DE4142447A1 - Tauchgiessrohr - duennbramme - Google Patents
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/50—Pouring-nozzles
Description
Die Erfindung betrifft ein Tauchgießrohr gemäß Gattungsbegriff des
Anspruches 1.
Beim Stranggießen von Flachprodukten aus Stahl bedient man sich eines
Gießrohres, das die Schmelze aus einem Vorratsbehälter in eine Kokille
leitet. Die Kokille besteht dabei aus Breitseitenwänden und
Schmalseitenwänden, die die Breitseitenwände auf einen Abstand von 50
bis 100 mm halten und die Schmalseiten des Stranges begrenzen. Die
Tauchgießrohre hat man dem Kokillenformat derart angepaßt, daß die
Tauchgießrohre zunächst aus einem an den Gießbehälter anschließendem
Rohrstück bestehen, das in Richtung auf die Schmalseitenwände der
Kokille im Querschnitt erweitert und in einer dazu senkrechten Richtung
reduziert ist. Üblich sind dabei Tauchausgüsse mit Austrittsöffnungen,
die in Richtung der Schmalseiten weisen (s. DE 37 09 188 A1) oder auch
mehr in Gießrichtung weisen, wie es beispielsweise aus der EP 04 03 808 A1
bekannt ist. Nicht zuletzt sind auch Tauchausgusse üblich, die nur
eine Ausgußöffnung in Gießrichtung aufweisen (s. Stahl u. Eisen (1991),
Nr. 9, S. 107). Diese Tauchausgüsse erlauben eine zufriedenstellende
Arbeitsweise bei einer Strangabsenkgeschwindigkeit von bis zu 3 m/min.
Im praktischen Betrieb ist festzustellen, daß die aus dem Tauchrohr
austretende Schmelze eine instabile Strömung aufweist, derart, daß die
in die Kokille eindringende Schmelze zwischen der rechten und linken
Begrenzungswand des Tauchausgusses hin und her pendelt. Dies führt zu
einem unruhigen Gießspiegel in Form einer pulsierenden Auf- und
Abwärtsbewegung innerhalb der Kokille. Ebenso wird bei höheren
Strangabsenkgeschwindigkeiten und demzufolge höheren Durchsatzleistungen
durch den Tauchausguß der Gießspiegel aufgewirbelt und Gießpulver- und
Schlackenteilchen werden in die Schmelze gerissen und als
nichtmetallische Einschlüsse im Gießprodukt wiedergefunden. Ursache für
die Aufwirbelung des Gießspiegels ist bei größeren Durchsatzmengen die
höhere kinetische Energie des Gießstrahles, die örtlich zu großen
Turbulenzen im Schmelzensumpf führt. Der Austrittsimpuls des
Gießstrahles kann bei den bisher bekannten Tauchrohrformen nicht
gleichmäßig abgebaut und vernichtet werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Tauchausguß zu
entwickeln, der diese Nachteile vermeidet und die Anwendung höherer
Strangabsenkgeschwindigkeiten von bis zu 6 m/min erlaubt bei
Strangabmessungen von 50 bis 100 mm Dicke und 600 mm bis 2000 mm Breite
und darüber.
Bei einem Tauchausguß gemäß Gattungsbegriff des Anspruches 1 wird die
Aufgabe erfindungsgemäß mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles von
Anspruch 1 gelöst. Weitere erfinderische, vorteilhafte Ausgestaltungen
sind in den Unteransprüchen enthalten.
Anhand der Zeichnung, die Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen,
sei die Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch den in die Kokille hineinragenden
Tauchausguß,
Fig. 2 eine Draufsicht in der Schnittebene A-A nach Fig. 1 und
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Tauchausgusses im Längsschnitt.
Gemäß Fig. 1 ragt in eine Plattenkokille für das Stranggießen von
Dünnbrammen mit den Breitseitenwänden 2 und den Schmalseitenwänden 2′
ein Tauchgießrohr 4, 4′ bis unter den Badspiegel 10 des sich in der
Kokille bildenden Stranges 11. Das Tauchgießrohr besteht aus einem
oberen rohrförmigen Abschnitt 4, an den sich ein weiterer Abschnitt 4′
anschließt. Der Abschnitt 4′ des Tauchgießrohres ist in einer Ebene
konisch erweitert und ist mit einem mittig angeordneten keilförmigen
Bodenstück 3 versehen. Die in das Tauchgießrohr hineinragenden
Seitenflächen 3′ des Bodenstückes 3 bilden zusammen mit den Innenwänden
1 des sich erweiternden Teiles 4′ Strömungskanäle 7. Die Achsen 8 der
Strömungskanäle 7 schließen mit der Tauchgießrohrachse 9 jeweils einen
Winkel zwischen 10 und 22° ein. In Verbindung mit einer Kokille, deren
Breitseitenwände 2 einen Abstand voneinander zwischen 50 bis 100 mm
aufweisen, wird der jeweilig in Betracht kommende Winkel derart gewählt,
daß der Winkel von 10° einem Abstand der Schmalseitenwände 21 der
Kokille von ca. 600 mm und der größere Winkel einem Abstand der
Schmalseitenwände der Kokille von 2000 mm und mehr zugeordnet ist.
Die Austrittsöffnungen der Kanäle 7 liegen in einer Ebene senkrecht zur
Tauchgießrohrachse 9. Es ist aber auch eine Ausführung denkbar, bei der
die Ebene der Austrittsöffnungen der Kanäle 7 senkrecht zu den Achsen 8
der Kanäle 7 angeordnet sind.
Die Lage der Kanäle 7 des Abschnittes 4′ des Tauchgießrohres ist durch
den Winkel α definiert, den eine der Kanalachsen 8 mit der
Tauchgießrohrachse 9 einschließt.
Der Winkel α bestimmt sich nach der Formel
Hierin bedeuten:
b = Kokillenbreite (Abstand der Schmalseiten voneinander),
v = Gießgeschwindigkeit.
v = Gießgeschwindigkeit.
Um die Anzahl der Tauchausgüsse in einem vertretbaren Rahmen im Hinblick
auf die große Anzahl möglicher Brammenbreiten zu halten, kann folgende
vereinfachte Zuordnung vorgenommen werden:
Brammenbreite | |
Winkel zwischen den Achsen 8 und 9 | |
600 bis 1000 mm | |
10 bis 15° | |
900 bis 1400 mm | 13 bis 19° |
1200 bis 2000 mm | 16 bis 22° |
Durch die Zuordnung der Stellung der Achsen 8 der Kanäle 7 zu einer
bestimmten Brammenbreite und unter Berücksichtigung der
Gießgeschwindigkeit wird die im Strang vorhandene Schmelze bzw. die
Erstarrungsfront in die Ausbildung der Strömung mit einbezogen. Dadurch
ergibt sich bei im wesentlichen nach unten gerichteter Strömung und nur
einem geringfügigen Anteil der einfließenden Schmelze entgegen der
Stranggießrichtung ein ruhiger ungestörter Schmelzbadspiegel in der
Kokille. Zu diesem ruhigen Strömungsverlauf trägt im wesentlichen auch
die weitere Ausbildung des Tauchgießrohres bei, derart, daß die
gemeinsame Querschnittsfläche der Ausflußöffnungen der Kanäle 7 größer
ist als die freie Querschnittsfläche der Einlauföffnung des
Tauchgießrohres 4.
Diese freie Querschnittsfläche der Einlauföffnung des Tauchgießrohres 4
ist nach Fig. 1 gegeben durch den Ringspalt zwischen dem Stopfen 5 und
dem Ausguß 6 eines nicht dargestellten Gießbehälters. Der Ausguß 6 ist
in an sich bekannter Weise im Boden des Gießbehälters eingelassen und
das Tauchrohr 4 ist an das Bodenblech des Gießbehälters unter dem Ausguß
angeflanscht. Zweckmäßig ist an der Trennfuge zur Abdichtung ein
Dichtring 12 in einer Ausnehmung des Flansches 4′′ des Tauchgießrohres 4
vorgesehen.
Natürlich ist es auch möglich, einen Schieberverschluß für die
Ausgußöffnung des Gießbehälters zu verwenden. In diesem Fall wird das
Tauchgießrohr in an sich bekannter Weise unter den Schieberverschluß
geflanscht und die einlaufseitige Querschnittsfläche ist durch die
Öffnungen in den Schieberplatten in ihrer jeweiligen Stellung zueinander
gegeben.
Fig. 3 stellt eine Ausführungsform des Tauchgießrohres 4 für den Fall
dar, daß das Tauchgießrohr 4 in den Boden des Gießbehälters eingesetzt
ist. Der obere Abschnitt 13 des Tauchgießrohres 4 mit nach außen konisch
erweitertem Umfang entspricht dann dem Ausguß 6 nach der Darstellung in
Fig. 1.
Claims (2)
1. Tauchgießrohr zum Einleiten von Stahlschmelze aus einem
Gießbehälter in eine aus Breitseitenwänden und Schmalseitenwänden
bestehende Kokille zur Erzeugung von Flachprodukten, bestehend aus
einem an den Gießbehälter anschließendem Rohrstück, das in Richtung
auf die Schmalseitenwände der Kokille im Querschnitt erweitert und
am unteren Ende mit einem mittig angeordneten Bodenstück unter
Belassung von Austrittsöffnungen für die Schmelze versehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenwand (1) des den Querschnitt erweiternden Teiles (4′)
des Tauchgießrohres (4) zusammen mit den gegenüberliegenden
Wandteilen (3′) des Bodenstückes (3) Strömungskanäle (7) bilden,
deren Achsen (8) mit der Tauchgießrohrachse (9) einen Winkel α
zwischen 10 und 22° einschließen, wobei der kleinere Winkel einem
Abstand der Schmalseitenwände 2′ der Kokille von ca. 600 mm und der
größere Winkel einem Abstand der Schmalseitenwände 2′ der Kokille
von 2000 mm und mehr zugeordnet ist und der Abstand der
Breitseitenwände (2) der Kokille voneinander 50 bis 100 mm
beträgt.
2. Tauchgießrohr nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Winkel α nach der Formel
bestimmt ist, worin bedeuten:b = Kokillenbreite in m,
v = Gießgeschwindigkeit in m/min.
v = Gießgeschwindigkeit in m/min.
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