DE9106106U1 - Use for containers or pipes carrying molten metal - Google Patents
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
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Description
Foseco Gesellschaft für
Chemisch Metallurgische
Erzeugnisse mbHFoseco Society for
Chemical Metallurgical
Products Ltd.
4280 Borken4280 Borken
Die Erfindung bezieht sich auf einen Einsatz für geschmolzenes Metall führende Behälter, wie beispielsweise Abstichrohre, Ausgußbereiche von Metall enthaltenden Gefäßen, wie Verteiler, Pfannen und dergleichen, insbesondere aber Stranggußkokillen für Stahl. Beim Stranggießen von Stahl ist es bislang üblich, den geschmolzenen Stahl von oben her in eine wassergekühlte Kupferkokille einzuführen. Die Kokille wird in Längsrichtung in Oszillation gesetzt, um zu verhindern, daß der erstarrende Stahl an der Oberfläche der Kokille haften bleibt. Dies hat zur Folge, daß im fertigen Strang Oszillationsmarken entstehen, die für die Verarbeitung nachteilig sind, da sie nicht nur beim Walzen als Zonen besonderer Erstarrung sichtbar werden, sondern auch Reste von Gießpulver enthalten, die beim Walzen zu Schwierigkeiten führen. Diese Gießpulverreste und auch die Oszillationsmarken verhindern oft ein direktes Walzen des Stranges aus der ersten Hitze, da nach Erstarrung Teile des fertigen Stranges durch Flämmen von den oben beschriebenen Qualitätsmängeln befreit werden müssen.The invention relates to an insert for containers carrying molten metal, such as tapping pipes, pouring areas of vessels containing metal, such as distributors, ladles and the like, but in particular continuous casting molds for steel. In the continuous casting of steel, it has been usual to introduce the molten steel from above into a water-cooled copper mold. The mold is set to oscillate in the longitudinal direction in order to prevent the solidifying steel from sticking to the surface of the mold. This results in oscillation marks being formed in the finished strand, which are disadvantageous for processing, since they not only become visible during rolling as zones of particular solidification, but also contain residues of casting powder, which lead to difficulties during rolling. These casting powder residues and also the oscillation marks often prevent direct rolling of the strand from the first heat, since after solidification parts of the finished strand must be freed from the quality defects described above by flaming.
Die Stranggußkokille besteht heute aus Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit (wie z. B. Kupfer mit ca. 320 kcal/m/Stunde und 0C) und wird von der dem Stahl abgewandten Seite mit Wasser gekühlt. Aufgrund der hohen Wärmeabfuhr erstarrt der Stahl in kürzester Zeit an der Grenzfläche zwischen Kupfer und Stahl, wobei selbst bei hohen Stahltemperaturen durch die intensive Kühlung das Kupfermaterial erhalten bleibt.The continuous casting mold is now made of materials with high thermal conductivity (such as copper with approx. 320 kcal/m/hour and 0 C) and is cooled with water from the side facing away from the steel. Due to the high heat dissipation, the steel solidifies in a very short time at the interface between copper and steel, whereby even at high steel temperatures the copper material is retained due to the intensive cooling.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich insbersondere mit dem Problem, eine Stranggußkokille für Stahl mit einem Einsatz aus einem geeigneten Material auszugestalten, so daß der erstarrte Stahl ohne weitere Arbeitsvorgänge gewalzt werden kann. Die Erfindung befaßt sich darüber hinausgehend mit Einsätzen, die in flüssiges Metall führende Behälter oder Leitungen eingebracht werden können, beispielsweise in Abstichrohre, Ausgußbereiche von Metall enthaltenden Gefäßen, wie Verteiler, Pfannen und dergleichen, insbesondere Kokillen bzw. Strangußkokillen für Stahl.The present invention is particularly concerned with the problem of designing a continuous casting mold for steel with an insert made of a suitable material so that the solidified steel can be rolled without further operations. The invention also concerns inserts that can be introduced into containers or lines carrying liquid metal, for example in tapping pipes, pouring areas of vessels containing metal, such as distributors, ladles and the like, in particular molds or continuous casting molds for steel.
Gemäß der Erfindung ist der Einsatz dadurch gekennzeichnet, daß er als ringförmiger bzw. der Umgebung angepaßter Teil in eine Innenausnehmung im Erstarrungsbereich in dem Behälter (Stranggußkokille) mit bündig fluchtender Innenoberfläche passend ausgebildet ist und ein hoch schmelzendes Material enhält, das im Zusammenwirken mit dem geschmolzenen Metall (Stahl) oder einer Schlacke einen sehr großen Benetzungswinkel hat.According to the invention, the insert is characterized in that it is designed as an annular or surroundings-adapted part to fit into an inner recess in the solidification area in the container (continuous casting mold) with a flush inner surface and contains a high-melting material which, in interaction with the molten metal (steel) or a slag, has a very large wetting angle.
Aufgrund des gewählten Materials kann erreicht werden, daß der Benetzungswinkel von Stahl und Schlacke gegen das gewählte Material deutlich über 90° beträgt. In diesem Zusammenhang verhält sich also der Stahl bzw. die Schlacke als benetzende Flüssigkeit, und hieraus ergeben sich im Zusammenhang mit Stahl bedeutsame Vorteile. Infolge der geringen Benetzung tritt ein Gleiteffekt ein, der bewirkt, daß das flüssige Metall an der Wandung der Kokille herabgleitet, wobei es nicht mehr erforderlich ist, die Kokille zu oszillieren oder sonstigen Bewegungsvorgängen auszusetzen.Due to the material selected, it is possible to achieve a wetting angle of steel and slag against the selected material that is significantly over 90°. In this context, the steel or slag behaves as a wetting liquid, and this results in significant advantages in connection with steel. As a result of the low wetting, a sliding effect occurs which causes the liquid metal to slide down the wall of the mold, whereby it is no longer necessary to oscillate the mold or subject it to other movements.
Es kommt noch hinzu, daß aufgrund der geringen Oberflächenbenetzung des Stahls bzw. der Schlacke an der Innenoberfläche der Kokille die Einwirkung, insbesondere die Erosion und Korrosion auf das Auskleidungsmaterial der Kokille wesentlich geringer ist. Man kann in diesem Zusammenhang auch von einem sich nicht abnutzenden Material sprechen, so daß höhere Betriebs- bzw. Standzeiten erreicht werden können.In addition, due to the low surface wetting of the steel or slag on the inner surface of the mold, the impact, in particular the erosion and corrosion on the lining material of the mold, is significantly lower. In this context, one can also speak of a material that does not wear out, so that longer operating or service lives can be achieved.
Außerdem kann aufgrund der geringen Benetzung des Metalls (Stahl) auf den Einsatz des bisher üblichen Gießpulvers verzichtet werden, wenn sichergestellt ist, daß der in die Kokille einlaufende Stahl gegen Reoxidation geschützt ist und die beim Vergießen von Stahl in die Kokille aufschwimmenden Verunreinigungen in anderer geeigneter Form entfernt werden. Durch den Wegfall des Gießpulvers kann auf einen Bearbeitungsvorgang vor dem Walzen (Flammen) verzichtet werden, so daß dem direkten Einsatz des Stranges aus der ersten Hitze nichts im Wege steht.In addition, due to the low wetting of the metal (steel), the use of the previously usual casting powder can be dispensed with if it is ensured that the steel entering the mold is protected against reoxidation and the impurities floating up when steel is poured into the mold are removed in another suitable form. By eliminating the casting powder, a processing step before rolling (flaming) can be dispensed with, so that nothing stands in the way of the direct use of the strand from the first heat.
Als bevorzugtes Einsatzmaterial kommen Carbide, Boride, Nitride oder Mischungen dieser Verbindungen infrage, die auch in geringen Mengen mit einem oxidkeramischen Stoff gemischt sein können. Es handelt sich hierbei um Materialien, die gegenüber Metallen (S^ahl) und Schlacken einen großen Benetzungswinkel aufweisen, was auf die Kristallgitterstruktur dieser Materialien zurückzuführen ist.Carbides, borides, nitrides or mixtures of these compounds are preferred as feedstocks, which can also be mixed in small quantities with an oxide ceramic material. These are materials that have a large wetting angle compared to metals (stainless steel) and slag, which is due to the crystal lattice structure of these materials.
Um die vorteilhaften Wirkungen durch den Einsatz gemäß der Erfindung zu erreichen, ist es nicht notwendig, nur diese Materialien für den Einsatz zu verwenden. Die Wirkung tritt auch in relativ abgeänderter Form ein, wenn dem Material für den Einsatz die vorgenannten Materialien in geeigneten prozentualen Mengen zugegeben werden.In order to achieve the advantageous effects through the use according to the invention, it is not necessary to use only these materials for the use. The effect also occurs in a relatively modified form if the above-mentioned materials are added to the material for the use in suitable percentage amounts.
Gemäß der Erfindung werden insbesondere Bornitrid und Siliciumnitrid bzw. Siliciumcarbid bevorzugt.According to the invention, boron nitride and silicon nitride or silicon carbide are particularly preferred.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert:The invention is explained below using the drawing as an example:
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch eine Stranggußkokille für Stahl.The only figure in the drawing shows a cross-section through a continuous casting mold for steel.
Die Stranggußkokille ist mit dem Bezugszeichen 10 versehen. Diese Kokille hat im wesentlichen eine rechteckige Form, wobei an den Wandungen Kühlleitungen vorhanden sind, um die gewünschte Wärmeabfuhr zu bewerkstelligen.The continuous casting mold is provided with the reference number 10. This mold has a substantially rectangular shape, with cooling lines on the walls in order to achieve the desired heat dissipation.
Mit 12 ist Gießpulver bezeichnet, das sich oberhalb des erstarrenden Stahls 11 aufgrund der spezifischen Gewichte absetzt.12 designates casting powder, which settles above the solidifying steel 11 due to its specific weight.
Im Erstarrungsbereich ist ein plattenförmiger Einsatz 20 vorgesehen, der aus einem geeigneten Material besteht, so wie dieses beispielsweise in dem Anspruch 2 angegeben worden ist.In the solidification region, a plate-shaped insert 20 is provided, which consists of a suitable material, as specified, for example, in claim 2.
Der Einsatz 20 ist zur Innenoberfläche der Kokille 10 fluchtend ausgebildet, und da er sich aufgrund seiner Eigenschaften kaum verbraucht, kann diese Idealkonfiguration im Hinblick auf den Gießvorgang auch über die gesamte Standzeit der Kokille beibehalten werden.The insert 20 is designed to be flush with the inner surface of the mold 10 and, since it is hardly worn due to its properties, this ideal configuration can be maintained with regard to the casting process over the entire service life of the mold.
Der Einsatz 20 wird in die Kokille 10 eingesetzt, er kann auswechselbar ausgebildet sein, er kann jedoch auch in der Form von Auskleidungsmaterial in die Innenwandung der Kokille 10 eingebracht werden. Der Einsatz 20 ist gemäß der Erfindung eine für sich selbständige und selbststehende Einzeleinheit, die von oben her in die Kokille eingesetzt werden kann. Es ist aber auch möglich, den Einsatz 20 aus mehreren Einzelsegmenten herzustellen.The insert 20 is inserted into the mold 10, it can be designed to be replaceable, but it can also be introduced into the inner wall of the mold 10 in the form of lining material. According to the invention, the insert 20 is an independent and self-standing single unit that can be inserted into the mold from above. However, it is also possible to produce the insert 20 from several individual segments.
Es ist weiterhin möglich, die Kühlung direkt bis an die Außenoberfläche des Einsatzes 20 zu führen, so daß eine noch effektivere Wärmeabfuhr ermöglicht wird.It is also possible to direct the cooling directly to the outer surface of the insert 20, thus enabling even more effective heat dissipation.
Claims (3)
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