DE3818282C1

DE3818282C1 - Method and apparatus for ingot casting

Info

Publication number: DE3818282C1
Application number: DE19883818282
Authority: DE
Inventors: Reiner 2800 Bremen De Brach
Original assignee: Reiner Brach & Co Kg 2800 Bremen De GmbH
Current assignee: Reiner Brach & Co Kg 2800 Bremen De GmbH
Priority date: 1988-01-13
Filing date: 1988-01-13
Publication date: 1989-01-26

Abstract

The invention relates to a method and an apparatus for ingot casting with an immersion tube which, at the beginning of casting, extends as far as the bottom of the mould and melts progressively as the level of molten metal rises; for alloying purposes, alloying components are accommodated in at least one chamber (18) separated off from the region (22) of flow of the immersion tube (12) by a longitudinal wall (20). The immersion tube (12) is sealed off from the casting ladle (26) by means of a sealing cap (27). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Blockgießen in einer Kokille, bei dem das flüssige Metall aus einer Gießpfanne durch ein sich bei Beginn des Gießvorgangs bis in den Bereich des Kokillenbodens erstreckendes, beim Gießvorgang mit dem Ansteigen des Schmelzespiegels fortschreitend von unten aufwärts abschmelzendes Tauchrohr in die Kokille ge gossen wird, dessen Material dem Gußwerkstoff im wesentlichen entspricht, wobei das in die Kokille eingegossene flüssige Metall beim Ansteigen des Schmelzespiegels in der Kokille angeordnete Legierungsbestandteile aufnimmt. The invention relates to a method for ingot casting in one Mold in which the molten metal comes out of a ladle by moving into the Area of the mold base extending during the casting process as the melt level rises from immersion tube melting downwards into the mold is poured, the material of which is essentially the casting material corresponds, the liquid poured into the mold Metal when the melt level in the mold rises arranged alloy components.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Block gießen mit einer Kokille und einem sich von oben in die Kokille zum Kokillenboden erstreckenden Tauchrohr aus einem dem Gußmetall im wesentlichen entsprechenden Material zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens.The invention further relates to a block device pour with a mold and one from above into the Mold from a dip tube extending to the mold bottom the material corresponding to the casting metal Implementation of the aforementioned procedure.

Beim Blockgießen von Metall (insbesondere Stahl) wird das entsprechend erhitzte flüssige Metall entweder von oben (fallender Guß) oder (durch einen besonderen Einguß) von unten (steigender Guß) in eine Kokille gegossen, um sodann in dieser zu erstarren. Dabei hat der konventionell ausge führte fallende Guß gegenüber dem aufwendiger durchzuführenden steigenden Guß den Nachteil, daß es beim Eingießen des flüssi gen Metalls auf den Kokillenboden bzw. den Spiegel der Schmelze zu Metallspritzern kommen kann, die an den Kokillen-Seiten flächen anhaften und beim Ansteigen des Schmelzespiegels nicht immer aufgeschmolzen werden, so daß die Oberfläche der her gestellten Bramme dann später bspw. durch Flämmen bearbeitet werden muß.With block casting of metal (especially steel) that becomes appropriately heated liquid metal either from above (falling cast) or (through a special pour) of poured into a mold below (rising pour), then to solidify in this. It ended conventionally led falling cast compared to the more complex to perform rising casting the disadvantage that when pouring the liquid metal on the mold floor or the level of the melt metal splashes can occur on the sides of the mold stick to surfaces and not when the melt level rises always be melted so that the surface of the forth slab then processed later, for example by flaming must become.

Um diesen Nachteil zu vermeiden und zugleich die Möglichkeit zu schaffen, das Material der zu gießenden Bramme beim Gieß vorgang mit (weiteren) Legierungsbestandteilen zu legieren, ist aus der DE-PS 31 43 563 die Verwendung eines Tauchrohres für das Blockgießen bekanntgeworden, welches aus einem der artigen Werkstoff besteht, daß sein eingetaucher Teil mit dem Ansteigen des Schmelzespiegels fortschreitend so ab schmilzt, daß die verbleibende Eintauchtiefe des Tauchrohres jeweils einen wirksamen Spritzschutz bildet, wobei mit diesem bekannten Tauchrohr zugleich für den oberen Badbereich eine Rührwirkung geschaffen werden soll. Dabei besteht das be kannte Tauchrohr vorzugsweise aus einem Metall der gleichen Zusammensetzung wie der Gußwerkstoff oder weist zumindest eine Zusammensetzung auf, die mit dem eingegossenen Metall verträglich ist.To avoid this disadvantage and at the same time the possibility to create the material of the slab to be poured when pouring process with (further) alloy components, is from DE-PS 31 43 563 the use of a dip tube became known for the block casting, which comes from one of the like material is that his immersed part with progressively increasing as the melt level rises melts that the remaining immersion depth of the dip tube each forms an effective splash guard, with this known dip tube for the upper bathroom area at the same time Stirring effect should be created. Here is the be Known dip tube preferably made of a metal of the same Composition like the cast material or at least has a composition based on the cast metal is tolerated.

Um gegenüber dem Gußwerkstoff eine Legierungsveränderung vornehmen zu können, ist bei dem bekannten Tauchrohr vorge sehen, daß man dem Metall des Tauchrohres legierende Bestandteile zusetzt, die dann mithin beim Aufschmelzen des Tauchrohres in der Schmelze in Lösung gehen.To make an alloy change compared to the cast material To be able to make is featured in the known dip tube see that one alloys the metal of the dip tube Adds ingredients, which then when melting the Immerse the immersion tube in the melt.

Mit diesem bekannten Tauchrohr ist mithin zwar ein wirksamer Spritzschutz zu schaffen, doch sind die Legierungsmöglichkeiten für das Brammenmaterial ersichtlich nur sehr begrenzt, da dem in die Kokille eingegebenen Gußwerkstoff ersichtlich von be stimmten Legierungsbestandteilen nur soviel zugegeben werden kann, wie hiervon in dem aufschmelzenden Abschnitt des Tauch rohres enthalten ist, so daß das bekannte Tauchrohr bzw. das hiermit durchführbare Verfahren zum Blockgießen mit gleich zeitiger Legierungsveränderung sich nur sehr begrenzt einsetzen läßt.With this known dip tube is therefore an effective one To create splash protection, but are the alloy options for the slab material only very limited, because the cast material entered into the mold can be seen from be correct alloy components are only added as much can, like this in the melting section of the dive tube is included, so that the well-known dip tube or hereby feasible process for ingot casting with the same early alloy changes can only be used to a very limited extent leaves.

Während in der vorstehend angehandelten DE-PS 31 43 563 nichts darüber ausgesagt worden ist, wie das in die Kokille einge gossene flüssige Metall zu Beginn des Gießvorganges aus dem Tauchrohr in den übrigen Kokillenabschnitt gelangt (also bspw. dadurch, daß der untere Abschnitt des Tauchrohres bei Beginn des Gießvorganges mit Abstand zur Oberseite des Kokillenbodens angeordnet wird), lehrt hierzu die US-PS 16 78 976, daß man ein Tauchrohr beim Blockgießen auf die Oberseite des Kokillenbodens aufsetzen kann, wenn man den unteren Abschnitt des Tauch rohres mit Durchtrittsöffnungen für das in das Tauchrohr eingegossene, flüssige Metall versieht.While nothing in the previously traded DE-PS 31 43 563 about how it was put into the mold poured liquid metal at the beginning of the casting process from the Immersion tube arrives in the remaining mold section (e.g. in that the lower portion of the dip tube at the beginning the casting process at a distance from the top of the mold bottom is arranged), teaches the US-PS 16 78 976 that one Dip tube during block casting on the top of the mold bottom can touch down if you see the lower section of the dive tube with openings for the in the dip tube poured liquid metal.

Auch die US-PS 40 69 859 befaßt sich mit dem Blockgießen, und zwar u. a. auch mit dem Gesichtspunkt des Legierens, und lehrt u. a., pulverförmige Metalle als Bestandteil einer Silikatmatrix zwischen anorganischen Fasern, aus denen die dort verwendeten Tauchrohre größtenteils bestehen, zum Zwecke einer Desoxidation der zu vergießenden Schmelze einzusetzen.The US-PS 40 69 859 also deals with block casting, namely u. a. also with the aspect of alloying, and teaches u. a., powdered metals as part of a Silicate matrix between inorganic fibers that make up the immersion tubes used there largely exist for the purpose Deoxidation of the melt to be cast.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Verfahren und Vorrichtungen der eingangs be schriebenen Gattungen insbesondere dahingehend zu ver bessern, daß die bekannten Vorteile des sog. Vakuumgießens beim Blockgießen ohne aufwendige Zusatzeinrichtungen er zielt werden können.The present invention is based on the object known methods and devices of the introduction to write genres in particular improve that the known advantages of so-called vacuum casting in block casting without expensive additional equipment he can be aimed.

Die vorstehende Aufgabe wird hinsichtlich ihres verfahrens mäßigen Teils erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Tauch rohr vor dem Gießvorgang abgedichtet wird und sodann während des gesamten Gießvorganges gegen die Gießpfanne abgedichtet bleibt, so daß ein sprudelndes Aufsteigen der eingegossenen Schmelze im wesent lichen verhindert wird und insbesondere auch ein intensiver Kontakt mit dem Sauerstoff der Umgebung ganz erheblich zu reduzieren ist.The above task is regarding your procedure moderate part solved according to the invention in that the diving pipe is sealed before the casting process and then during the entire casting process remains sealed against the ladle, so that a bubbling rise of the poured melt essentially is prevented and in particular an intensive one Contact with the oxygen in the environment increases considerably is reduce.

Vorrichtungsmäßig wird die obige Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am oberen Ende des Tauchrohres ein Dichtaufsatz angeordnet ist, der das Tauchrohr gegen die Gießpfanne abdichtet, wobei der Dichtaufsatz bevorzugt mit einer Entgasungs- bzw. Belüftungsöffnung versehen sein kann, wie im Unteranspruch beschrieben.In terms of the device, the above object is achieved according to the invention solved in that at the upper end of the dip tube Sealing attachment is arranged, the immersion pipe against the Seals the ladle, the sealing attachment preferably with a degassing or ventilation opening can be provided, as described in the subclaim.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf eine Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel weiter erläutert. Es zeigtThe invention is described below with reference to a Drawing explained using an exemplary embodiment. It shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Kokille mit auf dem Kokillenboden abgesetztem Tauch rohr kurz nach Beginn des Gießvorgangs in einem Längsschnitt durch die Vorrichtung; Figure 1 is a schematic representation of a mold with a dip tube set on the mold base shortly after the start of the casting process in a longitudinal section through the device.

Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung nach weiterer Füllung der Kokille mit teilweise abgeschmolzenem Tauchrohr; FIG. 2 shows a representation corresponding to FIG. 1 after further filling of the mold with a partially melted dip tube;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Ausgestaltung eines gegenüber den Fig. 1 und 2 vergrößert darge stellten Tauchrohres in Richtung des Pfeiles III in Fig. 4 gesehen; Fig. 3 is a plan view of an embodiment of a dip tube compared to Figures 1 and 2 Darge presented in the direction of arrow III in Fig. 4 seen;

Fig. 4 einen mittigen Längsschnitt durch das Tauch rohr gemäß Fig. 3, der u. a. die Kammern und die darin auf den Kammerböden angeordneten Legierungsbestandteile erkennen läßt; und Fig. 4 is a central longitudinal section through the immersion tube according to Figure 3, which shows, among other things, the chambers and the alloy components arranged therein on the chamber floors. and

Fig. 5 den oberen Endabschnitt eines Tauchrohres gemäß den Fig. 3 und 4 mit einem am oberen Ende des Tauchrohres aufgesetzten Dichtauf satz, der das Tauchrohr gegen die Gießpfanne abdichtet, von welcher lediglich ein Teil des Bodens nebst Ausgießstutzen erkennbar ist. Fig. 5 shows the upper end portion of a dip tube according to FIGS. 3 and 4 with a set on the upper end of the dip tube sealing cap that seals the dip tube against the ladle, of which only part of the bottom along with pouring spout is visible.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung weist eine Kokille 10 mit einem Kokillenboden 11 auf, in welche mittig ein an seinem unteren Ende mit Ausnehmungen 14 versehenes Tauchrohr 12 so eingesetzt ist, daß es sich auf der Oberseite des Kokillenbodens 11 abstützt. Das Tauchrohr 12 besteht aus einem der Schmelze 30 (siehe Fig. 1 und 2) im wesentlichen entsprechenden Material.The device shown in the drawing has a mold 10 with a mold base 11 , into which a dip tube 12 provided at its lower end with recesses 14 is inserted in the center such that it is supported on the upper side of the mold base 11 . The dip tube 12 consists of a material which essentially corresponds to the melt 30 (see FIGS. 1 and 2).

Wie insbesondere aus Fig. 4, aber auch bspw. aus Fig. 1 er kennbar ist, ist das Tauchrohr 12 mit mehreren Kammern 18 zur Aufnahme von Legierungsbestandteilen 16 versehen. Die Kammern 18 sind jeweils durch eine Längswand 20 vom Strömungs bereich 22 des Tauchrohres 12 begrenzt sowie durch ihren Kammerboden 24, den darüber liegenden Kammerboden 24 und schließlich die Innenwand des Tauchrohres 12.As can be seen in particular from FIG. 4, but also, for example, from FIG. 1, the immersion tube 12 is provided with a plurality of chambers 18 for receiving alloy components 16 . The chambers 18 are each delimited by a longitudinal wall 20 from the flow region 22 of the dip tube 12 and by their chamber bottom 24 , the chamber bottom 24 lying above and finally the inner wall of the dip tube 12 .

Wie aus Fig. 5 erkennbar, ist auf das obere Ende des Tauchrohres 12 ein Dichtaufsatz 27 aufgesetzt, der das Tauchrohr 12 gegen die Gießpfanne 26 abdichtet. Der Dicht aufsatz 27 ist mit einer Entgasungs- bzw. Belüftungsöffnung 28 versehen.As can be seen from FIG. 5, a sealing cap 27 is placed on the upper end of the dip tube 12 and seals the dip tube 12 against the ladle 26 . The sealing attachment 27 is provided with a degassing or ventilation opening 28 .

Wird die zu vergießende Schmelze gemäß dem Pfeil 31 (siehe Fig. 1, 2 und 5) in die Vorrichtung eingegossen, so tritt sie zunächst (siehe Fig. 1) am unteren Ende des Tauchrohres 12 durch die Ausnehmungen 14 des Tauchrohres 12 aus und in den zwischen dem Tauchrohr 12 und der Innen wand und dem Boden 11 der Kokille 10 gebildeten Ringraum ein. Dabei schmilzt der im Bereich der eingegossenen Schmelze befindliche Abschnitt des Tauchrohres 12 und vermischt sich mit der Schmelze 30, wie dieses in einem Füll- Zwischenzustand aus Fig. 2 erkennbar ist. Bei dem Abschmelzen des Tauchrohres 12 schmelzen mithin mit ansteigendem Schmelze spiegel dann nacheinander auch die Kammerböden 24 auf und geben das in der jeweiligen Kammer 18 vorhandene Le gierungsmaterial 16 an die Schmelze ab, so daß diese ent sprechend auflegiert wird.If the melt to be cast is poured into the device according to arrow 31 (see FIGS. 1, 2 and 5), it first emerges (see FIG. 1) at the lower end of the dip tube 12 through the recesses 14 of the dip tube 12 and in the between the dip tube 12 and the inner wall and the bottom 11 of the mold 10 formed an annular space. The section of the immersion tube 12 located in the region of the cast-in melt melts and mixes with the melt 30 , as can be seen in an intermediate filling state from FIG. 2. When the immersion tube 12 melts, the melting of the immersed tube 12 with the rising melt then results in the chamber floors 24 one after the other and gives the alloy material 16 present in the respective chamber 18 to the melt, so that it is alloyed accordingly.

Aufgrund des Dichtaufsatzes 27, der gegen den Boden der Gieß pfanne 26 mit einer Dichtung 29 abgedichtet ist, ist das Tauchrohr 12 praktisch völlig nach außen abgedichtet, so daß ein sehr ruhiger Gießvorgang zu erzielen ist, wie er ansonsten lediglich beim Vakuumgießen zu erreichen ist.Due to the sealing cap 27 , which is sealed against the bottom of the pouring pan 26 with a seal 29 , the dip tube 12 is practically completely sealed off from the outside, so that a very quiet pouring process can be achieved, as can otherwise only be achieved in vacuum casting.

Die Ausnutzung der Legierungs bestandteile 16 ist besonders hoch, da diese praktisch ohne Atmosphärenkontakt in die aufsteigende Schmelze aufgenommen werden, so daß praktisch keine Oxida tionsverluste entstehen.The utilization of the alloy components 16 is particularly high, since these are taken up in the ascending melt practically without atmospheric contact, so that practically no oxidation losses occur.

Bei aufsteigender Schmelze kann Luft oder sonstiges Gas durch die Entgasungs- bzw. Belüftungs öffnung 28 des Dichtungsaufsatzes 27 entweichen und die Öffnung 28 auch dazu genutzt werden, um vor Be ginn des Gießvorgangs ein Schutzgas, wie bspw. Argon, in die Vorrichtung einzubringen.When the melt rises, air or other gas can escape through the degassing or ventilation opening 28 of the sealing attachment 27 and the opening 28 can also be used to introduce a protective gas, such as argon, into the device before the start of the casting process.

Claims

1. A process for ingot casting in a mold, in which the liquid metal from a ladle extends through a dip tube into the mold, which extends from the bottom upwards at the beginning of the pouring process into the area of the mold, and progressively melts downward as the melting level rises is poured, the material of which corresponds essentially to the casting material, the liquid metal poured into the mold taking up alloying components arranged in the mold when the melting level rises, characterized in that the immersion tube ( 12 ) is removed during the casting process against the casting ladle ( 26 ) is sealed.

2. Device for ingot casting with a mold and an immersion tube extending from above into the mold to the mold base and made of a casting material essentially speaking the material for carrying out the method according to claim 1, characterized by an on the upper end of the immersion tube ( 12 ) put on and this against the ladle ( 26 ) sealing sealing cap ( 27 ).

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the sealing attachment ( 27 ) with a degassing opening ( 28 ) is seen ver.