EP0726113B1 - Inflow system for a continuous aluminium casting installation - Google Patents
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- EP0726113B1 EP0726113B1 EP95118107A EP95118107A EP0726113B1 EP 0726113 B1 EP0726113 B1 EP 0726113B1 EP 95118107 A EP95118107 A EP 95118107A EP 95118107 A EP95118107 A EP 95118107A EP 0726113 B1 EP0726113 B1 EP 0726113B1
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- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
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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
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- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
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Definitions
- the invention relates to inlet systems for continuous aluminum casting plants, consisting of a gutter, one inserted into the gutter Inlet nozzle into which a plug for regulating the Melt feed is used and optionally a control system, with which the immersion depth of the stopper within a predetermined Limits are controllable.
- the object of the invention is therefore the inlet system in aluminum continuous casting plants optimize so that while maintaining of the essential installations the negative pressure at the nozzle inlet and is minimized at the nozzle outlet and the flow conditions be optimized in the inlet nozzle.
- a procedure for Operation of the inlet system is intended to create vortex formation in the melt reduce so that both on the melt surface in the There is no channel or on the melt surface in the mold Vortex formation occurs.
- the nozzle contour according to the invention provides that in the middle of the Inlet nozzle has the narrowest cross section and thus the highest Speed is generated in the middle of the nozzle.
- the shape of the nozzle becomes a stall, which is the cross-section through which the air flows could reduce avoided.
- the nozzle is thus flows evenly over the entire cross section, whereby an optimal volume flow can be set.
- the infeed system results different flow conditions, depending on which Nozzle side of the melt flowing in the gutter first is flowed to. Under certain conditions, this leads with conventional infeed systems to an uneven distribution the liquid flow on the inner wall of the nozzle with which As a result, very high flow velocities at certain nozzle cross sections and in other places a flow shadow arises. These conditions have previously disturbed uniformity the flow and also affected the inlet and Flow conditions at the feed nozzle.
- the inlet system consists of a channel 1 used inlet nozzle 2, in which a plug 3 for regulation of the melt inlet 4 is used. Arrived through the pouring nozzle the melt into the mold 5, where it is formed into an ingot 6 is held on the sprue 7. By lowering a casting table 8 by means of lowering device 9 is the ingot 6 pulled down out of the mold 5.
- nozzles 2 and plugs 3 are shown in FIG remove. It can be seen that the cross sections X and Y at the nozzle inlet and nozzle outlet in relation to the other cross sections the inlet nozzle are selected large, so that there are low flow rates occur.
- FIG. 2 It can also be seen from FIG. 2 how the plug 3 enters the nozzle 2 dips.
- the one remaining between the nozzle 2 and the plug 3 Space is to be seen as an annular gap C and is designed to that the flow fills the entire cross-section evenly. Seen from the inlet side X, the annular gap tapers C, so that a dynamic pressure builds up in the flowing metal counteracts a reduction in the static pressure in the melt.
- the pressure ratios are also shown by an enlarged 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 in the case of high negative pressures, the flow in the nozzle is not tears off. It follows that the available cross section is flowed through relatively evenly and none Speed peaks occur.
- FIGS. 6a, b and 5a, b Inlet systems shown as examples.
- the vacuum on Nozzle outlet can no longer be dismantled because of the available Cross section at the nozzle outlet through the stall below the Stopper is reduced very much. This creates high negative pressures at the nozzle outlet, which is no longer due to an enlargement the immersion depth of the nozzle can be compensated (see Figure 5a).
- FIG. 4b shows a known upward closing inlet system shown.
- the negative pressure increases with increasing Level difference strongly on (see Figure 5b).
- the metal column above the nozzle inlet in the channel and the associated static pressure is not sufficient to To compensate for the negative pressure that arises at the nozzle inlet.
- the known inlet system tends to form turbulence. This is shown in FIG. 7 and is shown in following explained in more detail.
- the melt 4 arrives in the direction of the arrow through the channel 1 to the inlet nozzle 2. Through the nozzle inlet and emerges negative pressure is the melt surface dented by the air pressure, causing the oxide layer to tear open can and oxide or dirt particles sucked into the melt can be.
- the non-deformable impurities are in the solidification front installed. Arrive at the later rolling process They surface and cause the rolled strip to tear open or damage to the rollers.
- FIG 8 is a mechanical control of the mold casting system shown schematically for aluminum ingots.
- the plug is via a mechanical deflection 15 3 moved up or down by means of a push rod 16.
- float stands for a piece of refractory material, that floats on the metal surface and a lever Metal level reports. In the present case, it becomes the annular gap between nozzle and stopper enlarged or reduced, each after in which direction the melt level deviates from the target value. The feed rate of the molten metal is thus determined by different plug heights regulated.
- the metal level in the mold 5 can be for various reasons vary.
- the melting furnace is inclined not continuously, so that gushing in the channel 1 occurs.
- the metal level in the gutter is also common regulated with a float, so that normally two control systems are coupled together. This leads to a dynamic Control behavior that is constant during the casting phase Correction of the respective plug height is required.
- FIG. 9 the processes during Opened the stopper.
- Figure 9.1 is the stopper 3 shown in the nozzle 2 in the closed position. Through the closing edge 21 of the plug 3, the nozzle opening 22 is closed.
- the closing edge 21 is around a gap of approximately 2 up to 3 mm from the nozzle inlet opening 22. Thereby melt reaches nozzle 2 and flows at stopper 3 along to the narrowest point approximately in the middle of the nozzle. The Melt appears as a thin jet 23 at the lower end of the nozzle out.
- the invention provides that the Nozzle is already sealed at the nozzle inlet. This is what the circumferential paragraph 21 on the plug, which in the closed state on Edge 22 of the nozzle inlet rests.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft Einlaufsysteme für Aluminiumstranggußanlagen, bestehend aus einer Rinne, einer in die Rinne eingesetzten Zulaufdüse, in die ein Stopfen zur Regulierung des Schmelzezulaufs eingesetzt ist und gegebenenfalls einem Regelsystem, mit dem die Eintauchtiefe des Stopfens innerhalb vorgegebener Grenzen steuerbar ist.The invention relates to inlet systems for continuous aluminum casting plants, consisting of a gutter, one inserted into the gutter Inlet nozzle into which a plug for regulating the Melt feed is used and optionally a control system, with which the immersion depth of the stopper within a predetermined Limits are controllable.
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. For example by the German Society for Metallurgy e.V. a symposium entitled "Continuous Casting - Melting - Casting - Monitor "was organized, in which the principle of the mold level control was explained according to the eddy current principle. At the lecture texts published in 1986 can be found on page 331 the illustration of a control system using Nozzles and plugs. The nozzle is attached to the bottom of a gutter and protrudes with its lower end into the mold.
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 also changes the static pressure. At very high speeds of the aluminum melt are at the then occurring negative pressure on Nozzle inlet or nozzle outlet oxide and dirt particles from the metal surface of the channel or ingot into the melt sucked in, which is disadvantageous in the bar quality produced noticeable.
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 the inlet system in aluminum continuous casting plants optimize so that while maintaining of the essential installations the negative pressure at the nozzle inlet and is minimized at the nozzle outlet and the flow conditions be optimized in the inlet nozzle. A procedure for Operation of the inlet system is intended to create vortex formation in the melt reduce so that both on the melt surface in the There is no channel or on the melt surface in the mold Vortex formation occurs.
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 been shown that through a special shape of the inner contour of the nozzle and the Adherence to certain immersion depths in the above the swamp developing melting zone the entrainment of oxide and others Dirt particles from the metal surface can be avoided. Furthermore, for a sufficient metal level in the gutter The first step is the one at the nozzle outlet Minimized negative pressure and then measured the immersion depth so that a metal column of at least 2 cm the 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 middle of the Inlet nozzle has the narrowest cross section and thus the highest Speed is generated in the middle of the nozzle. Through the The shape of the nozzle becomes a stall, which is the cross-section through which the air flows could reduce avoided. The nozzle is thus flows evenly over the entire cross section, whereby an 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.With the conventional channel arrangements, the infeed system results different flow conditions, depending on which Nozzle side of the melt flowing in the gutter first is flowed to. Under certain conditions, this leads with conventional infeed systems to an uneven distribution the liquid flow on the inner wall of the nozzle with which As a result, very high flow velocities at certain nozzle cross sections and in other places a flow shadow arises. These conditions have previously disturbed uniformity the flow and also affected the inlet and Flow 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 erfindungsgemäßen 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,
Figur 9- Schematische Darstellung beim Öffnen der erfindungsgemäßen Zulaufdüse.
- Figure 1
- Overall view of an inlet 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
- Overall view of an intake system according to the state of the art,
- Figure 8
- Schematic representation of a mechanical mold level control,
- Figure 9
- Schematic representation when opening the inlet nozzle according to the invention.
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. 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.According to FIG. 1, the inlet system consists of a
Die Formen von Düsen 2 und Stopfen 3 sind aus der Figur 2 zu
entnehmen. Man erkennt, daß die Querschnitte X und Y am Düsenein- und Düsenaustritt im Verhältnis zu den übrigen Querschnitten
der Einlaufdüse groß gewählt sind, damit dort geringe Strömungsgeschwindigkeiten
auftreten.The shapes of
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 X 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.It can also be seen from FIG. 2 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 is used for throttling
generates the necessary friction. The annular gap C widens
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 decelerated again without tearing
becomes. In order to also stall 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 according to the invention was a water model in the manufacture of a rolling ingot prevailing condition. In the conditions in the channel, in of the nozzle and in the rolled ingot, with various nozzle-plug systems can be simulated. With this water model, the Pressure profiles examined in the optimized inlet system. The result is shown in Figure 3.
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 a positive one or there is only slightly negative pressure. In the middle of the nozzle become very high due to the high flow velocities Negative pressure reached. The lowest cross section is high negative pressure measured, which show that the flow does not stop, but lies against the walls. After that it takes place within shortest Time to reduce the very high negative pressure, so that at the nozzle outlet with a nozzle length of about 17 cm only very small Negative pressures 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 shown by an enlarged 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 in the case of high negative pressures, the flow in the nozzle is not tears off. It follows that the available cross section is flowed through relatively evenly and none 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 better known in FIGS. 6a, b and 5a, b Inlet systems shown as examples. With one down closing inlet system according to Figure 4a, the vacuum on Nozzle outlet can no longer be dismantled because of the available Cross section at the nozzle outlet through the stall below the Stopper is reduced very much. This creates high negative pressures at the nozzle outlet, which is no longer due to an enlargement 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 Niveau-unterschied kann sich dieser Strömungsabriß bis zum Düsenaustritt hin auswirken, sodaß dort eine Verstärkung des Unterdrukkes mit den eingangs genannten nachteiligen Folgen auftritt.FIG. 4b shows a known upward closing inlet system shown. Here the negative pressure increases with increasing Level difference strongly on (see Figure 5b). As a consequence, that the metal column above the nozzle inlet in the channel and the associated static pressure is not sufficient to To compensate for the negative pressure that arises at the nozzle inlet. Further there is a stall under the stopper, which is available standing cross section reduced. At a higher level difference this stall can occur up to the nozzle outlet effect, so that there is a strengthening of the underpressure with the above-mentioned adverse consequences.
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 Ungleichmäßigkeiten über den Umfang der Zulaufdüse auftreten, wodurch Geschwindigkeitsspitzen entstehen, die wiederum den Unterdruck erhöhen.The pressure curves used for the above considerations depend on the position of the measuring points. The Representations in Figure 5a, b are as two-dimensional representations to look at and therefore say nothing about uniformity the flow over the circumference of the inlet nozzle. As at the beginning shown, but can cause irregularities in conventional infeed systems 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 crooked is often the case Stoppers influence the flow conditions even further, in such a way that the inhomogeneities are increased. Both known systems it happens that only a half of the nozzle circumference is flowed through. This also creates problems with the regulation of the volume flow, which is particularly the case with an automatic level control disadvantageous.
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 metered much more precisely and the occurrence of Instabilities can be avoided. It showed on the glass model, that an optimized nozzle is relatively even over the circumference is flowed through.
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 form turbulence.
This is shown in FIG. 7 and is shown in
following explained in more detail. 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. About one
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 electronic here
Paths processed and a manipulated variable for the
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, resulting in an unfavorable formation of the bar surface leads. The thickness of the edge shell, which is complete before rolling must be milled, increases.
In Figur 9 sind anhand von 5 Detailbildern die Vorgänge beim
Öffnen des Stopfens dargestellt. Bei Figur 9.1 ist der Stopfen
3 in der Düse 2 in Verschlußstellung gezeigt. Durch die Verschlußkante
21 des Stopfens 3 wird die Düsenöffnung 22 verschlossen.In FIG. 9, the processes during
Opened the stopper. In Figure 9.1 is the
In Figur 9.2 ist die Verschlußkante 21 um einen Spalt von ca. 2
bis 3 mm von der Düseneintrittsöffnung 22 entfernt worden. Dadurch
gelangt Schmelze in die Düse 2 und fließt am Stopfen 3
entlang bis zur engsten Stelle etwa in der Düsenmitte. Die
Schmelze tritt als dünner Strahl 23 am unteren Ende der Düse
aus.In FIG. 9.2, the closing
Ebenso wie in Figur 9.2 ist in Figur 9.1 ein Spalt zwischen dem
engsten Querschnitt der Düse 2 und dem Stopfen 3 erkennbar. Dies
bedeutet, daß auch im geschlossenen Zustand der Düse etwa noch
vorhandene Schmelze aus der Düse abfließen kann. Dies ist besonders
wichtig bei einem stoßweisen Betrieb wie z. B. bei einem
Gießkarussel, wo der Zulauf der Metallschmelze abschnittsweise
erfolgt.Just as in Figure 9.2, there is a gap between the
narrowest cross section of the
In den Figuren 9.3 bis 9.5 wird der Spalt zwischen dem Stopfen
3 und der Düse 2 stetig vergrößert. In gleichem Maße steigt auch
die Menge an abfließendem Metall. In Figures 9.3 to 9.5 the gap between the
Bei einer Bewegung des Stopfens 3 in umgekehrter Richtung - also
beim Verschließen der Düse - wird die Menge des abfließenden
Metalls stetig verringert. Bei geschlossenem Stopfen kann flüssiges
Metall noch in dem Spalt zwischen Düse und Stopfen im
oberen Bereich zwischen Düseneintritt und engstem Querschnitt
der Düse vorhanden sein. Da die Metallmenge bedingt durch den
engen Spalt sehr gering ist besteht hier die Gefahr, daß das
Metall erstarrt und der Stopfen sich anschließend nicht mehr
bewegen läßt.When the
Um dies zu vermeiden, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die
Düse bereits am Düseneintritt abgedichtet ist. Hierzu dient der
umlaufende Absatz 21 am Stopfen, der im geschlossenen Zustand am
Rand 22 des Düseneintritts anliegt.To avoid this, the invention provides that the
Nozzle is already sealed at the nozzle inlet. This is what the
Da immer ein Spalt zwischen Stopfen und Düse auch im geschlossenen Zustand der Zulaufdüse vorhanden ist, kann beim Schließen des Stopfens noch im Zwischenraum vorhandenes Metall abfließen.Because there is always a gap between the stopper and the nozzle, even when closed Condition of the inlet nozzle is present when closing Drain any metal still present in the space between the plugs.
Claims (5)
- An inlet system for continuous casting plants for aluminium, consisting of a launder, a feeder nozzle (2) which is inserted into the launder (1) and into which there is inserted a stopper (3) for regulating the melt supply (4), and optionally of a control system for controlling the depth of immersion of the stopper within predetermined limits,
characterised inthat, at the narrowest cross-section of the nozzle, the stopper (3) is always held at a distance from the nozzle wall and that, even after the stopper (3) has been closed, there exists a space between the stopper and nozzle wall, which space allows the metal melt remaining therein to flow off;that the nozzle cross-section is reduced continuously from the nozzle entrance to approximately the nozzle centre, with an angular difference between the side wall of the annular nozzle chamber D and the stopper amounting to 1° - 3°;and that at the end of the stopper (3) adjoining the nozzle entrance, there is formed a sealing edge which, when the stopper (3) is inserted fully, seals the nozzle entrance relative to the melt. - An inlet system according to claim 1,
characterised inthat, from the narrowest cross-section of the nozzle to the nozzle entrance and nozzle exit, a distance A of a least 7 cm is observed. - An inlet system according to any one of the preceding claims,
characterised inthat, at the nozzle entrance, the space between the nozzle (2) and the stopper (3) becomes continuously narrower along a length B, with the length of the portion B ranging between 0 - 10 cm. - An inlet system according to any one of the preceding claims,
characterised inthat narrowing takes place along a length of 1 - 10 cm. - An inlet system according to any one of the preceding claims,
characterised inthat, above the narrowest nozzle cross-section, between the nozzle (2) and the stopper (3), there is formed a narrowing annular chamber C, D, whereas below the narrowest nozzle cross-section, the chamber between the nozzle (2) and stopper (3) is extended continuously, with the stopper point S, in the operating condition, maintaining a minimum distance relative to the nozzle exit Y, which minimum distance amounts to 1 to 1.5 times the diameter of the stopper point, with the stopper point preferably being rounded with a radius of 5 - 10 mm.
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Cited By (4)
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WO2002000376A1 (en) * | 2000-06-23 | 2002-01-03 | Vesuvius Crucible Company | Continuous casting nozzle with pressure modulator |
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