EP0482423B1

EP0482423B1 - Immersion casting pipe for the introduction of molten steel in a continuous casting mould

Info

Publication number: EP0482423B1
Application number: EP91117179A
Authority: EP
Inventors: Hans Streubel; Jürgen Friedrich; Horst Grothe; Günter Dr. Flemming; Erk Boysen
Original assignee: SMS Schloemann Siemag AG; Schloemann Siemag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 1990-10-15
Filing date: 1991-10-09
Publication date: 1994-08-03
Anticipated expiration: 2011-10-09
Also published as: EP0482423A1; DE4032624A1; ATE109386T1; DE59102423D1

Abstract

An immersion casting pipe for the introduction of molten metal, in particular molten steel, into the charging region of a continuous casting plant, consists of an inflow part connected to a casting vessel and of a flattened outlet part with at least one surface arranged in the direction of flow. To improve the inflow conditions and obtain a steel strip with a uniformly defect-free surface, the outflow part (10) has at least one surface (17) for dividing the flow into at least two individual flows (19) and surfaces (13, 14) for directing the individual flows (19) towards one another in front of the outflow opening (15). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Tauchgießrohr zum Einleiten von Metallschmelze insbesondere flüssigem Stahl in den Eingießbereich einer Stranggießanlage, bestehend aus einem an einem Gießbehälter angeschlossenen Zuflußteil und einem abgeflachten Ausströmteil mit an einem Steg befindlichen Flächen zur Teilung der Zuflußströmung in mindestens zwei Teilströmungen und mit Flächen zur Vereinigung von Teilströmungen vor der Ausströmöffnung.The invention relates to an immersion pouring tube for introducing molten metal, in particular liquid steel, into the pouring region of a continuous casting installation, consisting of an inflow part connected to a casting container and a flattened outflow part with surfaces located on a web for dividing the inflow flow into at least two partial flows and with surfaces for combining Partial flows in front of the outflow opening.

Bei einem durch die DE-A 37 09 188 bekannten Tauchgießrohr ist an dem zylindrischen Rohrteil ein abgeflachtes Endteil mit schlitzartigen Austrittsöffnungen und ein Bodenstück mit erhabener Innenkontur angeordnet. Das Bodenstück hat in Richtung der Ausströmöffnungen eine größere Ausdehnung als der Abstand der die Ausströmöffnungen nach oben begrenzenden Wandungen.In a dip tube known from DE-A 37 09 188, a flattened end part with slot-like outlet openings and a base piece with a raised inner contour are arranged on the cylindrical tube part. The base piece has a greater extent in the direction of the outflow openings than the distance between the walls delimiting the outflow openings upwards.

Dieses bekannte Gießrohr ist trotz aufwendiger Herstellung der hohen Beanspruchung beim Stahlstranggießen nicht mit der erforderlichen Betriebssicherheit und Standzeit gewachsen. Aus den schmalen Ausströmöffnungen tritt die Stahlschmelze gebündelt mit zu hoher kinetischer Energie aus, wodurch es insbesondere in einer schmalen Stahlbandgießkokille zu Auswaschungen an der noch dünnen Strangschale und zur Ausbildung einer Stauwelle vor den Schmalseitenwänden kommt. Darüber hinaus kommt es bei Verwendung des bekannten Gießrohres aufgrund ungleicher Strömungsverteilung innerhalb der Kokille zur Ausbildung einer unregelmäßigen Oberflächenstruktur.This well-known pouring tube has not grown with the required operational reliability and service life despite the complex production of the high stresses in continuous steel casting. The molten steel emerges from the narrow outflow openings with excessive kinetic energy, which leads to washing out of the still thin strand shell and the formation of a damming wave in front of the narrow side walls, particularly in a narrow steel strip casting mold. In addition, when using the known pouring tube, an irregular surface structure is formed due to the uneven flow distribution within the mold.

Bei einem anderen durch die WO 89/12519 bekannten Tauchgießrohr laufen die Einzelströmungen in einem spitzen Winkel zusammen, weshalb die Stahlschmelze mit noch zu hoher kinetischer Energie in den Kokillenraum austritt.In another immersion pouring tube known from WO 89/12519, the individual flows converge at an acute angle, which is why the molten steel emerges into the mold space with kinetic energy that is still too high.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines betriebssicheren Tauchgießrohres zum Eingießen von Stahlschmelze in eine Kokille insbesondere zum Gießen von Stahlbändern, wobei aufgrund besserer Strömungsverteilung eine Stauwelle in der Badspiegeloberfläche und eine Auswaschung der sich bildenden Strangschale durch den flüssigen Stahl stark vermindert und ein Gießstrang insbesondere Stahlband mit gleichmäßig fehlerfreier Oberfläche erzielt wird. Darüber hinaus soll beim Angießvorgang das Hochspritzen und Anbacken von Stahlschmelze an den Kokillenwänden vermieden werden.The object of the invention is to provide a reliable immersion pouring tube for pouring molten steel into a mold, in particular for casting steel strips, whereby due to better flow distribution, a build-up wave in the surface of the bath surface and a washing out of the strand shell that is formed by the liquid steel are greatly reduced and a casting strand, in particular steel strip, is provided uniformly flawless surface is achieved. In addition, the spraying and baking of molten steel on the mold walls should be avoided during the casting process.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß die Ursache für eine ungleiche, instabile Schmelzenverteilung innerhalb der Kokille zu hohe und ungleiche Austrittsgeschwindigkeit über die Austrittsquerschnitte ist.The invention is based on the knowledge that the cause of an uneven, unstable melt distribution within the mold is too high and uneven exit velocity over the exit cross-sections.

Dadurch, daß die Austrittsgeschwindigkeit im unteren Teil des Austrittsschlitzes am größten ist, bilden sich unterhalb der Ausströmöffnung je ein starker Wirbel und entsprechende aufwärts gerichtete Ausgleichsströmungen vor der Schmalseitenwand aus, die zu einer Stauwelle auf dem Badspiegel führen.Because the exit speed is greatest in the lower part of the exit slot, a strong vortex and corresponding upward equalizing flows form in front of the narrow side wall below the outflow opening, which lead to a ram wave on the bath level.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß der Ausströmteil Flächen zur Umleitung der Teilströmungen bis in zueinander entgegengesetzten Richtungslagen vor der Ausströmöffnung aufweist.According to the invention, the object is achieved in that the outflow part has surfaces for diverting the partial flows up to opposite directions in front of the outflow opening.

Durch das direkte Aufeinandertreffen der Teilströmungen innerhalb des Tauchgießrohres kommt es zum gegenseitigen Energieausgleich, so daß der flüssige Stahl aus den Ausströmöffnungen mit geringerer Geschwindigkeit austritt. Auf diese Weise werden nachteilige Querströmungen mit oberen Stauwellen und Auswaschungen der Strangschale vermieden und ein Produkt mit fehlerfreier Oberfläche erzielt.Due to the direct encounter of the partial flows within the immersion nozzle, there is mutual energy compensation, so that the molten steel emerges from the outflow openings at a lower speed. In this way, disadvantageous cross currents with upper damming waves and washing out of the strand shell are avoided and a product with a flawless surface is achieved.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist der Ausströmteil im Abstand zum Steg seitliche Leitflächen, Bodenflächen und und der Stegunterseite über der Ausströmöffnung eine Leitfläche auf.According to a further feature of the invention, the outflow part has lateral guide surfaces, bottom surfaces and and the underside of the web above the outflow opening at a distance from the web.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird darin gesehen, daß die Stegleitfläche im Abstand a = 50 - 150 mm vor einem mit der Ausströmsöffnung versehenen Boden angeordnet ist.A particularly advantageous embodiment of the invention is seen in the fact that the web sliding surface is arranged at a distance a = 50-150 mm in front of a floor provided with the outflow opening.

Die Weite w der Ausströmöffnung entspricht mindestens dem zweifachen Abstand a der Stegleitfläche vom Boden.The width w of the outflow opening corresponds to at least twice the distance a of the web sliding surface from the floor.

Besonders günstige Ausströmbedingungen ergeben sich, wenn die Breitwände im Bereich der Ausströmöffnungen um maximal 0,5 · a kürzer sind als im Bereich des Bodens.Particularly favorable outflow conditions result if the wide walls in the area of the outflow openings are a maximum of 0.5 · a shorter than in the area of the floor.

Die Breite des Ausströmteiles parallel zu den Breitwänden beträgt zwischen 350 und 550 mm.The width of the outflow part parallel to the wide walls is between 350 and 550 mm.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel mit Merkmalen und Vorteilen der Erfindung dargestellt. Es zeigen

Fig. 1: schematisch eine Dünnbrammengießmaschine mit in den erweiterten Eingießbereich hineinragendem Tauchgießrohr im Längsschnitt,
Fig. 2: eine Draufsicht zu Fig. 1,
Fig. 3: einen Längsschnitt durch das Tauchgießrohr parallel zu den Breitwänden,
Fig. 4: einen Längsschnitt durch das Tauchgießrohr quer zu den Breitwänden,
Fig. 5: eine Ansicht des Tauchgießrohres gegen die Ausströmöffnung
und
Fig. 6: einen Querschnitt des Tauchgießrohres gemäß der Linie VI - VI in Fig. 4.

In the drawing, an embodiment is shown with features and advantages of the invention. Show it

Fig. 1: schematically shows a thin slab casting machine with a dip pipe protruding into the extended pouring area in longitudinal section,
Fig. 2: 2 shows a top view of FIG. 1,
Fig. 3: a longitudinal section through the immersion pouring tube parallel to the wide walls,
Fig. 4: a longitudinal section through the immersion pouring tube transverse to the wide walls,
Fig. 5: a view of the immersion pouring tube against the outflow opening
and
Fig. 6: 3 shows a cross section of the immersion pouring tube along the line VI-VI in FIG. 4.

Gemäß Figur 1 befindet sich am Bodenauslaß 1 eines Gießbehälters 2 ein Tauchgießrohr 3, das mit seinem unteren Ende in eine Stahlbandgießkokille 4 bis unter den Gießspiegel 5 ragt. Die Stahlbandgießkokille 4 besteht aus zwei gekühlten Breitseitenwänden 6 und zwei zwischen diesen verstellbar angeordneten Schmalseitenwänden 7. Die Breitseitenwände 6 bilden zur Aufnahme des Tauchgießrohres 3 einen erweiterten Eingießbereich 8, der sich über einen Teil der Kokillenhöhe erstreckt.According to FIG. 1, there is an immersion pouring tube 3 at the bottom outlet 1 of a casting container 2, the lower end of which extends into a steel strip casting mold 4 to below the casting level 5. The steel strip casting mold 4 consists of two cooled broad side walls 6 and two narrow side walls 7 arranged between them. The wide side walls 6 form an enlarged pouring area 8 for receiving the immersion pouring tube 3, which extends over part of the mold height.

Das erfindungsgemäße Tauchgießrohr 3 besteht aus einem Anschlußstutzen 9, einem flachen Ausströmteil 10 und einem Übergangsteil 11. Der Ausströmteil 10 wird von zwei Breitwänden 12, zwei Leitwänden 13 und einem Boden 14 gebildet. In dem Boden befindet sich eine Ausströmöffnung 15. Oberhalb der Ausströmöffnung 15 befindet sich ein die Breitwände 12 verbindender Steg 16.The immersion pouring tube 3 according to the invention consists of a connecting piece 9, a flat outflow part 10 and a transition part 11. The outflow part 10 is formed by two wide walls 12, two guide walls 13 and a bottom 14. There is an outflow opening 15 in the floor. Above the outflow opening 15 there is a web 16 connecting the wide walls 12.

Der Steg 16 hat an der Oberseite zwei Teilflächen 17, die im Ausführungsbeispiel dachartig zueinander geneigt sind. Durch die Teilflächen 17 oder z.B. eine gewölbte Oberseite wird die von oben zulaufende Strömung 18 in zwei Teilströmungen 19 getrennt.The web 16 has two partial surfaces 17 on the upper side, which in the exemplary embodiment are inclined toward one another in a roof-like manner. Through the partial surfaces 17 or, for example, a curved upper side, the upstream flow 18 is separated into two partial flows 19.

Die Teilströmungen 19 werden an den Leitwänden 13 und dem Boden 14 zweifach umgelenkt, so daß sie unterhalb der Leitfläche 20 des Steges 16 aufeinandertreffen, wobei erhebliche Strömungsenergie verzehrt wird. Infolgedessen tritt aus der Ausströmöffnung 15 ein Strom flüssigen Stahls geringer Geschwindigkeit aus, so daß eine Stauwelle und Auswaschungen der Strangschale vermieden werden.The partial flows 19 are deflected twice on the guide walls 13 and the bottom 14, so that they meet below the guide surface 20 of the web 16, with considerable flow energy being consumed. As a result, a stream of liquid steel of low speed emerges from the outflow opening 15, so that a ram wave and washing out of the strand shell are avoided.

Die untere Leitfläche 20 des Steges 16 bestimmt die Höhe der seitlichen Strömungsquerschnitte, d.h. den Abstand a der Leitfläche 20 vom Boden 14. Dieser kann vorteilhaft 50 bis 150 mm betragen.The lower guide surface 20 of the web 16 determines the height of the lateral flow cross sections, i.e. the distance a of the guide surface 20 from the floor 14. This can advantageously be 50 to 150 mm.

Die Breitwände 12 sind im Bereich der Ausströmöffnungen 15 kürzer als im Bereich des Bodens 14.The wide walls 12 are shorter in the area of the outflow openings 15 than in the area of the bottom 14.

Die Breite b des Ausströmteils 10 kann zwischen 350 - 550 mm betragen.The width b of the outflow part 10 can be between 350-550 mm.

Die Weite w der Ausströmöffnung 15 soll mindestens das Doppelte des Abstandes a der Leitfläche 20 vom Boden 14 betragen.The width w of the outflow opening 15 should be at least twice the distance a between the guide surface 20 and the floor 14.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt.The invention is not restricted to the exemplary embodiment shown.

Claims

Immersion pouring tube for the introduction of molten metal, particularly liquid steel, into the pouring-in region of a continuous casting plant, consisting of an inflow part (9, 11) connected to a casting vessel (2) and a flattened outflow part (10) with surfaces (17), which are disposed at a web (16), for division of the inward flow into at least two partial flows (19) and with surfaces (13, 14) for reuniting the partial flows ahead of the outflow openings (15), characterised thereby that the outflow part (10) has surfaces (13, 14, 20) for diversion of the partial flows (19) until in mutually opposed direction positions in front of the outflow opening (15).
Immersion pouring tube according to claim 1, characterised thereby that the outflow part (10) has lateral guide surfaces (13) and base surfaces (14) at a spacing from the web (16) and a guide surface (20) at the underside of the web and over the outflow opening (15).
Immersion pouring tube according to claims 1 and 2, characterised thereby that the guide surface (20) is arranged at a spacing (a = 50 to 150 millimetres) in front of a base (14) provided with the outflow opening (15).
Immersion pouring tube according to claims 1 to 3, characterised thereby that the width w of the outflow opening (15) corresponds to at least twice the spacing a of the web guide surface (20) from the base (14).
Immersion pouring tube according to claims 1 to 4, characterised thereby that the wide walls (12) are shorter in the region of the outflow openings (15) by a maximum of 0.5 a than in the region of the base (14).
Immersion pouring tube according to one of claims 1 to 5, characterised thereby that the width b of the outflow part (10) parallel to the wide walls (12) amounts to between 350 and 550 millimetres.