EP0522346A1 - Verfahren zum offenen Stranggiessen von Metallschmelzen, Zwischengefäss und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Verfahren zum offenen Stranggiessen von Metallschmelzen, Zwischengefäss und Verfahren zu seiner Herstellung Download PDF

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EP0522346A1
EP0522346A1 EP92110550A EP92110550A EP0522346A1 EP 0522346 A1 EP0522346 A1 EP 0522346A1 EP 92110550 A EP92110550 A EP 92110550A EP 92110550 A EP92110550 A EP 92110550A EP 0522346 A1 EP0522346 A1 EP 0522346A1
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EP
European Patent Office
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nozzle
immersion
pouring
continuous casting
pouring nozzle
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP92110550A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerd Dipl.-Ing. Diederich
Karl H. Dipl.-Ing. Koch
Henrik Naaby
Ole Jensen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dolomitwerke GmbH
DET DANSK STALVALSEVAERK AS
Original Assignee
Dolomitwerke GmbH
DET DANSK STALVALSEVAERK AS
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Filing date
Publication date
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Publication of EP0522346A1 publication Critical patent/EP0522346A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50Pouring-nozzles

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for the open continuous casting of metal melts from casting vessels via an intermediate vessel (distributor) into a mold.
  • the pouring of the molten metals into a mold can essentially take place according to the principle of "open casting” or "hidden casting".
  • open pouring the pouring jet emerges unprotected from the refractory pouring spout of the pouring vessel.
  • This process is preferably carried out on continuous casting plants with small cross sections, in particular less than 200 cm2.
  • the cross-sections for immersing immersion spouts are so small that it is very difficult to regulate them with a stopper or slide.
  • the steel flow is therefore usually automatically regulated by the casting speed in accordance with the free cross section of the pouring nozzle used in the perforated brick.
  • fire-resistant immersion nozzles are used, which protect the liquid steel from reoxidation until it enters the continuous casting mold.
  • the pouring jet is regulated by means of a plug closure or slide closure.
  • the refractory spout used in the bottom of the distributor and the immersion tube are two separate parts.
  • the object of the invention is to utilize the advantages of concealed continuous casting in devices for the continuous casting of steel, in which the steel inflow is controlled via the free cross section of the pouring nozzle.
  • the steel inflow is controlled via the free cross-section of a pouring nozzle in the immersion nozzle.
  • the insertion of an orifice ring in a dip tube was known (DE 36 07 104 C1), but the aperture ring was used to set a laminar flow of the melt in the dip tube, but not to control the flow rate.
  • the pouring nozzle of the tundish is integrally formed with the immersion pouring tube.
  • the pouring nozzle used therein reduces the flow cross-section within the immersion spout, which is necessary the liquid steel in the dip spout does not freeze.
  • the pouring nozzle could also be in one piece with the immersion pouring spout, but for manufacturing reasons and in order to be able to provide the zone exposed to the most wear and tear with a higher-quality refractory material, it is more expedient to mold the pouring nozzle separately and to insert it into the immersion pouring spout at the desired location , especially glue in. It is preferred to use the pouring nozzle at the level of the lower edge of the tundish because it has the best effect there.
  • Casting nozzles with different dimensions in terms of length and free cross-section can be selected to control the steel flow depending on steel melts of various compositions.
  • the pouring nozzles usually have a conical widening at the inlet, but in the case of steel melts with a higher viscosity it is advantageous if the refractory insert is designed as an annular diaphragm.
  • the control of the steel inflow takes place as before via the cross section of the pouring nozzle, the pouring speed depending on the ferrostatic pressure in the tundish.
  • the refractory immersion nozzle can preferably consist of alumina graphite. It can be pressed isostatically or, preferably, vacuum-extruded and re-pressed.
  • the immersion nozzle can have a circular, oval or angular cross section.
  • the pouring nozzle is preferably made of refractory material with a zirconium dioxide (ZrO2) content of more than 60%, the rest essentially Al2O3.
  • plugs for each immersion nozzle that are only required for opening and closing the steel inlet. All plugs can be opened or closed centrally simultaneously or individually. With the introduction of stopper closures it is also achieved that the same conditions prevail during the casting process. At the same time, the discharge of the first quantity of steel, which is often contaminated with refractory components from the lining of the intermediate vessel, is avoided and an improvement in output is likewise achieved.
  • 1 denotes a ladle, from the bottom spout of which liquid steel flows into the intermediate vessel 2 and is distributed there, which is why it is often also called “distributor” or “Tundish” from the English.
  • the casting speed is controlled in accordance with the ferrostatic pressure in the intermediate vessel 2.
  • the pouring speed is also dependent on the free cross section of the pouring nozzle 3, which is inserted approximately at the level of the bottom of the intermediate vessel 2 in the dip tube 4.
  • the pouring nozzle 3 thus reduces the cross section of the immersion pouring tube 4, which is integral with the pouring nozzle seated in the bottom of the intermediate vessel 2, from which at open continuous casting, the steel flows freely in the unprotected form against the entry of atmospheric oxygen into the continuous casting mold 5 located underneath.
  • three continuous casting molds 5 are connected to the intermediate vessel 2, each of which is connected to one another via a separate immersion pouring tube 4.
  • the liquid steel thus passes from the intermediate vessel 2 through the immersion pouring tube 4 into the continuous casting mold 5, solidifies therein and comes out of the continuous casting mold 5 as a partially solidified strand 6.
  • the liquid steel is now protected from oxidation by atmospheric oxygen on its way from the tundish 2 into the continuous casting mold 5 through the immersion pouring tube 4, as is customary in the case of hidden continuous casting. This is made possible by simply extending the pouring nozzle in the tundish 2 down into the continuous casting mold 5. This means that existing systems can be converted from open to concealed continuous casting using relatively simple means at low cost.
  • the pouring nozzle 3 in the immersion nozzle 4 has a downwardly tapering inlet with a subsequent cylindrical section.
  • the pouring nozzle in the embodiment according to FIG. 3 has the shape of an annular diaphragm. The shape of the pouring nozzle can be changed from case to case depending on the viscosity of the molten steel.

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  • Continuous Casting (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum offenen Stranggießen von Metallschmelzen aus Gießgefäßen (1) über ein Zwischengefäß (2) in eine Kokille (5), bei dem der Stahlzufluß mittels einer in den feuerfesten Tauchausguß (4) am Zwischengefäß (2) eingesetzten Gießdüse (3) gesteuert wird. Gegenstand der Erfindung ist ferner ein feuerfester Tauchausguß, welcher bei der Durchführung des Verfahrens Verwendung findet und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Erfindungsgemäß wird ein feuerfester Tauchausguß mit eingesetzter Gießdüse verwendet. Dabei bildet der Tauchausguß mit der Ausgußdüse des Zwischenbehälters eine einstückige Baueinheit und weist eine eingesetzte Gießdüse auf. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum offenen Stranggießen von Metallschmelzen aus Gießgefäßen über ein Zwischengefäß (Verteiler) in eine Kokille.
  • Bei den heute üblichen Gießverfahren kann das Abgießen der schmelzflüssigen Metalle in eine Kokille im wesentlichen nach dem Prinzip des "offenen Gießens" oder des "verdeckten Gießens" erfolgen. Beim offenen Gießen tritt der Gießstrahl aus dem feuerfesten Ausguß des Gießgefäßes ungeschützt aus. Dieses Verfahren wird vorzugsweise an Stranggießanlagen mit kleinen Querschnitten, insbesondere von unter 200 cm², durchgeführt. Einmal ist aus Qualitätsgründen kein verdecktes Gießen notwendig, zum anderen sind die Querschnitte zum Eintauchen von Tauchausgüssen so klein, daß ein Regulieren mittels Stopfen oder Schieber sehr schwierig ist.
  • Bei solchen Anlagen wird daher der Stahlzufluß meistens durch die Gießgeschwindigkeit entsprechend dem freien Querschnitt der im Lochstein eingesetzten Gießdüse automatisch reguliert.
  • Beim verdeckten Gießen werden feuerfeste Tauchausgüsse verwendet, die den flüssigen Stahl bis zum Eintritt in die Stranggießkokille vor Reoxidation schützen. Die Regulierung des Gießstrahls erfolgt mittels Stopfenverschluß oder Schieberverschluß. Der im Boden des Verteilers eingesetzte feuerfeste Ausguß und das Tauchrohr sind dabei zwei separate Teile.
  • Es besteht vielfach das Bedürfnis, vorhandene Anlagen, die nach dem Prinzip des offenen Gießens arbeiten, so umzurüsten, daß die Vorteile des verdeckten Stranggießens genutzt werden können. Bisher ist dies jedoch mit größeren Umbauten an den Zwischengefäßen (Verteiler), an den Kokillen und der Stranggießanlage verbunden, für die erhebliche Investitionen erforderlich sind. Aufwendig ist insbesondere der Einsatz von neuen Verschlußsystemen. Sollen Badspiegelregelungen für automatisches Stranggießen eingesetzt werden, ist Einzelregelung für jede Kokille bei Mehrfachkokillenanordnungen erforderlich.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Einrichtungen zum Stranggießen von Stahl, bei denen die Steuerung des Stahlzuflusses über den freien Querschnitt der Gießdüse erfolgt, die Vorteile des verdeckten Stranggießens zu nutzen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß die Maßnahmen und Merkmale der Ansprüche vorgeschlagen. Die Steuerung des Stahlzuflusses erfolgt über den freien Querschnitt einer Gießdüse im Tauchausguß. Das Einsetzen eines Blendenrings in ein Tauchrohr war zwar bekannt (DE 36 07 104 C1), jedoch diente der Blendenring der Einstellung einer laminaren Strömung der Schmelze im Tauchrohr, nicht jedoch der Steuerung der Durchflußmenge.
  • Die Ausgußdüse des Zwischengefäßes ist als Baueinheit einstückig mit dem Tauchausgußrohr geformt. Die darin eingesetzte Gießdüse reduziert den Durchflußquerschnitt innerhalb des Tauchausgußrohres, was erforderlich ist, damit der flüssige Stahl in dem Tauchausgußrohr nicht einfriert. An sich könnte auch die Gießdüse mit dem Tauchausgußrohr einstückig sein, jedoch ist es aus fertigungstechnischen Gründen und um die dem stärksten Verschleiß ausgesetzte Zone mit einem höherwertigen Feuerfestmaterial versehen zu können, zweckmäßiger, die Gießdüse separat zu formen und in das Tauchausgußrohr an der gewünschten Stelle einzusetzen, insbesondere einzukleben. Dabei wird es bevorzugt, die Gießdüse in der Höhe der Unterkante des Zwischengefäßes einzusetzen, weil sie dort die beste Wirkung erbringt.
  • Zur Steuerung des Stahlzuflusses in Abhängigkeit von Stahlschmelzen verschiedenster Zusammensetzung können Gießdüsen mit unterschiedlichen Abmessungen hinsichtlich der Länge und des freien Querschnitts gewählt werden. Üblicherweise weisen die Gießdüsen eine konische Erweiterung am Einlauf auf, bei Stahlschmelzen mit höherer Viskosität ist es aber vorteilhaft, wenn der feuerfeste Einsatz als ringförmige Blende ausgebildet ist. Die Steuerung des Stahlzuflusses geschieht wie bisher über den Querschnitt der Gießdüse, wobei die Gießgeschwindigkeit vom ferrostatischen Druck im Zwischengefäß abhängt.
  • Für den Einsatz in der Praxis ist insbesondere die Anpassung der Wärmeleitfähigkeit des feuerfesten Tauchausgusses und des Einsatzes von Bedeutung. Der feuerfeste Tauchausguß kann dabei bevorzugt aus Tonerdegraphit bestehen. Er kann isostatisch gepreßt oder vorzugsweise vakuumextrudiert und nachgepreßt sein. Der Tauchausguß kann kreisförmigen, ovalen oder eckigen Querschnitt aufweisen. Die Gießdüse besteht bevorzugt aus feuerfestem Material mit einem Gehalt an Zirkoniumdioxid (ZrO₂) von mehr als 60 %, Rest im wesentlichen Al₂O₃.
  • Es kann vorteilhaft sein, zu jedem Tauchausguß Stopfen zu installieren, die nur für das Öffnen und Schließen des Stahlzuflusses benötigt werden. Alle Stopfen können zentral gleichzeitig oder auch einzeln geöffnet bzw. geschlossen werden. Mit der Einführung von Stopfenverschlüssen wird auch erreicht, daß beim Angießvorgang immer gleiche Bedingungen herrschen. Gleichzeitig wird das Ableiten der ersten Stahlmenge, die häufig mit feuerfesten Bestandteilen aus der Auskleidung des Zwischengefäßes verunreinigt ist, vermieden und ebenfalls eine Ausbringensverbesserung erzielt.
  • Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • Fig. 1
    Das Schema einer Stranggußanlage unter Verwendung des Tauchausgußrohres gemäß der Erfindung,
    Fig. 2
    einen Längsschnitt des Tauchausgußrohres mit der Gießdüse in einer Ausführungsform und
    Fig. 3
    in einer weiteren Ausführungsform.
  • Bei der schematischen Darstellung in Fig. 1 ist mit 1 eine Gießpfanne bezeichnet, aus deren Bodenausguß flüssiger Stahl in das Zwischengefäß 2 fließt und sich dort verteilt, weswegen es häufig auch "Verteiler" oder aus dem Englischen "Tundish" genannt wird. Entsprechend dem ferrostatischen Druck in dem Zwischengefäß 2 wird die Gießgeschwindigkeit gesteuert. Die Gießgeschwindigkeit ist ferner abhängig von dem freien Querschnitt der Gießdüse 3, die etwa in Höhe des Bodens des Zwischengefäßes 2 in das Tauchrohr 4 eingesetzt ist. Die Gießdüse 3 verkleinert also den Querschnitt des Tauchausgußrohres 4, welches einstückig mit der im Boden des Zwischengefäßes 2 sitzenden Ausgußdüse ist, aus der beim offenen Stranggießen der Stahl in freiem Fall ungeschützt vor dem Zutritt von Luftsauerstoff in die darunter befindliche Stranggießkokille 5 fließt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind an das Zwischengefäß 2 drei Stranggießkokillen 5 angeschlossen, die jeweils über ein separates Tauchausgußrohr 4 miteinander in Verbindung stehen. Der flüssige Stahl gelangt also aus dem Zwischengefäß 2 durch das Tauchausgußrohr 4 in die Stranggießkokille 5, erstarrt darin und gelangt als teilweise verfestigter Strang 6 aus der Stranggießkokille 5 heraus.
  • Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird nun, wie an sich beim verdeckten Stranggießen üblich, der flüssige Stahl auf seinem Weg vom Zwischengefäß 2 in die Stranggießkokille 5 durch das Tauchausgußrohr 4 vor Oxidation durch Luftsauerstoff geschützt. Dies wird ermöglicht durch einfache Verlängerung der Ausgußdüse im Zwischengefäß 2 nach unten bis in die Stranggießkokille 5 hinein. Damit ist ein Umrüsten vorhandener Anlagen vom offenen zum verdeckten Stranggießen mit verhältnismäßig einfachen Mitteln preiswert zu realisieren.
  • Bei der Ausführung in Fig. 2 hat die Gießdüse 3 in dem Tauchausgußrohr 4 einen nach unten konisch sich verjüngenden Einlauf mit anschließendem zylindrischen Abschnitt. Demgegenüber hat die Gießdüse bei der Ausführung nach Fig. 3 die Form einer ringförmigen Blende. Die Form der Gießdüse kann in Abhängigkeit von der Viskosität der Stahlschmelze von Fall zu Fall verändert werden.

Claims (7)

  1. Verfahren zum offenen Stranggießen von Metallschmelzen aus Gießgefäßen über ein Zwischengefäß in eine Kokille, bei dem der Stahlzufluß mittels einer in den feuerfesten Tauchausguß am Zwischengefäß eingesetzten Gießdüse gesteuert wird.
  2. Zwischengefäß für das offene Stranggießen von Metallschmelzen mit mindestens einem feuerfesten Tauchausguß zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchausguß (4) mit der Ausgußdüse des Zwischenbehälters (2) eine einstückige Baueinheit bildet und eine eingesetzte Gießdüse (3) aufweist.
  3. Zwischengefäß nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Gießdüse (3) in Höhe der Unterkante des Zwischengefäßes (2) im Tauchausguß (4) eingesetzt ist.
  4. Zwischengefäß nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Gießdüse (3) die Form einer ringförmigen Blende hat.
  5. Zwischengefäß nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchausguß (4) aus Tonerdegraphit besteht.
  6. Zwischengefäß nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Gießdüse (3) aus einem Feuerfestmaterial mit einem Gehalt an Zirkoniumdioxid (ZrO₂) von mindestens 60 % besteht.
  7. Verfahren zur Herstellung eines feuerfesten Tauchausgusses nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchausguß (4) vakuumextrudiert und nachgepreßt wird.
EP92110550A 1991-07-09 1992-06-23 Verfahren zum offenen Stranggiessen von Metallschmelzen, Zwischengefäss und Verfahren zu seiner Herstellung Withdrawn EP0522346A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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DE19914122676 DE4122676A1 (de) 1991-07-09 1991-07-09 Verfahren zum stranggiessen von metallschmelzen, tauchausguss und verfahren zu seiner herstellung
DE4122676 1991-07-09

Publications (1)

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EP0522346A1 true EP0522346A1 (de) 1993-01-13

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ID=6435749

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EP92110550A Withdrawn EP0522346A1 (de) 1991-07-09 1992-06-23 Verfahren zum offenen Stranggiessen von Metallschmelzen, Zwischengefäss und Verfahren zu seiner Herstellung

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EP0128732A2 (de) * 1983-06-07 1984-12-19 British Steel Corporation Vorrichtungen beim Tundish-Giessen
DE3607104C1 (de) * 1986-03-05 1987-08-27 Didier Werke Ag Tauchrohr

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DE4122676A1 (de) 1993-01-14

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