EP2701867A1 - Tauchrohr mit düse - Google Patents

Tauchrohr mit düse

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Publication number
EP2701867A1
EP2701867A1 EP11811517.9A EP11811517A EP2701867A1 EP 2701867 A1 EP2701867 A1 EP 2701867A1 EP 11811517 A EP11811517 A EP 11811517A EP 2701867 A1 EP2701867 A1 EP 2701867A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
nozzle
dip tube
bell
jacket
tube according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11811517.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Edgar Schumacher
Renata Franzky
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Techcom GmbH
Original Assignee
Techcom GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Techcom GmbH filed Critical Techcom GmbH
Publication of EP2701867A1 publication Critical patent/EP2701867A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • 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
    • B22D41/507—Pouring-nozzles giving a rotating motion to the issuing molten metal

Definitions

  • the invention relates to a dip tube with a nozzle for use in the
  • Immersion tube a bell-shaped jacket is arranged, which is open at the bottom.
  • the liquid metal flows laterally out of the nozzle at a predetermined angle and strikes the walls of the bell-shaped shell before it emerges downwardly from the opening during the casting process into the mold and solidifies.
  • a relatively high pressure builds up, which leads to the bottom of the nozzle pops out » whereby the further casting process is interrupted and completely prevented.
  • DE 24 42 915 discloses a pouring tube with a closed bottom and opposite side openings are disclosed, which are surrounded by so-called baffles against which the liquid steel bounces when he the pouring tube leaves. Normally, the angle between the longitudinal axis of this pouring tube and the central axis of the outlet openings 90 °, whereby the structure of a laminar flow is difficult, which is disadvantageous to the outflow of the liquid metal and the type of crystallization in the
  • the dip tube is arranged with a nozzle arranged in the lower region with a bottom and at least one side channel over a bell-shaped shell is characterized in that the side walls of the bell-shaped shell have at least one bore and the bottom of the nozzle also has at least one bore, from where a (compressed) medium can flow out.
  • the cross section of the bell-shaped shell is slightly elongated and preferably depends on the shape of the molten metal receiving the mold.
  • the bell-shaped shell has at least two opposing planar surfaces whose lengths are variable.
  • angle (u) between the plane-parallel walls and the axis of the exit bores of the nozzle is substantially an acute angle, which is preferably between about 20 ° and 45 °
  • the two opposing plane-parallel walls are smoothly interconnected by two arc walls on the inner surfaces, the length of the plane-parallel walls is arbitrary, so that in extreme cases, the two curved walls abut each other with their sides and the
  • Cross-section perpendicular to the longitudinal axis through the jacket is substantially round.
  • the nozzle is arranged in the center of the shell.
  • heat-resistant layer which is preferably a ceramic glass fiber layer, coated.
  • Figure 1 a schematic QueritessdarsteUung of
  • Figure 3 a schematic cross-sectional view of
  • FIG. 4 shows two schematisehe cross-sectional views
  • FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view through the lower part of the catch tube 1 with a nozzle, which has two outlet channels 5, 6 in the present exemplary embodiment.
  • a nozzle which has two outlet channels 5, 6 in the present exemplary embodiment.
  • the dip tube 1, at whose lower end at least one outlet channel 5 is arranged, consists essentially of a refractory material, which withstands a temperature of up to about 1800 ° C.
  • the lower side of the bell-shaped shell 4 is completely open, so that the liquid metal can buy freely. From this opening of the bell-shaped shell, the liquid metal enters theMonbefflettnis 12 (mold) in which the crystallization of the liquid metal takes place.
  • the liquid metal flows with a relatively high
  • FIG. 2 shows a schematic cross-sectional drawing along the section line A-A, rotated by 90 ° with respect to FIG. From Figure 2 shows that the dip tube bell 4 is not rotationally symmetrical to the central axis of the dip tube 1.
  • These curved walls of the giockenähn borrow shell 4 have at least one bore 14, 14 ', through which a compressed medium can escape during pressure build-up under the jacket.
  • FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view in plan view, in which the section line runs along the section line B-B in FIG.
  • the cross-sectional shape of the bell-shaped shell 4 depends essentially on the shape of the receptacle 2 (mold), which receives the liquid metal.
  • the mold is rectangular in plan view, whereby the cross-sectional shape of the gtockenähnlichen hood 4 is formed oval.
  • the jacket 4 has two plane-parallel walls 8, 9, which are arranged on both sides of the end of the dip tube 1. On both sides of the plane-parallel walls 8, 9 close smoothly and smoothly on each side to a zyi indian Haibschaie, so that the total cross-section is substantially oval.
  • the immersion tube 1 is arranged in the center of the g curls shaped like 4, which at the end has two Austnttskanäle 5, 6, which lie on a common axis 7, the ⁇ with the plane-parallel walls on both sides of an angle which is essentially an acute angle and is between 20 ° and 45 ° degrees.
  • the radius R of the cylindrical half shells of the shell 4 depends essentially on the geometric dimensions of the mold 12.
  • FIG. 4 shows a schematic cross-section along the section line B-B in FIG. 1, in which two dip tube nozzles are arranged in a mold 12 '.
  • the special thing about this arrangement is that the two
  • Exit channels 5, 6, which are located on a common axis 7, are arranged at the second dip tube V rotated by 90 ° degrees, so that the directions of the exiting flows of the fl Organic Frameworkts from two lower openings of the bell-shaped casing 4, 4 'initially a common Turn direction and thus more evenly distributed in the mold 12 '.
  • I in this present embodiment are in the respective bell-shaped
  • Casing walls a total of four holes 13, 13 ', 14, 14 * arranged the easy escape of flows of compressed media, eg. B.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Tauchrohr (1) zur Verwendung in der Metallurgie vorgestellt, an dessen unterem Ende eine Düse mit zwei Auslasskanälen (5, 6) für flüssiges Metall angeordnet ist. Über das Ende des Tauchrohres (1) ist ein Mantel (4) angeordnet, der für das flüssige austretende Metall eine lenkende Funktion der Strömungen einnimmt. Der Boden (2) der Düse und die Wände des glockenartigen Mantels (4) weisen mindestens eine Bohrung auf, durch die ein komprimiertes Medium, z. B. Luft, entweichen kann.

Description

TAUCHROHR MIT DÜSE
Oie Erfindung betrifft ein Tauchrohr mit einer Düse zur Verwendung in der
Produktion der Metallurgie, insbesondere zur Produktion von Stranggusstafeln.
Diese Art von Tauchrohrdüsen ist im den Stand der Technik aus dem Dokument EP 2 172 290 A1 bekannt. Dieser Druckschrift ist eine Tauchdüse mit einem Boden am Ende eines Tauchrohres zu entnehmen. Über das Ende des
Tauchrohres ist ein glockenartiger Mantel angeordnet, der nach unten offen ist. Das flüssige Metall strömt unter einem vorgegebenen Winkel seitlich aus der Düse heraus und trifft auf die Wände des glockenartigen Mantels, bevor es nach unten aus der Öffnung beim Gießvorgang in die Kokille heraustritt und erstarrt. Als nachteilig an dieser Tau chrohrdüse wird es empfunden, dass infolge der hohen Strömungsgeschwindigkeit mit der das flüssige Metall durch das Tauchrohr fließt, am unteren Ende des Tauchrohres, an dem die Düse angeordnet ist, sich ein verhältnismäßig hoher Druck aufbaut, was dazu führt, dass der Boden der Düse herausplatzt» wodurch der weitere Gießvorgang unterbrochen und völlig verhindert wird. Ferner ist in der DE 24 42 915 ein Gießrohr mit geschlossenem Boden und einander gegenüberliegenden seitlichen Öffnungen offenbart, die umgeben sind von dort sogenannten Prallwänden, gegen die der flüssige Stahl prallt, wenn er das Gießrohr verlässt. Im Normalfall beträgt der Winkel zwischen der Längsachse dieses Gießrohres und der Mittelachse der Austrittöffnungen 90°, wodurch der Aufbau einer laminaren Strömung schwer möglich ist, was sich nachteilig auf das Ausfließen des flüssigen Metalls und die Art der Kristallisation in dem
Aufnahmebehältnis (Kokille) auswirkt
Beim Strangguss von Stahl ist eine der wichtigen Aufgaben, die Unterbindung der Konsistenz von Dendrit-Formationen in der ersten Phase der Kristallisation des
Der Gießvorgang mit einem Tauchrohr mit einer Düse ist dann ineffizient, wenn B » h ist. Dieses nachteilige Verhältnis hat einen negativen Einffuss auf die Bitdung der Kristallisation und somit auf die Qualität des Rohlings in dem
Gießbehältnis (Kokille). Weitere Nachteile werden in der Druckschrift EP 2 172 290 A1 genauer beschrieben.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Tauchrohr mit einer Düse bereitzustellen, die von einem glockenartigen Mantel umgeben ist und die
Nachteile aus dem Stand der Technik weitgehend beseitigt.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.
Erfindungsgemäß ist das Tauchrohr mit einer im unteren Bereich angeordneten Düse mit einem Boden und mindestens einem Seitenkanal über den ein glockenartig ausgebildeter Mantel angeordnet ist dadurch gekennzeichnet, die Seitenwände des glockenartigen Mantels mindestens eine Bohrung aufweisen und der Boden der Düse ebenfalls mindestens eine Bohrung aufweist, aus denen ein (komprimiertes) Medium ausströmen kann. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Dabei ist es vorteilhaft, dass der Querschnitt des glockenförmigen Mantels leicht länglich ausgebildet ist und sich vorzugsweise nach der Form der das flüssige Metalt aufnehmenden Kokille richtet.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der glockenartig ausgebildete Mantel mindestens zwei sich gegenüberliegende Planflächen aufweist, deren Längen variable sind.
Vorteilhaft ist es auch, dass der Winkel (u) zwischen den planparallelen Wanden und der Achse der Austrittsbohrungen der Düse im Wesentlichen ein spitzer Winkel ist, der vorzugsweise zwischen etwa 20° und 45° liegt
Vorteilhaft ist es ferner, dass die beiden sich gegenüberliegenden planparallelen Wände durch zwei Bogenwände an den Innenflächen glatt miteinander verbunden sind, wobei die Länge der planparallelen Wände beliebig ist, so dass im Extremfall die beiden gebogenen Wände mit ihren Seiten aneinander stoßen und der
Querschnitt senkrecht zur Längsachse durch den Mantel im Wesentlichen rund ausgebildet ist.
Vorteilhaft ist es weiterhin, dass die Düse im Zentrum des Mantels angeordne ist.
Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, dass sowohl das Tauchrohr als auch der glockenförmig ausgebildete Mantel an seinen Außenselten von einer
hitzebeständigen Schicht, die vorzugsweise eine keramischen Glasafibreschicht ist, überzogen sind.
Mit der vorgeschlagenen neuen Taudirohrdüse werden die oben beschriebenen Nachteile der bekannten Tauchrohrdüsen weitgehend ausgeschaltet und stellen einen wesentlichen Vorteil bei der Produktion von Stahlblöcken in Kokillen bei kontinuierlich gegossenen Blöcken für das gesamte Produktionsspektrum dar. Im nun Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Figur 1 : eine schematische QuerschnittdarsteUung des
unteren Teils des Tauchrohrs {1) mit einer Düse;
Figur 2: eine um 90° gedrehte Querschnittdarstellung des
unteren Teils des Tauch roh res mit{1) Düse entlang der Schnittlinie A-A;
Figur 3: eine schematische Querschnittdarstellung des
Tauchrohres(l) entlang der Schnittlinie B-B in Fig.1;
Figur 4: zwei schematisehe Querschnittdarstellungen des
unteren Endes des Tauchrohres <1) entlang
der Schnittlinie B-B.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Querschnittdarstellung durch den unteren Teil des Tatchrohres 1 mit einer Düse, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Austrittskanäle 5, 6 aufweist. Über das Ende des Tauchrohres 1 ist ein
g löckenartiger Mantel 4 angeordnet. Das Tauchrohr 1 , an dessen unterem Ende mindestens ein Austrittkanal 5 angeordnet ist, besteht im Wesentlichen aus einem feuerfesten Material, was einer Temperatur bis ca, 1.800° C standhält. Die untere Seite des glockenartigen Mantels 4 ist völlig offen, so dass das flüssige Metall frei auskaufen kann. Aus dieser Öffnung des glocken rtigen Mantels tritt das flüssige Metall in das Aufnahmebehättnis 12 (Kokille) in der die Kristallisation des flüssigen Metalls stattfindet Das flüssige Metall strömt mit einer relativ hohen
Geschwindigkeit durch den Strömungskanal 3 und trifft auf den Boden 2 der Tauchrohrdüse, so dass das flüssige Metall schließlich aus den beiden
Austrittskanälen 5, 6 heraustritt. Hierdurch bildet sich im unteren Teil der Düse ein verhältnismäßig hoher Mediendruck, der nicht allein durch die Austrittskanäle 5, 6 ausgeglichen werden kann. Aus diesem Grunde we t der Boden 2 mindestens eine Bohrung 13 auf, aus der in der Anfangsphase des Gießens mit flüssigem Metali ein komprimiertes Medium entweichen kann, bevor das flüssige Metall die Austrittsöffnungen der Kanäle 5, 6 passiert. Bei Austritt des flüssigen Metalls aus den Austrittskanälen 5, 6 strömt dieses gegen die Mantelwände 10, 11 und wird von dort aus in eine vorbestimmte Richtung gelenkt. Auch hier zeigt sich ein ähnliches Phänomen des Druckaufbaus wie in dem Strömungskanal 3 des Tauchrohres 1. Aus diesem Grunde weisen die Mantelwände 8, 9, 10, 11 mindestens eine Bohrung 13, 13' auf
Die Figur 2 zeigt eine um 90° gegenüber der Figur 1 gedrehte schematische Querschnittzeichnung entlang der Schnittlinie A-A auf. Aus der Figur 2 geht hervor, dass die Tauchrohrglocke 4 nicht rotationssymmetrisch zur Mittelachse des Tauchrohres 1 verläuft. Auch diese gebogenen Wände des giockenähn liehen Mantels 4 weisen mindestens eine Bohrung 14, 14', durch die bei Druckaufbau unter dem Mantel ein komprimiertes Medium entweichen kann.
Die Figur 3 zeigt eine schematische Querschnittdarstellung in Draufsicht, bei der die Schnittlinie entlang der Schnittlinie B-B in der Figur 1 verläuft. Die
Querschnittsform des glockenähnlichen Mantels 4 richtet sich im Wesentlichen nach der Form des Aufnahmebehältnisses 2 (Kokille), die das flüssige Metall aufnimmt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Kokille in der Draufsicht rechteckig, wodurch die Querschnittsform der gtockenähnlichen Haube 4 oval ausgebildet ist. Dabei weist der Mantel 4 zwei planparallele Wände 8, 9 auf, die beiderseits des Endes des Tauchrohrs 1 angeordnet sind. Auf beiden Seiten der planparallelen Wände 8, 9 schließen sich glatt und reibungslos an jeder Seite jeweils eine zyi inderähnliche Haibschaie an, so dass der Gesamtquerschnitt im Wesentlichen oval verläuft. Die Länge der planparaltelen Wände des
glocken hnlichen Mantels ist variabel und im Extremfall sehr klein, so dass der Querschnitt des Mantels 4 leicht oval bis rund ausgebildet ist. Im Zentrum des g locken artig ausgebildeten Mantels 4 ist das Tauchrohr 1 angeordnet, das am Ende zwei Austnttskanäle 5, 6 aufweist, die auf einer gemeinsamen Achse 7 liegen, die mit den planparallelen Wänden auf beiden Seiten einen Winkel α einschließt, der im wesentlichen ein spitzer Winkel ist und zwischen 20° und 45° Grad liegt. Der Radius R der zylinderförmigen Halbschalen des Mantels 4 richtet sich im Wesentlichen nach den geometrischen Dimensionen der Kokille 12.
Die Figur 4 zeigt einen schematischen Querschnitt entlang der Schnittlinie B-B In Figur 1 , bei der zwei Tauchrohrdüsen in einer Kokille 12' angeordnet sind. Das besondere an dieser Anordnung ist darin zu sehen, dass die beiden
Austrittskanäle 5, 6, die auf einer gemeinsamen Achse 7 liegen, bei dem zweiten Tauchrohr V um 90° Grad gedreht angeordnet sind, so dass die Richtungen der austretenden Strömungen des flössigen Metalts aus beiden unteren Öffnungen der glockenartigen Ummantelung 4, 4' zunächst eine gemeinsame Richtung einschlagen und sich dadurch gleichmäßiger in der Kokille 12' verteilen. I diesem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind in den Jeweiligen glockenförmigen
Mantelwänden insgesamt vier Bohrungen 13, 13', 14, 14* angeordnet die ein leichtes Entweichen von Strömungen komprimierter Medien, z. B.
Luftströmungen, ermöglichen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Tauchrohr (1) mit einer im unteren Bereich angeordneten Düse mit
einem Boden (2) und mindestens einem Seitenkanal (5, 6) über den ein glockenartig ausgebildeter Mantel (4) angeordnet ist, d a d u r c h gekennzeichne dass der Boden (2) der Düse und/oder die
Seitenwände (8, 9, 10, 11) des glockenartigen Mantels mindestens eine Bohrung (13, 4) aufweisen, aus denen ein Medium ausströmen kann.
2. Tauchrohr nach Anspruch ! d a d u r c h gekennzeichnet, dass der Querschnitt des glockenförmigen Mantels (4) leicht länglich ausgebildet ist und sich vorzugsweise nach der Form der das flüssige Metall
aufnehmenden Kokille (12) richtet.
3. Tauchrohr nach Anspruch 1 , d a d u r c h gekennzeichnet, dass mindestens zwei sich gegenüberliegende Flächen (8, 9) an dem
glockenartigen Mantel (4) eben ausgebildet sind.
4. Tauchrohr nach Anspruch 1 , d a d u r c h gekennzeichn t, dass der Winkel (a) zwischen den planparallelen Wänden (8, 9) und der Achse der Austrittsbohrungen (5, 6) der Düse im Wesentlichen ein spitzer Winkel ist, der vorzugsweise zwischen etwa 20° und 45° liegt.
5. Tauchrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden sich gegenüberliegenden planparallelen Wände (8, 9) durch zwei Bögen gtatt miteinander verbunden sind, wobei die Länge der planparallelen Wände beliebig lang sind, so dass im Extremfall die beiden Bögen mit ihren Seiten aneinander stoßen und der Querschnitt senkrecht zur Längsachse des Tauchrohres (1) durch den Mantel im Wesentlichen rund ist.
6. Tauchrohr nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet, dass die Düse im Zentrum des Mantels angeordnet ist.
7. Tauchrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des glockenförmig ausgebildeten Mantels (4) unterschiedlich von dem des Tauchrohres (1) ist.
8. Tauchrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Tauchrohr (1) mindestens teilweise und der glockenförmig ausgebildete Mantel { ) außen eine Schicht, die vorzugsweise eine keramische
Fibreglasschichf (15) ist, aufweist.
9. Tauchrohr nach Anspruch 1 , d a d u r c h gekennzeichnet, dass das untere Ende des Tauchrohres (1) mit der Düse in einem
Aufhahmebehäitrtis (12, 12') (Kokille) installiert ist.
EP11811517.9A 2011-04-29 2011-04-29 Tauchrohr mit düse Withdrawn EP2701867A1 (de)

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PCT/DE2011/001798 WO2012146220A1 (de) 2011-04-29 2011-04-29 Tauchrohr mit düse

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP11811517.9A Withdrawn EP2701867A1 (de) 2011-04-29 2011-04-29 Tauchrohr mit düse

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EP (1) EP2701867A1 (de)
DE (1) DE112011105197A5 (de)
WO (1) WO2012146220A1 (de)

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