EP0637477B1 - Supplying system in a continuous aluminium casting system - Google Patents
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- EP0637477B1 EP0637477B1 EP94108061A EP94108061A EP0637477B1 EP 0637477 B1 EP0637477 B1 EP 0637477B1 EP 94108061 A EP94108061 A EP 94108061A EP 94108061 A EP94108061 A EP 94108061A EP 0637477 B1 EP0637477 B1 EP 0637477B1
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- B22D41/16—Closures stopper-rod type, i.e. a stopper-rod being positioned downwardly through the vessel and the metal therein, for selective registry with the pouring opening
Definitions
- the invention relates to an inlet system for continuous aluminum casting plants, consisting of a gutter, one in gutter 1 used inlet nozzle 2, in which a plug 3 for regulation of the melt inlet 4 is inserted, the stopper 3 the narrowest cross section of the feed nozzle 2 is the melt feed closes and a control system with which the immersion depth the stopper is controllable within predetermined limits and a method for regulating an enema system.
- the object of the invention is therefore in the enema system To optimize aluminum continuous casting plants so that under Maintaining the essential installations of negative pressure is minimized at the nozzle inlet and at the nozzle outlet and optimized the flow conditions in the inlet nozzle become.
- a procedure for operating the enema system is said to reduce the vortex formation in the melt, so that both on the melt surface in the gutter as well no melt formation in the mold in the mold occur.
- the nozzle contour according to the invention provides that in the The narrowest cross section is in the middle of the inlet nozzle and thus the highest speed in the middle of the nozzle is produced.
- the nozzle shape prevents flow which could reduce the cross-section through which avoided.
- the nozzle is thus evenly over the flows through the entire cross-section, resulting in a optimal volume flow can be set.
- the inlet system consists of one in the channel 1 used inlet nozzle 2 into which a plug 3 for regulation of the melt inlet 4 is used.
- a metal level H is formed above the inlet nozzle 2 in the Channel 1, which is preferably at least 5 cm.
- the melt reaches the mold 5 via the pouring nozzle, where it is formed into an ingot 6, which is placed on the runner 7 is held.
- a lowering device 9 the ingot 6 is down from the mold 5 pulled out.
- nozzles 2 and plugs 3 are shown in FIG remove. It can be seen that the cross sections at the nozzle inlet (X) and nozzle outlet (Y) in relation to the other cross sections the inlet nozzle are chosen large, so that there are low Flow velocities occur.
- the inlet nozzle according to the invention consists of two Cut A1, A2 from the narrowest cross section of the nozzle to the Nozzle entry or exit are measured.
- section A2 In the upper part of the nozzle 2 (section A2) forms between Plug 3 and inner wall of the inlet nozzle from an annular space D, the narrows in the direction of flow.
- the pressure ratios are also increased by an Level difference - in the example 26 cm and 34 cm - hardly changed.
- the closely spaced curves for different level differences show that the flow conditions are very stable and even with high negative pressure the flow in the nozzle does not stop. It follows that the available cross section is relatively even is flowed through and no speed peaks occur.
- FIGS. 6a, b and 5a, b known inlet systems exemplified.
- a downward closing inlet system according to FIG. 4a the vacuum at the nozzle outlet can no longer be reduced as the available cross section at the nozzle outlet very strong due to the stall under the stopper is reduced.
- FIG. 4b shows a known upward closing inlet system shown.
- the negative pressure increases increasing level difference strongly (see Figure 5b).
- This has the consequence that the above the nozzle inlet in the Gutter standing metal column and the associated static Pressure is insufficient to reach the nozzle inlet to compensate for the resulting negative pressure.
- Pressure curves depend on the position of the measuring points dependent.
- the representations in Figure 5a, b are as look at two-dimensional representations and therefore say nothing about the uniformity of the flow over the Circumference of the inlet nozzle. As shown at the beginning, but can be uneven with conventional infeed systems keiten occur over the circumference of the inlet nozzle, whereby Speed peaks arise, which in turn create the negative pressure increase.
- the volume flow can be dosed much more precisely and that Avoid occurrence of instabilities. It showed the glass model that an optimized nozzle also over the Flow is relatively even.
- the known inlet system tends to Turbulence formation. This is shown in FIG. 7 and is explained in more detail below.
- the melt 4 reaches the inlet nozzle in the direction of the arrow through the channel 1 2.
- the resulting at the nozzle inlet and outlet The melt surface becomes underpressure from the air pressure dented, which can tear open the oxide layer and Oxide or dirt particles are sucked into the melt can.
- the non-deformable impurities are in the solidification front installed. In the later rolling process they come to the surface and lead to tearing open of the rolled strip or damage to the rolls.
- FIG 8 is a mechanical control of the mold casting system shown schematically for aluminum ingots. Via a float 14, which on the metal surface of the Barrens is positioned using a mechanical redirector 15 of the stopper 3 by means of a push rod 16 moved up or down.
- the term "swimmer” is used for a piece of refractory material that is on the metal surface floats and the metal stand via a lever reports. In the present case, it becomes the annular gap between nozzle and stopper enlarged or reduced, each after which direction the melt level from the set point deviates. The feed rate of the molten metal is thus regulated by different plug heights.
- the metal level in the mold 5 can be different Reasons fluctuate. For example, the inclination of the Melting furnace not continuously, so that gushing occurs in the channel 1. Even the metal stand in the gutter is usually regulated with a float, so that normally two control systems are coupled together are. This leads to a dynamic control behavior, that during the pouring phase of a constant correction of the each plug height required.
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Description
Die Erfindung betrifft ein Einlaufsystem für Aluminiumstranggußanlagen,
bestehend aus einer Rinne, einer in die Rinne 1
eingesetzten Zulaufdüse 2, in die ein Stopfen 3 zur Regulierung
des Schmelzezulaufs 4 eingesetzt ist, wobei der Stopfen 3
am engsten Querschnitt der Zulaufdüse 2 den Schmelzezulauf
verschließt und einem Regelsystem, mit dem die Eintauchtiefe
des Stopfens innerhalb vorgegebener Grenzen steuerbar ist sowie
ein Verfahren zur Regelung eines Einlaufsystemes.The invention relates to an inlet system for continuous aluminum casting plants,
consisting of a gutter, one in
Die Regelung des Schmelzezulaufs mit Hilfe von Düse und Stopfen ist aus verschiedenen Veröffentlichungen bekannt. So ist beispielsweise von der Deutschen Gesellschaft für Metallkunde e.V. ein Symposium unter dem Titel "Stranggießen-Schmelzen-Gießen-Überwachen" veranstaltet worden, bei dem das Prinzip der Gießspiegelregelung nach dem Wirbelstromprinzip erläutert wurde. Bei den 1986 herausgegebenen Vortragstexten findet sich auf Seite 331 die Abbildung eines Regelsystems unter Verwendung von Düsen und Stopfen. Die Düse ist am Boden einer Rinne befestigt und ragt mit ihrem unteren Ende in die Kokille hinein.The regulation of the melt feed with the help of nozzle and plug is known from various publications. So is for example from the German Society for Metallurgy e.V. a symposium entitled "Continuous casting-melting-casting-monitoring" has been held where the principle of the mold level control according to the eddy current principle explained has been. The lecture texts published in 1986 include on page 331 the illustration of a control system using of nozzles and plugs. The nozzle is at the bottom of a gutter attached and protrudes with its lower end into the mold inside.
Ändert sich unter bestimmten Voraussetzungen die Geschwindigkeit der Aluminiumschmelze in der Einlaufdüse, so verändert sich auch der statische Druck. Bei sehr hohen Geschwindigkeiten der Aluminiumschmelze werden bei den dann auftretenden Unterdrucken am Düseneintritt oder Düsenaustritt Oxyd- und schmutzteilchen von der Metalloberfläche der Rinne oder des Barrens in die Schmelze eingesogen, was sich nachteilig bei der erzeugten Barrenqualität bemerkbar macht. The speed changes under certain conditions the molten aluminum in the inlet nozzle, so changed static pressure. At very high speeds of the aluminum melt are then those that occur Negative pressure at the nozzle inlet or nozzle outlet particles of dirt from the metal surface of the gutter or Barrens sucked into the melt, which is disadvantageous the quality of the bars produced.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Einlaufsystem bei Aluminiumstranggußanlagen derart zu optimieren, daß unter Beibehaltung der wesentlichen Installationen der Unterdruck am Düseneintritt und am Düsenaustritt minimiert wird und die Strömungsverhältnisse in der Zulaufdüse optimiert werden. Ein Verfahren zum Betrieb des Einlaufsystems soll die Wirbelbildung in der Schmelze herabsetzen, so daß sowohl an der Schmelzeoberfläche in der Rinne als auch an der Schmelzeoberfläche in der Kokille keine Wirbelbildungen auftreten.The object of the invention is therefore in the enema system To optimize aluminum continuous casting plants so that under Maintaining the essential installations of negative pressure is minimized at the nozzle inlet and at the nozzle outlet and optimized the flow conditions in the inlet nozzle become. A procedure for operating the enema system is said to reduce the vortex formation in the melt, so that both on the melt surface in the gutter as well no melt formation in the mold in the mold occur.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale gelöst. Es hat sich gezeigt, daß durch eine besondere Formgebung der Innenkontur der Düse sowie durch die Einhaltung bestimmter Eintauchtiefen in die oberhalb des Sumpfes sich ausbildende Schmelzzone das Mitreißen von Oxyd- und anderen Schmutzteilchen von der Metalloberfläche vermieden werden kann. Ferner muß für einen ausreichenden Metallstand in der Rinne gesorgt werden.Im ersten Schritt wird der am Düsenaustritt herrschende Unterdruck minimiert und dann die Eintauchtiefe so gemessen, daß eine Metallsäule von mindestens 2 cm den verbleibenden Unterdruck kompensiert.This object is achieved by the claims specified features solved. It has shown, that by a special shape of the inner contour of the Nozzle and by adhering to certain immersion depths into the melting zone that forms above the sump the entrainment of oxide and other dirt particles from the metal surface can be avoided. Furthermore, for sufficient metal level in the gutter The first step is the one at the nozzle outlet Vacuum minimized and then the immersion depth like this measured that a metal column of at least 2 cm remaining negative pressure compensated.
Die erfindungsgemäße Düsenkontur sieht vor, daß in der Mitte der Zulaufdüse der engste Querschnitt vorliegt und damit die höchste Geschwindigkeit in der Mitte der Düse erzeugt wird. Durch die Düsenform werden Strömungsabrisse, die den durchströmten Querschnitt verringern könnten, vermieden. Die Düse wird somit gleichmäßig über den gesamten Querschnitt durchströmt, wodurch sich ein optimaler Volumenstrom einstellen läßt.The nozzle contour according to the invention provides that in the The narrowest cross section is in the middle of the inlet nozzle and thus the highest speed in the middle of the nozzle is produced. The nozzle shape prevents flow which could reduce the cross-section through which avoided. The nozzle is thus evenly over the flows through the entire cross-section, resulting in a optimal volume flow can be set.
Bei den herkömmlichen Rinnenanordnungen ergeben sich am Einlaufsystem unterschiedliche Strömungsverhältnisse, je nachdem, welche Düsenseite von der in der Rinne fließenden Schmelze zuerst angeströmt wird. Unter bestimmmten Voraussetzungen führt dies bei herkömmlichen Einlaufsystemen zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Flüssigkeitsströmung an der Düseninnenwand, mit der Folge, daß an bestimmten Düsenquerschnitten sehr große Strömungsgeschwindigkeiten und an anderen Stellen ein Strömungsschatten entsteht. Diese Zustände störten bisher die Gleichmäßigkeit der Strömung und wirkten sich auch auf die Einlauf- und Auslaufverhältnisse an der Zufuhrdüse aus.In the conventional channel arrangements result in Inlet system different flow conditions, each according to which side of the nozzle is flowing from the channel Melt is poured on first. Under certain conditions this leads to conventional infeed systems an uneven distribution of the liquid flow on the inner wall of the nozzle, with the result that certain Nozzle cross sections very high flow velocities and in other places a flow shadow is created. These conditions have so far disturbed the uniformity of the Flow and also affected the inlet and outlet conditions at the feed nozzle.
Zusammenfassend lassen sich die erfindungsgemäßen Merkmale
wie folgt darstellen:
Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1- Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen Einlaufsystem
Figur 2- Erfindungsgemäße Zulaufdüse mit Stopfen im Querschnitt
Figur 3- Druckverlauf in einem erfindungusgemäßen Einlaufsystem (Wassermodell)
Figur 4- Düsen/Stopfensystem nach dem Stand der Technik
Figur 5- Druckverlauf bei einem herkömmlichen Einlaufsystem im Wassermodell
Figur 6- Schematische Darstellung einer elektronischen Gießspiegelregelung
Figur 7- Gesamtansicht eines Einlaufsystems nach dem Stand der Technik
Figur 8- Schematische Darstellung einer mechanischen Gießspiegelregelung
- Figure 1
- General view of an enema system according to the invention
- Figure 2
- Inlet nozzle according to the invention with stopper in cross section
- Figure 3
- Pressure curve in an inlet system according to the invention (water model)
- Figure 4
- State-of-the-art nozzle / plug system
- Figure 5
- Pressure curve in a conventional inlet system in the water model
- Figure 6
- Schematic representation of an electronic mold level control
- Figure 7
- General view of an intake system according to the state of the art
- Figure 8
- Schematic representation of a mechanical mold level control
Nach Figur 1 besteht das Einlaufsystem aus einer in die Rinne
1 eingesetzten Zulaufdüse 2, in die ein Stopfen 3 zur Regulierung
des Schmelzezulaufs 4 eingesetzt ist. Am Düseneintritt
über der Zulaufdüse 2 bildet sich ein Metallstand H in der
Rinne 1 aus, der vorzugsweise mindestens 5 cm beträgt.According to Figure 1, the inlet system consists of one in the
Über die Gießdüse gelangt die Schmelze in die Kokille 5, wo
sie zu einem Barren 6 geformt wird, der auf dem Angußstein 7
gehalten wird. Durch Absenken eines Gießtisches 8 mittels Absenkvorrichtung
9 wird der Barren 6 nach unten aus der Kokille
5 herausgezogen.The melt reaches the
Die Formen von Düsen 2 und Stopfen 3 sind aus der Figur 2 zu
entnehmen. Man erkennt, daß die Querschnitte am Düsenein- (X) und Düsenaustritt (Y) im Verhältnis zu den übrigen Querschnitten
der Einlaufdüse groß gewählt sind, damit dort geringe
Strömungsgeschwindigkeiten auftreten. The shapes of
Die erfindungsgemäße Zulaufdüse besteht gemäß Figur 2 aus zwei Abscbnitten A1, A2, die vom engsten Querschnitt der Düse zum Düsenein- bzw. zum Düsenaustritt gemessen werden.According to FIG. 2, the inlet nozzle according to the invention consists of two Cut A1, A2 from the narrowest cross section of the nozzle to the Nozzle entry or exit are measured.
Im oberen Teil der Düse 2 (Abschnitt A2) bildet sich zwischen
Stopfen 3 und Innenwand der Zulaufdüse ein Ringraum D aus, der
sich in Strömungsrichtung verengt.In the upper part of the nozzle 2 (section A2) forms between
Im unteren Teil der zulaufdüse 2 (Abschnitt A1) bildet sich
zwischen Stopfen 3 und der Innenwand der Düse 2 nach Durchtritt
durch den engsten Querschnitt ein Ringraum E aus, der
sich zum Düsenaustritt hin erweitert. Die Erweiterung wächst
mit zunehmender Annäherung an die Spitze S des Stopfens 3. Forms in the lower part of the inlet nozzle 2 (section A1)
between
Aus Figur 2 ist auch zu erkennen, wie der Stopfen 3 in die
Düse 2 eintaucht. Der zwischen der Düse 2 und dem
Stopfen 3 verbleibende Raum ist als Ringspalt C anzusehen
und ist so ausgelegt, daß die Strömung den gesamten Querschnitt
gleichmäßig ausfüllt. Von der Einlaufseite aus
gesehen verjüngt sich der Ringspalt C, sodaß sich im
strömenden Metall ein Staudruck aufbaut, der einer Verringerung
des statischen Drucks in der Schmelze entgegenwirkt.From Figure 2 can also be seen how the
Im fast parallelen Teil des Ringspaltes C wird die für die
Drosselung nötige Reibung erzeugt. Der Ringspalt C erweitert
sich sodann geringfügig zum Stopfen 3 hin, sodaß
sich die Strömung hier besser an den Stopfen 3 anlegt. Bei
abnehmendem Querschnitt tritt durch die sich verjüngende
Düse 2 eine Vergleichmäßigung der Strömung über den Querschnitt
auf.In the almost parallel part of the annular gap C the for
Throttling creates the necessary friction. The annular gap C expanded
then slightly towards the
Hinter der engsten Stelle, etwa in der Düsenmitte, erweitert
sich der Querschnitt, sodaß die Strömung ohne
Abriß wieder abgebremst wird. Um auch an dem Stopfen 2
einen Strömungsabriß zu vermeiden, ist dieser an der
Spitze zu einem Radius von im Beispiel 11,5 mm ausgezogen.Expanded behind the narrowest point, for example in the middle of the nozzle
the cross section so that the flow without
Demolition is slowed down again. To also on the
Zur Überprüfung der tatsächlichen Strömungsverhältnisse in der erfindungsgemäßen Düse wurde ein Wassermodell des bei der Herstellung eines Walzbarrens herrschenden Zustandes geschaffen. In diesem Wassermodell konnten die Verhältnisse in der Rinne, in der Düse und im Walzbarren, bei verschiedenen Düsen-Stopfen-Systemen simuliert werden. Mit diesem Wassermodell wurden die Druckverläufe im optimierten Einlaufsystem untersucht. Das Ergebnis ist in Figur 3 dargestellt. To check the actual flow conditions in the nozzle of the invention was a water model of the the production of a rolling ingot prevailing condition created. In this water model the conditions in the trough, in the nozzle and in the rolled bar, at different nozzle-plug systems can be simulated. With this water model, the pressure profiles were optimized Inlet system examined. The result is in Figure 3 shown.
Man erkennt, daß am Düseneintritt (Düsenlänge = 0) ein positiver oder nur leicht negativer Druck herrscht. In der Düsenmitte werden durch die hohen Strömungsgeschwindigkeiten sehr hohe Unterdrucke erreicht. Am engsten Querschnitt werden hohe Unterdrucke gemessen, die zeigen, daß die Strömung nicht abreißt, sondern an den Wandungen anliegt. Danach erfolgt innerhalb kürzester Zeit ein Abbau der sehr hohen Unterdrucke, sodaß am Düsenaustritt bei etwa 17 cm Düsenlänge nur noch sehr geringe Unterdrucke verbleiben.It can be seen that at the nozzle inlet (nozzle length = 0) there is positive or only slightly negative pressure. In the The middle of the nozzle is due to the high flow velocities very high negative pressure reached. Narrowest cross section high negative pressures are measured, which show that the flow does not stop, but lies against the walls. Thereafter, it is dismantled within a very short time the very high negative pressure, so that at the nozzle outlet about 17 cm nozzle length only very low negative pressure remain.
Die Druckverhältnisse werden auch durch einen vergrößerten Niveauunterschied - im Beispiel 26 cm und 34 cm - kaum verändert. Die dicht beieinander liegenden Kurven für verschiedene Niveauunterschiede zeigen, daß die Strömungszustände sehr stabil sind und auch bei hohen Unterdrucken die Strömung in der Düse nicht abreißt. Daraus folgt, daß der zur Verfügung stehende Querschnitt relativ gleichmäßig durchströmt wird und dabei keine Geschwindigkeitsspitzen auftreten.The pressure ratios are also increased by an Level difference - in the example 26 cm and 34 cm - hardly changed. The closely spaced curves for different level differences show that the flow conditions are very stable and even with high negative pressure the flow in the nozzle does not stop. It follows that the available cross section is relatively even is flowed through and no speed peaks occur.
In den Figuren 6a, b und 5a, b sind die Druckverläufe bekannter Einlaufsysteme exemplarisch dargestellt. Bei einem nach unten schließenden Einlaufsystem gemäß Figur 4a kann der Unterdruck am Düsenaustritt nicht mehr abgebaut werden, da der verfügbare Querschnitt am Düsenaustritt durch den Strömungsabriß unter dem Stopfen sehr stark verkleinert wird. Somit entstehen hohe Unterdrucke am Düsenaustritt, die nicht mehr durch eine Vergrößerung der Eintauchtiefe der Düse kompensiert werden können (siehe Figur 5a).The pressure profiles are shown in FIGS. 6a, b and 5a, b known inlet systems exemplified. At a downward closing inlet system according to FIG. 4a the vacuum at the nozzle outlet can no longer be reduced as the available cross section at the nozzle outlet very strong due to the stall under the stopper is reduced. This creates high negative pressures on Nozzle outlet, which can no longer be achieved by enlarging the Immersion depth of the nozzle can be compensated (see Figure 5a).
In Figur 4b ist ein bekanntes nach oben schließendes Einlaufsystem dargestellt. Hier Steigt der Unterdruck bei zunehmendem Niveauunterschied stark an (siehe Figur 5b). Dies hat zur Folge, daß die über dem Düseneintritt in der Rinne stehende Metallsäule und der damit verbundene statische Druck nicht ausreicht, um den am Düseneintritt entstehenden Unterdruck zu kompensieren. Ferner entsteht unter dem Stopfen ein Strömungsabriß, der den zur Verfügung stehenden Querschnitt vermindert. Bei größerem Niveauunterschied kann sich dieser Strömungsabriß bis zum Düsenaustritt hin auswirken, sodaß dort eine Verstärkung des Unterdruckes mit den eingangs genannten nachteiligen Folgen auftritt.FIG. 4b shows a known upward closing inlet system shown. Here the negative pressure increases increasing level difference strongly (see Figure 5b). This has the consequence that the above the nozzle inlet in the Gutter standing metal column and the associated static Pressure is insufficient to reach the nozzle inlet to compensate for the resulting negative pressure. Furthermore arises under the stopper there is a stall that is available standing cross section reduced. With larger ones This stall can differ in level up to Impact nozzle outlet, so that there is a reinforcement of the negative pressure with the above-mentioned disadvantageous Consequences occurs.
Die zu den vorstehenden Betrachtungen herangezogenen Druckverläufe sind von der jeweiligen Lage der Meßpunkte abhängig. Die Darstellungen in Figur 5a, b sind als zweidimensionale Darstellungen anzusehen und sagen daher nichts über die Gleichmäßigkeit der Strömung über den Umfang der Einlaufdüse aus. Wie eingangs dargestellt, können aber bei üblichen Einlaufsystemen Ungleichmäßig keiten über den Umfang der Zulaufdüse auftreten, wodurch Geschwindigkeitsspitzen entstehen, die wiederum den Unterdruck erhöhen.The ones used for the above considerations Pressure curves depend on the position of the measuring points dependent. The representations in Figure 5a, b are as look at two-dimensional representations and therefore say nothing about the uniformity of the flow over the Circumference of the inlet nozzle. As shown at the beginning, but can be uneven with conventional infeed systems keiten occur over the circumference of the inlet nozzle, whereby Speed peaks arise, which in turn create the negative pressure increase.
Hinzu kommt, daß in der Praxis häufig schief stehende oder krumme Stopfen die Strömungsverhältnisse noch weiter beeinflussen, in der Weise, daß die Inhomogenitäten vergrößert werden. Bei den bekannten Systemen kommt es vor, daß nur eine Häfte des Düsenumfanges durchströmt wird. Somit ergeben sich auch Probleme bei der Regulierung des Volumenstroms, die sich insbesondere bei einer automatischen Niveauregelung nachteilig bemerkbar machen.In addition, in practice, crooked or curved plugs further influence the flow conditions, in such a way that the inhomogeneities are increased become. In the known systems it happens that only half of the nozzle circumference is flowed through. This also creates problems in regulating the Volume flow, which is particularly the case with an automatic Make level control disadvantageously noticeable.
Bei der erfindungsgemäßen Veränderung der Querschnitte kann der Volumenstrom sehr viel genauer dosiert und das Auftreten von Instabilitäten vermieden werden. Es zeigte sich am Glasmodell, daß eine optimierte Düse auch über den Umfang relativ gleichmäßig durchströmt wird.When changing the cross sections according to the invention the volume flow can be dosed much more precisely and that Avoid occurrence of instabilities. It showed the glass model that an optimized nozzle also over the Flow is relatively even.
Im Gegensatz dazu neigt das bekannte Einlaufsystem zur
Turbulenzbildung. Dies ist anhand der Figur 7 dargestellt
und wird im folgenden näher erläutert. Die Schmelze 4
gelangt in Pfeilrichtung durch die Rinne 1 zur Zulaufdüse
2. Durch die an Düsenein- und austritt entstehenden
Unterdrucke wird die Schmelzeoberfläche vom Luftdruck
eingedellt, wodurch die Oxydschicht aufreißen kann und
Oxyd- oder Schmutzteilchen in die Schmelze gesogen werden
können. Die nicht verformbaren Verunreinigungen werden in
die Erstarrungsfront eingebaut. Beim Späteren Walzprozeß
gelangen sie an die Oberfläche und führen zum Aufreißen
des Walzbandes oder zu Beschädigungen der Walzen.In contrast, the known inlet system tends to
Turbulence formation. This is shown in FIG. 7
and is explained in more detail below. The
In Figur 8 ist eine mechanische Regelung des Kokillengießsystems
für Aluminiumwalzbarren schematisch dargestellt.
Über einen Schwimmer 14, der auf der Metalloberfläche des
Barrens positioniert ist, wird über eine mechanische Umlenkung
15 der Stopfen 3 mittels einer Druckstange 16 nach
oben oder unten bewegt. Der Begriff "Schwimmer" steht dabei
für ein Stück Feuerfestmaterial, das auf der Metalloberfläche
schwimmt und über einen Hebel den Metallstand
meldet. Im vorliegenden Fall wird damit der Ringspalt
zwischen Düse und Stopfen vergrößert oder verkleinert, je
nachdem in welche Richtung das Schmelzeniveau vom Sollwert
abweicht. Die Zulaufmenge der Metallschmelze wird somit
durch unterschiedliche Stopfenhöhen geregelt.In Figure 8 is a mechanical control of the mold casting system
shown schematically for aluminum ingots.
Via a
Andere Methoden bestehen in der Laserabtastung des Metallstandes in der Kokille. Das entstehende Signal wird hier auf elektronischem Wege verarbeitet und zu einer Stellgröße für den Stopfen 3 umgebildet (siehe Figur 6). Other methods consist in laser scanning of the metal stand in the mold. The resulting signal is here processed electronically and to a manipulated variable reshaped for the plug 3 (see Figure 6).
Der Metallstand in der Kokille 5 kann aus verschiedenen
Gründen schwanken. Beispielsweise erfolgt die Neigung des
Schmelzeofens nicht kontinuierlich, sodaß eine Schwallbildung
in der Rinne 1 auftritt. Auch der Metallstand in
der Rinne wird üblicherweise mit einem Schwimmer geregelt,
sodaß im Normalfall zwei Regelsysteme miteinander gekoppelt
sind. Dies führt zu einem dynamischen Regelverhalten,
das während der Gießphase einer ständigen Korrektur der
jeweiligen Stopfenhöhe bedarf.The metal level in the
Schwankungen des Metallstands verändern die thermischen Bedingungen, was zu einer ungünstigen Ausbildung der Barrenoberfläche führt. Die Dicke der Randschale, die vor dem Walzen vollständig abgefräst werden muß, vergrößert sich.Fluctuations in the metal level change the thermal Conditions, leading to unfavorable training of the Ingot surface leads. The thickness of the rim shell that before the rolling must be completely milled, enlarged yourself.
Claims (7)
- A supplying system for continuous aluminium casting plants, consisting of a launder, an inlet nozzle (2) which is inserted into the launder (1) and into which there is inserted a plug (3) for regulating the melt inlet (4), with the plug (3) closing the melt inlet at the narrowest cross-section of the inlet nozzle (2), and furthermore consisting of a control system by means of which the immersion depth of the plug is controllable within predetermined limits,
characterised inthat from the narrowest cross-section of the nozzle (2) to the nozzle entry (X) and nozzle exit (Y), a distance (A1, A2) of at least 7 cm is observed, and that at the nozzle entry, the space between the nozzle (2) and the plug (3) is narrowed along a length B which ranges from greater 0 to 10 cm. - A suppling system according to claim 1,
characterised inthat narrowing takes place along a length of 1 - 10 cm. - A supplying system according to any one of the preceding claims,
characterised inthat above the narrowest nozzle cross-section between the nozzle (2) and the plug (3), there is formed an annular space D which becomes narrower in the direction of flow, whereas below the narrowest nozzle cross-section, the space between the nozzle (2) and the plug (3) is widened by an opening angle of at least 4°, with the plug point S being rounded with a radius of 10 - 14 mm. - A supplying system according to any one of the preceding claims,
characterised inthat the edges at the entry and exit are rounded with a radius of 5 - 25 mm. - A supplying system according to any one of the preceding claims,
characterised inthat the annular space D is formed by an annular gap between the nozzle (2) and the plug (3), with the side walls forming the annular gap extending nearly parallel relative to one another. - A supplying system according to claim 5,
characterised inthat the nearly parallel side walls of the annular space D become narrower in the direction of flow with a difference in angles of approximately 1°. - A method of regulating a supplying system for continuous aluminium casting plants according to any one of the preceding claims 1 to 6,
characterised inthat there are set a metal level H in the launder (1) of at least 5 cm above the nozzle entry X and an immersion depth T of the nozzle (2) of least 2 cm.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4322316 | 1993-07-05 | ||
| DE4322316A DE4322316C1 (en) | 1993-07-05 | 1993-07-05 | Infeed system for an aluminum continuous casting plant |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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