EP0996513B1 - Verfahren und vorrichtung zum erzeugen von brammen - Google Patents

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EP0996513B1
EP0996513B1 EP98934867A EP98934867A EP0996513B1 EP 0996513 B1 EP0996513 B1 EP 0996513B1 EP 98934867 A EP98934867 A EP 98934867A EP 98934867 A EP98934867 A EP 98934867A EP 0996513 B1 EP0996513 B1 EP 0996513B1
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molten mass
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crater
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Hans Jürgen SCHEMEIT
Gerhard Böcher
Peter Müller
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SMS Siemag AG
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Salzgitter AG
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    • B22D41/00Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50Pouring-nozzles

Definitions

  • the invention relates to a method for producing slabs with a thickness D> 100 mm at casting speeds v ⁇ 3m / min, in a continuous caster at which a mold from a reservoir via a dip spout melt and from the muzzle side the strand shell encompassing a swamp Strand guiding scaffold, in particular a continuous sheet caster, is withdrawn, and a corresponding continuous caster.
  • Figure 4 is at the mouth of the immersion spout Baffle element provided that the liquid melt to two openings at the Distracts narrow sides of the spout.
  • Figure 5 shows that two substreams arise with the high energy of each individual filament to swirl the Cause melt.
  • DE 43 20 723 describes an immersion nozzle, in particular for thin slab casting, known, which has a lower portion of parallel side walls. Before entering the lower section, a crossbar is provided, which the Melt flow in the direction of the extension of the lower flow shaft deflects. The narrow sides of this especially for thin slab plants The intended diving spout are guided in parallel.
  • the diving spouts known from the cited documents produce one Pouring stream that flows into the depths at a relatively high speed Swamp penetrates.
  • the invention has the aim set, a method and a corresponding continuous caster for generating of slabs at avoiding concentrations of contaminants and in particular acid gas-resistant steel grades also on continuous sheet casting machines are pourable.
  • the invention achieves the goal through the features of Process claim 1 and device claim 5.
  • the liquid melt supplied to the mold occurs in a wide range higher speed compared to the strand withdrawal speed in the liquid sump of the slab. Based on the cross-section, the supplied Melt a rectangular profile and have a depth of no more than 2 m in the swamp the same speed as the slab.
  • the supplied liquid Melt with an entry profile in the swamp which acts as a rectangle is formed
  • the immersion spout used for this has Narrow side walls that are tapered at an angle with respect to the center axis Open ⁇ from 15 to 30 °.
  • the profile created by the proposed process in the mold has this also has a positive influence on the movement of the melt in the area of Melt level in the mold and its behavior with regard to the mold powder.
  • the proposed method will produce slabs for steel grades with high demands both on the non-metallic degree of purity and on freedom from segregation, as is the case, for example, with acid gas-resistant steel grades be required, possible.
  • the reduced Inflow speed of the steel in the ones in the strand shell Swamp reduced the solidification time.
  • this allows the specific Casting capacity of the plants are increased or, on the other hand, the specific Secondary cooling reduced with a view to improved surface quality become.
  • FIG. 1 shows a storage container 11 to which an immersion spout 12 is attached
  • the immersion spout 12 has a tubular part 13 and one on the mouth side spade-shaped part 14 with the narrow sides 16 and the broad sides 17.
  • Im A throttle 15 is provided in the transition area of both immersion pouring parts.
  • the spade-shaped part 14 extends to a depth T T into a mold 21 filled with melt S, which has narrow sides 22 and broad sides 23.
  • the current threads of the melt S are shown with the melt S z supplied and the sump S B. It can be seen that the current threads penetrate into the melt S enveloped by a strand shell K with a view of the broad sides to a depth L.
  • the supplied filaments have a speed v K.
  • the flow threads In the area of the narrow sides 16 of the immersion nozzle, the flow threads have an angle ⁇ to the central axis 1 and move relatively early towards the narrow sides 22 of the mold and strive in the area of the level P of the melt to the center of the mold 21.
  • the view AA is shown with the mold 21, which the Narrow sides 22 and the broad sides 23 which form a rectangle with the Width B and thickness D and area A.
  • the immersion nozzle 12 is arranged centrally in the cavity of the mold 21 Broad sides 17 and the narrow sides 16, which form a rectangle with the width b and the thickness d and the area a.
  • FIG. 2 schematically shows a section through the continuous casting installation, here an arc continuous casting installation, with the storage container 11 and the immersion spout 12 with the tubular part 13 and the spade-shaped part 14, here the broad sides 17.
  • a throttle 15 arranged In the transition area of the immersion pouring parts 13, 14 there is a throttle 15 arranged The mouth of the immersion pouring part 14 projects into the melt S located in the mold 21 to a depth T T.
  • the broad side walls 23 of the mold 21 are shown, at the mouth end of which a strand shell K has formed from the slab, which envelops the melt S up to the swamp tip S s .
  • the strand guide rollers 24 are arranged downstream of the mold 21.
  • the supplied melt S s penetrates into the swamp S B located in the mold at a speed v K, namely at a depth T with respect to the broad sides 23. Then the swamp has a speed v B which corresponds to the slab withdrawal speed and thus also corresponds to the strand shell K.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von Brammen, mit einer Dicke D > 100 mm bei Gießgeschwindigkeiten v < 3m/min, in einer Stranggießanlage, bei der eine Kokille aus einem Vorratsbehälter über einen Tauchausguß Schmelze zugeführt und aus der mündungsseitig die einen Sumpf umgreifende Strangschale in ein Strangführungsgerüst, insbesondere einer Bogenstranggießanlage, abgezogen wird, und eine entsprechende Stranggießeinrichtung dazu.
Aus steel research 66 (1995) No. 7, Seite 287 bis 293 "Flow dynamics in thin Stab caster moulds" ist ein Versuchsaufbau bekannt, bei dem ein an einem Zwischenbehälter befestigter Tauchausguß in eine Kokille hineinragt. Die hier eingesetzte Kokille ist mit einer Dicke von etwa 60 mm das typische Maß für eine Anlage zum Erzeugen von Dünnbrammen und zeigt beim Einsatz eines eine offene Mündung aufweisenden Tauchausgußes (Fig. 10) einen zentralen Strahl, der tief in den Sumpf der Bramme hineinragt.
In einer weiteren Ausgestaltung (Figur 4) ist an der Mündung des Tauchausgußes ein Prallelement vorgesehen, die die Flüssigschmelze zu zwei Öffnungen an den Schmalseiten des Tauchausgußes ablenkt. Die Figur 5 zeigt, daß zwei Teilströme entstehen, die mit hoher Energie jedes einzelnen Stromfadens zur Verwirbelung der Schmelze führen.
Aus DE 43 20 723 ist ein Eintauchausguß, insbesondere zum Dünnbrammengießen, bekannt, der einen unteren Abschnitt aus parallel geführten Seitenwänden aufweist. Vor Eintritt in den unteren Abschnitt ist ein Quersteg vorgesehen, welcher die Schmelzenströmung in Richtung der Weiterung des unteren Strömungsschachtes auslenkt. Die Schmalseiten dieses insbesondere für Dünnbrammenanlagen vorgesehenen Tauchausgußes sind parallel geführt.
Die aus den genannten Schriften bekannten Tauchausgüsse erzeugen einen Gießstrahl, der mit relativ hoher Geschwindigkeit bis in entsprechende Tiefen in den Sumpf eindringt.
In Kenntnis des genannten Standes der Technik hat sich die Erfindung das Ziel gesetzt, ein Verfahren und eine entsprechende Stranggießeinrichtung zum Erzeugen von Brammen zu schaffen, bei der Konzentrationen von Verunreinigungen vermieden und insbesondere sauergasfeste Stahlgüten auch auf Bogenstranggießanlagen gießbar sind.
Die Erfindung erreicht das Ziel durch die Merkmale des Verfahrensanspruchs 1 und des Vorrichtungsanspruchs 5.
Erfindungsgemäß tritt die der Kokille zugeführte flüssige Schmelze in breiter Front mit höherer Geschwindigkeit im Vergleich zur Strangabzugsgeschwindigkeit in den flüssigen Sumpf der Bramme ein. Bezogen auf den Querschnitt weist die zugeführte Schmelze ein Rechteckprofil auf und besitzt bereits in einer Tiefe nicht größer als 2 m im Sumpf die gleiche Geschwindigkeit wie die Bramme.
Die Geschwindigkeit vK der zugeführten Schmelze, welche in die Kokille eintritt, verhält sich zu der Strangabzugsgeschwindigkeit vB wie vK : vB = 6:1 bis 60:1.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die zugeführte flüssige Schmelze mit einem Eintrittsprofil in den Sumpf geführt, der als ein Rechteck ausgebildet ist, wobei sich die lichte Weite d des Rechtecks zur Schmalseite der Kokille D wie d : D = 1 : 3 bis 1 : 40 und die Breite b des Rechtecks zur Breitseite der Kokilie B sich wie b : B = 1 :7 bis 1:1,2 verhält
Die den Tauchausguß verlassende Schmelze strömt in einem Breitenwinkel von α = 15 bis 30° zur Brammenabzugsrichtung in den Sumpf ein. Bezogen auf die Seite D der Kokillenschmalseite trifft die zugeführte flüssige Schmelze auf den Sumpf in einer Tiefe T = 0,1 bis 1,5 x D. Der hierzu eingesetzte Tauchausguß besitzt Schmalseitenwände, die bezogen auf die Mittenachse sich konisch unter einem Winkel α von 15 bis 30° öffnen. Der freie Querschnitt a der Mündung des Gießteils des Tauchausgusses verhält sich zum Innenquerschnitt A der Kokille wie a:A = 1:30 bis 1:300. Hierbei verhält sich die lichte Weite d des Gießteils des Tauchausgusses zur Schmalseite D der Kokille wie d:D = 1:2 bis 1:40.
Das durch das vorgeschlagene Verfahren in der Kokille erzeugte Profil hat darüber hinaus positiven Einfluß auf die Bewegung der Schmelze im Bereich des Schmelzenpegels in der Kokille und auf sein Verhalten bezüglich des Gießpulvers.
Bei dem erfindungsgemäßen Vergießen wurde überraschend festgestellt, daß die bekannten Konzentrationsunterschiede über den Brammenquerschnitt nicht auftraten und der Reinheitsgrad, bezogen auf nicht metallische Einschlüsse, im wesentlichen verbessert wurde.
Durch das vorgeschlagene Verfahren wird die Erzeugung von Brammen für Stahlgüten mit hohen Anforderungen sowohl an den nicht metallischen Reinheitsgrad als auch an die Seigerungsfreiheit, wie sie beispielsweise bei sauergasbeständigen Stahlgüten gefordert werden, möglich.
Weiterhin wird bei dem erfindungsgemäßen Vergießen durch die reduzierte Einströmgeschwindigkeit des Stahls in den sich in der Strangschale befindenden Sumpf die Durcherstarrungszeit reduziert. Hierdurch kann einerseits die spezifische Gießleistung der Anlagen erhöht werden oder andererseits die spezifische Sekundärkühlung im Hinblick auf eine verbesserte Oberflächenqualität reduziert werden.
Ein Beispiel der Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung dargelegt
Dabei zeigt die
Figur 1
den Bereich Tauchausguß/Kokille einer Stranggießeinrichtung
Figur 2
seitliche Ansicht einer Bogenstranggießantage
Die Figur 1 zeigt einen Vorratsbehälter 11, an dem ein Tauchausguß 12 befestigt ist Der Tauchausguß 12 besitzt einen rohrförmigen Teil 13 und mündungsseitig einen spatenförmigen Teil 14 mit den Schmalseiten 16 und den Breitseiten 17. Im Übergangsbereich beider Tauchausgußteile ist eine Drossel 15 vorgesehen.
Mündungsseitig reicht der spatenförmige Teil 14 bis zu einer Tiefe TT in eine mit Schmelze S gefüllte Kokille 21, die Schmalseiten 22 und Breitseiten 23 besitzt.
Im oberen Teil sind die Stromfäden der Schmelze S dargestellt mit der zugeführten Schmelze Sz und dem Sumpf SB. Es zeigt sich, daß die Stromfäden mit Blick auf die Breitseiten bis in eine Tiefe L in die von einer Strangschale K umhüllten Schmelze S eindringen. Die zugeführten Stromfäden haben eine Geschwindigkeit vK. Im Bereich der Schmalseiten 16 des Tauchausgusses weisen die Stromfäden einen Winkel α zur Mittenachse 1 auf und bewegen sich relativ früh hin zu den Schmalseiten 22 der Kokille und streben im Bereich des Pegels P der Schmelze zum Zentrum der Kokille 21.
Im unteren Bereich ist die Ansicht AA dargestellt mit der Kokille 21, die die Schmalseiten 22 und die Breitseiten 23 aufweisen, die ein Rechteck bilden mit der Breite B sowie der Dicke D und der Fläche A.
Zentrisch in den Hohlraum der Kokille 21 ist der Tauchausguß 12 angeordnet mit den Breitseiten 17 und den Schmalseiten 16, die ein Rechteck bilden mit der Breite b sowie der Dicke d und der Fläche a.
Die Figur 2 zeigt schematisch einen Schnitt durch die Stranggießanlage, hier eine Bogenstranggießanlage, mit dem Vorratsbehälter 11 und dem Tauchausguß 12 mit dem rohrförmigen Teil 13 und dem spatenförmigen Teil 14, hier die Breitseiten 17. Im Übergangsbereich der Tauchausgußteile 13,14 ist eine Drossel 15 angeordnet
Die Mündung des Tauchausgußteils 14 ragt in die sich in der Kokille 21 befindliche Schmelze S bis in eine Tiefe TT hinein.
Von der Kokille 21 sind die Breitseitenwände 23 dargesteltt, an deren mündungsseitigen Ende sich von der Bramme eine Strangschale K gebildet hat, die die Schmelze S umhüllt bis hin zur Sumpfspitze Ss.
Der Kokille 21 nachgeordnet sind die Strangführungsrollen 24.
Die zugeführte Schmelze Ss dringt mit einer Geschwindigkeit vK in den sich in der Kokille befindlichen Sumpf SB ein und zwar in einer Tiefe T bezogen auf die Breitseiten 23. Danach besitzt der Sumpf eine Geschwindigkeit vB, die der Abzugsgeschwindigkeit der Bramme und damit auch der Strangschale K entspricht.
Positionsliste Schmelzenzufuhr
11
Vorratsbehälter
12
Tauchausguß
13
Rohrförmiger Teil
14
Spatenförmiger Teil
15
Drossel
16
Schmalseiten Tauchausguß
17
Breitseiten Tauchausguß
Stranggießeinrichtung
21
Kokille
22
Kokillenschmalseite
23
Kokillenbreitseite
24
Strangführungsrollen
l
Mittenachse
K
Strangschale
p
Pegel
s
Schmelze
Sz
Schmelzenzufuhr
SB
Sumpf
Ss
Sumpfspitze
T
Eindringtiefe Schmelze Schmalseite
TT
Tauchtiefe Tauchausguß
L
Eindringtiefe Schmelze Breitseite
vK
Strömungsgeschwindigkeit Schmelzenzufuhr
VB
Strömungsgeschwindigkeit Sumpf
α
Öffnungswinkel
a
Freier Querschnitt Mündung Tauchausguß
A
Innenquerschnitt Kokille
d
Lichte Weite Gießteil
D
Lichte Weite Schmalseitenkokille

Claims (6)

  1. Verfahren zum Erzeugen von Grammen, mit einer Dicke D > 100 mm bei Gießgeschwindigkeiten v < 3m/min, in einer Stranggießanlage, bei der einer Kokille (21) aus einem Vorratsbehälter (11) über einen Tauchausguß (12) Schmelze zugeführt und aus der mündungsseitig eine, einen Sumpf umgreifende Strangschale in ein Strangführungsgerüst, insbesondere einer Bogenstranggießanlage, abgezogen wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die zugeführte Schmelze in die Kokille (21) mit einer Geschwindigkeit (vk) eintritt, die sich zur Strangabzugsgeschwindigkeit (vB) verhält wie vK : vB = 6:1 1 bis 60:1 und
    daß die zugeführte Schmelze in einer Weise geführt wird, daß sie bezogen auf den Schmelzenpegel in breiter Front, im Querschnitt ein Rechteckprofil aufweisend, in einer Länge L < 2 m in den Sumpf eindringt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die zugeführte flüssige Schmelze mit einem als Rechteck ausgebildeten Eintrittsprofil in den Sumpf einströmt, wobei sich die lichte Weite (d) des Rechtecks zur Schmalseite der Kokille (D) wie
    d : D= 1:3 bis 1:40
    und die Breite (b) des Rechtecks zur Breitseite der Kokille (B) wie
    b : B= 1:7 bis 1:1,2 verhält
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die den Schmalseiten (D) der Kokille zugeführte Schmelze unter einem Winkel (α) von α = 15 bis 30° zur Brammenabzugsrichivng in den Sumpf einströmt;
  4. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die über den Tauchausguß zugeßührte flüssige Schmelze in einer Tiefe (T) auf den Sumpf trifft mit
    T = 0,1 bis 1,5 x D.
  5. Stranggießeinrichtung zum Erzeugen von nach Verfahrensanspruch herzustellenden Brammen mit einem Vorratsbehälter (11), aus dem die Schmelze über einen Tauchausguß (12) in eine Kokille (21) mit einer lichten Weite (D) mit D > 100 mm geführt wird und dieser Tauchausguß (12) mindestens ein Gießteil mit einem länglichen Querschnitt besitzt einschließlich eines Drosselelementes (15), das den in diesen Gießteil eintretenden Hauptstrom der Schmelze in Geschwindigkeit und Strömungsfcrm verringert,
    dadurch gekennzeichnet, daß der einen länglichen Querschnitt besitzende Gießteil in der Weise ausgestaltet ist, daß die Schmalseitenwände (22) zur Mittenachse einen sich in Strömungsrichtung öffnenden Winkel α = 15 bis 30° ausweisen.
  6. Stranggießeinrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß der freie Querschnitt (a) der Mündung des Gießteils des Tauchausgußes (12) sich zum Innenquerschnitt (A) der Kokille verhält wie
    a : A = 1:30 bis 1:300,
    wobei die lichte Weite (d) des Gießteils des Tauchausgußes (12) sich zur Schmalseite (D) der Kokille verhält wie d : D = 1:2 bis 1:40.
EP98934867A 1997-06-03 1998-06-03 Verfahren und vorrichtung zum erzeugen von brammen Expired - Lifetime EP0996513B1 (de)

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DE19724232 1997-06-03
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