EP0336158A2 - Immersion casting pipe for the introduction of molten metal in a metal strip casting permanent mould - Google Patents
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- 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
Definitions
- the invention relates to an immersion pouring tube for introducing molten metal, in particular steel melt, into a strip casting mold, the wide side walls of which form an extended pouring area, the metal melt flowing vertically in the immersion pouring tube being directed through lateral outflow openings pointing in the direction of the narrow side walls of the strip casting mold to below the surface of the metal bath located in the mold becomes.
- Steel strip casting molds have been developed for the application of casting by means of a dip tube, the broad side walls forming an enlarged pouring area for receiving the dip tube.
- the pouring of the casting metal takes place after a deflection within the immersion pouring tube through a respective side outflow opening in a bundled jet in the direction of the narrow side walls of the mold.
- the cast metal jet emerging from a lateral outflow opening has a high kinetic energy a deep penetration into the molten steel in the mold.
- This and the low casting metal volume of a strip casting mold lead to the formation of a ram wave in the area of the bath level, which can have a disadvantageous effect on the surface properties of the cast strip.
- the invention aims to improve the pouring conditions when pouring molten metal, in particular molten steel, by means of a dip tube into a metal strip casting mold for thin cross sections of 60-20 mm thickness.
- the object of the invention is to provide a submerged pouring tube for pouring molten metal, in particular molten steel, into a metal strip casting mold, whereby due to better distribution of the melt, a build-up wave on the surface of the bath surface and washing out of the strand shell formed by the pouring metal jet are avoided and a metal strip with a good structure and a uniformly flawless surface is obtained .
- the spraying and baking of melt on the mold walls should be avoided during the casting process.
- the upper and lower walls of the outer pouring tube outflow openings advantageously run at an angle of 50 ° to 80 ° to the overlying pouring tube wall.
- a separation of the areas of the residual jet resolution is supported according to a further feature of the invention in that the width of the outer outflow openings is less than the width of the inner outflow openings.
- each central and outer outflow opening is at least twice as large as its width.
- the outer outflow openings of the immersion pouring tube are closed with a limited service life, as a result of which the metal melt is prevented from spraying up at the start of casting.
- Melt seals are suitable for the temporary sealing of the outer outflow openings. By using seals with a service life of 5 to 30 seconds it is achieved that the lateral outflow openings are opened after they have been covered by the molten metal rising in the mold.
- steel melting seals with a lower melting point than the cast steel can be used.
- a casting container 1 is provided on the underside with an immersion pouring tube 2 which projects with its lower end into a steel strip casting mold.
- the mold consists of two cooled broad side walls 3, 4 and between these narrow side walls 5, 6 which are adjustably arranged.
- the wide side walls 3, 4 form an enlarged pouring area 7 for receiving the immersion pouring tube, which extends over part of the mold height in the exemplary embodiment.
- the invention can also be used for molds with a pouring area extending over the entire mold height.
- the immersion pouring tube 2 has an oval flow cross section 8, the narrow sides of which are aligned with the narrow mold side walls 5, 6.
- the immersion pouring tube 2 is provided with a bottom end plate 9 on its lower end face. Immediately in front of the bottom end plate 9 there are in each case a middle outflow opening 10 and 11 and two narrower outer outflow openings 12 and 13 in the narrow side walls of the immersion pouring tube 2.
- the invention achieves an optimum melt distribution within the mold space by separating the middle and outer cast metal jets a, c and b, d in the vertical. These Direction is achieved by different design of the upper and lower boundary surfaces 14, 16 and 15, 17 of the outflow openings 10 to 13 in the wall of the immersion nozzle 2.
- the outer outflow openings 12 of the immersion pouring tube 2 can, as shown in FIG. 4 on one side, be closed by melting seals 18 at the start of pouring, as a result of which splashing up and sticking to the mold walls 3, 4, 5, 6 are avoided when filling the mold.
- the material and thickness of the melting seals 18 are such that the outer outflow openings 12 become free as soon as the rising casting level covers the outer outflow openings 12.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Tauchgießrohr zum Einleiten von Metallschmelze insbesondere Stahlschmelze in eine Bandgießkokille, deren Breitseitenwände einen erweiterten Eingießbereich bilden, wobei die senkrecht im Tauchgießrohr zufließende Metallschmelze durch in Richtung der Schmalseitenwände der Bandgießkokille weisende seitliche Ausströmöffnungen bis unter die Oberfläche des in der Kokille befindlichen Metallbades geleitet wird.The invention relates to an immersion pouring tube for introducing molten metal, in particular steel melt, into a strip casting mold, the wide side walls of which form an extended pouring area, the metal melt flowing vertically in the immersion pouring tube being directed through lateral outflow openings pointing in the direction of the narrow side walls of the strip casting mold to below the surface of the metal bath located in the mold becomes.
Beim kontinuierlichen Gießen von Stahlbändern in Durchlaufkokillen bereitet die Einleitung und gleichmäßige Verteilung der für eine wirtschaftliche Gießgeschwindigkeit erforderlichen Gießmetallmengen in die Bandgießkokillen große Schwierigkeiten. Dies gilt besonders für das sogenannte "Freie Eingießen", das infolge unzureichender Metallverteilung, Wärmeverlusten und Reoxydation zum Bandgießen von Stahl ungeeignet ist.In the continuous casting of steel strips in continuous molds, the introduction and uniform distribution of the amounts of casting metal required for an economical casting speed into the strip casting molds is very difficult. This is especially true for the so-called "free pouring", which is unsuitable for strip casting of steel due to insufficient metal distribution, heat loss and reoxidation.
Zur Anwendung des Eingießens mittels Tauchgießrohr sind Stahlbandgießkokillen entwickelt worden, wobei die Breitseitenwände einen erweiterten Eingießbereich zur Aufnahme des Tauchgießrohres bilden. Hierbei erfolgt die Einleitung des Gießmetalls nach einer Umlenkung innerhalb des Tauchgießrohres durch je eine seitliche Ausströmöffnungen in je einem gebündelten Strahl in Richtung auf die Schmalseitenwände der Kokille. Der aus einer seitlichen Ausströmöffnung austretende Gießmetallstrahl hat aufgrund seiner hohen kinetischen Energie eine weite Eindringtiefe in die in der Kokille befindliche Stahlschmelze. Dadurch und infolge des geringen Gießmetallvolumens einer Bandgießkokille kommt es zur Ausbildung einer Stauwelle im Bereich des Badspiegels, die sich nachteilig auf die Oberflächenbeschaffenheit des gegossenen Bandes auswirken kann.Steel strip casting molds have been developed for the application of casting by means of a dip tube, the broad side walls forming an enlarged pouring area for receiving the dip tube. Here, the pouring of the casting metal takes place after a deflection within the immersion pouring tube through a respective side outflow opening in a bundled jet in the direction of the narrow side walls of the mold. The cast metal jet emerging from a lateral outflow opening has a high kinetic energy a deep penetration into the molten steel in the mold. This and the low casting metal volume of a strip casting mold lead to the formation of a ram wave in the area of the bath level, which can have a disadvantageous effect on the surface properties of the cast strip.
Mit der Erfindung wird eine Verbesserung der Eingießbedingungen beim Eingießen von Metallschmelze,insbesondere Stahlschmelze mittels Tauchgießrohr in eine Metallbandgießkokille für dünne Querschnitte von 60 - 20 mm Dicke angestrebt.The invention aims to improve the pouring conditions when pouring molten metal, in particular molten steel, by means of a dip tube into a metal strip casting mold for thin cross sections of 60-20 mm thickness.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Tauchgießrohres zum Eingießen von Metallschmelze insbesondere Stahlschmelze in eine Metallbandgießkokille, wobei aufgrund besserer Schmelzenverteilung eine Stauwelle an der Badspiegeloberfläche und eine Auswaschung der sich bildenden Strangschale durch den Gießmetallstrahl vermieden und ein Metallband mit gutem Gefüge und gleichmäßig fehlerfreier Oberfläche erzielt wird. Darüber hinaus soll beim Angießvorgang das Hochspritzen und Anbacken von Schmelze an den Kokillenwänden vermieden werden.The object of the invention is to provide a submerged pouring tube for pouring molten metal, in particular molten steel, into a metal strip casting mold, whereby due to better distribution of the melt, a build-up wave on the surface of the bath surface and washing out of the strand shell formed by the pouring metal jet are avoided and a metal strip with a good structure and a uniformly flawless surface is obtained . In addition, the spraying and baking of melt on the mold walls should be avoided during the casting process.
Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, daß sich auf jeder in Richtung der Schmalseitenwand liegenden Seite des Tauchgießrohres je zwei äußere und eine mittlere Ausströmöffnungen befinden, die derartig gestaltet sind, daß aus den seitlichen Ausströmöffnungen zum Badspiegel in einem spitzen Winkel aufsteigende Gießmetallstrahlen und aus der mittleren Ausströmöffnung zum Badspiegel parallele oder in einem spitzen Winkel abfallende Gießmetallstrahlen austreten.According to the invention it is therefore proposed that there are two outer and one central outflow openings on each side of the immersion pouring tube lying in the direction of the narrow side wall, which are designed such that pouring metal jets rising from the side outflow openings to the bath level at an acute angle and from the central outflow opening to Exit the metal mirror in parallel or at an acute angle.
Durch die Aufteilung des Gießmetalls in mehrere Einzelstrahlen unterschiedlicher Ausströmrichtung erreicht man einen früheren gestreuten Verzehr der Einströmenergie und eine gleichmäßigere Verteilung des Gießmetalls in der Kokille, bis zu den Schmalseitenwänden, wodurch eine Stauwelle im Badspiegel und Auswaschungen der Strangschale vermieden werden.By dividing the casting metal into several individual jets different outflow direction achieves earlier scattered consumption of the inflow energy and a more uniform distribution of the casting metal in the mold up to the narrow side walls, thereby avoiding a build-up wave in the bath level and washing out of the strand shell.
Die oberen und unteren Wandungen der äußeren Gießrohrausströmöffnungen verlaufen vorteilhaft in einem Winkel von 50° bis 80° zur darüberliegenden Gießrohrwandung.The upper and lower walls of the outer pouring tube outflow openings advantageously run at an angle of 50 ° to 80 ° to the overlying pouring tube wall.
Eine Trennung der Bereiche der Reststrahlauflösung wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch unterstützt, daß die Breite der äußeren Ausströmöffnungen geringer ist als die Breite der inneren Ausströmöffnungen.A separation of the areas of the residual jet resolution is supported according to a further feature of the invention in that the width of the outer outflow openings is less than the width of the inner outflow openings.
Zur Erzielung großer Ausströmquerschnitte ist die Höhe jeder mittleren und äußeren Ausströmöffnung mindestens doppelt so groß wie ihre Breite.To achieve large outflow cross sections, the height of each central and outer outflow opening is at least twice as large as its width.
Es hat sich bewährt bei einem Tauchgießrohr mit ovalem Querschnitt die äußeren und mittleren Ausströmöffnungen in den Schmalseiten des Tauchgießrohres anzuordnen.For an immersion pouring tube with an oval cross-section, it has proven useful to arrange the outer and middle outflow openings in the narrow sides of the immersion pouring tube.
In weiterer Ausbildung der Erfindung sind die äußeren Ausströmöffnungen des Tauchgießrohres mit begrenzter Standzeit verschlossen, wodurch das Hochspritzen der Metallschmelze bei Gießbeginn vermieden wird. Zur zeitbegrenzten Abdichtung der äußeren Ausströmöffnungen sind Aufschmelzdichtungen geeignet. Durch Verwendung von Dichtungen mit einer Standzeit von 5 bis 30 Sekunden wird erreicht, daß die seitlichen Ausströmöffnungen geöffnet werden, nachdem sie von der in der Kokille ansteigenden Metallschmelze bedeckt worden sind.In a further embodiment of the invention, the outer outflow openings of the immersion pouring tube are closed with a limited service life, as a result of which the metal melt is prevented from spraying up at the start of casting. Melt seals are suitable for the temporary sealing of the outer outflow openings. By using seals with a service life of 5 to 30 seconds it is achieved that the lateral outflow openings are opened after they have been covered by the molten metal rising in the mold.
Beim Bandgießen von Stahl können Aufschmelzdichtungen aus Stahl mit geringerem Schmelzpunkt als der Gießstahl verwendet werden.When steel strip casting, steel melting seals with a lower melting point than the cast steel can be used.
Beim Bandgießen von Aluminium können Aufschmelzdichtungen aus Aluminium mit geringerem Schmelzpunkt als das Gießaluminium verwendet werden.When aluminum strip is cast, aluminum seals with a lower melting point than the cast aluminum can be used.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen
- Fig. 1 eine Stahlbandgießkokille mit einem Tauchgießrohr im Längsschnitt durch die Schmalseitenwände,
- Fig. 2 eine Draufsicht der Stahlbandgießkokille mit Tauchgießrohr
- Fig. 3 das Tauchgießrohr im Axialschnitt,
- Fig. 4 einen Querschnitt des Tauchgießrohres gemäß der Linie IV-IV in Fig. 3,
- Fig. 5 eine Teilansicht auf die Ausströmöffnungen des Tauchgießrohres
und - Fig. 6 eine Teilansicht auf alternativ gestaltete Ausströmöffnungen eines Tauchgießrohres.
- 1 is a steel strip casting mold with a dip tube in longitudinal section through the narrow side walls,
- Fig. 2 is a plan view of the steel strip casting mold with a dip tube
- 3 the immersion pouring tube in axial section,
- 4 shows a cross section of the immersion pouring tube along the line IV-IV in FIG. 3,
- Fig. 5 is a partial view of the outflow openings of the immersion pouring tube
and - Fig. 6 is a partial view of alternatively designed outflow openings of a dip tube.
In einer Stahlbandgießanlage ist ein Gießbehälter 1 an der Unterseite mit einem Tauchgießrohr 2 versehen, das mit seinem unteren Ende in eine Stahlbandgießkokille hineinragt. Die Kokille besteht aus zwei gekühlten Breitseitenwänden 3, 4 und zwischen diesen verstellbar angeordneten Schmalseitenwänden 5, 6. Die Breitseitenwände 3, 4 bilden zur Aufnahme des Tauchgießrohres einen erweiterten Eingießbereich 7, der sich im Ausführungsbeispiel über einen Teil der Kokillenhöhe erstreckt. Die Erfindung ist jedoch auch bei Kokillen mit über die gesamte Kokillenhöhe erstrecktem Eingießbereich anwendbar.In a steel strip casting installation, a
Das Tauchgießrohr 2 hat einen ovalen Durchflußquerschnitt 8, dessen Schmalseiten auf die Kokillenschmalseitenwände 5, 6 ausgerichtet sind. Das Tauchgießrohr 2 ist an seiner unteren Stirnseite mit einer Bodenabschlußplatte 9 versehen. Unmittelbar vor der Bodenabschlußplatte 9 befinden sich in den Schmalseitenwandungen des Tauchgießrohres 2 je eine mittlere Ausströmöffnung 10 bzw. 11 und zwei schmalere äußere Ausströmöffnungen 12 bzw. 13.The
Die Aufteilung des Gießmetalls durch die nebeneinander liegenden Ausströmöffnungen 10 bis 13 führt dazu, daß, wie aus Fig. 2 ersichtlich, die mittlere Gießstrahlen a, b bis zu den seitlichen Parallelabschnitten des Kokillenhohlraumes reichen, während die äußeren Gießmetallstrahlen c, d aufgrund ihrer Seitenauslenkung und ihres geringeren Querschnitts ohne Strangschalenauswaschung innerhalb des erweiterten Eingießbereichs 7 zur Auflösung kommen.The division of the casting metal through the
Eine optimale Schmelzenverteilung innerhalb des Kokillenraums erzielt die Erfindung durch Trennung der mittleren und äußeren Gießmetallstrahlen a, c bzw. b, d in der Vertikalen. Diese Richtungsgebung wird durch unterschiedliche Gestaltung der oberen und unteren Begrenzungsflächen 14, 16 bzw. 15, 17 der Ausströmöffnungen 10 bis 13 in der Wandung des Tauchgießrohres 2 erreicht. So sind die oberen und unteren Begrenzungsflächen 14, 15 der äußeren Ausströmöffnungen 12, 13 in einem Winkel α = 20° aufwärts gegen die Sollgießspiegelhöhe S geneigt, während die oberen und unteren Begrenzungsflächen 16, 17 der mittleren Ausströmöffnungen 10, 11 abwärts geneigt oder horizontal verlaufen.The invention achieves an optimum melt distribution within the mold space by separating the middle and outer cast metal jets a, c and b, d in the vertical. These Direction is achieved by different design of the upper and
Die äußeren Ausströmöffnungen 12 des Tauchgießrohres 2 können, wie in Fig. 4 auf einer Seite dargestellt,durch Aufschmelzdichtungen 18 bei Gießbeginn verschlossen sein, wodurch beim Füllen der Kokille das Hochspritzen und das Festbacken an den Kokillenwandungen 3, 4, 5, 6 vermieden wird. Material und Dicke der Aufschmelzdichtungen 18 sind derart, das die äußeren Ausströmöffnungen 12 frei werden, sobald der ansteigende Gießspiegel die äußeren Ausströmöffnungen 12 abdeckt.The
Claims (10)
dadurch gekennzeichnet,
daß sich auf jeder in Richtung der Schmalseitenwand (5, 6) liegenden Seite des Tauchgießrohres (2) je zwei äußere und eine mittlere Ausströmöffnungen (12, 10 bzw. 11, 13) befinden, die derartig gestaltet sind, daß aus den seitlichen Ausströmöffnungen (12, 13) zum Sollgießspiegel (S) in einem spitzen Winkel aufsteigende Gießmetallstrahlen (c, d) und aus der mittleren Ausströmöffnung (10,11) zum Badspiegel parallele oder in einem spitzen Winkel abfallende Gießmetallstrahlen (b, a) austreten.1. immersion pouring tube for introducing molten metal, in particular steel melt, into a strip casting mold, the wide side walls of which form an extended pouring area, the metal melt flowing vertically in the immersion pouring tube being conducted through lateral outflow openings pointing in the direction of the narrow side walls to below the surface of the metal bath located in the mold,
characterized,
that there are two outer and one central outflow openings (12, 10 and 11, 13) on each side of the immersion pouring tube (2) lying in the direction of the narrow side wall (5, 6), which are designed in such a way that from the side outflow openings ( 12, 13) emerging from the central outflow opening (10,11) to the bath level parallel or falling at an acute angle pouring metal jets (b, a).
dadurch gekennzeichnet,
daß die oberen und unteren Wandungen der äußeren Gießrohrausströmöffnungen (14, 15) in einem Winkel von 50° bis 80° zur darüberliegenden Gießrohrwandung verlaufen.2. immersion pouring tube according to claim 1,
characterized,
that the upper and lower walls of the outer pouring tube outflow openings (14, 15) run at an angle of 50 ° to 80 ° to the overlying pouring tube wall.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Breite der äußeren Ausströmöffnungen (12, 13) geringer ist als die Breite der mittleren Ausströmöffnungen (10, 11).3. immersion pouring tube according to claims 1 and 2,
characterized,
that the width of the outer outflow openings (12, 13) is less than the width of the middle outflow openings (10, 11).
dadurch gekennzeichnet,
daß die Höhe der mittleren und äußeren Ausströmöffnungen (10, 11, 12, 13) mindestens doppelt so groß wie ihre Breite ist.4. immersion pouring tube according to one or more of claims 1 to 3,
characterized,
that the height of the central and outer outflow openings (10, 11, 12, 13) is at least twice as large as their width.
gekennzeichnet durch einen ovalen Querschnitt und an den Schmalseiten angeordnete mittleren und äußeren Ausströmöffnungen (10, 11, 12, 13).5. immersion pouring tube according to one or more of claims 1 to 4,
characterized by an oval cross section and central and outer outflow openings (10, 11, 12, 13) arranged on the narrow sides.
dadurch gekennzeichnet,
daß die äußeren Ausströmöffnungen (12, 13) durch Dichtungen mit begrenzter Standzeit verschlossen sind.6. immersion pouring tube according to one or more of claims 1 to 5,
characterized,
that the outer outflow openings (12, 13) are closed by seals with a limited service life.
gekennzeichnet durch Aufschmelzdichtungen (18) in den äußeren Ausströmöffnungen (12, 13).7. immersion pouring tube according to claim 6,
characterized by melting seals (18) in the outer outflow openings (12, 13).
dadurch gekennzeichnet,
daß sie aus Stahl mit geringerem Schmelzpunkt als der Gießstahl besteht.9. reflow seal for a dip tube according to claims 6 to 8,
characterized,
that it is made of steel with a lower melting point than the cast steel.
dadurch gekennzeichnet,
daß sie aus Aluminium mit geringerem Schmelzpunkt als das Gießaluminium besteht.10. reflow seal for a dip tube for casting aluminum strips according to claims 6 to 8,
characterized,
that it is made of aluminum with a lower melting point than the cast aluminum.
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