EP1002600B1 - Tauchgiessrohr zum Einleiten von Schmelze in eine Kokille zum Stranggiessen insbesondere von Flachprodukten - Google Patents

Tauchgiessrohr zum Einleiten von Schmelze in eine Kokille zum Stranggiessen insbesondere von Flachprodukten Download PDF

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EP1002600B1 EP99122176A EP99122176A EP1002600B1 EP 1002600 B1 EP1002600 B1 EP 1002600B1 EP 99122176 A EP99122176 A EP 99122176A EP 99122176 A EP99122176 A EP 99122176A EP 1002600 B1 EP1002600 B1 EP 1002600B1
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immersion pouring
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Markus Dr. Reifferscheid
Holger Dr. Beyer-Steinhauer
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50—Pouring-nozzles

Definitions

  • the invention relates to a submersible pouring tube for introducing melt, in particular Molten steel, from a casting or intermediate container in one with Breittimeund Narrow-side walls formed mold for continuous casting of particular Flat products, wherein the Tauchg screenrohr designed as a flow channel Pipe having, which with a wedge-shaped contour element and at least a flow divider with two opposite to the narrow side walls Outlet openings is formed.
  • Immersion tubes ensure a uniform and low-turbulence in the mold Distribution of the melt.
  • a submersible pouring tube must be designed to be a restless one G manaptier in the form of a pulsating up and down movement or a Wave motion within the mold is avoided.
  • These specifications must in particular dipping pipes for so-called thin slab formats, with a thickness between 30 and 100 mm, meet.
  • a Tauchg tellrohr for a thin slab which consists of a lower tube piece, which in the direction of the Narrow sidewalls of the mold are extended in cross-section and at the lower end with a centrally located bottom piece leaving outlet openings is provided for the melt.
  • the inner wall of the cross-section widening Part of the submersible pouring tube forms together with the opposite Wall portions of the bottom piece flow channels whose axes with the Tauchg phonerohrachachse include a certain angle between 10 and 22 Degree is.
  • This Tauchg phonerohr has a much greater width than thickness on.
  • the outlet openings from the Tauchg screenrohr are narrowed like a nozzle.
  • the present invention is based on the recognition that it is in the flow transition from the outlet openings of the Tauchg cordrohres in the mold not a free flow, but rather a Umströmvorgang is. This is the effective flow around the length of the central Contour element of the pouring tube of decisive importance, d. H. the longer the effective length of the soil element, the more stable the flow division and leadership.
  • the object of the invention is the above-mentioned finding in a Tauchg tellrohr the genus mentioned above constructively realize so that a stable flow division is ensured by the dip tube and a largely low-turbulence inflow of the melt from the immersion nozzle in the Melting sump of the mold can be done.
  • the object is achieved with a submersible pouring tube of the type mentioned with the invention in that the contour element with a merging into one another merging a massive, opposite wall portions connecting part with the height (H 1 ) and a pair above the same outgoing from this Strömungsmaschinem with in Direction of the X-axis provided height (H 2 ) is formed projecting projecting from the wall portions in the pipe section of the flow channel without firm connection with the opposite wall areas and the height H 1 of the contour element is greater together with the height H 2 of the flow divider as the height L 1 of an outlet opening.
  • the contour element is an opposite wall portions of the pipe section connecting solid molding with the height H 1 , resulting from the fact that it preferably has in the direction of the outlet openings the spatial shape of a tapered to opposite sides of the wedge.
  • a particularly preferred embodiment of the dip tube is achieved in that the contour element in the direction of its outlet openings has the spatial shape of a concave, in particular a polynomial function at least second order defining curve.
  • the further advantageous embodiment of the invention further provides that the flow dividers are designed as flow guide with rectangular or trapezoidal cross section whose width b and / or height h over the length L of the pipe section is variable, and that the flow guide the height L 1 of the outlet openings overtop.
  • FIG. 1 shows the immersion casting tube 1 for introducing molten steel from a Casting or intermediate container 3 in a mold 5, in particular for casting Thin slabs spatially through broad side walls 14 and narrow side walls 15 is limited.
  • the reaching into the melt pool of the mold 5 Tauchgitrohr 1 shows a lower tube piece with two outlet openings 8, 8 ', which are in Direction of the narrow side walls 15 of the mold 5 show.
  • Figure 2a shows the inventive design of the Tauchg screenrohres 1, after which the lower tube piece a solid contour element 10 and flow divider 12th and the height H1 + H2, which is the flow distribution in the flow channel 2 of the pipe section, is greater than the height L1 of the outlet opening 8, 8 '.
  • the contour element 10 consists of a solid, opposite wall areas connecting part with the height H1.
  • flow guide 12 are shown, starting from opposite wall portions in the flow channel 2 of the pipe section. 1 protrude and stabilize the flow jet.
  • the widths b and / or the height h the flow guide 12 can vary over the length of the dip tube L. be.
  • Figures 4a to 4c is a particularly favorable form of massive Contour element 10 shown, with the shape of a tapered to both sides Wedge, preferably with a concave, via a polynomial function at least second order waveform to be defined

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

Description

Die Erfindung betrifft ein Tauchgießrohr zum Einleiten von Schmelze, insbesondere Stahlschmelze, aus einem Gieß- oder Zwischenbehälter in eine mit Breitseitenund Schmalseitenwänden ausgebildete Kokille zum Stranggießen von insbesondere Flachprodukten, wobei das Tauchgießrohr ein als Strömungskanal ausgebildetes Rohrstück aufweist, welches mit einem keilförmigen Konturelement und wenigstens einem Strömungsteiler mit zwei in Richtung der Schmalseitenwände gegenüberliegenden Austrittsöffnungen ausgebildet ist.
Tauchgießrohre sorgen in der Kokille für eine gleichmäßige und turbulenzarme Verteilung der Schmelze. Zu diesem Zweck besitzen Tauchgießrohre Boden- bzw. Innenkonturelemente. Ein Tauchgießrohr muß so gestaltet sein, dass ein unruhiger Gießspiegel in Form einer pulsierenden Auf- und Abwärtsbewegung oder einer Wellenbewegung innerhalb der Kokille vermieden wird. Diese Vorgaben müssen im besonderen Maße Tauchgießrohre für sogenannte Dünnbrammenformate, mit einer Dicke zwischen 30 und 100 mm, erfüllen.
In der DE 41 42 447 C2 wird ein Tauchgießrohr für eine Dünnbramme beschrieben, das aus einem unteren Rohrstück besteht, welches in Richtung auf die Schmalseitenwände der Kokille im Querschnitt erweitert ist und am unteren Ende mit einem mittig angeordneten Bodenstück unter Belassung von Austrittsöffnungen für die Schmelze versehen ist. Die Innenwand des den Querschnitt erweiternden Teiles des Tauchgießrohres bildet zusammen mit den gegenüberliegenden Wandteilen des Bodenstücks Strömungskanäle aus, deren Achsen mit der Tauchgießrohrachse einen bestimmten Winkel einschließen, der zwischen 10 und 22 Grad beträgt. Dieses Tauchgießrohr weist eine sehr viel größere Breite als Dicke auf. Die Austrittsöffnungen aus dem Tauchgießrohr sind düsenartig verengt.
In der WO 95/29025 wird ein Tauchgießrohr mit einem Rohrstück beschrieben, welches im unteren Bereich zwei Austrittsöffnungen aufweist, die in einem relativ spitzen Winkel in den Schmelzensumpf innerhalb der Kokille gerichtet sind. Die beim Dünnbrammengießen notwendigen hohen Strömungsgeschwindigkeiten aus den spitzwinklig nach unten geneigten Ausströmöffnungen des Gießrohres bergen in sich die Gefahr von Auswaschungen der Strangschale, die im ungünstigsten Fall zum Strangdurchbruch führen können.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es sich bei dem Strömungsübergang aus den Austrittsöffnungen des Tauchgießrohres in die Kokille nicht um einen freien Anströmvorgang, sondern vielmehr um einen Umströmvorgang handelt. Damit kommt der wirksamen umströmten Länge des zentralen Konturelements des Gießrohres entscheidende Bedeutung zu, d. h. je länger die wirksame Länge des Bodenelements ist, um so stabiler erfolgt die Strömungsteilung und -führung.
Aufgabe der Erfindung ist es, die obengenannte Erkenntnis bei einem Tauchgießrohr der eingangsgenannten Gattung konstruktiv so zu verwirklichen, daß eine stabile Strömungsteilung durch das Tauchrohr gewährleistet ist und ein weitgehend turbulenzarmes Einströmen der Schmelze aus dem Tauchgießrohr in den Schmelzensumpf der Kokille erfolgen kann.
Die Lösung der Aufgabe gelingt bei einem Tauchgießrohr der genannten Gattung mit der Erfindung dadurch, dass das Konturelement mit einer fließend ineinander übergehenden Kombination eines massiven, gegenüberliegende Wandbereiche verbindenden Teils mit der Höhe (H1) und einem Paar oberhalb desselben von diesem ausgehenden Strömungsteilem mit in Richtung der X-Achse vorgesehener Höhe (H2) ausgebildet ist, die vorspringend von den Wandbereichen in das Rohrstück des Strömungskanals ohne feste Verbindung mit den gegenüberliegenden Wandbereichen hineinragen und die Höhe H1 des Konturelementes zusammen mit der Höhe H2 des Strömungsteilers größer ist, als die Höhe L1 einer Austrittsöffnung.
Infolge dieser konstruktiven Ausbildung des Konturelementes im Tauchgießrohr wird eine stabile Strömungsteilung durch das Tauchrohr gewährleistet und eine besonders gute und stabile Strömung der Schmelze in die Kokille eingestellt. Selbst bei veränderlichem Füllstand der Schmelze innerhalb der Kokille gelingt eine sichere und gleichmäßige Trennung der beiden aus dem Rohrstück austretenden Strömungsjets. Die sonst üblichen wechselseitigen Beeinflussungen der Strömungsjets untereinander werden erheblich reduziert. Eine besonders stabile Strömungsteilung durch das Tauchrohr wird dadurch gewährleistet, wenn dem Konturelement wenigstens ein sich in das Rohrstück erstreckender Strömungsteiler zugeordnet ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Tauchrohres nach der Erfindung, wobei das Konturelement ein gegenüberliegende Wandbereiche des Rohrstücks verbindendes massives Formteil mit der Höhe H1 ist, ergeben sich dadurch, daß es bevorzugt in Richtung der Austrittsöffnungen die Raumform eines nach gegenüberliegenden Seiten verjüngten Keiles besitzt.
Eine besonders bervorzugte Ausbildung des Tauchrohres wird dadurch erreicht, daß das konturelement in Richtung seiner Austrittsöffnungen die Raumform einer konkaven, insbesondere eine Polynomfunktion mindestens zweiter Ordnung definierenden Kurve besitzt.
Die weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht ferner vor, daß die Strömungsteiler als Strömungsleitkörper mit rechteckigem oder trapezförmigem Querschnitt ausgebildet sind, deren Breite b und/oder Höhe h über die Länge L des Rohrstücks veränderlich ist, und daß die Strömungsleitkörper die Höhe L1 der Austrittsöffnungen überragen.
Mit Vorteil für einen stetigen Strömungsverlauf sind sowohl am konturelement, als auch an den Strömungsleitkörpern alle Kanten und/oder Flächenübergänge mit Verrundungen ausgebildet.
Und schließlich kann bei der Ausbildung des Tauchgießrohres nach der Erfindung von der Maßnahme Gebrauch gemacht sein, daß das Konturelement mit den Strömungsleitkörpern in dessen Matrix eingebettet oder ein austauschbares Einzelelement ist.
Die Verwendung von Strömungsleitkörpern gegenüber einem vergleichsweise hoch und dünn ausgeführten massiven Konturelement hat den Vorteil, daß die Gefahr des Ausbrechens geringer ist. Zudem ergeben sich nur geringe Veränderungen in den Strömungs-Querschnittsflächeri.
Auch aus Sicht der Fertigung ergeben sich Vorteile: Die zusätzlichen Strömungsleitkörper in x-Achsrichtung führen zu einer Stabilisierung der Tauchgießrohrschale, insbesondere bei der Verbindung des Konturelements mit der Tauchgießrohrschale, daß so die Möglichkeit besteht, die Wandstärken weiter zu reduzieren, ohne die Strömungsbedingungen nachteilig zu verändern. Dies ist bei den räumlich beengten Verhältnissen innerhalb der üblicherweise verwendeten Kokillen zum Dünnbrammengießen von Vorteil.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen mit den Figuren 1, 2a und 2b, sowie 3a bis 3c und 4a bis 4c näher dargestellt und erläutert.
Figur 1 zeigt das Tauchgießrohr 1 zum Einleiten von Stahlschmelze aus einem Gieß- oder Zwischenbehälter 3 in eine Kokille 5, insbesondere zum Gießen von Dünnbrammen, die räumlich durch Breitseitenwände 14 und Schmalseitenwände 15 begrenzt ist. Das bis in den Schmelzensumpf der Kokille 5 reichende Tauchgießrohr 1 zeigt ein unteres Rohrstück mit zwei Austrittsöffnungen 8, 8', die in Richtung der Schmalseitenwände 15 der Kokille 5 zeigen.
Figur 2a zeigt die erfindungsgemäße Ausbildung des Tauchgießrohres 1, wonach das untere Rohrstück ein massives Konturelement 10 sowie Strömungsteiler 12 aufweist und die Höhe H1 + H2, welches die Strömungsteilung im Strömungskanal 2 des Rohrstücks erzwingen, größer ist als die Höhe L1 der Austrittsöffnung 8, 8'. Das Konturelement 10 besteht aus einem massiven, gegenüberliegende Wandbereiche verbindenden Teil mit der Höhe H1.
In den Figuren 3a bis 3c sind Strömungsleitkörper 12 gezeigt, die ausgehend von gegenüberliegenden Wandbereichen in den Strömungskanal 2 des Rohrstücks 1 hineinragen und den Strömungsjet stabilisieren. Die Breiten b und/oder die Höhe h der Strömungsleitkörper 12 können über die Länge des Tauchrohres L veränderlich sein.
In den Figuren 4a bis 4c ist eine besonders günstige Form des massiven Konturelements 10 dargestellt, mit der Form eines nach beiden Seiten verjüngten Keils, bevorzugt mit einer konkav verlaufenden, über eine Polynomfunktion mindestens zweiter Ordnung zu definierenden Kurvenform
Die weiteren Einzelheiten der Erfindung erschließen sich für den Fachmann aus den genannten Zeichnungen.

Claims (8)

  1. Tauchgießrohr (1) zum Einleiten von Schmelze, insbesondere Stahlschmelze, aus einem Gieß- oder Zwischenbehälter (3) in eine mit Breitseiten- (14) und Schmalseitenwänden (15) ausgebildete Kokille (5) zum Stranggießen von insbesondere Flachprodukten, wobei das Tauchgießrohr (1) ein als Strömungskanal ausgebildetes Rohrstück (11) aufweist, welches mit einem keilförmigen Konturelement (10) und wenigstens einem Strömungsteiler (12) mit zwei in Richtung der Schmalseitenwände (15) gegenüberliegenden Austrittsöffnungen (8, 8')ausgebildet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Konturelement (10) mit einer fließend ineinander übergehenden Kombination eines massiven, gegenüberliegende Wandbereiche verbindenden Teils (10) mit der Höhe (H1) und einem Paar oberhalb desselben von diesem ausgehenden Strömungsteilern (12) mit in Richtung der X-Achse vorgesehener Höhe (H2) ausgebildet ist, die vorspringend von den Wandbereichen in das Rohrstück (11) des Strömungskanals ohne feste Verbindung mit gegenüberliegenden Wandbereichen hineinragen und dass die Höhe (H1) des Konturelements (10) zusammen mit der Höhe (H2) des Strömungsteilers (12) größer ist, als die Höhe (L1) einer Austrittsöffnung (8, 8').
  2. Tauchgießrohr nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsteiler (12) ohne Ausbildung einer festen Verbindung der gegenüberliegenden Wandbereiche in das Rohrstück (11) des Strömungskanals hineinragen.
  3. Tauchgießrohr nach 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Konturelement (10) in Richtung der Austrittsöffnungen (8, 8') die Raumform eines nach gegenüberliegenden Seiten verjüngten Keiles besitzt.
  4. Tauchgießrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Konturelement (10) in Richtung der Austrittsöffnungen (8, 8') die Raumform einer konkaven, bevorzugt eine Polynomfunktion mindestens zweiter Ordnung definierenden Kurve besitzt.
  5. Tauchgießrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsteiler (12) als Strömungsleitkörper mit rechteckigem oder trapezförmigem Querschnitt ausgebildet sind, deren Breite (b) und/oder Höhe (h) über die Länge (L) des Rohrstücks (11) veränderlich ist.
  6. Tauchgießrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsleitkörper (12) die Höhe (L1) der Austrittsöffnungen (8, 8') überragen.
  7. Tauchgießrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Konturelement (10) mit den Strömungsleitkörpem (12) an Kanten und/oder Flächenübergängen Verrundungen aufweist.
  8. Tauchgießrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Konturelement (10) mit den Strömungsleitkörpern (12) in dessen Matrix eingebettet oder ein austauschbares Einzelelement ist.
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