EP0814928B1 - Method for pouring a metal melt into a mould - Google Patents

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EP0814928B1 EP96905732A EP96905732A EP0814928B1 EP 0814928 B1 EP0814928 B1 EP 0814928B1 EP 96905732 A EP96905732 A EP 96905732A EP 96905732 A EP96905732 A EP 96905732A EP 0814928 B1 EP0814928 B1 EP 0814928B1
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Abstract

PCT No. PCT/DE96/00460 Sec. 371 Date Oct. 17, 1997 Sec. 102(e) Date Oct. 17, 1997 PCT Filed Mar. 11, 1996 PCT Pub. No. WO96/29164 PCT Pub. Date Sep. 26, 1996Disclosed is a method and apparatus for a metal melt, especially steel, into a vertically oscillating mold via a tundish or intermediate vessel provided with an immersion nozzle to generate endless strands, especially thin strands of steel wherein the intermediate vessel has an open first chamber and a closed second chamber. The metal melt is supplied from the casting ladle to the first open chamber. The second chamber is connected with a vacuum device. An immersion pipe, which projects into the mold and which can be vertically oscillated, is provided in the base of the second chamber.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einfüllen metallischer Schmelze, insbesondere Stahl, über ein an einem Gieß behälter befestigten Tauchausguß zur einer vertikal oszillierenden Kokille befindlichen Schmelze. Aus der JP 58 035 051 ist ein derartiges Verfahren bekannt, wobei die hierbei beschriebene Vorrichtung ein Zwischengefäß mit einer offenen ersten Kammer aufweist, in die Metallschmelze aus einer Gießpfanne zugeführt wird, und eine geschlossene mit einer Unterdruckeinrichtung verbundene zweite Kammer besitzt, in dessen Boden ein Tauchrohr vorgesehen ist, das in vertikal oszillierbare Kokille hineinragt.The invention relates to a method for filling metallic melt, in particular Steel, vertically through a submerged nozzle attached to a casting tank oscillating mold located melt. Such a method is known from JP 58 035 051, the device described here being a Intermediate vessel with an open first chamber has, into which molten metal is fed from a ladle, and a has a closed second chamber connected to a vacuum device, in the bottom of which is provided an immersion tube which is in a vertically oscillatable mold protrudes.

Aus EP 0 410 273 ist ein Behälter mit einer ersten, gegen Atmosphärendruck offenen Kammer zur Aufnahme schmelzflüssigen Materials und einer damit über eine mit Öffnung versehene Wand verbundenen zweiten Kammer zur Abgabe von Metall bekannt, wobei die zweite Kammer abgedichtet und an eine Unterdruckeinrichtung angeschlossen ist, um dadurch in der zweiten Kammer ein höheres Metallniveau als in der ersten Kammer einzustellen. In der zweiten Kammer ist ein nicht näher beschriebener Auslaß vorgesehen, der durch ein Ventil verschließbar ist.EP 0 410 273 discloses a container with a first one that is open to atmospheric pressure Chamber for holding molten material and one with it Opening provided wall connected second chamber for dispensing metal known, the second chamber sealed and connected to a vacuum device is connected to thereby have a higher metal level in the second chamber than in the first chamber. In the second chamber, one is not closer described outlet provided, which can be closed by a valve.

Aus DE-OS 2017469 ist eine Anlage zum Stranggießen von schmelzflüssigem Metall mit einer Stranggießkokille bekannt, die ein gasdicht abschließbares und evakuierbares Zwischengefäß aufweist, bei der ein Unterdruck einstellbar ist, der das Metall aus dem Auslaufrohr praktisch drucklos in die Kokille einfließen läßt. DE-OS 2017469 describes a system for the continuous casting of molten metal known with a continuous casting mold, which is a gas-tight lockable and Evacuable intermediate vessel, in which a negative pressure is adjustable, which Allows metal to flow into the mold from the outlet pipe practically without pressure.

Das hieraus bekannte Tauchgießrohr ist so ausgestaltet, daß immer noch der Metallstrahl in den flüssigen Sumpf eindringt, auch wenn die Geschwindigkeit des ausfließenden Metalls durch eine trichterförmige Ausgestaltung im Mündungsbereich des Auslaufrohres weiter vermindert wird.The immersion pouring tube known from this is designed so that the Metal jet penetrates the liquid sump, even if the speed of the flowing metal through a funnel-shaped design in the mouth area of the outlet pipe is further reduced.

Die Erfindung hat sich das Ziel gesetzt, ein Verfahren zu schaffen, das ein an kinetischer Energie freies, strömungsberuhigtes Eingießen der Metallschmelze in die Kokille ermöglicht, insbesondere zur Erzeugung von Dünn brammen.The invention has set itself the goal of a method create a flow-free pouring of the Metal melt in the mold allows, in particular for the production of Slab thinly.

Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch die Merkmale des Verfahrensanspruches 1. Vorzugsweise Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The invention achieves this goal by the features of Process claim 1. Refinements preferably result from the subclaims.

Erfindungsgemäß wird die hydraulische Höhe der zugeführten Schmelze eingestellt und die das Zwischengefäß verlassende Schmelze wird isokinetisch dem flüssigen Teil des Stahlstranges zugeführt. Das Einstellen der hydraulischen Höhe zwischen 50 bis 600 mm oberhalb des in der Kokille befindlichen Pegels der Schmelze wird einmal erreicht, das auf ein zwei Kammern aufweisendes Zwischengefäß auf die Oberfläche der in der zweiten Kammer befindlichen Schmelze ein Unterdruck ausgeübt wird und zwar in einer Größenordnung, daß der Pegel des der Atmosphäre ausgesetzten Oberfläche der Schmelze im Zwischengefäß geringfügig über den in der Kokille befindlichen Pegel sich einstellt.According to the invention, the hydraulic level of the melt supplied is set and the melt leaving the intermediate vessel becomes isokinetic fed liquid part of the steel strand. Adjusting the hydraulic height between 50 to 600 mm above the melt level in the mold is reached once, the on a two-chamber intermediate vessel on the Surface of the melt in the second chamber is a negative pressure is exercised on the order of magnitude that the level of the atmosphere exposed surface of the melt in the tundish slightly above that in the The mold level is set.

Die hydraulische Höhe wird in einer zweiten Ausführungsform in der Weise eingestellt, daß die Zuflußmenge über ein Verschlußorgan geregelt wird und der Stromfaden im Tauchgießrohr stets einen positiven Druck aufweist.In a second embodiment, the hydraulic height is set in such a way that the inflow amount is regulated by a closure member and the flow thread in Immersion tube always has a positive pressure.

Die zufließende Menge des flüssigen Metalls wird jeweils so eingestellt, daß sie der abgezogenen Menge des teilerstarrten Stranges entspricht. Durch dieses Verfahren wird der sonst übliche Gießstrahl, der in den flüssigen Strangkern eindringt, vermieden. Dies bringt insbesondere den Vorteil mit sich, daß eine völlig ebene Badoberfläche entsteht, die ein exaktes gleichmäßiges Einbringen des Gießmittels erlaubt. Weiterhin wird die Strangschale gleichmäßig und ungehindert erstarren, was nicht nur die Oberfläche verbessert, sondern auch die Durchbruchneigung vermindert. Weiterhin wird ein Gießen von Strängen mit großem Längen-/Breitenverhältnis möglich, da keinerlei unerwünschte Querströmung innerhalb der Kokille stattfindet. The inflowing amount of the liquid metal is adjusted so that it is the deducted amount of the partially solidified strand corresponds. Through this procedure the usual pouring stream that penetrates into the liquid strand core, avoided. This has the particular advantage that a completely flat Bath surface arises, which ensures an exact, even introduction of the casting agent allowed. Furthermore, the strand shell will solidify evenly and unhindered, what not only improves the surface, but also reduces the tendency to break through. Furthermore, casting strands with a large length / width ratio possible because there is no unwanted cross flow inside the mold.

Die Querschnittsflächen vom Tauchgießrohr und Kokille sind so gewählt, daß unabhängig vom Pegel die frei der Atmosphäre ausgesetzte Ringfläche eine konstante Breite aufweist. In vorteilhafter Weise können Maßnahmen zur Einflußnahme auf das Gleitmittel durchgeführt werden. Hierzu zählt insbesondere ein einfaches Aufheizen des Gleitmittels und eine gezielte Dosierung.The cross-sectional areas of the dip tube and mold are chosen so that regardless of the level, the ring surface exposed to the atmosphere is constant Width. Measures for influencing the Lubricants are carried out. In particular, this includes simple heating of the lubricant and a targeted dosage.

Die Mündung des Tauchgießrohres sollte eine Querschnittsfläche auf weisen die nicht kleiner als das 0,3-fache bis 0,9-fache des Innenquerschnitts der Durchtrittsfläche der Kokille beträgt. Zur Minderung der thermischen Spannungen des Mantels des Tauchgießrohres ist es vorteilhalt, die Ecken des Tauchgießrohres abzurunden und zwar in einem Radius, der größer als ein Viertel der Tauchgießrohrbreite ist.The mouth of the immersion pouring tube should have a cross-sectional area have not less than 0.3 times to 0.9 times the inner cross section of the passage area of the Mold is. To reduce the thermal stresses of the jacket of the Dip tube, it is beneficial to round the corners of the dip tube in a radius that is larger than a quarter of the immersion tube width.

Zur Steigerung der sicheren Zufuhr des Gleitmittels ist es zweckmäßig, Eintauchdüsen entlang der Kokilleninnenwandung sich an dieser anlehnend anzuordnen. Das Gleitmittel kann dabei unter Druck in der erforderlichen Menge in das Bad an der gewünschten Trennstelle zwischen Kokille und Schmelze eingebracht werden.To increase the safe supply of lubricant, it is advisable to Immersion nozzles along the inner wall of the mold leaning against it to arrange. The lubricant can under pressure in the required amount in the Bath is introduced at the desired separation point between the mold and the melt become.

Neben der vom Schmelzbad abgegebenen Wärme kann das Gleitmittel noch durch Fremdenergie erhitzt werden. So wird vorgeschlagen, einen Laser einzusetzen, dessen Laserstrahl auf der Oberfläche steuerbar geführt wird und so exakt die erforderliche Wärmeenergie abgibt.In addition to the heat given off by the weld pool, the lubricant can External energy to be heated. So it is suggested to use a laser whose laser beam is guided on the surface in a controllable manner and thus exactly emits the required thermal energy.

Das erfindungsgemäße Gießverfahren ist für beliebe Formate einsetzbar wie rund, Knüppel oder Bramme. Es eignet sich in besonderer Weise auch für Dünnbrammen mit Abmessungen beispielsweise 60 mm x 1.500 mm.The casting method according to the invention can be used for any formats such as round, Billets or slabs. It is also particularly suitable for thin slabs with dimensions, for example, 60 mm x 1,500 mm.

Ein Beispiel der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung dargelegt. So zeigen:

Figur 1
Schnitt durch die Gießeinrichtung mit Zweikammerngefäß
Figur 2
Schnitt durch die Gießeinrichtung mit offenem Gefäß
Figur 3
Schnitt und Draufsicht durch das Tauchgießrohr und die Kokille.
An example of the invention is set out in the accompanying drawing. So show:
Figure 1
Section through the pouring device with two-chamber vessel
Figure 2
Cut through the pouring device with the vessel open
Figure 3
Section and top view through the dip tube and the mold.

In der Figur 1 fließt Schmelze S aus einer Gießpfanne 11 in eine erste Kammer 13 eines Zwischengefäßes 12. Die erste Kammer 13 ist durch eine Trennwand 15 von einer zweiten Kammer 14 getrennt. Die zweite Kammer 14 ist gasdicht verschließbar und über ein Verbindungsrohr 32 mit einer Pumpe 31 einer Unterdruckeinrichtung verbunden. Durch Erzeugen eines Unterdrucks wird die Schmelze in der Kammer 14 so hoch angehoben, daß sich in der ersten Kammer 13 ein solcher Pegel P13 einstellt, der nur geringfügig über dem Pegel P41 der in der Kokille 41 befindlichen Schmelze liegt.
An der zweiten Kammer 14 ist ein Tauchgießrohr 21 befestigt, dessen Mündung 27 in die in der Kokille 41 befindlichen Schmelze S eintaucht.In FIG. 1, melt S flows from a ladle 11 into a first chamber 13 of an intermediate vessel 12. The first chamber 13 is separated from a second chamber 14 by a partition 15. The second chamber 14 can be closed in a gas-tight manner and is connected to a pump 31 of a vacuum device via a connecting pipe 32. By generating a negative pressure, the melt in the chamber 14 is raised so high that a level P 13 is established in the first chamber 13 which is only slightly above the level P 41 of the melt in the mold 41.
An immersion pouring tube 21 is fastened to the second chamber 14, the mouth 27 of which immerses in the melt S located in the mold 41.

Auf die mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Ringfläche der Schmelze S in der Kokille 41 ist ein Gleitmittel G über mit Düsen 52 versehenen Zuleitungen 53 aus einem Gleitmittelbehälter 55 einer Gleitmittelzuführung 51 zuführbar.On the atmospheric ring surface of the melt S in the Mold 41 is a lubricant G from feed lines 53 provided with nozzles 52 a lubricant container 55 a lubricant supply 51 can be supplied.

Weiterhin ist auf die Oberfläche der Ringfläche der Schmelze S in der Kokille 41 über eine Heizeinrichtung 61 Wärmeenergie einbringbar, beispielsweise durch einen Laser 62.Furthermore, the surface of the annular surface of the melt S in the mold 41 is over a heating device 61 heat energy can be introduced, for example by a laser 62.

Der zumindest teilerstarrte Strang E wird über Stranggießrollen 43 aus der oszillierenden Kokille 41 gefördert.The at least partially solidified strand E is made from the continuous casting rollers 43 oscillating mold 41 promoted.

Die Figur 2 zeigt eine Gießeinrichtung mit zur Figur 1 identischer Schmelzenzufuhr und Strangabfuhr, aber mit einem Gießgefäß 12, das nur eine Kammer aufweist, nach oben offen ist. Am Boden des Gießgefäßes 12 ist ein Tauchgießrohr 21 befestigt. Die Zuflußöffnung zum Tauchgießrohr 21 ist durch ein Verschließelement 16, hier durch eine Stopfenstange 17 absperrbar. Durch vertikales Verstellen der Stopfenstange wird Einfluß auf die das Gießgefäß 12 verlassende Schmelzenmenge genommen.FIG. 2 shows a pouring device with a melt feeder identical to FIG. 1 and Strand discharge, but with a casting vessel 12 that has only one chamber is open at the top. An immersion pouring tube 21 is attached to the bottom of the casting vessel 12. The Inflow opening to the immersion pouring tube 21 is through a closing element 16, here through a plug rod 17 lockable. By adjusting the stopper rod vertically Influenced on the amount of melt leaving the casting vessel 12.

An das Tauchgießrohr 21 ist ein Absaugrohr 18 angeschlossen, das mit einer Abzugsvorrichtung 19 in Verbindung steht. Mit der Abzugsvorrichtung 19 wird Einfluß auf den Inneridruck des Tauchgießrohres 21 genommen und zwar in der Weise, daß der Stromfaden der zugeführten Schmelze stets positiven Druck aufweist. A suction pipe 18 is connected to the immersion pouring tube 21, which is connected to a Trigger device 19 is connected. With the trigger device 19 is influence taken on the inner pressure of the immersion pouring tube 21 in such a way that the flow thread of the supplied melt always has positive pressure.

Die Figur 3 zeigt im oberen Teil einen Ausschnitt des Tauchrohres 21, dessen Mündung 27 in die sich in der Kokille 41 befindende Schmelze S eintaucht. Weiterhin ist die sich allmählich bildende Strangschale des erstarrenden Stranges E dargestellt. Die Pfeile zeigen Richtung und Größe der Fließgeschwindigkeit des flüssigen Metalls.3 shows in the upper part a section of the dip tube 21, the Mouth 27 dips into the melt S located in the mold 41. Farther the gradually forming strand shell of the solidifying strand E is shown. The arrows show the direction and size of the flow rate of the liquid metal.

Oberhalb der Oberkante 42 der Kokille 41 wird ein Gleitmittel G über Düsen 52, die an Zuleitungen 53 angeordnet sind, zugeleitet. Üblicherweise wird ein Gießpulver eingesetzt.Above the upper edge 42 of the mold 41, a lubricant G is applied via nozzles 52 Feed lines 53 are arranged, fed. Usually a mold powder used.

Durch eine Heizeinrichtung 61, hier als Lasergerät 62 wird Wärmeenergie auf die sich zwischen dem Tauchrohr 21 und der Kokille 41 bildende Ringoberfläche der Schmelze S aufgebracht, die mit Gießpulver bedeckt ist.By means of a heating device 61, here as a laser device 62, thermal energy is applied between the dip tube 21 and the mold 41 forming the ring surface of the melt S applied, which is covered with mold powder.

Im unteren Teil der Figur 3 ist eine Draufsicht auf die Kokille 41 im Schnitt AA dargestellt. Im vorliegenden Fall handelt es sich um eine Bramme, die durch die Breitseiten 44, 46 und die Längsseiten 45, 47 der Kokille 41 geformt wird. Die Seiten 44 bis 47 umschließen dabei eine Querschnittsfläche AK der Kokille 41.In the lower part of FIG. 3, a top view of the mold 41 is shown in section AA. In the present case, it is a slab that is formed by the broad sides 44, 46 and the long sides 45, 47 of the mold 41. The sides 44 to 47 enclose a cross-sectional area A K of the mold 41.

In diesen Innenraum taucht ein Tauchrohr 21 ein mit den Breitseiten 22, 24 und den Längsseiten 23, 25 mit einer freien Innenfläche von AT.In this interior space, a dip tube 21 immersed with the broad sides 22, 24 and the longitudinal sides 23, 25 with a free inner surface of A T.

Die Ecken 26 des Tauchrohres 21 sind abgerundet, und zwar in einem Radius r, der größer als ein Viertel der Breite des Tauchgießrohres B ist.The corners 26 of the dip tube 21 are rounded, in a radius r that is greater than a quarter of the width of the immersion pouring tube B.

In den von dem Tauchrohr 21 und der Kokille 41 gebildeten Ringraum führen Düsen 52, die über Dosiereinrichtungen 54 an nicht weiter dargestellte Gießmittelbehälter 55 angeschlossen sind. Die Dosiereinrichtungen 54 können mit unterschiedlicher Anzahl von Zuleitungen 53 verbunden sein. Dargestellt sind die Möglichkeiten mit einer, zwei, drei und einer größeren Zahl von Zuleitungen 53. Nozzles lead into the annular space formed by the dip tube 21 and the mold 41 52, which via metering devices 54 to casting agent containers 55, which are not shown in any more detail are connected. The metering devices 54 can be of different numbers be connected by leads 53. The options are shown with one, two, three and a larger number of feed lines 53.

PositionslistePosition list GefäßeVessels

1111
GießpfanneLadle
1212th
GießbehälterCasting tank
1313
Erste KammerFirst chamber
1414
Zweite KammerSecond chamber
1515
Trennwandpartition wall
1616
VerschließelementClosing element
1717th
StopfenstangePlug rod
1818th
AbsaugrohrExhaust pipe
1919th
AbzugsvorrichtungTrigger device
TauchausgußeinrichtungDiving spout

2121
TauchgießrohrImmersion pouring tube
22, 2422, 24
BreitseitenBroadsides
23, 2523, 25
LängsseitenLong sides
2626
EckenCorners
2727
Mündungmuzzle
UnterdruckeinrichtungVacuum device

3131
Pumpepump
3232
VerbindungsrohrConnecting pipe
StrangabzugStrand deduction

4141
KokilleMold
4242
OberkanteTop edge
4343
StranggießrollenContinuous casting rolls
44, 4644, 46
3 Breitseiten3 broadsides
45, 4745, 47
LängsseitenLong sides
GleitmitteleinrichtungLubricant device

5151
GleitmittelzuführungLubricant supply
5252
DüsenNozzles
5353
Zuleitungen Supply lines
5454
DosiereinrichtungDosing device
5555
GleitmittelbehälterLubricant reservoir
HeizenHeat

6161
HeizeinrichtungHeating device
6262
Laserlaser
ATAT
Querschnittsfläche TauchgießrohrCross-sectional area immersion pouring tube
AKAK
Querschnittsfläche KokilleCross-sectional area of mold
rr
Radius Ecken 26Radius corners 26
BB
Breite TauchgießrohrWide immersion pipe
GG
GießmittelCasting agent
PP
Pegellevel
ss
Schmelzemelt
EE
Erstarrter StrangSolidified strand

Claims (8)

  1. Method for supplying metallic melt, in particular steel, via a submerged casting nozzle, which is attached to a casting vessel, to the melt located in a vertically oscillating mould,
    characterised in
    that the melt leaving the casting vessel through the submerged casting nozzle is isokinetically supplied to the liquid part of the strand which is conveyed out of the mould, for which purpose the hydraulic head of the supplied melt is adjusted such that it lies between 50 and 600 mm higher than the melt located in the mould, and
    the melt is supplied to the mould interior with a cross-sectional area (AT) which is only slightly smaller than the cross-sectional area (AK) of the melt located in the mould interior.
  2. Method for supplying metallic melt according to Claim 1,
    characterised in
    that, in order to adjust the hydraulic head, a part of the melt which is located in a casting vessel having two chambers and which is in contact with the mould is subjected to an underpressure which is such that the level of the surface of the melt which is exposed to the atmosphere in the casting vessel lies above the level in the mould.
  3. Method for supplying metallic melt according to Claim 1,
    characterised in
    that, in order to adjust the hydraulic head, the stream filament of the supplied melt is always at positive pressure from the time when casting commences, and that the quantity flowing in is supplied in regulated fashion.
  4. Method for supplying metallic melt according to Claim 1,
    characterised in
    that the annular area, which is exposed to the free atmosphere, of the melt in the mould surrounds the submerged nozzle with a constant width, irrespective of the level.
  5. Method for supplying metallic melt according to Claim 4,
    characterised in that a lubricant is uniformly supplied to the ring of the melt which surrounds the submerged nozzle.
  6. Method for supplying metallic melt according to Claim 5,
    characterised in
    that the lubricant is supplied in liquid form.
  7. Method for supplying metallic melt according to Claim 5 or 6,
    characterised in
    that the lubricant is heated by external energy.
  8. Method for supplying metallic melt according to any one of the preceding Claims,
    characterised in
    that the lubricant is pressurised and supplied such that it can be regulated in terms of quantity.
EP96905732A 1995-03-21 1996-03-11 Method for pouring a metal melt into a mould Expired - Lifetime EP0814928B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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DE19512209A DE19512209C1 (en) 1995-03-21 1995-03-21 Appts. for delivering metal melt into continuous casting mould
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EP0814928A1 EP0814928A1 (en) 1998-01-07
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EP (1) EP0814928B1 (en)
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KR (1) KR100265206B1 (en)
CN (1) CN1084233C (en)
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AU (1) AU4938296A (en)
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RU (1) RU2146576C1 (en)
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