EP1199121A1 - Vorrichtung zum Führen der Strömung einer metallurgischen Schmelze, insbesondere einer Stahlschmelze - Google Patents

Vorrichtung zum Führen der Strömung einer metallurgischen Schmelze, insbesondere einer Stahlschmelze Download PDF

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EP1199121A1
EP1199121A1 EP01123405A EP01123405A EP1199121A1 EP 1199121 A1 EP1199121 A1 EP 1199121A1 EP 01123405 A EP01123405 A EP 01123405A EP 01123405 A EP01123405 A EP 01123405A EP 1199121 A1 EP1199121 A1 EP 1199121A1
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EP
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vessel
pouring
spherical surface
gimbal
tube
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Withdrawn
Application number
EP01123405A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus BRÜCKNER
Horst Von Wyl
Ulrich Horbach
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SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Demag AG
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • B22D41/502—Connection arrangements; Sealing means therefor

Definitions

  • the invention relates to a device for guiding a metallurgical melt, in particular a molten steel, with one adjoining a metallurgical vessel Drain tube.
  • the invention has for its object a change in the inflow of Molten metal from a metallurgical vessel into a downstream vessel below to enable favorable flow conditions.
  • the object is achieved in that in the bottom of the vessel an outlet nozzle is arranged with a spherical surface formed at the lower end is that protrudes sealingly into the entrance of the pouring pipe, which is articulated on the bottom of the vessel is stored.
  • This allows the flow of the molten metal in one subsequent vessel can be influenced, so that on the one hand unfavorable flow conditions be avoided and secondly horizontal mixing is achieved.
  • the direction can be changed by moving the pouring spout the movement impulse of the melt flowing into the lower vessel to be changed. Due to additional constructive measures, too a horizontal displacement of the pouring pipe must be taken into account. Associated with it is an improvement in the degree of purity and the surface quality of the Continuous casting product. In addition, an alignment error when mounting Spout pipes are corrected.
  • the movability of the pouring pipe becomes such achieved that the pouring spout is gimbal-mounted on the bottom of the vessel.
  • the motion drive is achieved according to other features in that a bearing shaft for a first outer gimbal connected to a rotary actuator is.
  • the movement of the pouring pipe results from that in the first, outer gimbal a second, inner gimbal by means of a shaft running parallel or perpendicular to the bearing shaft is stored.
  • the bearings for the pivotable bearing shaft of the first, outer gimbal arranged on the bottom of the vessel.
  • the sealing effect when the spherical shape rolls off is achieved by that the entrance of the pouring pipe in its cross-sectional shape with a straight Section begins by way of an arc section in the cylindrical flow channel merges, the spherical surface of the spout partly on the straight section partly lies tightly against the arch section.
  • the application of the invention is advantageously such that the metallurgical Vessel consists of a distributor vessel for a continuous caster. Thereby can the flow into the deeper arranged vessel with the mentioned horizontal Mixing can be introduced.
  • pouring tube is made of there is a dip tube for a continuous casting mold.
  • the only figure represents an axial cross section through a vessel bottom metallurgical vessel with discharge nozzle and pouring pipe.
  • a metallurgical vessel 1 with a vessel bottom 1a has a device for Guiding the flow of a metallurgical melt, e.g. a steel melt, and a pouring pipe 2 adjoining the metallurgical vessel 1.
  • a metallurgical melt e.g. a steel melt
  • a pouring pipe 2 adjoining the metallurgical vessel 1.
  • the articulated movement of the pouring spout 2 is e.g. through a gimbal Suspension on the bottom of the vessel 1a allows.
  • the movement is via a bearing shaft 4 generated for a first, outer gimbal 5, the bearing shaft 4th is connected to a (only indicated) rotary actuator 6.
  • outer gimbal 5 is a second, inner gimbal 7 by means of a parallel or perpendicular to the bearing shaft 4 shaft 7a pivotally mounted.
  • the pivot bearing 13 for the pivotable bearing shaft 4 of the first outer gimbal 5 are arranged on the vessel bottom 1a.
  • Carbon fiber seal 2e inserted to seal against negative pressure.
  • the outlet nozzle 3 can also cut an annular groove 8 that cuts the flow channel 2d to supply inert gas, which also counteracts the outside air.
  • the entrance 2c of the pouring tube 2 begins symmetrically in its cross-sectional shape 9 each with a straight section 10, which has a curved section 11 in passes over the cylindrical flow channel 2d, the spherical surface 3b of the outlet nozzle 3 partly on the straight section 10 partly on the curved section 11 fits tightly even during an angular movement.
  • the metallurgical vessel 1 consists of one Distributor 12 for a continuous caster. It is also assumed that the pouring tube 2 consists of an immersion tube 2a for a continuous casting mold, with its mouth 2b immersed below the melt level.
  • the dip tube 2a can be moved such that the direction of the movement pulse of the in the continuous casting mold flowing melt, which the flow field in the Continuous casting mold is significantly influenced, changed. With a horizontal one Shifting arrangement can be due to a combination of both movement paths the position and orientation of the pipe piece immersed in the melt are independent from each other.
  • the flow in the continuous casting mold through a Measurement of a physical quantity assessed and in the form of a descriptive Key figure can be fed to a control unit.
  • a measuring system e.g. on Speed measuring system for continuous casting molds or in a simple case can also use only several sensors to record the surface profile in the Continuous casting molds are used.

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Abstract

Eine Vorrichtung zum Führen der Strömung einer metallurgischen Schmelze, insbesondere von Stahlschmelze, weist ein an ein metallurgisches Gefäß (1) anschließendes Ausgussrohr (2) auf. Um eine Veränderung des Einströmens von metallurgischer Metallschmelze von einem metallurgischen Gefäß (1) in ein nachgeordnetes Gefäß unter günstigen Strömungsbedingungen zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass in dem Gefäßboden (1a) ein Auslaufstutzen (3) mit einer am unteren Ende (3a) gebildeten Kugelfläche (3b) angeordnet ist, die dichtend in den Eingang (2c) des Ausgussrohres (2) ragt, das gelenkig am Gefäßboden (1a) gelagert ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Führen einer metallurgischen Schmelze, insbesondere einer Stahlschmelze, mit einem an ein metallurgisches Gefäß anschließenden Ausgussrohr.
Zur Beeinflussung der Strömung von metallurgischen Schmelzen in Stranggießkokillen werden in der Regel unterschiedliche, auf das Gießformat und den Betriebszustand abgestimmte Tauchrohrbauformen angewendet. Darüber hinaus kann auch eine sog. elektromagnetische Bremse eingesetzt werden. Die Tauchrohrbauform erlaubt nur eine Abstimmung auf jeweils ein Gießformat und einen Betriebszustand. Eine dynamische Beeinflussung der Kokillenströmung ist nicht möglich. Die elektromagnetische Bremse führt zu einem Abbremsen der Schmelze. Dabei werden nicht nur ungünstige Strömungsbedingungen, sondern auch die gewollte horizontale Vermischung der Schmelze behindert. Außerdem verursacht der Einsatz der elektromagnetischen Bremse einen erheblichen konstruktiven Mehraufwand, sowie hohe Investitions- und Betriebskosten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Veränderung des Einströmens von Metallschmelze von einem metallurgischen Gefäß in ein nachgeordnetes Gefäß unter günstigen Strömungsbedingungen zu ermöglichen.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in dem Gefäßboden ein Auslaufstutzen mit einer am unteren Ende gebildeten Kugelfläche angeordnet ist, die dichtend in den Eingang des Ausgussrohres ragt, das gelenkig am Gefäßboden gelagert ist. Dadurch kann die Strömung der Metallschmelze in einem nachfolgenden Gefäß beeinflusst werden, so dass zum einen ungünstige Strömungsverhältnisse vermieden werden und zum anderen eine horizontale Vermischung erzielt wird. Dabei kann durch die Bewegung des Ausgussrohres die Richtung des Bewegungsimpulses der in das untere Gefäß einströmenden Schmelze verändert werden. Aufgrund von zusätzlichen konstruktiven Maßnahmen kann auch eine horizontale Verschiebung des Ausgussrohres berücksichtigt werden. Damit verbunden ist eine Verbesserung des Reinheitsgrades und der Oberflächenqualität des Stranggussproduktes. Außerdem kann auch ein Ausrichtfehler bei der Montage von Ausgussrohren korrigiert werden.
Nach weiteren Merkmalen wird die Bewegungsfähigkeit des Ausgussrohres derart erzielt, dass das Ausgussrohr kardanisch am Gefäßboden gelagert ist.
Der Bewegungsantrieb wird dabei nach anderen Merkmalen dadurch erzielt, dass eine Lagerwelle für einen ersten, äußeren Kardanring an einem Schwenkantrieb angeschlossen ist.
Die Bewegung des Ausgussrohres ergibt sich nach einer Ausgestaltung dann dadurch, dass in dem ersten, äußeren Kardanring ein zweiter, innerer Kardanring mittels einer parallel oder senkrecht zur Lagerwelle verlaufenden Welle schwenkbar gelagert ist.
Dabei sind nach einer Weiterbildung die Lager für die schwenkbare Lagerwelle des ersten, äußeren Kardanrings am Gefäßboden angeordnet.
Zur Vermeidung von Luftansaugungen durch Unterdruck im Strömungskanal ist vorgesehen, dass in dem Eingang des Ausgussrohres und / oder in die Kugelfläche eine Kohlefaserdichtung eingelegt ist.
Nach weiteren Merkmalen ist in den Auslaufstutzen eine den Strömungskanal anschneidende Ringnut eingearbeitet. Dadurch kann vorteilhafterweise Inertgas zugeführt werden.
Die Dichtwirkung bei entsprechendem Abrollen der Kugelform wird dadurch erzielt, dass der Eingang des Ausgussrohres in seiner Querschnittsform mit einem geraden Abschnitt beginnt, der über einen Bogenabschnitt in den zylindrischen Strömungskanal übergeht, wobei die Kugelfläche des Auslaufstutzens teils an dem geraden Abschnitt teils an dem Bogenabschnitt dicht anliegt.
Die Anwendung der Erfindung ergibt sich vorteilhafterweise derart, dass das metallurgische Gefäß aus einem Verteilergefäß für eine Stranggießanlage besteht. Dadurch kann die Strömung in das tiefer angeordnete Gefäß mit der erwähnten horizontalen Vermischung eingeführt werden.
Eine weitere vorteilhafte Anwendung ergibt sich daraus , dass das Ausgussrohr aus einem Tauchrohr für eine Stranggießkokille besteht.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, das nachfolgend näher erläutert wird.
Die einzige Figur stellt einen axialen Querschnitt durch einen Gefäßboden eines metallurgischen Gefäßes mit Auslaufstutzen und Ausgussrohr dar.
Ein metallurgisches Gefäß 1 mit einem Gefäßboden 1a weist eine Vorrichtung zum Führen der Strömung einer metallurgischen Schmelze, z.B. einer Stahl-Schmelze, und ein an das metallurgische Gefäß 1 anschließendes Ausgussrohr 2 auf.
In dem Gefäßboden 1a ist ein Auslaufstutzen 3 mit einer am unteren Ende 3a gebildeten Kugelfläche 3b angeordnet. Die Kugelfläche 3b ragt dichtend mit dem Kugelradius 14 ("R") in den Eingang 2c des Ausgussrohres 2. Das Ausgussrohr 2 ist gelenkig am Gefäßboden 1a gelagert, so dass es verschiedene Winkelstellungen einnehmen kann.
Die gelenkige Bewegung des Ausgussrohres 2 wird z.B. durch eine kardanische Aufhängung am Gefäßboden 1a ermöglicht. Dabei wird die Bewegung über eine Lagerwelle 4 für einen ersten, äußeren Kardanring 5 erzeugt, wobei die Lagerwelle 4 an einen (nur angedeuteten ) Schwenkantrieb 6 angeschlossen ist. In dem ersten, äußeren Kardanring 5 ist ein zweiter, innerer Kardanring 7 mittels einer parallel oder senkrecht zur Lagerwelle 4 verlaufenden Welle 7a schwenkbar gelagert.
Die Drehlager 13 für die schwenkbare Lagerwelle 4 des ersten, äußeren Kardanrings 5 sind am Gefäßboden 1a angeordnet.
In den Eingang 2c des Ausgussrohres 2 und / oder in die Kugelfläche 3b ist eine Kohlefaserdichtung 2e zur Dichtung gegen Unterdruck eingelegt. In den Auslaufstutzen 3 kann auch eine den Strömungskanal 2d anschneidende Ringnut 8 eingeschnitten sein, um Inertgas zuzuführen, das ebenfalls der Außenluft entgegenwirkt.
Der Eingang 2c des Ausgussrohres 2 beginnt in seiner Querschnittsform 9 symmetrisch jeweils mit einem geraden Abschnitt 10, der über einen Bogenabschnitt 11 in den zylindrischen Strömungskanal 2d übergeht, wobei die Kugelfläche 3b des Auslaufstutzens 3 teils an dem geraden Abschnitt 10 teils an dem Bogenabschnitt 11 dicht auch während einer Winkelbewegung anliegt.
Im Ausführungsbeispiel ist angenommen, dass das metallurgische Gefäß 1 aus einem Verteilergefäß 12 für eine Stranggießanlage besteht. Ferner wird vorausgesetzt, dass das Ausgussrohr 2 aus einem Tauchrohr 2a für eine Stranggießkokille besteht, das mit seiner Mündung 2b bis unter den Schmelzenspiegel eintaucht. Das Tauchrohr 2a kann derart bewegt werden, dass die Richtung des Bewegungsimpulses der in die Stranggießkokille einströmenden Schmelze, die das Strömungsfeld in der Stranggießkokille maßgeblich mitbeeinflusst, verändert wird. Bei einer horizontalen Verschiebungsanordnung kann aufgrund einer Kombination beider Bewegungswege die Position und die Ausrichtung des in die Schmelze eintauchenden Rohrstücks unabhängig voneinander eingestellt werden.
Als zusätzliche Maßnahme kann die Strömung in der Stranggießkokille durch eine Messung einer physikalischen Größe beurteilt und in Form einer beschreibenden Kennzahl einer Regelungseinheit zugeführt werden. Als Mess-System kann z.B. ein Geschwindigkeitsmess-System für Stranggießkokillen oder in einem einfachen Fall können auch nur mehrere Sensoren zur Aufnahme des Oberflächenprofils in der Stranggießkokille angewendet werden.
Bezugszeichenliste:
1
metallurgisches Gefäß
1a
Gefäßboden
2
Ausgussrohr
2a
Tauchrohr
2b
Mündung
2c
Eingang
2d
Strömungskanal
2e
Kohlefaserdichtung
3
Auslaufstutzen
3a
unteres Ende
3b
Kugelfläche
4
Lagerwelle
5
erster, äußerer Kardanring
6
Schwenkantrieb
7
zweiter, innerer Kardanring
7a
Welle
8
Ringnut
9
Querschnittsform
10
gerader Abschnitt
11
Bogenabschnitt
12
Verteilergefäß
13
Drehlager
14
Kugelradius "R"

Claims (10)

  1. Vorrichtung zum Führen der Strömung einer metallurgischen Schmelze, insbesondere von Stahlschmelze, mit einem an ein metallurgisches Gefäß anschließenden Ausgussrohr,
    dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gefäßboden (1a) ein Auslaufstutzen (3) mit einer am unteren Ende (3a) gebildeten Kugelfläche (3b) angeordnet ist, die dichtend in den Eingang (2c) des Ausgussrohres (2) ragt, das gelenkig am Gefäßboden (1a) gelagert ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgussrohr (2) kardanisch am Gefäßboden (1a) gelagert ist.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine Lagerwelle (4) für einen ersten, äußeren Kardanring (5) an einen Schwenkantrieb (6) angeschlossen ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten, äußeren Kardanring (5) ein zweiter, innerer Kardanring (7) mittels einer parallel oder senkrecht zur Lagerwelle (4) verlaufenden Welle (7a) schwenkbar gelagert ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (13) für die schwenkbare Lagerwelle (4) des ersten, äußeren Kardanrings (5) am Gefäßboden (1a) angeordnet sind.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass in dem Eingang (2c) des Ausgussrohres (2) und / oder in die Kugelfläche (3b) eine Kohlefaserdichtung (2e) eingelegt ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass in den Auslaufstutzen (3) eine den Strömungskanal (2d) anschneidende Ringnut (8) eingearbeitet ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang (2c) des Ausgussrohres (2) in seiner Querschnittsform (9) mit einem geraden Abschnitt (10) beginnt, der über einen Bogenabschnitt (11) in den zylindrischen Strömungskanal (2d) übergeht, wobei die Kugelfläche (3b) des Auslaufstutzens (3) teils an dem geraden Abschnitt (10) teils an dem Bogenabschnitt (11) dicht anliegt.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass das metallurgische Gefäß (1) aus einem Verteilergefäß (12) für eine Stranggießanlage besteht.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 6 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgussrohr (2) aus einem Tauchrohr (2a) für eine Stranggießkokille besteht.
EP01123405A 2000-10-20 2001-09-28 Vorrichtung zum Führen der Strömung einer metallurgischen Schmelze, insbesondere einer Stahlschmelze Withdrawn EP1199121A1 (de)

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