwindigkeiten nicht nur sehr schnell, sondern auch sehr genau arbeiten.Since even minor changes in the intermediate container fill level are significant Movements of the melt pool level within the low-volume casting cross-section have to result in a corresponding regulation in view of the desired high Casting speeds not only work very quickly, but also very precisely.
Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß man in dem unmittelbar in den Eingußkörper übergehenden Zwischenbehälter nicht mit einer Abdeckschlacke arbeiten kann; diese würde bei den notwendigerweise auftretenden Änderungen der Füllhöhe des Zwischenbehälters mit Sicherheit in die Gießvorrichtung gelangen und das Gießerzeugnis unbrauchbar und die beschriebene Regelung unmöglich machen. Die unbedingt erforderliche Abschirmung des Schmelzbades mittels einer Abdeckschlacke muß daher innerhalb des zugehörigen Tundish vorgenommen werden.Another disadvantage is to be seen in the fact that one in the immediate intermediate container passing into the sprue body is not provided with a covering slag can work; this would be the case with the necessary changes to the Filling level of the intermediate container with certainty get into the pouring device and make the cast product unusable and the regulation described impossible. the absolutely necessary shielding of the weld pool by means of a covering slag must therefore be made within the associated tundish.
Eine weitere denkbare Möglichkeit, Stahlschmelze mit geschlossenem Eingußkörper praktisch drucklos zu gießen, besteht darin, einen Tundish und den in die Gießvorrichtung einmündenden Eingußkörper nach Art kommunizierender Röhren miteinander zu verbindenjwobei der Eingußkörper eine im Mittel in Richtung auf die Gießvorrichtung ansteigende Längsachse aufweist. Dies hat zur Folge, daß der Schmelzbadspiegel innerhalb des Tundish während des Gießvorgangs durch Nachfüllen lediglich so geregelt werden muß, daß sich annähernd konstant eine beispielsweise mit dem Mittenbereich des Eingußkörper-Austrittsquerschnitts zusammenfallende Füllhöhe ergibt.Another conceivable way to melt steel with closed Casting sprues practically without pressure is to use a tundish and the Sprue body opening into the casting device in the manner of communicating tubes to connect with each other, the sprue body one in the middle in the direction of the Pouring device rising Has longitudinal axis. As a consequence, that the molten bath level within the tundish during the casting process by refilling only has to be regulated in such a way that an approximately constant, for example filling level coinciding with the central area of the sprue body outlet cross-section results.
Da der Schmelzbadspiegel innerhalb der Gießvorrichtung nicht mehr unmittelbar in denjenigen im Tundish übergeht, kann in diesem mit einer Abdeckschlacke gearbeitet werden. Die Aufgabe, den Schmelzbadspiegel innerhalb des Tundish annähernd konstant zu halten, ist zudem in einfacher Weise lösbar.Because the molten bath level within the casting device is no longer merges directly into that in the tundish, can in this with a covering slag to be worked. The task of approximating the melt pool level within the tundish Keeping constant can also be solved in a simple manner.
Der Nachteil dieser Ausführungsmöglichkeit is darin ru sehen, daß der Tundish - bedingt durch die Sc..irägstellung des mit ihr.. verbundenen Eingußkörpers - nicht leergefahren werden kann. Sobald der Schmelzbadspiege~ nämlich eine bestimmte Füllhöhe unterschritten hat, kann der flüssige Stahl nicht weiter in Richtung auf die Gießvorrichtung abfließen; dies hat zur Folge, daß gegen Gießende die Restfüllung des Tundish und des Eingußkörpers in der Größenordnung bis zu etwa 10 t als Schrott verloren geht.The disadvantage of this implementation option is that the tundish - due to the position of the sprue connected to it - cannot be run empty. As soon as the melt pool level ~ namely a certain Has fallen below the fill level, the liquid steel can not continue in the direction of drain the pouring device; this has the consequence that the remaining filling towards the end of the casting process of the tundish and the sprue on the order of up to about 10 tons as scrap get lost.
Ausgehend von diesen Uberlegungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zuführen von Stahlschmelze in eine Gießvorrichtung zu entwickeln, die bei verhältnismäßig geringem technischem Aufwand die Handhabung des flüssigen Stahls im Bereich des Tundish und des Übergangs in die Gießvorrichtung erleichtern. Insbesondere soll der in dem Ver- fahren und in der Zuführvorrichtung verkörperte Erfindungsgegenstand so beschaffen sein, daß der Stahl annähernd drucklos, d.h. allenfalls bei einem geringen ferrostatischen Druck, gegossen wird, und daß die bei Beendigung des Gießvorgangs anfallenden Materialverluste möglichst gering gehalten werden.On the basis of these considerations, the object of the invention is to be found based on a method and a device for feeding molten steel into a To develop casting device with relatively little technical effort the handling of liquid steel in the area of the tundish and the transition into facilitate the pouring device. In particular, the travel and the subject matter of the invention embodied in the feeding device be such as to that the steel is almost pressureless, i.e. at most with a low ferrostatic Pressure, is poured, and that the material losses occurring at the end of the casting process are kept as low as possible.
Die gestellte Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, welches im wesentlichen die Merkmale des Anspruchs T aufweist. Der der Erfindung zugrundeliegende Lösungsgedanke besteht danach darin, den Tundish-Schmelzbadspiegel während des Gießvorgangs auf einer Mindest-Füllhöhe zu halten und den Tundish frühestens mit der Unterbrechung der Schmelzbadspiegelregelung mittels auf die Füllung des Eingußkörpers wirkender magnetischer Vortriebskräfte (zumindest weitgehend) leerzufahren. Die Entleerung des Tundish - d.h. die vorübergehende Entleerung während eines Stahlpfannenwechsels mit anschließendem Wiederanstieg der Füllhöhe im Tundish oder die atschließende Entleerung des Tundish gegen Gießende - wird also dadurch ermöglicht, daß der Eingußkörper nach Unterbrechung der Schmelzbadspiegelregelung durch Einstellen der Stahlschmelzenzufuhr in ihn als elektromagnetische-Förderrinne wirkt. Die mittels der magnetischen Vortriebskräfte erzeugte Förderleistung wird dabei auch in Abhängigkeit von der Lage des Gießspiegels in der Gießvorrichtung verstellt.The problem posed is achieved by a method which is implemented in essential features of claim T. The underlying of the invention The idea behind the solution is to keep the tundish melt pool level during the casting process to keep at a minimum level and the tundish at the earliest with the interruption the melt pool level control by acting on the filling of the sprue magnetic propulsion forces (at least largely) empty. The emptying of the tundish - i.e. the temporary emptying during a steel ladle change with a subsequent increase in the filling level in the tundish or the at closing Emptying of the tundish towards the end of pouring - is thus made possible by the fact that the sprue after interruption of the melt bath level control by adjusting the steel melt supply acts in it as an electromagnetic conveyor trough. The by means of the magnetic propulsion forces The delivery rate generated is also dependent on the position of the meniscus adjusted in the pouring device.
Die während des normalen Gießvorgangs einzuhaltende Mindest-Füllhöhe liegt einerseits oberhalb des Höchstpunktes der unteren Bohrungswand des Eingußkörpers.und andererseits in Höhe des Eingußkörper-Austrittsquerschnitts, wodurch der im Bereich des Austrittsquerschnitts wirksame ferrostatische Druck auf ein Mindestmaß in der Größen- ordnung von einigen Hundertstel bar (entsprechend einer Höhe des Ct-eßspiegels in der Größenordnung um 100 mm) begrenzt und die Spaltabdichtung dementsprechend erheblich vereinfacht wird.The minimum fill level to be observed during the normal pouring process lies on the one hand above the highest point of the lower bore wall of the sprue body. and on the other hand at the level of the sprue outlet cross-section, whereby the in the area the outlet cross-section effective ferrostatic pressure to a minimum in the Size order of a few hundredths of a bar (corresponding to a Height of the Ct-Eßspiegel in the order of 100 mm) and the gap seal is accordingly simplified considerably.
Die Kennlinie der ggf. wirksamen elektromagnetischen Förderrinne (d.h. der Zusammenhang zwischen der Induktionsspannung und der Förderleistung) bildet im Betriebsbereich nicht exakt eine Gerade, sondern einen entsprechend verlaufenden Toleranzbereich. Falls also der Tundish während des Pfannenwechsels oder während der abschließenden Entleerung gegen Gießende entsprechend dem Verlauf der Kennlinie leergefahren wird, wird es sich normalerweise nicht verhindern lassen, daß der Gießspiegel in der Gießvorrichtung nach oben oder nach unten wandert. Da diese Lageveränderung angesichts der geometrischen Verhältnisse sehr langsam vor sich geht, ist sie gut feststellbar und über eine geeignete Vtränderung der Indktionsspannung auszugleichen. Falls also der Gießspiegel eine bestimmte Grenzlage erreicht, wird die Induktionsspannung - abweichend von derjenigen der Kennlinie - geringfügig verändert, so daß die Förderleistung bei nach wie vor unveränderter Gießgeschwindigkeit geringfügig zu- oder abnimmt. Auf diese Weise kann trotz Verwendung eines geschlossenen Eingußkörpers bei hoher Gießgeschwindigkeit (in der Größenordnung von 10 m/min.) auch während der Entleerung des Tundish ein störungsfreier Gießbetrieb aufrechterhalten werden.The characteristic of the possibly effective electromagnetic conveyor trough (i.e. the relationship between the induction voltage and the delivery rate) in the operating area not exactly a straight line, but a corresponding one Tolerance range. So if the tundish is during the pan change or during the final emptying towards the end of pouring according to the course of the characteristic curve is run empty, it will normally not be possible to prevent the meniscus migrates up or down in the pouring device. Since this change of position going very slowly in view of the geometrical relationships, it is good can be determined and compensated for by means of a suitable change in the induction voltage. So if the meniscus reaches a certain limit position, the induction voltage is - different from that of the characteristic - slightly changed, so that the delivery rate while the casting speed remains unchanged, it increases or decreases slightly. In this way, despite the use of a closed sprue, at high Casting speed (of the order of 10 m / min.) Also during emptying Trouble-free casting operation can be maintained on the tundish.
Die ggf. zuschaltbaren magnetischen Vortriebskräfte weisen vorzugsweise eine Stärke auf, die das Leerfahren des Tundish unabhängig von dessen Füllhöhe ermöglicht; zweckmäßigerweise werden die magnetischen Vortriebskräfte derart zugeschaltet, daß ihre Stärke mit abneh- mender Füllhöhe des Tundish mehr und mehr zunimmt (Anspruch 2).The optionally switchable magnetic propulsion forces preferably have a strength that allows the tundish to run empty regardless of its fill level; The magnetic propulsion forces are expediently switched on in such a way that their strength with decreasing The filling level of the tundish increased more and more increases (claim 2).
Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere so ausgestaltet sein, daß mit abnehmender Füllhöhe des Tundish in zeitlicher Aufeinanderfolge zusätzliche magnetische Vortriebskräfte zugeschaltet werden (Anspruch 3); eine weitergehende Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin, die Maßnahmen der Ansprüche 2 und 3 miteinander zu kombinieren, also die magnetischen Vortriebskräfte sowohl mehr und mehr zu verstärken als auch nach und nach zusätzliche magnetische Vortriebskräfte zuzuschalten.The method according to the invention can in particular be designed in such a way that that with decreasing fill level of the tundish additional in chronological order magnetic propulsion forces are switched on (claim 3); a further one The embodiment of the method consists in the measures of claims 2 and 3 to combine with each other, so the magnetic propulsive forces both more and to amplify more as well as gradually additional magnetic propulsive forces to switch on.
Die Erzeugung der magnetischen Vortriebskräfte hat den zusätzlichen Vorteil, daß der von ihnen erfaßte Eingußkörper zusätzlich beheizt wird, ein Einfrieren der Stahlschmelze in seinem Bereich ausgeschlossen ist und eine Schlackenförderung in die Gießvorrichtung nicht stattfinden kann.The generation of the magnetic propulsion forces has the additional The advantage that the sprue covered by them is additionally heated, freezing the steel melt in its area is excluded and slag extraction cannot take place in the pouring device.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Gießgeschwindigkeit zu einem geeigneten Zeitpunkt, frühestens mit der Unterbrechung der Schmelzbadspiegelregelung, bis zur Beendigung des Gießvorgangs herabgesetzt (Anspruch 4); dies kann erforderlichenfalls durch fortlaufende Verlangsamung der Bewegung der Kokillenwände bis zum Gießende bewirkt werden. Insbesondere ist es jedoch auch möglich, die - vorzugsweise um 50 % herabgesetzte - Gießgeschwindigkeit während des Pfannenwechsels beizubehalten (Anspruch 5).In a preferred embodiment of the method according to the invention is the casting speed at a suitable time, at the earliest with the interruption the melt pool level control, reduced until the end of the casting process (Claim 4); this can be done if necessary by continuously slowing down the Movement of the mold walls can be caused to the end of casting. In particular it is however, the casting speed - preferably reduced by 50% - is also possible to be maintained during the ladle change (claim 5).
Falls man die Restfüllung des Tandish (in der Größenordnung von 10 t) während des Pfannenwechsels beispielsweise mit einer von 10 m/min. auf 5 -m/min. herabgesetzten Gießgeschwindigkeit verarbeitet, so verläßt der Gießstrang die Gießvorrichtung nicht mit einer Strangschalenstärke von nur 10 mm, sondern nahezu vollständig erstarrt. Ein kurzzeitiges Absinken des Gießspiegels trotz der geschilderten Gegenmaßnahmen führt daher nicht sofort zu einem Durchbruch.If the remaining filling of the tandish (in the order of 10 t) during the ladle change, for example at a rate of 10 m / min. to 5 m / min. Processed reduced casting speed, the cast strand leaves the casting device not with a strand shell thickness of only 10 mm, but almost completely solidified. A brief drop in the meniscus despite the countermeasures described therefore does not lead to a breakthrough immediately.
Die erfindungsgemäße Zuführvorrichtung weist im wesentlichen die Merkmale des Anspruchs 6 auf. Sie ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, daß der Eing-SkOrper, der zumindest einen in Richtung auf die Gießvorrichtung ansteigenden Teilabschnitt aufweist, und der Tundish nach Art kommunizierender Röhren miteinander in Verbindung stehen und daß der Tundish mit einer Füllvorrichtung ausgestattet ist, die seinen Schmelzbadspiegel während des Gießvorgangs oberhalb einer Mindest-Füllhöhe hält, bei deren Unterschreiten die Stahlschmelzenbewegung in Richtung auf die Gießvorrichtung aussetzt. Dies hat zur Folge, daß der Spalt zwischen dem Eingußkörper und den bewegten Kokillenwänden der Gießvorrichtung lediglich gegen einen sehr geringen ferrostatischen Druck abzudichten : t. Um die Restitillung zumindest des Tundish auch nach Unterbrechung ier Schmelzbadspiegelregelung (d. h. während des Pfannenwechsels oder zur abschließenden Entleerung gegen Gießende) verwerten zu können, weist die Zuführvorrichtung zumindest eine magnetische Vortriebskräfte erzeugende Vortriebseinheit auf, mittels der die Füllung des Eingußkörpers, unabhängi.g von der Füllhöhe des Tundish, in Gießrichtung förderbar ist. Um Störungen des Gießbetriebs durch eine ungünstige Lageänderung des Gießspiegels in der Gießvorrichtung auszuschließen, sind mehrere die Lage des Gießspiegels überwachende Thermofühler vorhanden, über welche die Förderleistung der zumindest einen Vortriebseinheit derart veränderbar ist, daß die Lage des Gießspiegels allenfalls innerhalb eines vorgegebenen Bereichs schwankt.The feed device according to the invention essentially has the features of claim 6. It is particularly characterized by the fact that the input body, the at least one section rising in the direction of the casting device has, and the tundish in the manner of communicating tubes in connection with each other stand and that the tundish is equipped with a filling device that his Maintains the melt pool level above a minimum filling level during the casting process, if it falls below this, the steel melt moves in the direction of the casting device suspends. This has the consequence that the gap between the sprue and the moving Mold walls of the casting device only against a very low ferrostatic Seal pressure: t. About the restitution of at least the tundish even after an interruption ier melt pool level control (i.e. during ladle change or for the final To be able to utilize emptying towards the end of pouring), the feeding device at least has a propulsion unit generating magnetic propulsion forces, by means of which the Filling of the sprue, independent of the fill level of the tundish, in the pouring direction is fundable. To avoid disruptions in the casting operation due to an unfavorable change in position to exclude the meniscus in the pouring device, several are the location of the There is a thermal sensor monitoring the pouring level, about which the The delivery rate of the at least one propulsion unit can be changed in such a way that the position of the meniscus fluctuates at most within a predetermined range.
Die Thermofühler, insbesondere sogenannte Thermistoren, sind zweckmäßigerweise derart in der Gießvorrichtung angeordnet, daß sie die vom Gießquerschnitt abgewandte Seite des oberen Gießbandes berühren und ein Meßsignal liefern, falls der Gießspiegel eine festgelegte obere, mittlere und untere Lage erreicht hat; es kommen also vorzugsweise drei Thermofühler zur Anwendung, anhand deren Meßsignal die Förderleistung der zumindest einen Vortriebseinheit durch Verändern der Induktionsspannung in der geeigneten Weise verändert werden kann.The thermal sensors, especially so-called thermistors, are expedient so arranged in the casting device that it faces away from the casting cross-section Touch the side of the upper casting belt and deliver a measurement signal if the meniscus has reached a specified upper, middle and lower layer; so preferably come three thermal sensors for use, based on their measurement signal the delivery rate of the at least a propulsion unit by changing the induction voltage in the appropriate Way can be changed.
Die Zuführvorrichtung kann insbesondere jedoch auch so ausgebildet sein, daß die den Gießspiegel überwachenden Thermofühler am Eingußkörper befestigt sind.In particular, however, the feed device can also be designed in this way that the thermal sensor monitoring the meniscus is attached to the sprue body are.
Zweckmäßigerweise wird der Schmelzbadspiegel im Tundish so geregelt, daß die einzuhaltende Mindest-Füllhöhe einerseits oberhalb des Höchstpunktes der unteren Bohrungswand des Eingußkörpers und andererseits in Höhe des Eingußkörper-Austrittsguerschnitts liegt; -auf diese Weise kann die Stahlschmelzenbewegung in Richtung auf die Gießvorrichtung aufrechterhalten werden, ohne daß der Schmelzbadspiegel im Tundish eine Lage oberhalb des Eingußkörper-Austrittsquerschnitts einnimmt.It is advisable to regulate the melt pool level in the tundish so that that the minimum fill level to be complied with is on the one hand above the maximum point of the lower bore wall of the sprue and on the other hand at the level of the sprue outlet cross-section lies; - In this way the steel melt can move towards the casting device can be maintained without the melt pool level in the tundish being one layer above of the sprue body outlet cross-section.
Die Verbindung zwischen dem Eingußkörper und dem Tundish ist vorteilhaft so ausgebildet, daß der flüssige Stahl durch eine Bodenöffnung im Tundish in den Eingußkörper eintritt.The connection between the sprue and the tundish is advantageous designed so that the liquid steel through a bottom opening in the tundish into the Sprue body enters.
Die Füllvorrichtung, mittels welcher der gewünschte Schmelzbadspiegel aufrechterhalten wird, muß lediglich gewährleioten, daß der zu vergießende flüssige Stahl ohne Luftzutritt in den Tundish gelangt; sie kann insbesondere aus einer Stahlpfanne mit in den Tundish einnündendem Tauchrohr und einem diesem vorgeschalteten fernbetätigten Verschlußorgan - insbesondere einem Plattenschieber oder einer Stopfenstange - bestehen, welches in Abhängigkeit von der Füllhöhe des Tundish die Offen- oder Sperrstellung einnimmt (Anspruch 7). Da der Gießspiegel in der Gießvorrichtung nicht unmittelbar in denjenigen des Tundish übergeht, kann dessen Füllung in besonders einfacher Weise mittels einer Abdeckschlacke gegen Luftzutritt von außen geschützt werden.The filling device, by means of which the desired melt pool level is maintained, must only ensure that the liquid to be poured Steel enters the tundish without air admission; it can in particular from a steel pan with a dip tube that converges into the tundish and a remote-controlled one upstream of it Closure element - in particular a knife gate valve or a stopper rod - exist, which, depending on the fill level of the tundish, the open or locked position occupies (claim 7). Since the meniscus in the pouring device is not immediate merges into that of the tundish, its filling can be done in a particularly simple manner be protected against air ingress from outside by means of a covering slag.
Die für die Regelung des Schmelzbadspiegels im Tundish erforderliche Erfsung der Füllhöhe kann in beliebiger Weise vor sich gehen; vorzugsweise ist der Tundish jedoch mit einz seine Füllhöhe lediglich mittelbar erfassenden Meßeinheit ausgestattet (Anspruch 8), insbesondere mit Gewichtsänderungen erfassenden Wiegeelementen (Anspruch 9) oder mit mehreren in unterschiedlicher Höhenlage angeordneten Thermofühlern, über welche der Servoantrieb für das Verschlußorgan betätigbar ist (Anspruch 10). Die sich aus der Änderung der Füllhöhe ergebenden Gewichtsänderungen oder Temperaturänderungen können also durch geeignete Meßfühler erfaßt und von Hand oder selbsttätig in Steuersignale zur Betätigung des Verschlußorgans der Füllvorrichtung umgewandelt werden.The one required to regulate the melt pool level in the tundish The filling level can be filled in any way; preferably is the Tundish, however, has a single measuring unit that only indirectly detects its fill level equipped (claim 8), in particular with weighing elements that detect changes in weight (Claim 9) or with several thermal sensors arranged at different heights, via which the servo drive for the closure member can be actuated (claim 10). The weight changes or temperature changes resulting from the change in the filling level can thus be detected by suitable measuring sensors and converted into control signals by hand or automatically be converted to actuate the closure member of the filling device.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zuführvorrichtung, die insbesondere auch von Hand betätigbar ist, finden drei Thermofühler Verwendung, die jeweils höhenmäßig gegeneinander versetzt sind; durch den mittleren Thermofühler ist dabei der Sollwert der Füllhöhe festgelegt (Anspruch 11). Da das in die Gießvorrichtung einfließende Metallvolumen wesentlich geringer ist als dasjenige im Tundish, hat eine plötzliche Änderung der Gießgeschwindigkeit nur eine vernachlässigbar kleine Änderung der Füllhöhe im Tundish zur Folge: Das im Tundish gespeicherte Volumen wirkt also gegenüber Änderungen der Gießgeschwindigkeit wie ein Puffer, so daß die Gießvorrichtung störungsfrei betrieben werden kann, sofern man den Schmelzbadspiegel im Tundish mit einem ausreichend engen Schwankungsbereich, vorzugsweise von 10 mm oberhalb und unterhalb des Sollwerts, konstant hält.In a preferred embodiment of the feeding device according to the invention, which can also be operated by hand, are used with three thermal sensors, each offset from one another in terms of height are; through the middle Thermocouple is the setpoint of the fill level specified (claim 11). Since that metal volume flowing into the casting device is significantly less than that in the tundish, a sudden change in casting speed has only a negligible effect A small change in the filling level in the tundish results in: The volume stored in the tundish So acts against changes in the casting speed like a buffer, so that the Casting device can be operated without interference, provided that the melt pool level in the tundish with a sufficiently narrow range of fluctuation, preferably of 10 mm above and below the setpoint, keeps constant.
Vorzugsweise ist die Zuführvorrichtung mit mehreren in Richtung auf die Gießvorrichtung aufeinanderfolgenden Vortriebseinheiten, die als Induktoren ausgebildet sein können, ausgestattet (Anspruch 12). Die Vortriebseinheiten können insbesondere so geschaltet sein, daß sie mit dem Absinken der Füllhöhe im Tundish nach und nach wirksam werden; der als elektromagnetische Förderrinne arbeitende Eingußkörper erreicht demzufolge die höchste Förderleistung kurz vor der vollständigen Entleerung des Tundish. Um die Förderleistung möglichst gleichmäßig erhöhen zu können, sind die einzelnen Vortriebseinheiten hinsichtlich ihrer Leistung stufenlos oder zumindest annähernd stufenlos verstellbar, und zwar entweder von Hand oder selbsttätig nach einem vorgegebenen Programm.Preferably, the feeding device is with several in the direction of the casting device successive propulsion units, which are called inductors can be designed equipped (claim 12). The propulsion units can in particular, be switched so that they are with the drop in the filling level in the tundish gradually take effect; the one working as an electromagnetic conveyor trough As a result, the sprue reaches the highest delivery rate shortly before the complete one Emptying the tundish. In order to be able to increase the delivery rate as evenly as possible, are the individual propulsion units stepless in terms of their performance or at least approximately continuously adjustable, either by hand or automatically according to a given program.
Die erfindungsgemäße Zuführvorrichtung läßt sich ebenso wie das Zuführverfahren dadurch besonders günstig ausgestalten, daß die Zuschaltung und Steuerung der zumindest einen Vortriebseinheit entweder mit der Schmelz- badspiegelregelung gekoppelt ist oder bei Unterschreiten einer bestimmten Füllhöhe im Tundish ausgelöst wird. Insbesondere kann die zumindest eine Vortriebseinheit gleichzeitig mit oder zeitlich versetzt zu der Unterbrechung der Schmelzbadspiegelregelung (während eines Pfannenwechsels oder zur abschließenden Entleerung des Tundish gegen Gießende) mit sich anschließender automatischer Steuerung in Betrieb gesetzt werden.The feeding device according to the invention can be used just like the feeding method thereby design particularly favorable that the connection and control of the at least a propulsion unit either with the melting bathroom level regulation is coupled or triggered when the level in the tundish falls below a certain level will. In particular, the at least one propulsion unit can be carried out simultaneously with or offset in time to the interruption of the melt bath level control (during a Ladle change or for the final emptying of the tundish towards the end of pouring) subsequent automatic control can be put into operation.
Weiterhin ist es möglich, die Schmelzbadspiegelregelung im Tundish und die Steuerung der zumindest einen Vortriebseinheit in der Weise mit der Antriebseinheit für die Gießvorrichtung zu koppeln, daß die Gießgeschwindigkeit gleichzeitig mit oder zeitlich versetzt zu der Unterbrechung der Schmelzbadspiegelregelung für den Zeitraum, der zur Verarbeitung der Restfüllung des Tundish erforderlich ist, herabqesetzt wird.It is also possible to regulate the melt pool level in the tundish and the control of the at least one propulsion unit in the manner with the drive unit for the casting device to couple that the casting speed simultaneously with or offset in time to the interruption of the melt bath level control for the Reduced the time required to process the remaining filling of the tundish will.
Sofern mehrere in Gießrichtung aufeinanderfolgende Vortriebseinheiten zur Anwendung kommen, sind diese zweckmäßig mit einer Steuerung ausgestattet, welche die einzelnen Vortriebseinheiten hinsichtlich ihrer Leistung und/oder hinsichtlich ihrer Inbetriebnahme nach einem einstellbaren Programm schaltet.Provided that there are several advancing units following one another in the casting direction are used, these are expediently equipped with a control, which the individual propulsion units with regard to their performance and / or with regard to their commissioning switches according to an adjustable program.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in welcher - ausgehend von einer bekannten Anlage zum Gießen von Kupfer mittels einer Doppelband-Gießvorrichtung - mehrere denkbare Ausführungsmöglichkeiten für das Gießen von Stahl stark schematisiert dargestellt sind.The invention is explained below with reference to the drawing, in which - based on a known installation for casting copper by means of a Double belt pouring device - several possible designs for pouring of steel are shown in a highly schematic manner.
Es zeigen: Fig. 1 den Aufbau einer bekannten Anlage ftir das Gießen von Kupfer, Fig. 2 den Aufbau einer bekannten Anlage, bei welcher flüssiger Stahl unter Druck und ohne Regelung des Gießspiegels in der Gießvorrichtung bearbeitet wird, Fig. 3 eine Anlage zum drucklosen Gießen von Stahl mit GieBspiegelregelung-in einem Zwischengefäß, Fig. 4 eine Anlage zum drucklosen Gießen von Stahl in einem geschlossenen Eingußkörper, der mit dem zugehörigen Tundish nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren zusammenwirkt, Fig. 5a den Aufbau der erfindungsgemäßen, druck los arbeitenden Zuführvorrichtung während des normalen Gießvorgangs und Fig. 5b den Zustand der in Fig. 5a dargestellten Zuführvorrichtung nach Unterbrechung der Schmelzbadspiegelregelung.Show it: Fig. 1 shows the structure of a known system for the casting of copper, Fig. 2 shows the structure of a known plant in which Liquid steel under pressure and without regulation of the meniscus in the casting device is processed, Fig. 3 shows a system for pressureless casting of steel with GieBspiegelregel-in a tundish, Fig. 4 shows a system for pressureless casting of steel in one closed sprue, which with the associated tundish according to the principle of communicating tubes cooperates, Fig. 5a shows the structure of the invention, pressureless feeding device during the normal casting process and Fig. 5b shows the state of the feed device shown in FIG. 5a after an interruption the melt pool level control.
Beim Gießen von Kupfer gelangt das flüssige Metall aus einem Tundish 1 mit einer höhenverstellbaren Stopfenstange 2 über ein Zwischengefäß 3 mit einem Ausguß 4 in eine Gießvorrichtung 5. Diese weist als wesentliche Bestandteile zwei sich gegenüberliegende endlose Gießbänder 6 bzw. 7 auf, die mit sich seitlich anschließenden (nicht dargestellten) endlosen Dämmblocklcetten einen rechteckförmigen Gießquerschnitt 8 begrenzen und die (über nicht dargestellte Umlenkrollen) in Richtung der Pfeile 9 - die gleichzeitig die Gießrichtung angeben - bewegt werden.When pouring copper, the liquid metal comes out of a tundish 1 with a height-adjustable stopper rod 2 via an intermediate vessel 3 with a Spout 4 in a pouring device 5. This has two essential components opposite endless casting belts 6 and 7, which are laterally connected with (not shown) endless insulating block chains have a rectangular casting cross-section 8 and limit the (via pulleys, not shown) in the direction of the arrows 9 - which at the same time indicate the pouring direction - are moved.
Die Gießbänder 6 bzw. 7 und die zugehörigen Dämmblöckketten sind in Gießrichtung geneigt angeordnet. Das fortlaufend in den Gießquerschnitt 8 nachgeführte flüssige Metall, dessen Gießspiegel mit G bezeichnet ist, bildet im Bereich der Kokillenwände eine zunächst dünne Strangschale, deren Stärke unter der Wirkung einer durch Pfeile 10 angedeuteten Wasserkühlung in Gießrichtung mehr und mehr zunimmt, bis- schließlich ein vollständig erstarrter Gießstrang 11 vorliegt.The casting belts 6 and 7 and the associated Dämmblöckketten are in The pouring direction is inclined. The continuously tracked in the casting cross-section 8 liquid metal, the liquid level of which is denoted by G, forms in the area of Mold walls an initially thin strand shell, the strength of which is under the action of a water cooling indicated by arrows 10 increases more and more in the pouring direction, until finally a completely solidified cast strand 11 is present.
Da sich der Zutritt von Luft beim Gießen von Kupfer nicht nachteilig auswirkt, kann das- Zwischengefäß 3 nebst Ausguß 4 so angeordnet und ausgebildet sein, daß der Gießquerschnitt 8 zumindest teilweise von außer einsehbar ist. Die Lage des Gießspiegels G in der Gießvorrichtung 5 kann demzufolge von einer Bedienungsperson dadurch in dem gewünschten Bereich gehalten werden, daß diese aufgrund ihrer Beobachtungen eine Verstellung der Stopfenstange 2 in die Offen- oder Sperrstellung veranlaßt Sadurch den Zufluß flüssigen Metalls zwischen die bewegten Kokillenwände beeinflußt (Fig. 1).Since the access of air is not disadvantageous when casting copper affects, the intermediate vessel 3 together with the spout 4 can be arranged and designed in this way be that the casting cross-section 8 is at least partially visible from outside. the The position of the meniscus G in the casting device 5 can therefore be controlled by an operator are kept in the desired range by virtue of their observations causes an adjustment of the stopper rod 2 in the open or locked position This influences the inflow of liquid metal between the moving mold walls (Fig. 1).
Beim Gießen von Stahl (Fig. 2) mit einer Gießvorrichtung 5 mit in Gießrichtung (Pfeile 9) bewegten Kokillenwänden muß dafür Sorge getragen werden, daß der Luftsauerstoff nicht in den Bereich des Gießquerschnitts 8 gelangt.When casting steel (Fig. 2) with a casting device 5 with in The mold walls moving in the direction of casting (arrows 9) must be taken to ensure that that the atmospheric oxygen does not get into the region of the casting cross-section 8.
Der Tundish 1 ist demzufolge unter Zwischenschaltung einer Zusatzheizung 12 mit einem rohrförmigen Eing körper 13 verbunden, dessen Austrittsabschnitt 1 zwischen die Kokillenwände der Gießvorrichtung 5 hineinragt, und zwar unter Bildung eines Spalts in der Größenordnung von allenfalls einem Millimeter.The tundish 1 is therefore with the interposition of an additional heater 12 connected to a tubular inlet body 13, the outlet section 1 between the mold walls of the casting device 5 protrudes, with the formation of a Gap in the order of magnitude of at most one millimeter.
Der Tundish 1 ist mit zwei eine Art Labyrinth bildenden Zwischenwänden 1' und 1" ausgestattet, die einerseits den Zutritt von Abdeckschlacke 15 und andererseits den Luftzutritt in den Eingußkörper 13 verhindern sollen. Die Füllhöhe des Tundish 1 ist durch den Schmelzbadspiegel S angedeutet.The tundish 1 has two partition walls that form a kind of labyrinth 1 'and 1 "equipped, on the one hand the access of covering slag 15 and on the other hand to prevent the entry of air into the sprue 13. The fill level of the tundish 1 is indicated by the melt pool level S.
Zur Nachfüllung des Tundish 1 dient eine Pfanne 16 mit einem mittels eines Plattenschiebers 17 verschließbaren Tauchrohr 18, welches während des Wachfüllvorgangs durch die Schicht aus Abdeckschlacke 15 hindurch in die Füllung des Tundish 1 hineinragt.To refill the tundish 1, a pan 16 is used with a means a slide valve 17 closable immersion tube 18, which during the Wachfüllvorgangs protrudes through the layer of covering slag 15 into the filling of the tundish 1.
Die in Rede stehende denkbare Ausführungsmöglichkeit benötigt zwar keine Gießspiegelregelung und auch nur eine verhältnismäßig grobe Schmelzbadspiegelregelung.The conceivable implementation option in question is required no mold level control and only a relatively rough melt bath level control.
Bedingt durch die Füllhöhe des Tundish 1 in der Größenordnung von etwa 700 mm steht der Spalt zwischen dem Austrittsabschnitt 13' des Eingußkörpers 13 und den bewegten Kokillenwänden <also beispielsweise auch den Gießbändern 6 und 7) unter einem ferrostatischen Druck von etwa 0,5 bar, was die Abdichtung gegen den hocherhitzten Stahl und den Luftzutritt nicht unbeträchtlich erschwert.Due to the fill level of the tundish 1 in the order of magnitude of The gap between the outlet section 13 'of the sprue is about 700 mm 13 and the moving mold walls <so for example also the casting belts 6 and 7) under a ferrostatic pressure of about 0.5 bar, making the seal against the highly heated steel and the access of air is not negligibly difficult.
Der Luftzutritt im Bereich des notwendigerweise vorhandenen Spalts kann zwar durch Zuführen eines Sperrgases verhindert werden; dieses muß jedoch in der Weise zugeführt werden, daß es nicht in den flüssigen Stahl eindringt und die Bildung der Strangschale ungünstig beeinflußt.The access of air in the area of the necessary gap can be prevented by supplying a sealing gas; however, this must be in be supplied in such a way that it does not penetrate the liquid steel and the Formation of the strand shell adversely affected.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Anlage zum Stahlgießen stehen die Pfanne 16 und der Tundish 1 jeweils über ein Tauchrohr 18 bzw. 19 mit Austrittsöffnungen 18' bzw. 19' unterhalb des jeweiligen Schmelzbadspiegels mit dem Tundish 1 bzw. dem Zwischenbehälter 3 in Verbindung. Die den Tauchrohren 18 und 19 zugeordneten Absperrorgane sind jeweils als Stopfenstangen 20 bzw.In the system for steel casting shown in Fig. 3 are the Pan 16 and the tundish 1 each over a dip tube 18 or 19 with outlet openings 18 'and 19' below the respective molten bath level with the tundish 1 or the intermediate container 3 in connection. The dip tubes 18 and 19 associated shut-off devices are each as stopper rods 20 or
2 ausgebildet.2 trained.
Um den flüssigen Stahl drucklos vergießen zu können, geht der Zwischenbehälter 3 unmittelbar in den waagerecht liegenden Eingußkörper 13 über, d.h. die beiden Teile 3 und 13 weisen einen ununterbrochenen Schmelzbadspiegel auf, der in den Gießspiegel in der Gießvorrichtung 5 übergeht.In order to be able to cast the liquid steel without pressure, the intermediate container is required 3 directly into the horizontally lying sprue body 13, i.e. the two Parts 3 and 13 have an uninterrupted molten bath level that extends into the meniscus in the casting device 5 passes.
Der Nachteil dieser Ausführungsmöglichkeit besteht darin, daß der Gießspiegel G, dessen Lage von außen nicht einsehbar ist, mittels einer selbsttätigen Regelung möglichst konstant aufrechterhalten werden muß; diese benötigt angesichts der hohen Gießgeschwindigkeite) eine hohe Genauigkeit und kurze Ansprechzeit.The disadvantage of this embodiment is that the Mold level G, the position of which cannot be seen from the outside, by means of an automatic Regulation must be maintained as constant as possible; this needed given the high casting speed) high accuracy and short response time.
Bei der Gießanlage für Stahl gemäß Fig. 4 arbeitet die Gießvorrichtung 5 mit einer Zuführvorrichtung 21 zusammen, die im wesentlichen aus dem mit einem Deckel 22 verschlossener. Tundish 8 und dem mit Keramikmaterial ausgekleideten Eingußkörper 13 besteht, dessen zwischen den Kokillenwänden liegender Austrittsquerschnitt mit 13" bezeichnet ist.In the case of the casting plant for steel according to FIG. 4, the casting device operates 5 with a feed device 21, which consists essentially of the with a Lid 22 closed. Tundish 8 and the sprue body lined with ceramic material 13 consists, whose outlet cross-section lying between the mold walls with 13 "is designated.
Der Austrittsabschnitt 13' ist bezüglich der Kokillenwände so angeordnet und ausgebildet, daß zwischen den genannten relativ zueinander bewegten Bestandteilen jeweils nur ein enger Spalt in der Größenordnung von allenfalls 1 mm eingehalten wird. Um zu verhindern daß von außen Luft in den Gießquerschnitt 8 gelangt, xann der Spalt mit Sperrgas in Form eines Inertgases füllt werden, welches (angedeutet durch Pfeile 23) von außen unter geringem Druck zugeführt wird.The outlet section 13 'is arranged with respect to the mold walls and arranged to be between said components moved relative to one another in each case only a narrow gap of the order of magnitude of at most 1 mm is maintained will. In order to prevent air from entering the casting cross-section 8 from the outside, xann the gap can be filled with sealing gas in the form of an inert gas, which (indicated by arrows 23) of is supplied outside under low pressure.
Der rohrförmige Eingußkörper 13, welcher über eine Bodenöffnung 1 "' mit dem Tundish 1 unmittelbar in Verbindung steht, weist über den größten Teil seiner Längserstreckung einen Teilabschnitt 13 "' mit in Richtung auf die Gießbvorrichtung 5 ansteigender Längsachse 24 auf; der zugehörige Anstiegswinkel liegt etwa in dem Bereich zwischen 5 bis 15 °. Lediglich im Bereich der Gießvorrichtung 5, deren Gießquerschnitt in Gießrichtung abfallend geneigt ist, verläuft die Längsachse 24 in entsprechender Weise geneigt.The tubular sprue body 13, which via a bottom opening 1 "'is directly connected to the tundish 1, points over the greater part its longitudinal extent a section 13 '' 'with in the direction of the casting device 5 increasing longitudinal axis 24; the associated rise angle is approximately in the Range between 5 to 15 °. Only in the area of the casting device 5, the casting cross-section is inclined sloping in the casting direction, the longitudinal axis 24 runs in a corresponding manner Way inclined.
Der Tundish, welcher zur Beruhigung der einfließenden Stahlschmelze mit einer Zwischenwand 1 "" ausgestattet ist, stützt sich über Lagerböcke 25, die insbesondere als Wiegeelemente ausgebildet sein können, auf einem Fundament 26 ab.The tundish, which is used to calm the flowing steel melt is equipped with a partition 1 "", is supported by bearing blocks 25, the can in particular be designed as weighing elements, on a foundation 26.
Zum Ausgleich von Vertikalbewegungen zwischen dem Tundish 1 und der Gießvorrichtung 5 ist der Eingußkörper 13 vorteilhaft über ein nicht dargestelltes Kugelgelenk mit dem Tundish verbunden.To compensate for vertical movements between the tundish 1 and the The pouring device 5 is the sprue body 13 advantageously over a not shown Ball joint connected to the tundish.
Der Schmelzbadspiegel S im Tundishlwird mittels einer von Hand vorgenommenen oder selbsttätigen Schmelzbadspiegelregelung auf einer MindstFüllhöhe gehalten, die so bemessen ist, daß die Zufuhr von Stahlschmelze durch den Eingußkörper 13 hindurch in den Bereich des Gießquerschnitts 8 während des normalen Gießvorgangs mit Sicherheit nicht unterbrochen wird. Der Schmelzbadspiegel S muß demzufolge auf einer Mindest-Füllhöhe gehalten werden, die einerseits oberhalb des Höchstpunktes H der unteren Bohrungswand des Eingußkörpers 13 und andererseits in Höhe des Eingußkörper-Austrittsquerschnitts 13 liegt. Angedeutet ist dieser Sachverhalt durch die Bezugslinie L, welche den Schmelzbadspiegel S mit dem erwähnten Höchstpunkt H verbindet. Solange der Schmelzbadspiegel S oberhalb der genannten Bezugslinie L liegt, kann durch den Eingußkörper hindurch Stahlschmelze in die Gießvorrichtung 5 nachfließen. Damit der Spalt zwischen den bewegtenKokillenwänden und dem Eingußkörper 13 allenfalls gegen einen sehr geringen ferrostatischen Druck abgedichtet zu werden braucht, muß dafür Sorge getragen werden, daß der Schmelzbadspiegel S nicht oder jedenfalls nicht wesentlich höher liegt als der CingußkOrper-Austrittsquerschnitt 13 ''; auch der -zulässige Höchststand des Schmelzbadspiegels S im Tundish 1 muß also überwacht werden.The melt pool level S in the tundishl is made by hand by means of a or automatic melt pool level control kept at a minimum fill level, which is dimensioned so that the supply of molten steel through the sprue 13 through into the area of the casting cross-section 8 during the normal casting process will certainly not be interrupted. The melt pool level S must accordingly a minimum fill level must be kept, on the one hand above the maximum point H of the lower bore wall of the sprue body 13 and on the other hand at the level of the sprue body outlet cross section 13 lies. This state of affairs is indicated by the reference line L, which denotes the Melt bath level S connects with the maximum point H mentioned. As long as the melt pool level S is above the reference line L mentioned, can pass through the sprue Flow steel melt into the pouring device 5. So that the gap between the moved mold walls and the sprue 13 at most against a very small one ferrostatic Pressure needs to be sealed, must for that Care must be taken that the molten bath level S is not or at least not significantly higher than the CingußkOrper exit cross-section 13 "; also the permissible one The highest level of the molten bath level S in tundish 1 must therefore be monitored.
Die Füllvorrichtung, mittels welcher der Schmelzbadspiegel auf der Mindest-Füllhöhe (d. h. auf einem Niveau oberhalb des Höchstpunktes H) gehalten wird, besteht aus der bereits erwähnten Pfanne 16 mit einem lotrechten Tauchrohr 18. Dieses ragt durch den Deckel 22 und eine Schicht aus Abdeckschlacke 15 hindurch soweit in den Tundish hinein, daß seine Austrittsöffnungen 18' während des normalen Gießvorgangs unterhalb des Schmelzbadspiegels S liegen.The filling device, by means of which the melt pool level on the Maintained minimum level (i.e. at a level above the maximum point H) consists of the aforementioned pan 16 with a vertical dip tube 18. This protrudes through the cover 22 and a layer of covering slag 15 so far into the tundish that its outlet openings 18 'during normal During the casting process lie below the melt pool level S.
Das Tauchrohr 18 ist mittels einer höhenverstellbaren Stopfenstange 2 erforderlichenfalls verschließbar.The dip tube 18 is by means of a height-adjustable stopper rod 2 lockable if necessary.
Die Pfanne 16 ist beidseitig mit Tragzapfen 27 ausgestattet und über diese an einer geeigneten nicht dargestellton Transporteinrichtung, insbesondere einem verfahrbaren Hebezeug, gehalten.The pan 16 is equipped on both sides with trunnions 27 and over this on a suitable transport device, not shown, in particular a movable hoist.
Die Erfassung der Füllhöhe des Tundish 1 kann beispielsweise mittels nach dem Piezoprinzip arbeitender Wiegeelemente erfolgen, welche zweckmäßig in die Lagerböcke 25 eingebaut sind und durch Änderungen der Füllhöhe hervorgerufene Gewichtsänderungen in ein Steuersignal umwandeln, aufgrund dessen die Stopfenstange 2 entweder von Hand oder selbsttätig gesteuert werden kann.The detection of the fill level of the tundish 1 can, for example, by means of according to the piezo principle working weighing elements take place, which are expediently in the Bearing blocks 25 are installed and changes in weight caused by changes in the fill level convert into a control signal, due to which the stopper rod 2 either of Can be controlled manually or automatically.
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der möglichen Ausführungsform sind in einer Seitenwand des Tundish, höhenmäßig jeweils um 10 mm gegeneinander versetzt, drei Thermofühler im Bereich des Schmelzbadspiegels S eingebaut, welche den Höchstwert bzw. Sollwert bzw. Mindestwert der Füllhöhe anzeigen. Entsprechend dieser Anz ge kann die Stopfenstange 2 in die Offen- bzw. Sperrsvellung bewegt werden, wodurch entweder Stahlschmelze in d.In a particularly preferred configuration of the possible embodiment are in a side wall of the tundish, each height by 10 mm against each other offset, three thermal sensors installed in the area of the melt pool level S, which display the maximum value or the setpoint value or the minimum value of the filling level. Corresponding This Anz ge, the stopper rod 2 can be moved into the open or locking cavity, whereby either molten steel in d.
Tundish nachgefüllt oder die Zufuhr von Stahlschmelze unterbrochen wird. Eine ähnliche Betriebsweise ergibt sich, wenn an Stelle der Stopfenstange ein Plattenschieber als Absperrorgan für das Tauchrohr 18 zur Anwendung kommt.Tundish refilled or the supply of molten steel interrupted will. A similar mode of operation is obtained if the stopper rod is used instead a knife gate valve is used as a shut-off device for the immersion pipe 18.
Der Vorteil dieser Schmelzbadspiegelregelung besteht darin, daß sie insbesondere auch von Hand bewirkt werden kann und lediglich einfacheMeßfühler benötigt, die zudem gut zugänglich und ortsfest angeordnet sind. Darüber hinaus wird diese Art und Weise der Regelung des Schmelzbadspiegels dadruch erleichtert, daß im Bereich des Gießquerschnitts 8 auftretende Änderungen sich wegen der erheblich größeren Volumens des Tundish auf dessen Füllhöhe praktisch nicht auswirken; die Tundishfüllung bildet sozusagen einen Puffer, welcher Änderungen des in die Gießvorrichtung 5 eintretenden Volumenstroms ausgleicht.The advantage of this melt pool level control is that it in particular can also be done by hand and only requires simple measuring sensors, which are also easily accessible and fixed in place. In addition, this will The way of regulating the molten bath level facilitates that in the area the casting cross-section 8 occurring changes due to the significantly larger The volume of the tundish has practically no effect on its fill level; the tundish filling forms a buffer, so to speak, which changes the temperature entering the casting device 5 Volume flow compensates.
Der Vorteil dieser Ausführungsmöglichkeit besteht darin, daß der flüssige Stahl drucklos vergossen werden kann und damit Schwierigkeiten bei der Abdichtung des Spalts zwischen Eingußkörper und Gießvorrichtung vermieden werden.The advantage of this embodiment is that the liquid Steel can be cast without pressure and thus difficulties in sealing the gap between the sprue and casting device can be avoided.
Der Nachteil der auf dem Prinzip der kommunizierenden Röhren aufbauenden Zuführvorrichtung 21 besteht darin, daß die Zufuhr -flüssigen Stahls in die Gießvorrichtung bei Erreichen der Mindest-Füllhöhe entsprechend der Bezugslinie L unterbrochen wird. Die Gießvorrichtung kann demzufolge in den Fällen die Restfüllung des Tundish nicht weiterverarbeiten, sobald die Mindest-Füllhöhe erreicht wird, also beim Pfannenwechsel und gegen Gießende. Dies verschlechtert einerseits die Gießleistung der Gießvorrichtung und führt andererseits dazu, daß die Restfüllung des Tundish (in der Größenordnung von 10 t) als Schrott verloren geht.The disadvantage of building on the principle of communicating tubes Feeding device 21 consists in feeding the liquid steel into the casting device is interrupted when the minimum filling level is reached according to the reference line L. The pouring device can therefore not fill the remaining tundish in these cases Continue processing as soon as the minimum filling level is reached, i.e. when changing the pan and towards the end of pouring. On the one hand, this worsens the casting performance of the casting device and on the other hand results in the remaining filling of the tundish (of the order of of 10 t) is lost as scrap.
Die in Fig. 5a dargestellte bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes unterscheidet sich im wesent- lichen dadurch von der soeben beschriebenen Ausführungsmöglichkeit, daß an der Unterseite des Eingußkörpers 13 viet in Gießrichtung aufeinanderfolgende Vortriebseinheiten in Form von Induktoren 28 in einem gemeinsamen Tragrahmen 29 befestigt sind. Durch Einschalten dieser Induktoren können auf die im EinJußkörper befindliche Stahlschmelze magnetische Vortriebskräfte ausgeübt werden, die eine Schmelzenbewegung in Richtung auf die Gießvorrichtung 5 zur Folge haben, den Eingußkörper 13 also in eine elektromagnetische Förderrinne umwandeln.The preferred embodiment of the subject matter of the invention shown in FIG. 5a differs essentially lichen thereby different from the one just described Possible embodiment that on the underside of the sprue 13 viet in the casting direction successive propulsion units in the form of inductors 28 in a common Support frame 29 are attached. By turning on these inductors you can access the magnetic propulsion forces are exerted in the molten steel which result in a melt movement in the direction of the casting device 5, thus convert the sprue 13 into an electromagnetic conveyor trough.
Sobald der Schmelzbadspiegel S innerhalb des Tundish 1 auf das Niveau der Bezugslinie L absinkt, wird die Zufuhr von Stahlschmelze in die Gießvorrichtung 5 unterbrochen, da gleichzeitig auch der Schmelzbadspiegel innerhalb des Eingußkörpers auf den Höchstpunkt H absinkt. Um dies zu verhindern und um den Tundish sowohl beim Pfannenwechsel als auch gegen Gießende weitgehend leerfahren zu können, wird der Eingußkörper durch Zuschalten und Hochfahren der Induktoren 28 in einer bestimmten.zeitlichen Reihenfolge als Förderrinne benutzt, welche die Restfüllung des Tundish, unabhängig von der Füllhöhe, weiterbefördert.As soon as the melt pool level S within the tundish 1 is at the level the reference line L decreases, the supply of molten steel into the caster 5 interrupted because at the same time the melt pool level within the sprue body drops to the maximum point H. To prevent this and to avoid the tundish at both Being able to largely empty the ladle change and towards the end of pouring becomes the Sprue body by switching on and running up the inductors 28 in a specific time Sequence used as a conveyor trough, which the remaining filling of the tundish, independently of the filling level, conveyed on.
Die Induktoren 28 können bei Unterschreiten der Mindest-Füllhöhe beispielsweise von Hand zugeschaltet werden; es ist jedoch auch möglich, die Zuschaltung über ein von einem Meßfühler kommendes Steuersignal vorzunehmen. Zweckmäßigerweise werden die von den Induktoren erzeugten magnetischen Vortriebskräfte durch Leistungserhöhung und/oder Zuschalten weiterer Induktoren so geregelt, daß die Förderleistung des Eingußkörpers 13 mit absinkender Füllhöhe im Tundish 1 mehr und mehr anwächst. Auf diese Weise gelingt es, den Tundish auch während des Pfannenwechsels leerzufahren und die zur Verfügung stehende Stahlschmelze praktisch vollständig zur Erzeugung des Gießstrangs av nutzen.The inductors 28 can, for example, when the fill level falls below the minimum level can be switched on manually; however, it is also possible to use a to carry out a control signal coming from a sensor. Appropriately be the magnetic propulsion forces generated by the inductors by increasing the power and / or switching on further inductors regulated so that the delivery rate of the The sprue body 13 grows more and more as the fill level in the tundish 1 drops. on In this way, it is possible to run the tundish empty even when changing the pan and almost all of the steel melt available for production of the cast strand av use.
Damit die Gießvorrichtung auch nach Unterschreiten der Mindest-Füllhöhe im Tundish 1 einwandfrei arbeitet, müssen die mittels der Induktoren 28 beförderte Stahlschmelzenmenge und die Gießgeschwindigkeit aufeinander abgestimmt werden Dies kann bei gleichbleibender Gießgeschwindigkeit durch Leistungsänderung der Induktoren, bei gleichbleibender Leistung der Induktoren durch Änderung der Gießgeschwindigkeit oder durch geeignete aufeinander abgestimmte Veränderung sowohl der Stahlschmelzenmenge als auch der Gießgeschwindigkeit bewirkt-werden.So that the pouring device even after falling below the minimum fill level works properly in the tundish 1, the conveyed by means of the inductors 28 must The amount of molten steel and the casting speed are matched to one another can with constant casting speed by changing the power of the inductors, with constant output of the inductors by changing the casting speed or by suitably coordinated changes in the amount of molten steel as well as the casting speed.
Die Veränderung der Leistung des als elektromagnetische Förderrinne wirksamen Eingußkörpers 13 setzt voraus, daß deren Kennlinie (d.h. die Abhängigkeit des Volumenstroms von der Induktionsspannung) bekannt ist. Da die Kennlinie im praktischen Betrieb eine gewisse Toleranzbreite aufweist, kann eine Schwankung des Gießspiegels G in der Gießvorrichtung 5 normalerweise nicht verhindert werden.The change in the performance of the electromagnetic conveyor trough effective sprue body 13 assumes that its characteristic (i.e. the dependency the volume flow from the induction voltage) is known. Since the characteristic curve in practical Operation has a certain tolerance range, there may be a fluctuation in the meniscus G in the casting device 5 cannot normally be prevented.
Diese ist daher mit drei den Gießspiegel überwachenden Thermofühlern 30- ausgestattet, die an der dem Gießquerschnitt 8 abgewandten Seite des oberen Gießbandes 6 anliegen und - von links nach rechts gesehen - den Höchststand bzw. Sollstand bzw. Mindeststand des Gießspiegels anzeigen. Falls also, bedingt durch Toleranzbreite der Kennlinie der elektromagnetischen Förderrinne, der Gießspiegel sich dem Höchst oder Mindeststand nähert, wird dies durch den betreffenden Thermofühler 30 angezeigt und die Induktionsspannung der Induktoren 28 entsprechend erniedrigt oder erhöht, wodurch die Förderleistung bei konstanter Gießgeschwindigkeit geringfügig ab- oder zunimmt. Die Eingriffsmöglichkeit in die Betriebsweise der elektromagnetischen Förderrinne wird dabei dadurch erleichtert, daß die Lageänderung des Gießspiegels G, bedingt durch die geringfügigen Unterschiede zwischen dem Volumenstrom im Eingußkörper 13 und im Gießquerschnitt 8 sehr langsam vor sich geht. Die zusätzliche Verstellung der Leistung der elektromagnetischen Förderrinne kann demzufolge auch von Hand vorgenommen werden.It is therefore equipped with three thermal sensors that monitor the mold level 30- equipped on the side facing away from the casting cross-section 8 of the upper The casting belt 6 and - seen from left to right - the highest level or Show the target level or the minimum level of the meniscus. If so, conditionally Tolerance range of the characteristic curve of the electromagnetic conveyor trough, the mold level approaches the maximum or minimum level, this is indicated by the relevant thermal sensor 30 displayed and the induction voltage of the inductors 28 lowered accordingly or increased, whereby the delivery rate at constant casting speed is slightly decreases or increases. The ability to intervene in the operating mode of the electromagnetic Conveyor trough is facilitated by the fact that the change in position of the meniscus G, due to the slight differences between the volume flow in the sprue 13 and in the casting cross-section 8 is very slow. The additional adjustment the The performance of the electromagnetic conveyor trough can therefore also be carried out by hand will.
Der Tundish 1 kann nach Beendigung des normalen Gießvorgangs (d.h. nach Unterbrechung der Schmelzbadspiegelregelung) auch in der Weise leergefahren werden, daß seine Restfüllung bei herabgesetzter Gießgeschwindigkeit (beispielsweise 5 m/min. statt ursprünglich 10 m/min.); in der Gießvorrichtung 5 verarbeitet wird.'Dies ist insofern von Vorteil, als ein kurzzeitiges Absinken des Schmelzbadspiegels G in der Gießvorrichtung nicht sofort zu einem Durchbruch führt; bei ausreichend herabgesetzter Gießgeschwindigkeit verläßt der Gießstrang die Gießvorrichtung nämlich nahezu vollständig erstarrt, während er bei d?r normalen Gießgeschwindigkeit von 10 m/min. lediglich eine geringe Schalenstärke in der Größenordnung von 10 met aufweist.The tundish 1 can be used after the normal casting process (i.e. after interruption of the melt pool level control) also emptied in this way be that its remaining filling at reduced casting speed (for example 5 m / min. instead of originally 10 m / min.); in the casting device 5 is processed.'Dies is advantageous in that a brief drop in the melt pool level G does not immediately result in a breakthrough in the pouring device; with sufficiently degraded The casting speed leaves the casting device almost completely solidified, while at the normal casting speed of 10 m / min. only has a thin shell thickness of the order of 10 met.
Die Ausstattung des Eingußkörpers a-ls ggf. einschaltbare elektromagnetische Förderrinne ist auch insofern von Vorteil, als bei einer ungewollten Unterschreitung der'Mindest-Füllhöhe im Tundish 1 durch Einschalten zumindest eines Induktors 28 ein Absinken des Gießspiegels G in der Gießvorrichtung 5, welches einen Durchbruch zur Folge haben könnte, verhindert werden kann.The equipment of the sprue body a-ls possibly switchable electromagnetic The conveyor trough is also advantageous in that it is unintentionally undershot the minimum fill level in the tundish 1 by switching on at least one inductor 28 a drop in the mold level G in the casting device 5, which has a breakthrough could result, can be prevented.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes werden die Induktoren 28 daher in geeigneter (ggf. veränderbarer) zeitlicher Reihenfolge ein- bzw. zugeschaltet, sobald ein als Meßfühler dienender Thermofühler die Annäherung des Schmelzbadspiegels S an den während des normalen Gießvorgangs einzuhaltenden Wert der Mindest-Füllhöhe feststellt.In a particularly preferred embodiment of the subject matter of the invention the inductors 28 are therefore in a suitable (possibly changeable) time sequence switched on or switched on as soon as a thermal sensor serving as a measuring sensor approaches of the melt pool level S to the levels to be observed during the normal casting process Determines the value of the minimum filling level.
Die Schmelzbadspiegelregelung wird dadurch ermöglicç, daß die Stopfenstange 2 über einen Verstellarm 2' mit einem Servoantrieb 31 in Form eines Hydraulikzylinders höhenverstellbar ist. Der Servoantrieb kann zur Aufrechterhaltung der gewünschten Füllhöhe im Tundish 1 entweder von Hand oder von einer automatischen Steuerung betätigt werden, in welcher beispielsweise die Steuersignale der am Tunish angeordneten Thermofühler ausgewertet werden.The melt pool level control is made possible by the stopper rod 2 via an adjusting arm 2 'with a servo drive 31 in the form of a Hydraulic cylinder is adjustable in height. The servo drive can be used to maintain the desired filling level in the tundish 1 either by hand or by an automatic Control are operated, in which, for example, the control signals on the Tunish arranged thermocouple can be evaluated.
Falls der Schmelzbadspiegel S im Tundish 1 unter die Mindest-Füllhöhe entsprechend der Bezugslinie L (bedingt beispielsweise durch einen Pfannenwechsel) absinkt, ergibt sich nach Inbetriebnahme des Eingußkörpers 13 als elektromagnetische Förderrinne der in Fig. 5b dargestellte Betriebszustand. Dieser ist dadurch gekennzeichnet, daß unter der Einwirkung der Induktoren 28 fortlaufend flüssiger Stahl in die Gießvorrichtung 5 gefördert wird, wobei allerdings der Eingußkörper 13 nur bis zur Höhe des Niveaus der Restfüllung im Tundish 1 vollständig gefüllt ist.If the melt pool level S in tundish 1 is below the minimum filling level according to the reference line L (due, for example, to a cup change) decreases, results after starting the sprue 13 as electromagnetic Conveyor trough the operating state shown in Fig. 5b. This is characterized by that under the action of the inductors 28 continuously liquid steel into the casting device 5 is promoted, but the sprue 13 only up to the level of the level the remaining filling in tundish 1 is completely filled.
Die Induktoren 28 sind hinsichtlich ihrer Schaltung und Gesamtförderleistung so ausgelegt, daß der Tundish 1 vollständig leergefahren werden kann.The inductors 28 are different in terms of their circuitry and total delivery capacity designed so that the tundish 1 can be run completely empty.
Um mit Sicherheit auszuschließen, daß Luft aus dem Bereich des Eingußkörpers 13 in die Gießvorrichtung 5 gelangt, ist dieser zweckmäßig im Ubergangsbereich zwischen den Abschnitten 13''' und 13' mit einer Sperrgasleitung 32 ausgestattet, durch welche unter geringem Druck stehendes Sperrgas zugeführt wird. Die Sperrgaszuführung kann dabei in der Weise mit den Induktoren 28 gekoppelt sein, daß sie gleichzeitig oder zeitlich versetzt zu diesen in Betrieb genommen wird.In order to exclude with certainty that air from the area of the sprue 13 reaches the casting device 5, this is expediently in the transition area between the sections 13 '' 'and 13' equipped with a sealing gas line 32 through which sealing gas is supplied under low pressure. The sealing gas supply can be coupled in such a way with the inductors 28 that they are simultaneously or is put into operation at a later date.
Insgesamt gesehen bietet der Erfindungsgegenstand den Vorteil, däß die Spaltabdichtung zwischen dem Eingußkörper und den bewegten Kokillenwänden der Gießvorrichtung, bedingt durch die Einhaltung einer bestimmten Füllhöhe innerhalb des Tundish, erheblich er- leichtert und vereinfacht wird, wobei die erforderliche Schmelzbadspiegelregelung einfach aufgebaut sein und angesichts der Pufferwirkung des Tundish eine verhältnismäßig lange Ansprechzeit aufweisen kann. Darüber hinaus wird die Wirtschaftlichkeit der Gießvorrichtung dadurch erheblich verbessert, daß während eines Pfannenwechsels oder gegen Gießende die Restfüllung des Tundish durch Einsatz des Eingußkörpers als elektromagnetische Förderrinne praktisch vollständig ausgenutzt werden kann.Viewed overall, the subject matter of the invention offers the advantage that the gap sealing between the sprue and the moving mold walls of the Pouring device, due to compliance with a certain filling level within of the tundish, considerably is lightened and simplified, with the required melt pool level control should be simple and given the buffer effect of the tundish have a relatively long response time can. In addition, the efficiency of the casting device becomes considerable as a result improved that the remaining filling during a ladle change or towards the end of pouring of the tundish by using the sprue as an electromagnetic conveyor chute can be fully exploited.
Die Überwachung des Giewspiegels in der Gießvorrichtung, die sich angesichts der einen- Bereich bildenden Kennlinie der elektromagnetischen Förderrinne kaum vermeiden lassen wird, wird dadurch erleichtert, daß der Unterschied zwischen dem Volumen des Eingußkörpers und demjenigen der Gießvorrichtung gering ist; Schwankungen des Volumenstroms im Eingußkörper haben daher nur eine qeringfügigellangm vor sich gehende Änderung des Gießspiegels zur Folge und können daher durch geeignete Anpassung der Förderleistung der Induktoren ausgeglichen werden.Monitoring of the level in the pouring device, which is in view of the characteristic curve of the electromagnetic conveyor trough forming an area can hardly be avoided is made easier by the fact that the difference between the volume of the sprue and that of the casting device is small; Fluctuations of the volume flow in the sprue body therefore have only a small amount in front of them The result is an ongoing change in the meniscus and can therefore be adjusted by suitable adjustment the conveying capacity of the inductors can be compensated.
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- 1982-12-29 DE DE19823248473 patent/DE3248473A1/en not_active Withdrawn
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