DE69416234T2

DE69416234T2 - Tauchrohr zum Stranggiessen

Info

Publication number: DE69416234T2
Application number: DE69416234T
Authority: DE
Inventors: Katsuhiko Intellectual Property Dept. Kawasaki-Ku Kawasaki 210 Murakami; Mikio C/O Institute For Adv. Mat. Proc. Aoba-Ku Sendai 980-77 Suzuki; Yuichi C/O Intellectual Property Dept. Kawasaki-Ku Kawasaki 210 Yamaoka
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1993-10-13
Filing date: 1994-10-13
Publication date: 1999-06-17
Anticipated expiration: 2014-10-14
Also published as: US5501430A; KR950011008A; KR0148280B1; JP2778455B2; EP0648561B1; EP0648561A1; JPH07155912A; DE69416234D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Eintauchdüse zum Einbringen von Stahlschmelze aus einem Tundish in eine Form zum Stranggiessen von geschmolzenem Metall, und insbesondere betrifft die Erfindung den Aufbau der Eintauchdüse. Die US-A- 3 888 294 offenbart eine Eintauchdüse, die die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 beinhaltet.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Eine Eintauchdüse aus widerstandsfähigem Material wird dazu eingesetzt, Stahlschmelze aus einem Tundish in eine Gießform zum Stranggiessen einzubringen. Insbesondere, wenn ein Hochgeschwindigkeitsgießen zur Herstellung einer Platte ausgeführt wird, wird im allgemeinen derzeit eine Eintauchdüse eingesetzt, die ein Paar Auslassöffnungen besitzt, die sich zu einer kürzeren Seite der Form hin öffnen, wie es in der Fig. 20(A) und Fig. 20(B) gezeigt ist. Beim Stranggiessen ist es im allgemeinen notwendig, die Stahlschmelze stabil zu verfestigen und durch Flotation nichtmetallische Einschlüsse, die in der Stahlschmelze enthalten sind und Fehler im Bachen verursachen, zu entfernen.
Aufgrund dessen ist eine Eintauchdüse erforderlich, die den Stahlschmelzestrom gleichmäßig in der Form verteilt, nichtmetallische Einschlüsse wegschwemmt und an der Oberfläche der Stahlschmelze in der Form dem Stahlschmelzestrom adäquat vergleichmäßigt. Überdies ist es erwünscht, dass die Stahlschmelze, die aus linken und rechten Auslaßöffnungen an einer Seitenwand der Düse ausgestossen wird und dann zur kürzeren Seite auf der linken und rechten Seite der Form bewegt, keinen Strömungsunterschied für beide Richtungen bewirkt und es ist gewünscht, dass der Stahlschmelzestrom, der auf die Schmalseite der Form trifft und in einen aufwärts gerichteten Strom und in einen abwärts gerichteten Strom unterteilt wird, dem aufwärts gerichteten Strom auf der Schmalseite eine ausreichende Strömungsgeschwindigkeit verleiht.
Wenn die Oberflächenströmungsgeschwindigkeit der Stahlschmelze in der Form nicht in einem ausreichenden Bereich liegt, treten die nachfolgend beschriebenen Probleme auf. Ist die Oberflächenströmungsgeschwindigkeit der Stahlschmelze niedriger als der ausreichende Bereich, so ist die Wärme der durch die Auslassöffnung eingebrachten Stahlschmelze unzureichend, was zu einer Teilverfestigung an der Oberfläche der Stahlschmelze führen kann und zu verfestigten Stücken in einem Barren führt, was zu einem Fehler im Barren führt, und im schlimmsten Fall zu einer Unterbrechung des Gießvorgangs. Wenn die Oberflächenströmungsgeschwindigkeit der Stahlschmelze oberhalb des angemessenen Bereichs liegt, oder wenn der Stahlschmelzestrom übermäßig labil ist, wird auf der Oberfläche der Stahlschmelze schwimmendes Pulver im Block eingeschlossen und bringt Pulverfehlstellen mit sich, was zu einer Verminderung der Qualität des Blocks führt.
Wenn der labile Stahlschmelzestrom auftritt, erhöht sich die Eindringtiefe des Stahlschmelzestroms abwärts in ein Bad aus Stahlschmelze in der Form um 20 bis 40% gegenüber einem Normalbetrieb, was das Aufschwimmen von Aluminiumeinschlüssen schwierig macht.
Zur Lösung der oben beschriebenen Probleme wurde in der ungeprüften japanischen Patentschrift Nr. 62-296944 eine Eintauchdüse offenbart, wie sie in der Fig. 21 dargestellt ist. Die offenbarte Eintauchdüse besitzt ein Paar Auslassöffnungen, die sich an einer Seitenwand der Düse zur Schmalseite der Seitenwand der Form hin mit einer Abwärtskrümmung öffnen, und weist einen im Boden der Düse mündenden Schlitz auf, der den Düsenboden in einem Winkel quert, während beide Auslaßöffnungen miteinander verbunden sind (dieser Düsentyp wird hiernach als "Düse mit zwei Auslassöffnungen und Verbindungsschlitzen" bezeichnet).
Eine andere Eintauchdüsenart wurde in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 61-14051 offenbart, die in der Fig. 22 gezeigt ist. Die Düse ist ebenso eine Düse mit zwei Auslassöffnungen und Verbindungsschlitz, der linke und rechte Auslassöffnungen in der Seitenwand der Düse mit dem die Düsenspitze querenden Schlitz miteinander verbindet. In diesem Fall ist die Form der Düsenspitze aber halbkugelförmig.
Da diese Eintauchdüse einen Teil der Stahlschmelze nach unten in die Form durch den in der Düsenspitze mündenden Schlitz zuführt, nimmt die Menge an Stahlschmelze, die durch die seitlichen Auslassöffnungen zu den Schmalseiten der Form hin zugeführt wird, ab und die Oberflächenströmungsgeschwindigkeit der Stahlschmelze in der Form verringert sich, was den Einschluß von geschmolzenem Pulver auf der Oberfläche der Stahlschmelze verhindert.
Die Fig. 23 zeigt das Ergebnis eines Wassermodellexperimentes, das das Strömungsmuster der Stahlschmelze innerhalb der Form simuliert, wobei eine Düse mit zwei Auslaßöffnungen und einem Verbindungsschlitz gemäß der Fig. 21 verwendet wird. Die Stahlschmelze strömt aus den Auslassöffnungen in der Seitenwand der Düse aus und bewegt sich zur Schmalseite der Form, trifft die Verfestigungsschale des Blocks und wird in einen aufwärts gerichteten Strom entlang der Schmalseite (hiernach als "Schmalseitenaufwärtsstrom" bezeichnet) und einen abwärts gerichteten Strom (hiernach als "Schmalseitenabwärtsstrom" bezeichnet) unterteilt. Der Schmalseitenaufwärtsstrom erreicht die Oberfläche der Stahlschmelze in der Form unter Anschwellen der Oberfläche der Stahlschmelze, dann wird er zu einem Oberflächenstrom, der sich von der Schmalseite zum Mittelpunkt der Form hin bewegt.
Da die Düse die Stahlschmelze auch durch den Bodenschlitz zuführt, ist die Geschwindigkeit des Schmalseitenaufwärtsstroms gering und die Schwankungen auf der Oberfläche der Stahlschmelze in der Form ist ebenso gering. Überdies breitet sich die Stahlschmelze, die aus dem Bodenschlitz herausgeströmt ist, in einer Breitenrichtung aus, was zu einer flachen Eindringtiefe in der Stahlschmelze führt. Die Düse der Fig. 21 verursacht aber einen labilen Strom, wobei eine Strömungsgeschwindigkeit der Stahlschmelze durch einen Seitenauslass der Auslassöffnungen erhöht, während die andere Strömungsgeschwindigkeit durch den anderen Seitenauslass der Auslassöffnungen abnimmt. Demzufolge erhöht der Schmalseitenaufwärtsstrom auf der Auslassseite mit übermäßigem Ausstoß die Schwankungen auf der Oberfläche der Stahlschmelze. Ferner verteilt sich die aus der durch den Bodenschlitz ausströmende Stahlschmelze nicht in Breitenrichtung der Form und ein Strömungsband trennt sich von der Seite des erhöhten Schmalseitenaufwärtsstroms ab. Demgemäß konkuriert das Strömungsband mit dem Schmalseitenabwärtsstrom, so dass ein starker Abwärtsstrom (hiernach als "Formabwärtsstrom" bezeichnet) erzeugt wird, der tief in die Form eindringt.
Die Labilität der Stahlschmelze, die aus den Auslassöffnungen ausströmt, differiert mit der Zeit in der linken und rechten Seite der Form. Das hat zur Folge, dass eine abnormale Oberflächenpegelschwankung der Stahlschmelze in der Form auftritt, die in der Nähe der Düse Wirbel erzeugt und damit Einflüsse von Formpulver herbeiführt. Ferner kommt es aufgrund des Formabwärtsstroms auch zu keiner Verbesserung in der Eindringtiefe von nichtmetallischen Einschlüssen in der Stahlschmelze. Somit weist diese Düsenart sehr wenige Verbesserungen auf, verglichen mit einer Düse nach dem Stand der Technik mit zwei Auslassöffnungen, die keinen Bodenschlitz hat (Fig. 20a und Fig. 20b).

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Eintauchdüse bereitzustellen, die einen Aufbau hat, der eine Verminderung von Einschlußdefekten in einem Block ermöglicht, in dem eine übermäßige Oberflächenpegelschwankung in einer Form verhindert wird und in dem die Eindringtiefe von Stahlschmelze in der Form reduziert wird.
Um diese Aufgabe zu lösen, ist gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Eintauchdüse zum Stranggiessen geschaffen, die die technischen Merkmale des nachfolgenden Anspruchs 1 aufweist.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die des weiteren eine Eintauchdüse zum Stranggiessen schafft, ist im unten stehenden Anspruch 6 definiert.
Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer Eintauchdüse gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 gibt die Abmessungen und Winkel von jedem Teil einer Eintauchdüse wieder, die in einem Test der vorliegenden Erfindung verwende wurde,
Fig. 3 zeigt ein Strömungsmuster von Stahlschmelze in einer Form mit einer Düse nach dem Stand der Technik mit zwei Auslassöffnungen und einem Verbindungsschlitz,
Fig. 4 zeigt ein Strömungsmuster von Stahlschmelze in einer Form mit einer Eintauchdüse der vorliegenden Erfindung,
Fig. 5 ist eine Kurve, vergleichend die Strömungsgeschwindigkeiten von Stahlschmelze durch die rechten und linken Auslassöffnungen in einer Eintauchdüse der vorliegenden Erfindung,
Fig. 6 ist eine Kurve, die die Strömungsgeschwindigkeit von Stahlschmelze durch rechte und linke Auslassöffnungen wiedergibt, wobei eine Düse nach dem Stand der Technik mit zwei Auslassöffnungen und Verbindungsschlitz verwendet ist,
Fig. 7 ist eine Kurve, die einen optimalen Bereich des Ausstosswinkels und des Schlitzausbreitungswinkels in einer Eintauchdüse der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 8 ist eine Kurve, vergleichend die Strömungsgeschwindigkeiten an den Punkten X&sub1; und X&sub2; an einer Düse der Gruppe D mit β = 150º wiedergegeben in der Tabelle 1,
Fig. 9 ist eine Kurve, vergleichend die Strömungsgeschwindigkeit an den Punkten X&sub1; und X&sub2; auf einer Vergleichsdüse der Kurve C mit β = 150º, wiedergegeben in Tabelle 1,
Fig. 10 ist eine Kurve, die eine Schwankung der Strömungsgeschwindigkeit an und nahe der Auslassöffnung bei verschiedenen Abständen zwischen dem unteren Rand der Auslassöffnung und dem oberen Rand der Bodenschlitzöffnung zeigt,
Fig. 11 ist eine Kurve, die die Schmelzpegelschwankung in der Form bei Verwendung einer Eintauchdüse der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 12 ist eine Kurve, die die Pegelschwankung in einer Form unter Verwendung einer Düse nach dem Stand der Technik mit zwei Auslassöffnungen und einem Verbindungsschlitz zeigt (R2, angegeben in Fig. 22),
Fig. 13 ist eine Kurve, vergleichend die Pegelschwankung an beiden Schmalseiten einer Düse nach dem Stand der Technik mit zwei Auslassöffnungen und Verbindungsschlitz und einer Eintauchdüse der vorliegenden Erfindung,
Fig. 14 ist eine Kurve, vergleichend die Fehlstellenrate von jedem kaltgewalzten Keul, das durch Walzen eines Blocks unter Verwendung einer herkömmlichen Düse mit zwei Auslassöffnungen in einem Verbindungsschlitz unter einer Eintauchdüse der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde,
Fig. 15 zeigt die Form einer S3-Düse der vorliegenden Erfindung mit den Messpunkten zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit der vorliegenden Erfindung mit den Messpunkten zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der Düse,
Fig. 16 ist eine Kurve, vergleichend die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung in jedem Querschnitt innerhalb der S3-Düse der vorliegenden Erfindung und einer S1-Vergleichsdüse,
Fig. 17 ist eine Kurve, die Daten der Pegelschwankung wiedergibt, die während eines Mherfachcharge- Stranggiessens unter Verwendung einer S1- Eintauchdüse der vorliegenden Erfindung beobachtet wurde,
Fig. 18 zeigt einen Zustand anhaftender Einschlüsse in einer S1-Eintauchdüse der vorliegenden Erfindung,
Fig. 19 zeigt anhaftende Einschlüsse innerhalb einer S3- Eintauchdüse der vorliegenden Erfindung,
Fig. 20 zeigt eine Düse nach dem Stand der Technik mit zwei Auslassöffnungen und einem Verbindungsschlitz, der einen Winkelabschnitt oder eine Badzone aufweist,
Fig. 21 zeigt eine Düse nach dem Stand der Technik mit zwei Auslassöffnungen und einem Verbindungsschlitz, der einen Winkelabschnitt besitzt,
Fig. 22 zeigt eine Düse nach dem Stand der Technik mit zwei Auslassöffnungen und einem Verbindungsschlitz und
Fig. 23 zeigt einen Stahlschmelzestrom in der Form unter Verwendung einer Düse nach dem Stand der Technik mit zwei Auslassöffnungen und einem Verbindungsschlitz (R1, vorgegeben in Fig. 21).

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORM

Die Ursachen für die bei einer Düse nach dem Stand der Technik mit zwei Auslassöffnungen und einem Verbindungsschlitz aufgefundenen Nachteile oder für das Auftreten der labilen Stahlschmelzeströmung durch die Auslassöffnungen und für das Auftreten eines agressiven Formabwärtsstroms wurden durch eine Reihe von Gießexperimenten unter Verwendung einer kontinuierlich arbeitenden Gießmaschine und durch Beobachtung von Wassermodellexperimenten unter Verwendung eines maßstabsgerechten Modells geklärt wurden. Gemäß den Ergebnissen dieser Experimente ist die Stahlschmelzeströmung, die durch die Senkrechtbohrung der Eintauchdüse nach unten gelangt, labil und die Labilität bewirkt einen Unterschied in den Strömungsgeschwindigkeiten der Stahlschmelze, die aus linken und rechten Ausstoßöffnungen in der Seitenwand der Düse ausströmt. Des weiteren verteilt sich die aus dem Bodenschlitz der Düsenspitze ausströmende Stahlschmelze nicht gleichmäßig in Breitenrichtung der Form. Das hat zur Folge, dass ein Stromabwärtsband, das sich tief in die Form bewegt, durch das oben beschriebene Phänomen separat oder in Konkurrenz auftritt.
Um mit diese Phänomen fertig zu werden, nimmt man in der vorliegenden Erfindung eine Form her, die sich von der der Düse nach dem Stand der Technik mit zwei Auslassöffnungen und einem Verbindungsschlitz unterscheidet und ein Paar Auslassöffnungen aufweist, die in der Seitenwand eines unteren Teils des Zylinders unterhalb eines oberen Öffnungslochs plaziert sind, nicht mit der Öffnung des Bodenschlitzes verbunden sind. In diesem Fall wird sogar dann, wenn ein unausgeglichener dynamischer Druck auf der einen Seite der Stahlschmelze innerhalb einer Senkrechtbohrung in der Düse erzeugt wird, die Auslassöffnung nur durch das Phänomen beeinflusst, und die Bodenöffnung ist frei von dem Einfluss des...... Drucks, da die Schlitzöffnung unterhalb der Auslassöffnung liegt. Da die Größe der Auslassöffnung auf eine Größenordnung verengt werden kann, wie die offenen Flächen des Bodenschlitzes, wird ferner die Erzeugung einer unausgeglichenen Strömung unterdrückt. Somit wurde die vorliegende Erfindung, wie nachfolgend beschrieben, vervollständigt. Die Form des Zylinders kann kreisförmig, elliptisch oder polygonal sein. Außerdem ist die Querschnittsfläche in senkrechter Richtung in nicht notwendiger Weise konstant.
Ein Beispiel der Eintauchdüse der vorliegenden Erfindung ist in der Fig. 1 gegeben. Die Eintauchdüse hat an ihrer Oberseite ein Öffnungsloch, das mit einer Schiebedüseneinheit verbunden ist und besitzt einen zylindrischen Zwischenabschnitt, der eine Senkrechtbohrung aufweist. Wenn wenigstens ein Paar Auslassöffnungen zum Ausstoßen der Stahlschmelze in Breitenrichtung der Form an einem unteren Abschnitt der Düse münden, kann eine weitere kleine Auslassöffnung in Dickenrichtung der Form münden.
Der Unterschied der Düse gemäß der vorliegenden Erfindung gegenüber denen nach dem Stand der Technik besteht darin, dass ein Abstand zwischen einer unteren Kante eines Paars Auslassöffnungen an einer oberen Kante eines Schlitzes (hiernach wird der Abstand als "Trennwand" bezeichnet) auf beispielsweise 40 mm in Richtung der Höhe gehalten wird, und dass eine Bodenseite der Senkrechtbohrung der Düse nach unten konvex ist, und dass ein Öffnungsspalt des Bodenschlitzes 30 mm lang ist. Überdies besitzt die Düse nach der Erfindung eine Gasdurchlassschicht (G) zum Einblasen von Argongas und eine Gaszuführungsöffnung (C) in einer Seitenwand der Düse und sie ist mit einer Düse der Schiebedüseneinheit von einer Unterseite der Schiebedüse befestigt.
Zusätzlich zu der oben beschriebenen Verbesserung weist die Eintauchdüse der vorliegenden Erfindung die Verbesserung auf, dass die Stahlschmelze durch den Bodenschlitz in einem fächerförmigen flachen Strömungsmuster in einer abwärts gerichteten und der Breitenrichtung der Form herausströmt und sich breit verteilt. Beispielsweise ist die Bodenseite der Senkrechtbohrung der Düse nach unten konvex ausgebildet. Im Boden ist auch ein nahezu rechtwinkliger Schlitz, der eine enge Öffnung besitzt, die parallel zu einer Seite, die die Breite der Form bildet, verläuft, in abwärts gerichteter Richtung der Form offen. Die Stahlschmelze in der Düse strömt durch den Schlitz in Richtung seines anliegenden Innen- (statischen)-drucks aus, oder in einem rechten Winkel zu nach unten konvexen Innenseite, so dass der Bodenschlitz zu der fächerförmigen flachen Strömung aus Stahlschmelze in Breitenrichtung der Form führt.
Die Stahlschmelze, die durch den Bodenschlitz ausströmt, bildet ein fächerförmiges, flaches Strömungsmuster, so lange wie die Form des Bodens der Senkrechtbohrung in der Düse nach unten hin konvex ist. Die konvexe Form kann eine beliebige dreidimensionale Form sein, wie beispielsweise halbkugelförmig, ellipsenförmig und kugelförmig, oder kann irgendwie eine zweidimensionale Gestalt haben, wie beispielsweise eine zylindrische Form und eine polygonale Form in Schlitzlängenrichtung, unabhängig, ob die Gesamtform oder ein Teil hiervon.
Wenn keine Trennwand zwischen dem Schlitz und den Seitenwandauslassöffnungen, die eine Verbindung zwischen den einzelnen Elementen schaffen, vorhanden ist, führt ein ungleichmäßiger Stahlschmelzestrom, der durch die Senkrechtbohrung der Tauchdüse nach unten strömt, zu einem Strömungsratenunterschied der Stahlschmelze, die durch die Auslassöffnungen an jeder Seitenwand der Düse herausströmt, und ferner breitet sich die durch den Bodenschlitz ausströmende Stahlschmelze in der Breitenrichtung der Form ungleichmäßig aus. Als Folge hiervon wird der Stahlschmelzestrom in der Form labil und induziert aufgrund der Erzeugung von Wirbeln Pulvereinschlüsse. Wenn die Abmessung der Trennwand 20 mm oder weniger beträgt, stören sich die Strömung aus den Seitenwandauslassöffnungen und die Strömung aus dem Bodenschlitz, so dass die Wirkung der Trennwand kaum auftritt. Aufgrund dessen ist eine wirksame Abmessung der Trennwand 20 mm oder mehr.
Die Anzahl an Auslassöffnungen in der Seitenwand beträgt in dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel 2. die Anzahl ist aber nicht auf ein Paar beschränkt, es können auch zwei Paare eingesetzt werden. Die erforderliche Bedingung besteht darin, der Bodenfläche der Senkrechtbohrung eine nach unten gerichtete konvexe Form zu geben und die Wirkung der vorliegenden Erfindung ist erzielt, wenn die Auslassöffnungen und der Bodenschlitz nicht miteinander verbunden werden.
Die durch den Bodenschlitz ausströmende Stahlschmelze strömt fächerförmig und in einem flachen Muster gleichmäßig in Breitenrichtung der Form aus, so lange wie die Form in einer Querschnittsebene durch die Düsenmittelachse symmetrisch ist. Die Form der Querschnittsbodenfläche der Senkrechtbohrung der Düse in Breitenrichtung kann beliebig linien- oder kurvenförmig sein, wie beispielsweise kreisförmig, ellipsenförmig oder parabolförmig. Die Auswahl der Form der Bodenfläche der Senkrechtbohrung der Düse erlaubt die Einstellung des Ausbreitungsgrades der herausströmenden Stahlschmelze. Ebenso läßt die Längenauswahl der Schlitzlänge oder des Öffnungswinkels des Schlitzes die Einstellung der Ausbreitungsbreite des fächerförmigen, flachen Strömungsmusters zu.
Es wird bevorzugt, die Strömungsrate der aus dem Schlitz herauskommenden Stahlschmelze derart auszuwählen und den Öffnungsspalt des Bodenschlitzes derart zu reduzieren, dass ein bestimmtes Maß zur Erzeugung eines Drucks der Stahlschmelze auf den Öffnungsabschnitt des Schlitzes am Boden der Senkrechtbohrung der Düse vorhanden ist. Wenn der Innen-(statische)druck schwach ist, wird die Wirkung eines durch die Stahlschmelzeströmung in der Düse induzierten dynamischen Drucks vorherrschend, so dass ein gleichförmiger Ausstoß an Stahlschmelze außer einem Teil des Bodenschlitzes gesteigert wird. Diesbezüglich kann ein Wassertestmodell eingesetzt werden, um eine optimale Spaltabmessung für einen spezifischen Gießzustand festzulegen, um ein gleichförmiges breites und flaches fächerförmiges Strömungsmuster sicherzustellen.

BEISPIEL

Beispiel 1

Unter der Voraussetzung, dass ein gewöhnliches Band- Stranggiessen vorliegt (200 bis 250 mm Dicke und 1200 bis 2000 mm Breite) wurde ein Wassertestmodellgerät verwendet. Das Wassertestmodell wurde mit Hilfe eines transparten Acrylharzes hergestellt und umfasst einen Tundisch, eine Form und zwei Arten Eintauchdüsen, und zwar in einem Maßstab von 1/3. Die Strömung der Stahlschmelze wurde durch eine dimensionslose Fluidzahl simuliert. Eine Eintauchdüse gemäß der vorliegenden Erfindung und eine Düse mit zwei Auslassöffnungen und einem Verbindungsschlitz nach dem Stand der Technik wurden getestet.
Mit diesen vorbereiteten Düsen wurde die Strömung der Stahlschmelze in der Form und die Oberflächenströmung der Stahlschmelze in der Form beobachtet, und es wurden eine Reihe von Tests ausgeführt, um (α) das Ausbreitungsmuster der Stahlschmelze, die aus dem Bodenschlitz in die Breitenrichtung der Form ausströmt, (b) den Strömungsratenunterschied der Stahlschmelze, die durch die linken und rechten Auslassöffnungen ausströmt, (c) die Interferenz des aus den Auslassöffnungen und des durch den Bodenschlitz an der Außenseite der Düse ausströmenden Stahlschmelze und (d) die Pegelschwankungen der Stahlschmelze in der Form, die durch den nach oben strömenden Stahlschmelzestrom, der durch die Auslassöffnungen ausströmte, auf die kurze Seite auftreffenden Strom induziert ist, zu studieren. Die Bedingungen dieser Tests sind in der Tabelle 1 aufgelistet. Tabelle 1
Es wurden auch Messungen an verschiedenen Punkten in der Form durchgeführt, wobei mehr als ein Miniaturpropeller Strömungsgeschwindigkeitsdetektor verwendet wurde und gleichzeitig wurden an symmetrischen Punkten auf der linken und rechten Seite der Form gemessene Signale ständig aufgezeichnet, um an jedem Punkt das Phänomen der labilen Strömung (unbalance flow) quantitativ zu bestimmen. Die in dem Wassertestmodell verwendete Eintauchdüse ist in der Fig. 2 gezeigt und von der Art gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie in der Fig. 1 gezeigt ist. In dieser Eintauchdüse wurde die Bodenform der Senkrechtbohrung halbkugelförmig ausgebildet, um so die Testbedingungen zu vereinfachen.
Die Simulationsdüse zum Gießen der Stahlschmelze hatte tatsächlich folgende Abmessungen: einen Durchmesser der Senkrechtbohrung von 92 mm, einen Durchmesser der Auslassöffnung an der Seitenwand der Düse von 70 mm, eine Ausströmungsrichtung (α) der Auslassöffnung von 5 bis 35º nach unten gerichtet, eine Spaltöffnung (w) des Bodenschlitzes von 10 bis 40 mm, einen Ausbreitungswinkel (β) in Breitenrichtung von 80 bis 180º und einen vertikalen Abstand des Unterbrechungsbereichs zischen den Auslassöffnungen und dem Bodenschlitz von 20 bis 60 mm.
Zum Vergleich wurde ein Test ausgeführt, bei dem eine Düse nach dem Stand der Technik mit zwei Auslassöffnungen und einem Verbindungsschlitz verwendet wurde (die Düsenabmessungen waren die gleichen wie bei der Testdüse gemäß der Erfindung), wobei die Düse einen winkelförmigen Boden der Senkrechtbohrung (R1, Fig. 21), einen halbkugelförmigen Boden (R2, Fig. 22) bei den Gießbedingungen entsprechend der Plattenbreite von 1200 bis 1240 mm einer Dicke von 220 mm und der Gießgeschwindigkeit von 1,8 bis 2,4 m/min. Betrugen. Die Tabelle 1 zeigt die Bedingungen der einzelnen Düsen und die im Test beobachteten Ergebnisse ( - Zeichen gibt an, dass die Ergebnisse als gut bewertet sind und das X-Zeichen gibt an, dass die Ergebnisse als schlecht erachtet wurden). Die beobachteten Ergebnisse der Düse nach dem Stand der Technik mit zwei Auslassöffnungen und einem Verbindungsschlitz (R1) für die Stahlschmelzeströmung innerhalb der Form und der Oberflächenschichtströmung von Stahlschmelze in der Form sind in den Fig. 23 dargestellt und zuvor umrissen. Eine weitere detaillierte Beschreibung wird nachfolgend gegeben. Im Hinblick auf den Ausbreitungszustand (α) der Stahlschmelze, die aus dem Bodenschlitz in Breitenrichtung der Form ausströmt, verhinderte der angewinkelte Boden der Senkrechtbohrung eine breite Verteilung in Breitenrichtung der Form und induzierte wahrscheinlich einen labilen Abwärtsstrom eines Strombandes, das in der Form nach unten und der linken oder rechten Seite in Breitenrichtung der Form sich bewegt.
Bezüglich der Düse R1 gab entweder die linke oder rechte Auslassöffnung eine höhere Ausstoßrate an Stahlschmelze, was zu einem Strömungsratenunterschied (b) zwischen den zwei Auslassöffnungen führte, und die Strömung mit höherer Strömungsrate der Stahlschmelze erzeugte einen Aufwärtsstrom an der Schmalseite nach dem Auftreffen auf die Schmalseite der Barrenverfestigungsschale. Als Ergebnis kam es zu einem Anstieg der Oberfläche der Stahlschmelze in der Nähe der kürzeren Seite, was zu einer Pegelschwankung d) an Stahlschmelze führte. Zur gleichen Zeit erhöhte sich die Oberflächenschichtströmungsgeschwindigkeit von der Schmalseite der Form zu der Eintauchdüse. Andererseits kam es an der anderen Schmalseite der Form zu einem Oberflächenschichtströmungsgeschwindigkeitsmangel, was bei den Düsen nach dem Stand der Technik mit zwei Auslassöffnungen beobachtet wurde und als Labilströmungsphänomen der Stahlschmelze in der Form bezeichnet wird.
Fig. 3 zeigt die beobachteten Ergebnisse des Ausströmungszustandes von Stahlschmelze bei einer Vergleichseintauchdüse R2, die zwischen den Seitenwandauslassöffnungen und dem Bodenschlitz eine Verbindung hat. Fig. 4 zeigt die beobachteten Ergebnisse einer Strömung von Metallschmelze in die Form und einer Strömung an der Oberflächenschicht an der Oberfläche der Form, wobei eine Eintauchdüse gemäß der Erfindung eingesetzt wurde. Bei den Ergebnissen der R2-Düse war die Ausstoßrate von Stahlschmelze an einer Seitenauslassöffnung größer als auf der anderen Seite und es wurden ein Phänomen (b), das zwischen der linken und rechten Auslassöffnung eine unterschiedliche Strömungsrate induziert, und ein Phänomen (d) beobachtet, das die Pegelschwankung der Stahlschmelze in der Form betrifft.
Wenn die Eintauchdüse gemäß der Erfindung eingesetzt wurde, um die Stahlschmelzeströmung in der Form und die Oberflächenschichtströmung an der Oberfläche der Stahlschmelze in der Form zu beobachten, war der Ausstoß an Stahlschmelze durch die Auslassöffnungen sowohl an der linken wie auch an der rechten Auslassöffnung gleich und es wurde keine ungleichmäßige Strömung beobachtet. Überdies konnte die Oberflächenpegelschwankung der Stahlschmelze in der Form in einem gewünschten stabilen Bereich von insgesamt 2 bis 6 mm gehalten werden, obwohl bei einer ungenügenden Ausrichtung der Auslassöffnung (α) und ungenügendem Ausbreitungswinkel (β) des Bodenschlitzes in der Breitenrichtung eine abnormale Oberflächenpegelschwankung der Stahlschmelze auftrat.
Die Strömungsgeschwindigkeit der Stahlschmelze in der Nähe der Auslassöffnungen in der Seitenwand der Düse in der Form wurde mit Hilfe eines Miniaturpropeller- Strömungsgeschwindigkeitsdetektors ermittelt. Das Auftreten einer ungleichmäßigen Strömung an verschiedenen Punkten der Eintauchdüse gemäß der Erfindung und der Vergleichsdüse R2 wurde beim Gießen mit einer Gießgeschwindigkeit von 2,4 m/min. Beobachtet.
Beispiele gemäß der Daten sind in den Fig. 5 und 6 gezeigt. Die Strömungsgeschwindigkeit nahe den Auslassöffnungen der Eintauchdüse der Erfindung (Fig. 5) hielt sich in einem stabilen Bereich bei etwa 130 cm/sek. an beiden Auslassöffnungen. Die Düse R2 (Fig. 6) erzeugte aber aufgrund der ungleichmäßigen Strömung eine signifikante Strömungsgeschwindigkeitsungleichmäßigkeit.
Aus dem Vergleich der oben beschriebenen Eintauchdüse gemäß der Erfindung und der Vergleichsdüse R2 bestätigt, dass die ungleichmäßige Stahlschmelzeströmung, die aus den Auslassöffnungen an den Seitenwänden der Düse herausströmt, verhindert wurde, wenn die Auslassöffnung und der Bodenschlitz nicht miteinander verbunden waren, also getrennt voneinander waren. Wenn der Abstand zwischen den Auslassöffnungen und dem Bodenschlitz unter Berücksichtigung der Festigkeit bei 20 mm oder mehr gewährleistet wurde, trat ein Effekt auf, der eine ungleichmäßige Stahlschmelzeströmung beim Ausströmen aus den Auslassöffnungen verhinderte, und wenn der Abstand 60 mm betrug, wurde die Ungleichmäßigkeit perfekt verhindert.
Die nachfolgende Beschreibung bezüglich der Beobachtung der Interferenz (c) an der Außenseite der Düse trat bei Stahlschmelze, die aus den Auslassöffnungen an der Seitenwand der Düse ausströmte und bei dem der aus dem Bodenschlitz ausströmte, auf. Die Gruppe A (siehe Tabelle 1), bei der die Eintauchdüse gemäß der Erfindung mit einem Ausbreitungswinkel von 100º oder mehr am Bodenschlitz verwendete, erzielte ein fächerförmiges, flaches Strömungsmuster.
Die Düsen der Gruppen B bis F (siehe Tabelle 1) haben einen Ausbreitungswinkel am Bodenschlitz von 100º oder mehr. Es wurde herausgefunden, dass ein bevorzugter Zustand zwischen der Richtung der Auslassöffnung (α) und dem Ausbreitungswinkel (β) in Breitenrichtung am Bodenschlitz zwei 2α > 210 - β betrug. Demgemäß wurde in einem Bereich von 2α > 210 - β die Schwankung des Oberflächenpegels der Stahlschmelze in der Form beträchtlich, wie es in Fig. 7 gezeigt ist. Der Grund für dieses Phänomen besteht darin, dass die Stahlschmelze, die durch die Auslassöffnungen ausströmt, und die Kante des fächerförmigen, flachen Strömungsmusters der Stahlschmelze, die aus dem Bodenschlitz ausgestoßen wird, miteinander konkurrieren, und dass die Stahlschmelze durch die Auslassöffnungen offensichtlich überwiegend wurde.
Um die Interferenz zwischen der Strömung aus den Auslassöffnungen der Seitenwand und der Strömung aus dem Bodenschlitz zu studieren, wurde ein Wassermodell eingesetzt, um die Strömung in der Form zu simulieren. Die Testbedingungen simulierten diese Bedingungen bei einer Gießbreite von 1200 mm und einer Ziehgeschwindigkeit von 2,4 m/min. und es wurde eine passende Düse aus der Gruppe D (siehe Tabelle 1) der Erfindung ausgewählt, bei der β = 150 betrug und es wurde eine nicht geeignete Düse aus der Gruppe C ausgewählt, bei der β = 150 betrug.
Von der Oberseite der Eintauchdüse her wurde ein Aluminiumpulverfühler hinzugeführt und die Ortskurve des aus den Auslassöffnungen der Seitenwand und aus dem Bodenschlitz ausströmende Stahlschmelze wurde, basierend auf dem Strömungsverhalten der Stahlschmelze, beobachtet. Bei einer passenden Düse war der Strömungszustand wie der in der Fig. 4. Bei einer nicht passenden Düse störten sich die Strömungen aus den Auslassöffnungen der Seitenwand und die Strömung aus dem Bodenschlitz gegeneinander. Die Tangentialgeschwindigkeit eines Strömungspunktes aus den Seitenwandauslassöffnungen, die sich 300 mm vom Mittelpunkt der Form zur Breitenrichtung öffneten, wurde unter Verwendung eines Propellergeschwindigkeitsmessers erfaßt. Die Position der Auslassöffnung wurde in Fig. 4 mit X&sub1; und X&sub2; bezeichnet, wobei der Abstand nach links und nach rechts von der Mitte der Breite der Form 300 mm ist und von der unteren Kante der Auslassöffnungen der Düse am Mittelpunkt der Breite der Form 250 mm ist. Die beobachteten Ergebnisse sind in den Fig. 8 und 9 gezeigt. Die Horizontalachse ist die Strömungsgeschwindigkeit an der rechten Seite (X&sub2;) und die senkrechte Achse ist die Strömungsgeschwindigkeit an dem linken Loch (X&sub1;). Obwohl die Strömungsgeschwindigkeit bei einer adäquaten Düse (Fig. 8) sich bei ungefähr 23 mm/sek. an beiden linken und rechten Seiten stabilisierte, zeigte die Strömungsgeschwindigkeit bei einer inadäquaten Düse (Fig. 9) eine sich streuende Strömungsgeschwindigkeit mit höherer Durchschnittsgeschwindigkeit als die der adäquaten Düse.
Große Absolutwerte und große Steuungen an den gemessenen Punkten bedeuten große Absolutwerte und große Streuungen in dem aufwärts gerichteten Strom nach dem Auftreffen auf die Schmalseite, was schließlich in großen Absolutwerten und großen Streuungen der Oberflächenströmungsgeschwindigkei t führt.
Man hat herausgefunden, dass für den Fall, dass eine Interferenz auftritt, oder wo 2α + β > 210 ist, die Oberflächenströmungsgeschwindigkeit zunimmt, was die Pulvereinschließung bewirkt.
Sogar dann, wenn das oben beschriebene Phänomen auftritt, bewirkt die Eintauchdüse gemäß der Erfindung, dass dies Phänomen gleichzeitig an beiden Seiten, der linken und rechten, auftritt. Demzufolge erhöht sich, verschieden zu dem Phänomen, dass bei der Eintauchdüse nach dem Stand der Technik ersichtlich war, das Schwankungsmaß des Oberflächenpegels der Stahlschmelze in der Form und der Schwankungsgrad weist auf der rechten und linken Schmalseite der Form die gleiche Größenordnung auf. Außerdem wird die Verteilung des aus dem Bodenschlitz in Plattendickenrichtung in einem fächerförmigen, flachen Muster ausgestossene Stahlschmelzestrom oder die Dickenrichtung in der Form durch die Dicke des Düsenbodens zur Bildung des Schlitzspaltes oder die Dicke (t) der Schlitzinnenwand längs der Ausstoßrichtung. Tatsächlich sind 10 mm Dicke ausreichend, um die Festigkeit am Boden der Düse aufrecht zu erhalten. Da die Innenwände an dem Schlitzspalt zueinander zeigende parallele Ebenen bilden, strömt die Stahlschmelze durch den Bodenschlitz in einem fächerförmigen, flachen Muster aus. Nichts desto trotz ist es bevorzugt, die Dicke t an jedem Abschnitt der Breitenrichtungform gleich festzulegen oder das sich verändernde Dickenverhältnis bei 2,5 oder weniger anzusetzen, um sicherzustellen, dass die Stahlschmelze in jedem Abschnitt in der Schlitzbreitenrichtung in der Form in einem fächerförmigen, flachen Muster ausströmt. Die Funktion, die durch den Bodenschlitz ausströmende Stahlschmelze in einem fächerförmigen, flachen Muster in Breitenrichtung der Form zu verteilen, wird jedoch durch die Form der Bodenöffnung der Senkrechtbohrung zu dem Bodenschlitz erzielt und nicht durch die äußere Form des Bodens. Die erforderliche Maßnahme besteht darin, dass die Innenseite in Breitenrichtung symmetrisch abwärts konvex ist.
Das Ergebnis des Tests ist in Bezug auf die Spaltabmessung des Bodenschlitzes beschrieben. Bei einer Spaltabmessung von 40 mm ist der Beitrag des Innen-(statischen)-Drucks schwach und es tritt kein Schlitzeffekt auf. Somit tendiert die durch die Senkrechtbohrung nach unten strömende Stahlschmelze dazu, aus einem Teil des Bodenschlitzes in einem dicken, nach unten strömenden Strom auszuströmen. Wenn die Spaltabmessung aber von 30 mm auf 20 mm verringert wurde, wurde die Strömung aus dem Bodenschlitz zu einem fächerförmigen, in Breitenrichtung der Form ausgebreitetem Strom verbessert.
Die Minimalabmessung des Schlitzspaltes wird nicht von der Ausströmungsform festgelegt. Die minimale Abmessung des Schlitzspaltes muss ungefähr 10 mm betragen, da beim tatsächlichen Gießvorgang andere Faktoren vorliegen, beispielsweise können Aluminiumeinschlüsse in der Bodenschlitzöffnung anhaften. Demgemäß wird die Spaltöffnung des Bodenschlitzes basierend auf dem Produkt von Spalt und Länge des Schlitzes oder der Querschnittsfläche der Öffnung, abhängig von der Ausstoßmenge an geschmolzenem Stahl, ausgewählt. Nichtsdestotrotz ist ein passender Spalt ein solcher, der es zuläßt, dass die Ausstoßrate aus dem Bodenschlitz auf ein Mass verringert werden kann, so dass an der Schlitzöffnung an der Innenseite der Eintauchdüse ein Stahlschmelzedruck erzeugt wird.
Wenn der Beitrag des Innen-(statischen)-Drucks schwach ist, wird die Wirkung des durch den Stahlschmelzestrom innerhalb der Düse induzierte dynamische Druck vorherrschend und die Stahlschmelze strömt durch einen Teil des Bodenschlitzes aus. Demgemäß könnte die Strömung vielleicht kein gleichförmig ausgebreitetes Fächermuster bilden. Eine optimale Spaltabmessung für eine bestimmte Gießbedingung kann durch ein Wassertestmodell bestimmt werden.

Beispiel 2

Zu Studienzwecken der Interferenz zwischen der Strömung aus den Seitenwand-Ausgangsöffnungen und der Strömung aus dem Bodenschlitz wurde die Strömung in der Form unter Verwendung eines Wassermodells beobachtet. Die Gießbedingungen waren auf die Formbreite von 1200 mm und die Ziehgeschwindigkeit von 2,4 m/min abgestimmt. Die Grundbauart der Eintauchdüse war eine Düse D (siehe Tabelle 1) mit β = 150, wobei die Trennwandabmessung in fünf Höhen variierte: 0 (Schlitzverbindungstyp) 10, 20, 30 und 50 mm. Die Beurteilung, ob eine Ungleichmäßigkeit vorlag, wurde durch Messen der Strömungsgeschwindigkeitsänderung in der Form über die Zeit durch Bestimmen der Standardabweichung ausgeführt.
Es wurde die Ausstoßströmungsgeschwindigkeit aus den linken und rechten Auslassöffnungen gemessen. Die Messposition waren die Auslassöffnung und die Stellen X1 oder X2, wie oben beschrieben. Das Ergebnis ist in der Fig. 10 gezeigt. Bei einer Trennwandabmessung von 0 (die Seitenwandauslassöffnung und der Bodenschlitz waren miteinander verbunden) war die Standardabmessung mit 34 cm/sek. groß, was darauf hinwies, dass dort eine signifikante hohe Schwankung vorhanden war. Andererseits betrug die Standardabweichung 5 cm/sek. oder weniger, wenn die Trennwandabmessung 10 mm oder mehr betrug, was darauf hindeutet, dass der ausströmende Strom ziemlich stabil war. Dies zeigte, dass die Trennwand den Effekt des in der Senkrechtbohrung der Düse erzeugten dynamischen Drucks eliminierte.
Aluminiumtracer wurde von oberhalb der Eintauchdüse zugefügt, um die Ortskurve des aus den Seitenwandauslassöffnungen herausströmenden Stroms. zu erfassen. Es wurde herausgefunden, dass die Ortskurve nicht sehr stark durch die Trennwandabmessung beeinflusst wurden. Folglich wurde die Tangentialgeschwindigkeit einer Ortskurve des aus den Seitenwandauslassöffnungen an einem in Breitenrichtung der Form 300 mm versetzten Punkt herausströmenden Stroms durch einen Propeller-Strömungsgeschwindigkeitsmesser erfasst. Das Ergebnis ist in der Fig. 4 gezeigt. Wenn die Abmessung der Trennwand 10 mm oder weniger betrug, wurde die Standardabweichung 10 cm/sek. oder mehr, was darauf hindeutete, dass die Strömung unstabil war. Dies rührt vermutlich von der Interferenz zwischen der Strömung aus den Seitenwandauslassöffnungen und der Strömung aus dem Bodenschlitz. Wenn die Trennwandabmessung 20 mm oder mehr betrug, wurde die Fluktuation klein und es trat keine Interferenz auf.
Aus den zuvor beschriebenen Ergebnissen ist herzuleiten, dass eine bevorzugte Abmessung der Trennwand 20 mm oder mehr zu betragen hat, um den Effekt des dynamischen Drucks in der Senkrechtbohrung zu vermeiden und die Interferenz zwischen der Strömung aus den Seitenwandauslassöffnungen und dem Bodenschlitz zu vermeiden.

Beispiel 3

Es wurde, basierend auf den Düsen der Gruppe D in Tabelle 1 eine Düse mit einem Bodenschlitz-Aufweitwinkel β von 130º vorbereitet und auch eine Vergleichsdüse aus R2, und es wurde auch eine tatsächliche Düse vorbereitet. Diese zwei Düsenarten wurden zusammen mit einer Düse mit zwei Auslassöffnungen nach dem Stand der Technik eingesetzt, um den Gießvorgang in einer kommerziellen Einrichtung unter den gleichen Bedingungen mit dem Wassertestmodell auszuführen. Die untersuchten Punkte waren die Oberflächenspannung der Stahlschmelze in der Form und die Oberflächenqualität des kaltgewalzten, dünnen Stahlblechs, das aus der gegossenen Platte erzielt wurde. Die Eintauchdüsen wurden aus Aluminium- Kohlenstoff gefertigt.
Der Gussstahl war ein aluminiumberuhigter Stahl, der aus einer in einem Konverter befindlichen Stahlschmelze bereitet wurde und dessen Zusammensetzung in einer RH-Vakuum- Entgasungseinrichtung auf C ≤ 0,05% Si ≤ 0,03%, Mn ≤ 0,30 %, P ≤ 0,03%, S < 0,02% und Sol.A&sub1; ≤ 0,20 bis 0,40 Gewichts- % eingestellt wurde. Die Ausgabe der Stahlschmelze aus einer Gießpfanne in einen Tundish wurde unter Verwendung einer luftdichten Leitung ausgeführt. Der Tundish war mit einer innenseitigen Magnesiumisolierung ausgekleidet. Es wurde in einem Raum zwischen der Tundish-Abdeckung und der inneren Oberfläche des geschmolzenen Stahls Argongas eingeführt, um eine sekundäre Oxidation zu verhindern. Die Temperatur der Stahlschmelze im Tundish wurde auf 1560 bis 1545ºC gehalten, um das Aufschwemmen von Einschlüssen in der Stahlschmelze im Tundish zu erhöhen.
Das Gießen der Stahlschmelze in die Form wurde unter Verwendung einer mit einer Schiebedüse versehenen Stahlströmungsratesteuereinheit und einer Eintauchdüse ausgeführt. Mit Hilfe eines Kontrollgerätes zur Kontrolle des Stahlschmelzeoberflächepegels in der Form wurde die Oberfläche der Stahlschmelze von dem oberen Ende der Form aus gemessen auf einer konstanten Höhe von 100 mm oder weniger gehalten. Gleichzeitig wurde Argongas mit einer Rate von 9 1/min in das Innere der Schiebedüse und der Eintauchdüse eingeführt, um eine Anhaftung von Aluminiumeinschlüssen an der Innenwand der Senkrechtbohrung zu verhindern. Das verwendete Formpulver war eines zum Gießen von aluminiumberuhigten Stahl mit niedriegem Kohlenstoffgehalt.
Zur Messung der Oberflächenpegelschwankungen der Stahlschmelze in der Form wurde an der Oberseite der Form ein berührungsloser Oberflächenhöhenmesser installiert, der mit einem Wirbelabstandsmesser arbeitet. Die Messung wurde bei der maximalen Schwankung des Oberflächenpegels in der Nähe der linken und rechten Schmalseiten der Form durchgeführt. Die an den linken und rechten Messpunkten gemessenen Datensignale wurden durch ein Mehrfachkanal-Datenrekorder ständig aufgezeichnet. Zu Analysezwecken wurden gleichzeitig sowohl an der linken wie auch an der rechten Messstelle die Unterschiede der Oberflächenschwankungen zur Quantifizierung der Ungleichmäßigkeitserscheinung aufgezeichnet.
Die Fig. 11 und 12 zeigen Beispiele der Oberflächenpegelschwankungen während der Gießzeit von 14 Minuten, und zwar für jede Eintauchdüse der Erfindung (D- Gruppe, β = 130º) und für eine Vergleichsdüse R2. Die Oberflächenpegelschwankung der Eintauchdüse der Erfindung bewegte sich an der linken und rechten Schmalseite der Form innerhalb eines Bereichs von 1 bis 4 mm und der Unterschied der Oberflächenpegelschwankung zwischen der linken und rechte Seite betrug zur gleichen Zeit ± 1 bis 2 mm (siehe Fig. 11). Andererseits änderte sich der Unterschied der Oberflächenpegelschwankung zwischen der linken und der rechten Seite mit der Zeit von 0 bis 5 mm, was auf das Vorhandensein einer ungleichmäßigen Strömung (Fig. 12) hindeutete.
Die Fig. 13 zeigt einen Vergleich von gemessenen Daten der Oberflächenpegelschwankung der Stahlschmelze an der linken und rechten Schmalseite der Form. Ebenso ergab sich während der Messung, dass bei der Eintauchdüse gemäß der Erfindung die an der linken und rechten Seite beobachteten Werte bei annähernd 3 mm wahren, was eine adäquate Höhe war. Andererseits ergab sich bei der Düse nach dem Stand der Technik mit zwei Auslassöffnungen eine Oberflächenschwankung von 1,5 bis 5 mm, wobei der Maximalunterschied zwischen der linken Seite und der rechten Seite ungefähr 3 mm betrug. Um die Verbesserung der Oberflächenqualität bei einem kaltgewalzten, dünnen Stahlblech zu bestätigen, wurde eine Zweistrang-Stranggießmaschine verwendet. Die Eintauchdüse der Erfindung wurde in einer Form an einer Seite der Maschine angebaut und die Düse nach dem Stand der Technik mit zwei Auslassöffnungen wurde in einer anderen Form an der anderen Seite der Maschine angebaut. Das Gießen wurde während des gleichen Chargegusses bei zwei Gießgeschwindigkeiten ausgeführt, nämlich 2,0 m/min. und 2,4 m/min. und das Gussband wurde auf eine Dicke von 2,5 mm heißgewalzt in ein Coil, ohne dass eine Reinigung durchgeführt wurde.
Nach dem Dekapieren der Oberfläche des hergestellten Coils, wurde das Coil mit Hilfe einer Kaltwalzanlage in ein kaltgewalztes, dünnes Stahlblech mit einer Dicke von 0,7 mm gewalzt. Die Oberfläche des Coils wurde an beiden Seiten über die gesamte Länge in einer Coilprüflinie einer Sichtprüfung unterworfen. Neben den überwachten Oberflächendefekten wurden des weiteren unter einem Scan-Elektronenmikroskop zum Überprüfen des Vorhandenseins von Al&sub2;O&sub3;, CaO, Na&spplus; etc. durch Aluminiumeinschlüsse und Formpulver verursachte schuppenartige Fehler analysiert. Die Anzahl der Defekte erfolgte anhand der Schuppendefektrate (%), die bestimmt wurde durch das Produkt der Anzahl an Schuppendefekten und der Standardlänge pro Defekt geteilt durch die Gesamtlänge des Coils und multipliziert mit 100.
Fig. 14 zeigt die Ergebnisse des Testes, bei dem ein Relativindex als Standardrate (1,0) verwendet wurde, basierend auf der Schuppendefektrate auf einem kaltgewalzten Coil, das mit einer Gießgeschwindigkeit von 2,0/min. mit einer Eintauchdüse nach dem Stand der Technik gegossen wurde. Der Relativindex der Defektrate für das Vergleichsbeispiel bei einer Gießgeschwindigkeit von 2,4 m/min. betrug 1,3. Die Relativindexe auf einem kaltgewalzten Coil unter Verwendung der Eintauchdüse der Erfindung betrugen für beide Gießgeschwindigkeiten 0,4 oder weniger.
Für die zuvor beschriebene Untersuchung wurde herausgefunden, dass die Verwendung einer Eintauchdüse der vorliegenden Erfindung bei einer kommerziellen Stranggusslinie, die ungleichmäßige Stahlschmelzeströmung verbesserte, welche bei einer Düse mit zwei Auslassöffnungen nach dem Stand der Technik ein Nachteil wäre, und es wurde herausgefunden, dass ein optimaler Schwankungsbereich des Oberflächenpegels der Stahlschmelze in der Form erzielt wurde und dass ein optimaler Schwankungsbereich des Oberflächenpegels der Stahlschmelze in der Form sogar bei hohen Gießgeschwindigkeiten von 2,0 m/min. oder mehr gewährleistet war und dass das hergestellte Stahlblech ferner eine verbesserte Oberflächenqualität gegenüber dem Stand der Technik aufwies.

Beispiel 4

Mit den Eintauchdüsen der vorliegenden Erfindung, die drei verschiedene, reduzierte Düsenquerschnitte aufwiesen und aus Aluminium-Kohlenstoff gefertigt wurden, wurde für jede der Düsen in einer kommerziellen Gießmaschine ein 5-faches Charge-Stranggießen durchgeführt, wobei die Strangbreite von 1.200 bis 1.240 mm reichte, die Dicke 220 mm betrug, die Gießgeschwindigkeit 2,0 bis 2,4 m/min. betrug. Die durch die Anhaftung von Aluminiumeinschlüssen hervorgerufene Oberflächenpegelschwankung wurde untersucht und die Düseninnenseite wurde nach dem Gießvorgang überprüft, um den Zustand der anhaftenden Aluminiumeinschlüsse in jeder Düse zu vergleichen.
Alle verwendeten Eintauchdüsen der Erfindung gehörten der Gruppe D an, wie es in Tabelle 1 angegeben ist, die einen Ausbreitungswinkel des Bodenschlitzes β = 130º aufwiesen, deren Schlitzspalt w = 30 mm betrug, der Auslassöffnungswinkel α = 25º und der Durchmesser der Auslassöffnung 60 mm betrugen. Die Tabelle 2 zeigt die Düsen mit einer anderen reduzierten Querschnittsausgestaltung. Tabelle 2 gibt auch die beobachteten Ergebnisse der anhaftenden Aluminiumeinschlüsse an der Innenseite der Düse und die Oberflächenpegelschwankung der Stahlschmelze in der Form an. Die Symbole sind: ( ) für bevorzugten Zustand, (O) für nicht vorteilhaft, aber anwendbar und (X) für nicht anwendbar. Tabelle 2
X: Vorhandensein von Einschlüssen
: keine Einschlüsse
Die in der Tabelle 2 angegebene Eintauchdüse S1 war von der Art, die die Innengestalt gemäß der Fig. 2 hat, die eine Senkrechtbohrung mit gerader zylindrischer Form mit einem Durchmesser von 92 mm und eine halbkugelförmige Bodenfläche der Senkrechtbohrung aufwies. Die in Tabelle 2 angegebene Eintauchdüse S2 war von der Art, die die Innenform gemäß der Fig. 1 besaß, welche eine Senkrechtbohrung mit gerader zylindrischer Form mit einem Durchmesser von 92 mm von der Oberseite bis zu den Auslassöffnungen aufwies. Die Senkrechtbohrung von den Auslassöffnungen zu dem Boden wies einen waagrechten Querschnitt von quasi elliptischer Form auf mit einer Hauptachse, die parallel zum Bodenschlitz verlief und einer Nebenachse, deren Länge proportional zu dem nach unten gerichteten Abstand reduziert war, um die Querschnittsfläche der Senkrechtbohrung zum Bodenschlitz hin zu verringern.
Der zur Breite der Form durch die Düsenmittelachse in der Senkrechtbohrung liegende Querschnitt kam an eine nach unten gerichtete konvexe Parabel heran und die Innenöffnung des Bodenschlitzes lag an der Parabelseite. Die Eintauchdüse S3 in Tabelle 2 ist die, wie sie in Fig. 15 angegeben ist, die an der Oberseite der Senkrechtbohrung einen kreisförmigen Querschnitt aufwies und einen nach unten zu den Auslassöffnungen gerichteten Abschnitt besaß, der einen Querschnitt mit einer Hauptachse von 92 mm parallel zu der Bodenschlitzöffnung aufwies. Die Nebenachse verringerte sich allmählich von 92 mm auf 64 mm, um einen ellipsenförmigen Querschnitt zu bilden. Der Querschnitt von den Auslassöffnungen zu dem Boden wurde zum Schlitz hin am Boden der Senkrechtbohrung bei einer zuvor beschriebenen S2-Düse verringert. Die innenseitige Mündung des Bodenschlitzes lag an der nach unten gerichteten konvexen Parabel an dem Boden der Senkrechtbohrung.

Beispiel 5

Um den Effekt des Verhinderns von Aluminiumanhaftungen durch Änderung der Düseninnenwandform zu untersuchen, wurde ein voll maßstabsgerechtes Wassermodellexperimentgerät zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeitsverteilung innerhalb der Eintauchdüse eingesetzt. Das Verkleinerungsverhältnis der verwendeten Eintauchdüsen ist in Tabelle 3 aufgelistet. Die Abmessung der Düse S1 betrugen A&sub1; = 66,4 cm², A&sub0; = 66,4 cm², A&sub2;-61,9 cm², X&sub1; = 7,5 cm. Die Form der Düse S3 ist in Fig. 15(α) angegeben. Die Abmessungen der Düse S3 betrugen A0 = 66,4 cm², A1 = 46,22 cm², A2 = 32 cm², X1 = 7,5 cm.
Die Messung der Strömungsgeschwindigkeit wurde an drei Querschnitten ausgeführt: Querschnitt 1 (100 mm über der Oberkante der Seitenwandauslassöffnungen), Querschnitt 2 (10 mm über der Oberkante der Seitenwandauslassöffnung) und Querschnitt 3 (auf der Hälfte des Abstands zwischen der Unterkante der Seitenwandauslassöffnung und der Oberkante des Bodenschlitzes), wobei die Querschnitte in der Fig. 15 (α) gezeigt sind. Für jeden Querschnitt wurde die Messung ausgeführt, um die Strömungsgeschwindigkeit Vk (k war 1 bis 12) an zwölf Punkten zu bestimmen, die durch die Zahlen 1 bis 12 im Abstand von der Wandfläche und die Strömungsgeschwindigkeit V&sub0; an der Düsenmitte (Fig. 15(b)) festgelegt wurden. Dann wurde der Wert (Strömungsgeschwindigkeit in der Nähe der Wand)/(Strömungsgeschwindigkeit am Düsenmittelpunkt) berechnet, um den Stagnationszustand abzuschätzen. Fig. 16 zeigt das Ergebnis. Die Figur zeigt die Maximal- und Minimalwerte von (Vk/V&sub0;) in jeder Düse an jedem Düsenquerschnitt. Für die Düse S1 ergab sich am Querschnitt 1 für Vk/V&sub0; 0,7 bis 1, jedoch ergaben die Querschnitte 2 und 3 Werte, die von 0,3 bis 0,8 reichten, was darauf hinweist, dass die letzteren Querschnitte eine Stagnationszone aufwiesen. Für die Düse S3 ergab der Querschnitt 1 einen Wert von 0,7 bis 1, was dem Wert der Düse S1 ähnelt. Nichtsdestotrotz ergaben die Querschnitte 2 und 3 Werte von 0,65 bis 1, was auf die Elimination einer Stagnationszone hinweist.
Mit der Verengung der horizontalen Querschnittsflächen um 70% und mehr und mit Hilfe der Verengung gemäß dem Verhältnis {(dA/dX) x (X&sub1;/A&sub1;)} ≤ -0,3 ist das Auftreten einer Stagnationszone an der Innenwandfläche verhindert. Aufgrund dessen ist eine Stagnation unterdrückt und die Menge an anhaftendem Aluminium an der Innenwandfläche der Eintauchdüse wird durch Veränderung der Düseninnenwandform gemäß der von S1 zu der von S3 reduziert.
Demzufolge reduziert die Verengung des Düseninnendurchmessers die Stagnation innerhalb der Düse und verhindert eine Aluminiumanhaftung. Tabelle 3
A&sub0;: horizontale Querschnittsfläche der Senkrechtbohrung am oberen Abschnitt der Düse
A&sub1;: horizontale Querschnittsfläche der Senkrechtbohrung in der Höhe des Mittelpunktes der Auslassöffnung der Düse
A&sub2;: horizontale Querschnittsfläche der Senkrechtbohrung an der Oberkante des Schlitzes
A: horizontale Querschnittsfläche der Senkrechtbohrung der Düse
X: senkrechter Abstand von der Höhe des Mittelpunktes der Auslassöffnung der Düse
X&sub1;: senkrechter Abstand von der Höhe des Mittelpunktes der Auslassöffnung zur Oberkante des Schlitzes Ähnlich zum Beispiel 3 wurde das Gießen ausgeführt, indem ein aluminiumberuhigter Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt für ein kaltgewaltztes, dünnes Stahlblech von einer Gießpfanne in einen Tundish in einer nicht oxidierenden Atmosphäre ausgegeben wurde, um ein sekundäres Oxidieren der Stahlschmelze im Tundish zu verhindern. Die Temperatur der Stahlschmelze im Tundish wurde auf 1560 bis 1545ºC gehalten, um die Aufschwemmseparation der Einschlüsse in der Stahlschmelze im Tundish zu erhöhen.
Das Eingießen der Stahlschmelze in die Form wurde unter Verwendung einer Stahlschmelze-Oberflächenpegelkontrolleinheit in der Form ausgeführt, um den Oberflächenpegel der Stahlschmelze in der Form bei 100 mm unterhalb der Oberkante der Form zu halten, während Argongas mit einer Rate von 9 l/min. in den Stahlschmelze- Strömungsratesteuergerät-Schiebedüse und die Eintauchdüse eingebracht wurde, um ein Anhaften von Aluminiumeinschlüssen an diesen Bereichen zu verhindern. Ein Formpulver für aluminiumberuhigten Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wurde an der Oberfläche der Stahlschmelze in der Form aufgebracht. Die Schiebedüse wie auch die Stationärdüse wies zwei hochfeuerfeste Platten mit einem Innendurchmesser von 80 mm auf.
Bei der Überwachung der Oberflächenpegelschwankung der Stahlschmelze in der Form während des Stranggießens zeigten die ersten und zweiten Chargen beim Stranggießen gleiche Oberflächenpegelschwankungen an den linken und rechten Seiten der Form innerhalb eines Schwankungsbereiches von 2 bis 4 mm für alle Düsen S1, S2 und S3; und die Düsen wurden als vorteilhaft ( ) eingestuft.
Beim Gießen der dritten bis fünften Charge ergab aber die S1- Düse eine starke Oberflächenpegelschwankung der Stahlschmelze und zeigte einen Schwankungsunterschied in der Form zwischen der linken und der rechten Seite. Trotzdem führten die S2- und S3-Düsen zu einem zufriedenstellenden Ergebnis, ähnlich zu dem der ersten und zweiten Chargen.
Die Fig. 17 zeigt die beobachteten Ergebnisse bezüglich der Oberflächenpegelschwankung der Stahlschmelze in der Form mit einer S1-Düse. Die Oberflächenpegelschwankung bei der ersten und zweiten Charge erstreckte sich in einem Bereich von 2,5 - 4,0 mm mit einem Schwankungsunterschied zwischen der linken und rechten Seite in der Form von 0,5-1,2 mm. Beim GieEen der dritten bis fünften Charge erhöhte sich aber die Oberflächenpegelschwankung auf 2,3-5,4 mm und der Schwankungsunterschied erhöhte sich auf 0,8 bis 3,3 mm. Obwohl im letzteren Fall keine vorteilhafte Oberfläche der Stahlschmelze erzielt wurde, wurde der Guss als verwendbar eingestuft (mit -Kennzeichnung).
Die Fig. 18 zeigt den Zustand von an der Innenwand der 51- Düse anhaftenden Aluminiumeinschlüsse, die nach dem Gießen beobachtet wurden. Im Bereich der Senkrechtbohrung der Düse hafteten viele Aluminiumeinschlüsse an der linken und rechten Auslassöffnungsseite oder der der Schmalseite der Form der Senkrechtbohrung entsprechenden Innenwandfläche an, und es wurden an der der Längsseite der Form entsprechenden Innenwandseite weniger Aluminiumeinschlüsse gefunden. An der Innenwandfläche zwischen dem Auslassöffnungsabschnitt und der Öffnung des Bodenschlitzes hafteten dicke Aluminiumeinschlüsse in der parallel zu Längsseite der Form liegenden Zone an, die sich bis zur Innenseite der Öffnung des Bodenschlitzes erstreckt.
Die Beobachtung der Stahlschmelzeströmung in der S1-Düse wurde in einem Wassertestmodell ausgeführt. Die Stahlschmelzeströmung vom oberen Abschnitt der Düse zu den Auslassöffnungen bildete ein einziges Strömungsband, das abwärts verlief und durch einen Teil des Querschnitts der Düse ungleichmässig zu einer Seite der Auslassöffnungen hindurchging und entlang der Wand der ausgewählten Seite herabströmte. Als Ergebnis wurde der Bereich zwischen der anderen Seiteninnenwand und der unausgeglichenen Strömung der Stahlschmelze eine Stagnationszone. Dieses Strömungsphänomen mit unausgeglichener Strömung wanderte im Laufe der Zeit abwechselnd von einer Auslassöffnung zu anderen.
Die Strömungslinie der Stahlschmelze in einem Bereich zwischen den Auslassöffnungen und der Bodenschlitzöffnungen bildeten einen Bandstrom, der parallel zur Breite der Form zur Schlitzöffnung hin ausgerichtet ist. Die Zone zwischen dem Strom und der Innenwand, die parallel zu Längsseite der Form liegt, wandelte sich zu einer Stagnationszone. Da der Innenwandabschnitt der S1-Düse, wo viele Aluminiumeinschlüsse anhafteten, mit der im Wassertestmodell beobachteten Stagnationszone übereinstimmte, induzierte der Abschnitt vermutlich eine turbulente Strömung aus Stahlschmelze, so dass die Agglomeration von Aluminium anwuchs und die Anhaftung von Aluminium an der Innenwandfläche verursacht wurde.
Demgemäß wurde herausgefunden, dass eine bevorzugte Querschnittsform einer Senkrechtbohrung in einer Düse darin besteht, den Innendurchmesser der Senkrechtbohrung zu verringern, um das Auftreten einer Unausgeglichenheit zu verhindern und die Erzeugung einer Turbulenzzone aus Stahlschmelze zwischen der Strömungslinie der Stahlschmelze und der Düseninnenwand zu verhindern. Konkret gesagt, wird es bevorzugt, den Innendurchmesser der Senkrechtbohrung oder den Innendurchmesser in Richtung der Formdicke zu verringern, um einen elliptischen Querschnitt auszubilden, während dessen Querschnittsfläche zur Bodenöffnung hin reduziert wird.
Überdies weist das Innenloch zwischen dem Auslassöffnungsabschnitt und der Bodenabschnittsöffnung vorzugsweise eine höhere Flachheit auf, bei der der Durchmesser in Richtung der Dicke der Form weiter reduziert ist, und vorzugsweise die Querschnittsfläche entlang des nach unten strömenden Stahlschmelzestroms entsprechend der Ausstossrate an Stahlschmelze durch die Auslassöffnungen und den Bodenschlitz reduziert ist.
Die Form der S2-Düse wurde aus den oben beschriebenen Beobachtungen hergeleitet. Der Abschnitt zwischen den Auslassöffnungen bis zur Öffnung des Bodenschlitzes wurde in einer quasi-ellipsoiden Querschnittsform mit größerer Flachheit und einer Verringerung des Durchmessers in Dickenrichtung der Form entsprechend der Strömungsrate, die aus dem Bodenschlitz kommt, geformt, und die Hauptachsenabmessung der Ellipse wurde entlang der Parabel verringert, um eine nach unten gerichtete konvexe Öffnung des Bodenschlitzes zu bilden.
Die Form der S3-Düse wurde auf der Grundlage der Form einer S2-Düse weiter verbessert. Der Querschnitt an der Oberseite der Senkrechtbohrung in der Düse wurde kreisförmig ausgebildet, um mit einer Schiebedüse verbunden zu werden. Der Abschnitt von der Düsenoberseite zu den Auslassöffnungen verringerte nach und nach die Nebenachsenabmessung, um einen ellipsioden Querschnitt zu bilden und dessen Querschnittsfläche zu verringern. Die Ellipse wurde durch Verringerung des Durchmessers der Senkrechtbohrung in Richtung der Dicke der Form ausgebildet. Die erste Aufgabe der Ausrichtung der Ellipse besteht darin, einen Querschnitt des Stahlschmelzestroms, der unausgeglichen ist, in ein flaches Muster zu korrigieren und den Turbulenzbereich der Stahlschmelze an der anderen Seite zu verringern. Die zweite Aufgabe besteht darin, die Öffnungsbreite in Längsrichtung des Bodenschlitzes in einer breiten Dimension beizubehalten, indem der Innendurchmesser in Schlitzrichtung reduziert wurde, und nicht der Innendurchmesser in Längsrichtung des Schlitzes stromaufwärts der Senkrechtbohrung.
Die Fig. 19 zeigt einen Zustand mit einer Anhaftung von Aluminiumeinschlüssen an der Innenwandfläche der S3-Düse, die nach dem Gießen beobachtet wurde. In einem Abschnitt von der Oberseite der Senkrechtbohrung zu den Auslassöffnungen reduzierte sich die Menge von anhaftenden Aluminiumeinschlüssen an der Innenwand signifikant an den linken und rechten Auslassöffnungsseiten, bzw. an der Innenwand, die der Schmalseite der Form in der Senkrechtbohrung entspricht. Es hafteten keine Aluminiumanschlüsse an der Innenwand zwischen dem Auslassöffnungsabschnitt und der Öffnung des Bodenschlitzes an. Somit wurde der Verbesserungseffekt in dem gesamten Düseninnenbereich beobachtet. Obwohl oberhalb der Auslassöffnungen in der Senkrechtbohrung eine geringe Menge an anhaftenden Aluminiumanschlüssen gefunden wurde, würde dieses Phänomen gelöst werden, indem die Querschnittsfläche in diesem Abschnitt weiter verringert wird.
Bezüglich des Zustands der Anhaftung von Aluminiumanschlüssen der S2-Düse, obwohl dies hier nicht dargestellt ist, entspricht die Menge von den anhaftenden Aluminiumeinschlüssen an dem Abschnitt von der Oberseite der Senkrechtbohrung zu den Auslassöffnungen hin nahezu gleich der in der S1-Düse. Diesbezüglich war die S2-Düse gegenüber der S1-Düse nicht besser. Es wurden aber in dem Abschnitt von den Auslassöffnungen bis zur Mündung des Bodenschlitzes keine Aluminiumanhaftungen gefunden, was eine Verbesserung in diesem Abschnitt zeigte.
Aus der Überwachung der oben beschriebenen Gießtests und Wassermodelltests wurde herausgefunden, dass die Anhaftung von Aluminiumeinschlüssen an der Innenwandfläche der Senkrechtbohrung oder im Bereich nahe der Innenmündung des Bodenschlitzes in der Eintauchdüse der Erfindung verhindert wurde, indem eine horizontale Querschnittsform der Senkrechtbohrung mit einer Ellipsenform oder flachen Abschnittsform gewählt wurde, dessen Querschnittsfläche sich nach unten hin verringerte, während die innenseitige Querschnittsfläche zur Innenmündung hin kontinuierlich reduziert wurde.
Wie zuvor detailliert beschrieben wurde, bestätigte sich, dass die Eintauchdüse gemäß der vorliegenden Erfindung, die Anhaftung von Aluminiumeinschlüssen verhindert, die Oberflächenpegelschwankung der Stahlschmelze in der Form innerhalb eines optimalen Bereichs über den gesamten Betrieb von der ersten Charge bis zur letzten Charge auch bei einem Mehrfachcharge-Stranggießbetrieb beibehalten kann.

Claims

1. Eintauchdüse zum Stranggiessen, umfassend:

(a) einen Eintauchdüsenkörper, der Stahlschmelze aus einem Tundish in eine Form zum Stranggiessen leitet,

(b) wobei der Eintauchdüsenkörper an einem oberen Ende des Eintauchdüsenkörpers ein Öffnungsloch besitzt, das die Stahlschmelze aus dem Tundish aufnimmt,

(c) wobei der Eintauchdüsenkörper eine Senkrechtbohrung besitzt, die eine Mittelachse und einen Boden hat,

(d) wobei der Eintauchdüsenkörper wenigstens ein Paar Seitenauslassöffnungen aufweist, die die Stahlschmelze durch die Senkrechtbohrung hindurch in die Form einführt, wobei die Auslassöffnungen bezüglich einer durch die Mittelachse der Senkrechtbohrung hindurchgehenden Querschnittsebene symmetrisch liegen,

(e) wobei der Eintauchdüsenkörper eine Bodenöffnung zum abwärtigen Einbringen der Stahlschmelze in die Form besitzt, die in einer Höhe liegt, die niedriger ist als die Auslassöffnungen, und wobei die Bodenöffnung nicht mit den Auslassöffnungen verbunden ist, und gekennzeichnet durch:

(f) der Boden der Senkrechtbohrung weist unterhalb der Auslassöffnungen eine nach unten hin konvexe Fläche auf und

(g) die Bodenöffnung hat die Form eines Schlitzes.

2. Eintauchdüse nach Anspruch 1, bei der der Boden der Senkrechtbohrung eine bezüglich einer Querschnittsebene, die durch die Mittelachse des Körpers der Eintauchdüse geht und die parallel zur Breitenrichtung der Form verläuft, symmetrische, nach unten gerichtete konvexe Linie bildet, und bildet eine bezüglich einer Querschnittsebene, die durch eine Mittelachse des Eintauchdüsenkörpers geht und senkrecht zu Breitenrichtung der Form liegt, symmetrische, eine nach unten gerichtete konvexe Linie.

3. Eintauchdüse nach Anspruch 1, bei der der Boden der Bohrung eine symmetrisch zu einer Querschnittsebene, die durch eine Mittelachse des Körpers der Eintauchdüse geht und parallel zur Breitenrichtung der Form liegt, eine nach unten gerichtete konvexe Kurvenlinie bildet, und bildet symmetrisch zu einer Querschnittsebene, die durch eine Mittelachse des Körpers der Eintauchdüse geht und senkrecht zur Breitenrichtung der Form liegt, eine nach unten gerichtete konvexe Linie.

4. Eintauchdüse nach Anspruch 1, bei der die Seitenauslassöffnungen einen Winkel α aufweisen, der gegenüber einer Horizontalebene nach unten gerichtet ist, und bei der die Bodenschlitzöffnung einen Winkel β besitzt, der sich in Breitenrichtung der Form nach unten hin erweitert, wobei der Winkel α und der Winkel β folgende Gleichung erfüllen:

2α + β ( 210.

5. Eintauchdüse nach Anspruch 1, bei der ein oberstes Oberende der Bodenschlitzöffnung von einem untersten Ende der Seitenauslassöffnung zumindest 20 mm abwärts beabstandet ist.

6. Eintauchdüse zum Stranggiessen, umfassend:

(a) einen Eintauchdüsenkörper, der geschmolzenes Metall aus einem Tundish in eine Form zum Stranggiessen leitet;

(b) wobei der Eintauchdüsenkörper ein Öffnungsloch zur Aufnahme des geschmolzenen Metalls aus dem Tundish an einem Oberende des Körpers der Eintauchdüse besitzt;

(c) wobei der Eintauchdüsenkörper eine Senkrechtbohrung besitzt, die eine Mittelachse und einen Boden aufweist;

(d) wobei der Eintauchdüsenkörper zumindest ein Paar Seitenauslassöffnungen zum Einbringen des geschmolzenen Metalls durch die Senkrechtbohrung hindurch in die Form hat, wobei die Seitenauslassöffnungen bezüglich einer Querschnittsebene durch die Mittelachse der Senkrechtbohrung symmetrisch liegen;

(e) wobei der Eintauchdüsenkörper eine Bodenöffnung zum Einbringen des geschmolzenen Metalls nach unten in die Form hat, wobei die Bodenöffnung in einer Höhe liegt, die niedriger ist als die der Auslassöffnungen, und wobei die Schlitzöffnung nicht mit den Auslassöffnungen verbunden ist, und dadurch gekennzeichnet, dass

(f) der Boden der Senkrechtbohrung unterhalb der Auslassöffnungen mit einer nach unten konvexen Fläche ausgebildet ist,

(g) die Bodenöffnung die Form eines Schlitzes hat und

(h) eine horizontale Querschnittsfläche unterhalb des Oberendes des Eintauchdüsenkörpers verringert ist.

7. Eintauchdüse nach Anspruch 6, bei der der Boden der Senkrechtbohrung eine bezüglich einer Querschnittsebene, die durch die Mittelachse des Eintauchdüsenkörpers geht und die parallel zur Breitenrichtung der Form verläuft, symmetrische, nach unten gerichtete konvexe Linie bildet, und eine bezüglich einer Querschnittsebene, die durch eine Mittelachse des Eintauchdüsenkörpers geht und senkrecht zu Breitenrichtung der Form liegt, symmetrische, nach unten gerichtete konvexe Linie bildet.

8. Eintauchdüse nach Anspruch 6, bei der eine Bodenform der Bohrung eine zu einer Querschnittsebene, die durch eine Mittelachse des Eintauchdüsenkörpers geht und parallel zur Breitenrichtung der Form liegt, symmetrische, nach unten gerichtete konvexe Kurvenlinie bildet, und zu einer Querschnittsebene, die durch eine Mittelachse des Eintauchdüsenkörpers geht und senkrecht zur Breitenrichtung der Form liegt, symmetrische, nach unten gerichtete konvexe Linie formt.

9. Eintauchdüse nach Anspruch 6, bei der das Öffnungsloch an dem Oberende des Eintauchdüsenkörpers eine horizontale Querschnittsfläche A&sub0; hat und die Senkrechtbohrung am Mittelpunkt der Auslassöffnung eine horizontale Querschnittsfläche A&sub1; besitzt, wobei das Verhältnis A&sub1; zu A&sub0; die Gleichung: A&sub1;/A&sub0; ≤ 0,7 erfüllt, wobei die Senkrechtbohrung eine Horizontalquerschnittsfläche A von einem Mittelpunkt der Seitenauslassöffnung zu einem Oberende der Bodenschlitzöffnung hat, die die Gleichung erfüllt:

{(dA/dx) (X&sub1;/A&sub1;)} ≤ -0,3 erfüllt, und

wobei die Senkrechtbohrung mit einer Horizontalquerschnittsfläche A&sub2; im Boden die Gleichung A&sub2;/A&sub1; ≤ 0,7 erfüllt, wobei A&sub1; eine Horizontalquerschnittsfläche (cm²) in der Höhe des Mittelpunktes der Auslassöffnung ist, X&sub1; der Abstand (cm) von der Höhe des Mittelpunktes der Auslassöffnung zum Oberende der Schlitzöffnung ist, A eine Horizontalquerschnittsfläche (cm²) an irgendeiner Höhe ist und X ein Vertikalabstand des Mittelpunkts von der Auslassöffnung ist.