EP4374986A1 - Continuous casting installation, in particular for casting metallurgical long products, and a casting tube - Google Patents

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EP4374986A1
EP4374986A1 EP22209627.3A EP22209627A EP4374986A1 EP 4374986 A1 EP4374986 A1 EP 4374986A1 EP 22209627 A EP22209627 A EP 22209627A EP 4374986 A1 EP4374986 A1 EP 4374986A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pouring
mold
pouring tube
tube
cross
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.)
Pending
Application number
EP22209627.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stephan Feldhaus
Marcel Meier
Frank Tillenkamp
Lorenz BRENNER
Mirco GANZ
Martin Schneider
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.)
SMS Concast AG
Original Assignee
SMS Concast AG
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 SMS Concast AG filed Critical SMS Concast AG
Priority to EP22209627.3A priority Critical patent/EP4374986A1/en
Publication of EP4374986A1 publication Critical patent/EP4374986A1/en
Pending 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
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10—Supplying or treating molten metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10—Supplying or treating molten metal
    • B22D11/103—Distributing the molten metal, e.g. using runners, floats, distributors
    • 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 continuous casting plant, in particular for the production of metallic long products, which has a metallurgical vessel with at least one pouring spout, a pouring pipe connected thereto with a flow opening and a mold for producing the cast strand, wherein the mold is provided with a mold cavity cross-section in billet format or smaller.
  • the invention also relates to a pouring pipe for such a plant.
  • pouring tubes which are made of a refractory material, are usually provided with an approximately cylindrical cross-section in the case of a round, square or rectangular mold cavity cross-section, such as in the case of billet, bloom, beam blank or round formats, where the outlet runs in the axial direction of the mold.
  • the mold cavity cross-section of the continuous casting mold is preferably formed as a four-round format, in which the corner areas are provided with radii based on a square or rectangle.
  • the mold suitable for near-net-shape casting consists of wide side walls and narrow side walls in the pouring area.
  • the immersion pouring pipe that dips into the melt during casting is designed with a continuously widened cross-section, at the lower end of which there are two lateral outlet openings with a base piece separating them from each other.
  • Such an immersion pouring pipe is mainly suitable for casting steel strips in the slab casting area, but not for smaller formats such as blooms, billets, round formats or similar. Due to their cross-section, such immersion pipes are complex to manufacture in order to ensure sufficient service life.
  • the invention is based on the object of further developing a continuous casting plant of the type mentioned at the beginning in such a way that an increase in the melt throughput can be made possible with simple means and the required sufficient degree of solidification in the mold can be ensured without affecting the formation and quality of the strand.
  • the pouring tube should be designed in such a way that it is optimally shaped in terms of flow technology and its service life is not limited.
  • the pouring tube is designed with at least one cross-sectional widening and an extended end region in the pouring direction, wherein this end region is immersed in the melt in the mold to below the pouring level during continuous pouring.
  • the invention also provides that the ratio of the exit dimension to the inlet dimension of the flow opening of the pouring tube is preferably between 1.25 and 2.0. With this ratio between the exit dimension and the inlet dimension, the flow rate of the melt, which is increased by the higher throughput, is reduced to values that exist in conventional casting and correspond to lower casting speeds. By reducing the flow rate and thus the kinetic energy when the melt exits the pouring tube, it is avoided that the hot pouring jet can penetrate into the mold far below the pouring level and below the outlet from the pouring tube and cause the strand shell that is being formed to melt again.
  • the invention also provides that the ratio of the external dimension of the pouring tube to the smallest internal dimension of the mold is preferably between 0.5 and 0.8. This ensures that there is a sufficient minimum distance between the outer casing of the pouring tube and the mold, which prevents the the strand shell forming on the mold wall comes into contact with the pouring tube and a breakthrough could occur. In addition, there is a risk that if there is contact between them, the inside of the strand shell and/or the pouring tube could be damaged due to the oscillation of the mold.
  • the pouring tube has a cylindrical design of its flow opening, which is provided with at least one step forming the cross-sectional expansion. This is advantageously formed either vertically or conically in the flow opening. During casting, it is immersed together with the cross-sectional expansion of the pouring tube to below the casting level in the mold.
  • the pouring tube is provided with two or more cross-sectional expansions that follow one another in the pouring direction and can be immersed into the mold one after the other during the pouring operation. This makes it possible to divide the average flow rate into two or more stages as required during the pouring operation, which can result in a more constant melt flow in the pouring tube with less turbulence.
  • the pouring tube In the interests of trouble-free casting, it is advisable to design the pouring tube essentially with a cylindrical shape or one with an almost rectangular cross-section with at least one step that forms the cross-sectional expansion, with the outer wall of the pouring tube running almost parallel to the inner wall of the mold at least in the expanded end area. As mentioned, this can also prevent the strand shell that forms all around the inside of the mold wall from coming into contact with the pouring tube during casting.
  • the invention also relates to a pouring pipe which is particularly suitable for the continuous casting plant and which is easy to manufacture due to its geometry and its properties and whose manufacture as a wearing part is economical.
  • the pouring tube according to the invention is characterized in that it is designed with a cylindrical or box-shaped outer shape with at least one step forming the cross-sectional expansion, wherein the outer wall of the pouring tube is designed at least in the expanded end region such that it runs approximately parallel to the inner wall of the mold during casting operation.
  • Fig.1 shows schematically a mold 2 and a pouring pipe 1 extending into it of a continuous casting plant (not shown in detail) which is used to manufacture metallurgical long products such as billets and similar products.
  • a continuous casting plant has a metallurgical vessel (not shown) with at least one pouring spout and a pouring pipe 1 connected to it, which is immersed in the melt bath in the mold 2 as an immersion pipe during continuous casting as shown.
  • the vessel can also be equipped with several pouring spouts, each with a pouring pipe and a mold for multi-strand casting.
  • Such a continuous casting plant is primarily suitable for the near-net-shape casting of billets with smaller formats between 50 x 50 mm and 220 x 220 mm, where relatively fast Casting speeds in the range of 4 to 12 m/min, preferably 5 to 8 m/min.
  • the billets or blooms cast in the continuous casting machine of the continuous casting plant are very advantageously transferred directly, and in particular without dividing the strand into sections, to a rolling train of a rolling mill and rolled by the rolling stands to form these long products. This is why these increased continuous casting speeds are necessary.
  • the invention does not exclude other formats or casting speeds and the conditions can be adapted to the specific requirements of a steelworks as required.
  • the pouring pipe 1 can be embedded directly in the spout of the vessel provided with a refractory lining, such as in a distribution vessel or the like. However, it can also be held removably on the vessel below the spout by a holding or changing device with or without a control element, such as a sliding closure or a plug.
  • the mold 2 which has a mold cavity cross-section in the form of a billet or a similar format, and thus the long products emerging from it, have a rectangular, square, polygonal, round or rectangular cross-sectional profile combined with rounded corners, as required. Only the walls are shown schematically, but not the water cooling system on the outside and other details of the same.
  • the mold can also be designed in its longitudinal direction with a radius approximately the same as the subsequent radius of the curved strand path.
  • the mold 2 and the pouring tube 1 extending coaxially into it are cylindrical.
  • the mold 2 could be rectangular or square in cross section, for example in a four-round format, and the pouring tube 1 could be cylindrical or in cross section also rectangular or square in cross section as a box shape with a flow opening.
  • the pouring tube 1 shown in the pouring position during continuous pouring is designed with at least one cross-sectional widening with this step 3 and an enlarged end region 4 in the pouring direction L, wherein the step 3 and the end region 4 are immersed in the melt in the mold 2 to below the indicated pouring level 6.
  • the pouring pipe 1 is positioned with its narrower, non-expanded external dimension D1 at the height of the pouring level 6, while it is immersed with its expanded external dimension D2.
  • the step 3 which defines the cross-sectional expansion, is aligned obliquely in the inner wall 5 as a cone with an angle ⁇ to the axial direction of the pouring tube 1.
  • This angle ⁇ can be 135°, for example, but can of course also deviate from this as required.
  • This step 3 could also be rounded at the ring-shaped edges in order to achieve a laminar flow.
  • the pouring tube 1 which is made of a single or multi-part refractory material and is a wearing part, its external shape is designed to be almost the same as its internal shape in the interests of cost-effective production.
  • a largely uniform wall thickness 8 which is preferably dimensioned between 15 and 30 mm.
  • Reinforcement of the pouring tube for longer pouring times can be achieved by a thicker wall thickness or by reinforcement using higher-quality materials, such as, for example, conventional zirconium inserts ZrO2 as rings, preferably in the areas exposed to greater wear.
  • the immersion tube can be designed in such a way that the wall thickness in the area of the non-expanded external dimension D1 is thicker than in the expanded external dimension D2 in order to generate a thicker wear layer of the immersion tube in contact with the casting powder and in particular the casting slag in the mold during casting.
  • the wall thickness of the casting tube could also be thicker at its outlet than in the rest of the area.
  • This cross-sectional expansion of the pouring tube 1 according to the invention produces a diffuser effect in the latter, which causes a reduced flow rate to be caused during pouring on the melt flowing into the mold 2 at the outlet 1' of the pouring tube 1, so that a sufficient strand shell is formed in the mold 2 below the pouring tube 1 up to the outlet of the mold without this strand shell being melted.
  • the end region 4 of the pouring tube 1 is preferably approximately 100 to 150 mm long in the pouring direction L. This depends in particular on the total length of the mould 2.
  • This cross-sectional expansion is dimensioned such that the ratio of the inner outlet dimension d2 to the inlet dimension d1 is, for example, approximately 1.35. This ratio can be selected between 1.25 and 2.0, depending on the operating mode of the system. If the flow opening 9 of the pouring pipe 1 is not cylindrical, this ratio can be
  • the ratio of the exit dimension D2 in the end region 4 to the smallest internal dimension Dm of the mold 2 is set at 0.7. Depending on the casting speed, this ratio can preferably be between 0.5 and 0.8. This results in a sufficient distance a between the pouring tube and the strand shell formed on the inside of the mold so that the strand cannot break through and/or the pouring tube can break off, or the oscillation of the mold can cause damage to the inside of the strand shell and/or the pouring tube. However, this distance should be chosen to be as small as possible in order to maximize performance. The proposed ratio also tolerates a certain deviation in the centering of the pouring tube within the mold.
  • This minimum distance is also important from a metallurgical point of view, so that during casting the continuously applied metal on the meniscus Casting powder melts and forms a liquid slag, which is drawn into the casting gap between the strand shell and the mold by the oscillation of the mold, causing a homogeneous heat extraction and lubrication.
  • the casting powder thus receives enough heat from the melt at the bath surface in the meniscus area to melt there, also so that no bridges can form between the pouring tube and the mold wall due to half-melted material, which would prevent a continuous transport of fresh casting powder and a flow of slag into the casting gap.
  • the pouring pipe 10 shown differs from the pouring pipe 1 according to Fig.1 only in that the step 13 is not inclined or conical, but perpendicular to the inner wall 15 of the pouring tube 10 with an angle ⁇ of approximately 90°. Otherwise, the pouring tube 10 is approximately the same as that according to Fig.1 and therefore only the differences are explained.
  • the same reference numerals are used for the same parts.
  • the flow opening 19 of the tubular pouring pipe 10, which has no lateral openings, also opens into a circular outlet 10', by means of which the melt flow runs in the axial direction or pouring direction L.
  • a pouring tube 20 and a mold 22 according to Fig. 3 and Fig. 4 is a distinguishing feature compared to the pouring pipe 1 according to Fig.1 essentially, the pouring pipe 20 is provided with two cross-sectional extensions in the pouring direction L with corresponding steps 23', 23". Otherwise, the pouring pipe 10 is approximately the same as that according to Fig.1 and therefore only the differences The same reference symbols with one or two upward-shifted primes are used for the same parts.
  • the pouring pipe 20 in the pouring position is immersed in the melt only with its lower step 23" and its lower end area 24" with the outlet 20'.
  • the upper step 23' which is spaced apart from the lower one, is located above the mold 22. It serves as the first extension of the flow opening 29 from the inlet dimension d1 to an intermediate dimension d2', where the external dimension D2' is also at the height of the pouring level 6.
  • the pouring pipe 20 In the pouring position during continuous pouring, the pouring pipe 20 is in a position that is immersed deeper into the melt, with both steps 23', 23" preferably immersed in the melt below the pouring level 6.
  • This positioning can be advantageous if the bath surface is to be dimensioned with a larger annular area in order to be able to use more casting powder.
  • Fig.5 shows a cross-section of a pouring tube 1 in a mold 2, for example according to Fig. 1 or Fig. 2 , in which it is almost cylindrical both in the narrower external dimension D1 and in the extended external dimension D2.
  • the mold 2 is formed with a square cross-sectional profile combined with rounded corners, which is known as the so-called four-round format.
  • the inner wall 7 The mold 2 consists of four flat surfaces and rounded surfaces in the corners, which can be circular or elliptical in shape. Only the resulting differences or additions to the above explanations are mentioned below.
  • the ratio of the external dimension D2 in the end region 4 of the pouring tube 1 to the smallest internal dimension Dm of the mold 2 refers to the points at which the respective distances a between the outer shell of the pouring tube 1 in its end region 4 and the inner wall 7 of the mold 2 are the smallest, which are each between 0.5 and 0.8. These distances a are aligned radially to the longitudinal axis of the pouring tube 1, whereby, for geometric reasons, they are slightly larger in the rounded surfaces than in the flat surfaces.
  • the pouring pipes explained above are provided with stepped outer shapes, the profile of which approximately corresponds to that of the inner shape. However, within the scope of the invention it is easily possible to design the pouring pipes on the outside purely cylindrical or rectangular without any steps, although the front end of the pipe must be able to fit into the mold.
  • the casting pipes are also possible within the scope of the invention to manufacture the casting pipes, particularly in the area of the cross-sectional expansion, with materials that differ from the rest, which in particular counteract the wear caused by the slag.

Landscapes

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

Abstract

Eine Stranggiessanlage insbesondere zur Herstellung von metallischen Langprodukten weist ein metallurgisches Gefäss mit wenigstens einem Ausguss, ein daran anschliessendes Giessrohr (1) mit einer Durchflussöffnung (9, 19, 29) und eine Kokille (2) zur Erzeugung des Giessstrangs auf. Die Kokille (2) ist jeweils mit einem Formhohlraumquerschnitt im Vorblockformat oder kleiner dimensioniert. Das Giessrohr (1) ist mit wenigstens einer Querschnittserweiterung und einem erweiterten Endbereich (4) in Giessrichtung (L) ausgebildet, wobei dieser Endbereich (4) im Giessbetrieb bis unterhalb des Giessspiegels (6) in die Schmelze in der Kokille (2) eingetaucht ist. Auf diese Weise wird beim Giessen im Giessrohr ein Diffusor-Effekt bewirkt, durch den die Fliessgeschwindigkeit der Schmelzenflüssigkeit vom Gefäss beim Austritt aus dem Giessrohr aufgrund der Querschnittserweiterung im Endbereich gedrosselt wird. Mit dieser Massnahme kann die Giessgeschwindigkeit der gebildeten Stränge gesteigert werden, ohne dass der aus dem Giessrohr austretende Schmelzenstrom ein Aufschmelzen der entstehenden Strangschale im unteren Bereich der Kokille verursacht.

Figure imgaf001
A continuous casting plant, in particular for producing long metal products, has a metallurgical vessel with at least one pouring outlet, an adjoining pouring tube (1) with a flow opening (9, 19, 29), and a mold (2) for producing the cast strand. The mold (2) is dimensioned with a mold cavity cross-section in the ingot format or smaller. The pouring tube (1) is designed with at least one cross-sectional extension and an extended end region (4) in the casting direction (L), wherein this end region (4) is immersed in the melt in the mold (2) to below the casting level (6) during casting. In this way, a diffuser effect is brought about during casting in the pouring tube, by means of which the flow rate of the melt liquid from the vessel as it exits the pouring tube is throttled due to the cross-sectional extension in the end region. With this measure, the casting speed of the formed strands can be increased without the melt flow exiting the pouring tube causing the resulting strand shell to melt in the lower area of the mold.
Figure imgaf001

Description

Die Erfindung betrifft eine Stranggiessanlage insbesondere zur Herstellung von metallischen Langprodukten, die ein metallurgisches Gefäss mit wenigstens einem Ausguss, ein daran anschliessendes Giessrohr mit einer Durchflussöffnung und eine Kokille zur Erzeugung des Giessstrangs aufweist, wobei die Kokille jeweils mit einem Formhohlraumquerschnitt im Knüppelformat oder kleiner dimensioniert ist. Die Erfindung betrifft ausserdem ein Giessrohr für eine derartige Anlage.The invention relates to a continuous casting plant, in particular for the production of metallic long products, which has a metallurgical vessel with at least one pouring spout, a pouring pipe connected thereto with a flow opening and a mold for producing the cast strand, wherein the mold is provided with a mold cavity cross-section in billet format or smaller. The invention also relates to a pouring pipe for such a plant.

Diese aus einem Feuerfestmaterial bestehenden Giessrohre sind bei einem runden, quadratischen oder rechteckigen Formhohlraumquerschnitt, wie bei Knüppel-, Vorblock-, Beamblank- oder Rundformaten, üblicherweise mit einem annähernd zylindrischen Querschnitt versehen, bei denen der Auslass in Achsrichtung der Kokille verläuft.These pouring tubes, which are made of a refractory material, are usually provided with an approximately cylindrical cross-section in the case of a round, square or rectangular mold cavity cross-section, such as in the case of billet, bloom, beam blank or round formats, where the outlet runs in the axial direction of the mold.

Es ist bekannt, gegossene Knüppel- bzw. Vorblockstränge bei der Erzeugung von Stahl-Langprodukten von der Stranggiessmaschine direkt einer Walzstrasse zuzuführen und dabei die Stranggiessgeschwindigkeiten entsprechend anzupassen, die höher als 4.0 m/min, insbesondere höher als 6.5 m/min betragen, wie dies in der Druckschrift EP 2 025 432 A1 offenbart ist. Der Formhohlraumquerschnitt der Stranggiesskokille ist vorzugsweise als Vierrundformat gebildet, bei dem basierend auf einem Quadrat oder Rechteck die Eckbereiche mit Radien versehen sind. Es besteht dabei die Problematik, dass mit diesen erwähnten Giessrohren bei den erhöhten Giess- und damit den schnelleren Austrittsgeschwindigkeiten in den Giessrohren die erforderliche ausreichende Erstarrung der Schmelze im unteren Bereich der Kokille nicht mehr gewährleistet ist, da die hohe Austrittsgeschwindigkeit der Stahlschmelze aus dem Giessrohr dazu führen kann, dass die im Meniskusbereich frisch gebildete Strangschale innenseitig der Kokille unterhalb des Austritts des Giessrohres wieder aufgeschmolzen wird.It is known to feed cast billets or blooms directly from the continuous casting machine to a rolling mill when producing long steel products and to adjust the continuous casting speeds accordingly, which are higher than 4.0 m/min, in particular higher than 6.5 m/min, as described in the publication EP 2 025 432 A1 is disclosed. The mold cavity cross-section of the continuous casting mold is preferably formed as a four-round format, in which the corner areas are provided with radii based on a square or rectangle. The problem here is that with these pouring pipes mentioned, the required sufficient solidification of the melt in the lower area of the mold is no longer guaranteed at the increased pouring and thus faster exit speeds in the pouring pipes, since the high exit speed of the molten steel from the pouring pipe can lead to the strand shell freshly formed in the meniscus area being melted again on the inside of the mold below the exit of the pouring pipe.

Bei einer Stranggiessanlage gemäss der Druckschrift EP 0 403 808 A1 wird die Giessgeschwindigkeit der Schmelze im Giessbetrieb so begrenzt, dass der Giessstrahl in der Kokille nicht in Bereiche weit unterhalb des Giesspegels eindringen kann und dort ein Wiederaufschmelzen der Strangschale verursacht. Die sich für das endabmessungsnahe Giessen eignende Kokille besteht im Eingiessbereich aus Breitseiten- und Schmalseitenwänden. Das im Giessbetrieb in die Schmelze eintauchende Tauchgiessrohr ist mit einer stufenlosen Querschnittserweiterung ausgebildet, an deren unterem Ende zwei seitliche Ausströmöffnungen mit einem sie voneinander trennenden Bodenstück vorhanden sind. Ein solches Tauchgiessrohr eignet sich hauptsächlich zum Giessen von Stahlbändern im Brammengiessbereich, nicht aber für kleinere Formate, wie Vorblöcke, Knüppel, Rundformate oder ähnlichem. Solche Tauchrohre sind wegen ihres Querschnitts aufwändig herzustellen, um ausreichenden Standzeiten gerecht zu werden.In a continuous casting plant according to the publication EP 0 403 808 A1 the pouring speed of the melt during casting is limited so that that the pouring jet in the mold cannot penetrate into areas far below the pouring level and cause the strand shell to melt again. The mold suitable for near-net-shape casting consists of wide side walls and narrow side walls in the pouring area. The immersion pouring pipe that dips into the melt during casting is designed with a continuously widened cross-section, at the lower end of which there are two lateral outlet openings with a base piece separating them from each other. Such an immersion pouring pipe is mainly suitable for casting steel strips in the slab casting area, but not for smaller formats such as blooms, billets, round formats or similar. Due to their cross-section, such immersion pipes are complex to manufacture in order to ensure sufficient service life.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stranggiessanlage der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine Steigerung des Schmelzendurchsatzes mit einfachen Mitteln ermöglicht und dabei dieser erforderliche ausreichende Erstarrungsgrad in der Kokille sichergestellt werden kann, ohne die Bildung und Beschaffenheit des Strangs zu beeinträchtigen. Zudem soll das Giessrohr derart angepasst ausgebildet sein, dass es strömungstechnisch optimal geformt ist und seine Standzeit dabei nicht eingeschränkt ist.The invention is based on the object of further developing a continuous casting plant of the type mentioned at the beginning in such a way that an increase in the melt throughput can be made possible with simple means and the required sufficient degree of solidification in the mold can be ensured without affecting the formation and quality of the strand. In addition, the pouring tube should be designed in such a way that it is optimally shaped in terms of flow technology and its service life is not limited.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Giessrohr mit wenigstens einer Querschnittserweiterung und einem erweiterten Endbereich in Giessrichtung ausgebildet ist, wobei dieser Endbereich im Giessbetrieb beim kontinuierlichen Giessen bis unterhalb des Giessspiegels in die Schmelze in der Kokille eingetaucht ist.This object is achieved according to the invention in that the pouring tube is designed with at least one cross-sectional widening and an extended end region in the pouring direction, wherein this end region is immersed in the melt in the mold to below the pouring level during continuous pouring.

Auf diese Weise wird beim Giessen im Giessrohr ein Diffusor-Effekt bewirkt, durch den die Fliessgeschwindigkeit der Schmelzenflüssigkeit vom Gefäss beim Austritt aus dem Giessrohr aufgrund der Querschnittserweiterung im Endbereich gedrosselt wird. Mit dieser Massnahme kann die Giessgeschwindigkeit der gebildeten Stränge gesteigert werden, ohne dass der aus dem Giessrohr austretende Schmelzenstrom ein Aufschmelzen der entstehenden Strangschale im unteren Bereich der Kokille verursacht.In this way, a diffuser effect is created when pouring in the pouring tube, which throttles the flow rate of the melt liquid from the vessel as it exits the pouring tube due to the cross-sectional expansion in the end area. With this measure, the pouring speed of the strands formed can be increased without the melt flow exiting the pouring tube causing the strand shell being formed to melt in the lower area of the mold.

In diesem Sinne sieht die Erfindung auch vor, dass das Verhältnis vom Austrittsmass zum Eintrittsmass der Durchflussöffnung des Giessrohrs vorzugsweise zwischen 1,25 und 2,0 bemessen ist. Mit diesem Verhältnis zwischen dem Austrittsmass und dem Eintrittsmass wird die durch den höheren Durchsatz gesteigerte Fliessgeschwindigkeit der Schmelze auf Werte reduziert, wie sie beim konventionellen Giessen bestehen und an sich niedrigeren Giessgeschwindigkeiten entsprechen. Durch die Reduktion der Fliessgeschwindigkeit und somit der kinetischen Energie beim Austritt der Schmelze aus dem Giessrohr wird vermieden, dass der heisse Giessstrahl in die Kokille weit unterhalb des Giessspiegels und unterhalb des Austritts aus dem Giessrohr eindringen kann und dort ein Wiederaufschmelzen der sich bildenden Strangschale verursacht.In this sense, the invention also provides that the ratio of the exit dimension to the inlet dimension of the flow opening of the pouring tube is preferably between 1.25 and 2.0. With this ratio between the exit dimension and the inlet dimension, the flow rate of the melt, which is increased by the higher throughput, is reduced to values that exist in conventional casting and correspond to lower casting speeds. By reducing the flow rate and thus the kinetic energy when the melt exits the pouring tube, it is avoided that the hot pouring jet can penetrate into the mold far below the pouring level and below the outlet from the pouring tube and cause the strand shell that is being formed to melt again.

Die Erfindung sieht ebenfalls vor, dass das Verhältnis vom Aussenmass des Giessrohrs zum kleinsten Innenmass der Kokille vorzugsweise zwischen 0,5 und 0,8 beträgt. Damit wird sichergestellt, dass zwischen dem Aussenmantel des Giessrohrs und der Kokille ein hinreichender Mindestabstand vorhanden ist, der verhindert, dass beim Giessen die rundum an der Kokillenwand sich bildende Strangschale mit dem Giessrohr in Kontakt kommt und damit ein Durchbruch entstehen könnte. Zudem besteht die Gefahr, dass bei einem Kontakt zwischen diesen die Strangschaleninnenseite und/oder das Giessrohr wegen der Oszillation der Kokille Schaden nehmen könnte.The invention also provides that the ratio of the external dimension of the pouring tube to the smallest internal dimension of the mold is preferably between 0.5 and 0.8. This ensures that there is a sufficient minimum distance between the outer casing of the pouring tube and the mold, which prevents the the strand shell forming on the mold wall comes into contact with the pouring tube and a breakthrough could occur. In addition, there is a risk that if there is contact between them, the inside of the strand shell and/or the pouring tube could be damaged due to the oscillation of the mold.

Mit Vorteil ist im Giessbetrieb auf der Höhe des Giessspiegels das Giessrohr mit seinem nicht oder nur teils erweiterten Aussenmass positioniert, während es mit seinem erweiterten Aussenmass eingetaucht ist. Damit ist für die Aufnahme von Giesspulver auf der Badoberfläche eine ausreichend breite ringförmige Fläche gebildet und damit ist die erforderliche Giesspulverversorgung gewährleistet.During casting, it is advantageous to position the pouring pipe with its external dimensions not or only partially extended at the level of the casting level, while it is immersed with its extended external dimensions. This creates a sufficiently wide annular area on the bath surface for the absorption of casting powder, thus ensuring the required supply of casting powder.

In einer ersten Ausführungsform weist das Giessrohr eine zylindrische Ausbildung seiner Durchflussöffnung auf, die mit mindestens einer die Querschnittserweiterung bildenden Abstufung versehen ist. Diese ist vorteilhaft entweder senkrecht oder kegelig in der Durchflussöffnung ausgebildet. Im Giessbetrieb ist sie zusammen mit der Querschnittserweiterung des Giessrohrs bis unterhalb des Giessspiegels in der Kokille eingetaucht.In a first embodiment, the pouring tube has a cylindrical design of its flow opening, which is provided with at least one step forming the cross-sectional expansion. This is advantageously formed either vertically or conically in the flow opening. During casting, it is immersed together with the cross-sectional expansion of the pouring tube to below the casting level in the mold.

In einer zweiten Ausführungsform ist das Giessrohr mit zwei oder mehr in Giessrichtung aufeinanderfolgenden Querschnittserweiterungen versehen, die im Giessbetrieb nacheinander in die Kokille eintauchbar sind. Dadurch ist es im Giessbetrieb möglich, die durchschnittliche Fliessgeschwindigkeit je nach Bedarf zwei- oder mehrstufig zu unterteilen, was sich für einen konstanteren Schmelzenfluss im Giessrohr mit weniger Turbulenzen auswirken kann.In a second embodiment, the pouring tube is provided with two or more cross-sectional expansions that follow one another in the pouring direction and can be immersed into the mold one after the other during the pouring operation. This makes it possible to divide the average flow rate into two or more stages as required during the pouring operation, which can result in a more constant melt flow in the pouring tube with less turbulence.

Es ist im Sinne eines störungsfreien Giessbetriebs zweckmässig, das Giessrohr im Wesentlichen mit einer zylindrischen oder im Querschnitt annähernd rechteckigen Form mit mindestens einer die Querschnittserweiterung bildenden Abstufung auszubilden, wobei die Aussenwandung des Giessrohrs zumindest im erweiterten Endbereich annähernd parallel zu der Innenwandung der Kokille verläuft. Damit kann wie erwähnt zusätzlich verhindert werden, dass beim Giessen die rundum innenseitig der Kokillenwand sich bildende Strangschale mit dem Giessrohr in Kontakt kommtIn the interests of trouble-free casting, it is advisable to design the pouring tube essentially with a cylindrical shape or one with an almost rectangular cross-section with at least one step that forms the cross-sectional expansion, with the outer wall of the pouring tube running almost parallel to the inner wall of the mold at least in the expanded end area. As mentioned, this can also prevent the strand shell that forms all around the inside of the mold wall from coming into contact with the pouring tube during casting.

Die Erfindung betrifft auch ein für die Stranggiessanlage besonders geeignetes Giessrohr, das aufgrund seiner Geometrie und seiner Beschaffenheit leicht herstellbar ist und dessen Herstellung als Verschleissteil wirtschaftlich ist.The invention also relates to a pouring pipe which is particularly suitable for the continuous casting plant and which is easy to manufacture due to its geometry and its properties and whose manufacture as a wearing part is economical.

Das erfindungsgemässe Giessrohr zeichnet sich dadurch aus, dass es mit einer zylindrischen oder kastenförmigen Aussenform mit mindestens einer die Querschnittserweiterung bildenden Abstufung ausgebildet ist, wobei die Aussenwandung des Giessrohrs zumindest im erweiterten Endbereich derart ausgebildet ist, dass diese im Giessbetrieb annähernd parallel zu der Innenwandung der Kokille verläuft.The pouring tube according to the invention is characterized in that it is designed with a cylindrical or box-shaped outer shape with at least one step forming the cross-sectional expansion, wherein the outer wall of the pouring tube is designed at least in the expanded end region such that it runs approximately parallel to the inner wall of the mold during casting operation.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1
einen schematischen Längsschnitt eines erfindungsgemässen abgestuften Giessrohrs und einer Kokille einer Stranggiessanlage;
Fig. 2
einen schematischen Längsschnitt einer erfindungsgemässen Variante eines Giessrohrs und einer Kokille;
Fig. 3
einen schematischen Längsschnitt eines erfindungsgemäss zweifach abgestuften Giessrohrs und einer Kokille;
Fig. 4
einen schematischen Längsschnitt des zweifach abgestuften Giessrohrs und der Kokille nach Fig. 3 in einer andern Giessposition; und
Fig. 5
einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemässen Variante eines Giessrohrs und einer quadratischen Kokille mit abgerundeten Ecken.
The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments with reference to the drawing.
Fig.1
a schematic longitudinal section of a stepped pouring tube according to the invention and a mold of a continuous casting plant;
Fig.2
a schematic longitudinal section of a variant of a pouring tube and a mold according to the invention;
Fig.3
a schematic longitudinal section of a doubly stepped pouring tube and a mold according to the invention;
Fig.4
a schematic longitudinal section of the double-stepped pouring tube and the mould according to Fig.3 in a different pouring position; and
Fig.5
a schematic cross-section through an inventive variant of a pouring tube and a square mold with rounded corners.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Kokille 2 und ein sich in diese erstreckendes Giessrohr 1 einer nicht näher veranschaulichten Stranggiessanlage, die zum Herstellen von metallurgischen Langprodukten wie Knüppel und ähnlichen Erzeugnissen dient. Eine solche Stranggiessanlage weist ein nicht gezeigtes metallurgisches Gefäss mit mindestens einem Ausguss und einem sich daran anschliessenden Giessrohr 1 auf, das im Giessbetrieb beim kontinuierlichen Giessen wie dargestellt als Tauchrohr in das Schmelzenbad in der Kokille 2 eingetaucht ist. Das Gefäss kann auch mit mehreren Ausgüssen mit jeweils einem Giessrohr und einer Kokille für ein Mehrstranggiessen ausgestattet sein. Fig.1 shows schematically a mold 2 and a pouring pipe 1 extending into it of a continuous casting plant (not shown in detail) which is used to manufacture metallurgical long products such as billets and similar products. Such a continuous casting plant has a metallurgical vessel (not shown) with at least one pouring spout and a pouring pipe 1 connected to it, which is immersed in the melt bath in the mold 2 as an immersion pipe during continuous casting as shown. The vessel can also be equipped with several pouring spouts, each with a pouring pipe and a mold for multi-strand casting.

Eine solche Stranggiessanlage eignet sich vornehmlich für das endabmessungsnahe Giessen von Knüppeln mit kleineren Formaten zwischen 50 x 50 mm und 220 x 220 mm, bei dem mit verhältnismässig schnellen Giessgeschwindigkeiten im Bereich von 4 bis 12 m/min, vorzugsweise 5 bis 8 m/min, gegossen wird. Sehr vorteilhaft werden die in der Stranggiessmaschine der Stranggiessanlage gegossenen Knüppel- bzw. Vorblockstränge direkt, und insbesondere ohne den Strang in Abschnitte zu unterteilen, in eine Walzstrasse eines Walzwerks überführt und von den Walgerüsten zu diesen Langprodukten gewalzt. Dadurch sind diese erhöhten Stranggiessgeschwindigkeiten erforderlich. Die Erfindung schliesst aber nicht andere Formate bzw. Giessgeschwindigkeiten aus und entsprechend können die Gegebenheiten den spezifischen Anforderungen eines Stahlwerks bedarfsmässig angepasst werden.Such a continuous casting plant is primarily suitable for the near-net-shape casting of billets with smaller formats between 50 x 50 mm and 220 x 220 mm, where relatively fast Casting speeds in the range of 4 to 12 m/min, preferably 5 to 8 m/min. The billets or blooms cast in the continuous casting machine of the continuous casting plant are very advantageously transferred directly, and in particular without dividing the strand into sections, to a rolling train of a rolling mill and rolled by the rolling stands to form these long products. This is why these increased continuous casting speeds are necessary. However, the invention does not exclude other formats or casting speeds and the conditions can be adapted to the specific requirements of a steelworks as required.

Das Giessrohr 1 kann direkt im Ausguss des mit einer Feuerfestauskleidung versehenen Gefäss eingebettet sein, wie zum Beispiel in einem Verteilergefäss oder dergleichen. Es kann aber auch von einer Halte- oder einer Wechselvorrichtung mit oder ohne einem Regelorgan, wie einem Schiebeverschluss oder einem Stopfen, unterhalb des Ausgusses am Gefäss wegnehmbar gehalten sein.The pouring pipe 1 can be embedded directly in the spout of the vessel provided with a refractory lining, such as in a distribution vessel or the like. However, it can also be held removably on the vessel below the spout by a holding or changing device with or without a control element, such as a sliding closure or a plug.

Die mit ihrem Formhohlraumquerschnitt im Knüppel- oder einem ähnlichem Format ausgebildete Kokille 2 und damit die aus ihr austretenden Langprodukte weisen je nach Bedarf ein rechteckiges, quadratisches, polygonales, rundes oder ein rechteckiges mit abgerundeten Ecken kombiniertes Querschnittsprofil auf. Es sind von ihr nur schematisch die Wandungen gezeigt, nicht aber aussen die Wasserkühlung und weitere Details derselben. Die Kokille kann auch in seiner Längsrichtung mit einem annähernden Radius wie der nachfolgende Radius des gekrümmten Strangverlaufs ausgebildet sein.The mold 2, which has a mold cavity cross-section in the form of a billet or a similar format, and thus the long products emerging from it, have a rectangular, square, polygonal, round or rectangular cross-sectional profile combined with rounded corners, as required. Only the walls are shown schematically, but not the water cooling system on the outside and other details of the same. The mold can also be designed in its longitudinal direction with a radius approximately the same as the subsequent radius of the curved strand path.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, sind die Kokille 2 und das sich in diese koaxial erstreckende Giessrohr 1 zylindrisch ausgebildet. Die Kokille 2 könnte aber im Querschnitt rechteckig bzw. quadratisch zum Beispiel als Vierrundformat und das Giessrohr 1 zylindrisch oder im Querschnitt auch rechteckig bzw. quadratisch als Kastenform mit einer Durchflussöffnung geformt sein.As in Fig.1 As shown, the mold 2 and the pouring tube 1 extending coaxially into it are cylindrical. However, the mold 2 could be rectangular or square in cross section, for example in a four-round format, and the pouring tube 1 could be cylindrical or in cross section also rectangular or square in cross section as a box shape with a flow opening.

Erfindungsgemäss ist das in der Giessstellung beim kontinuierlichen Giessen gezeigte Giessrohr 1 mit wenigstens einer Querschnittserweiterung mit dieser Abstufung 3 und einem erweiterten Endbereich 4 in Giessrichtung L ausgebildet, wobei die Abstufung 3 und der Endbereich 4 bis unterhalb des angedeuteten Giessspiegels 6 in die Schmelze in der Kokille 2 eingetaucht sind.According to the invention, the pouring tube 1 shown in the pouring position during continuous pouring is designed with at least one cross-sectional widening with this step 3 and an enlarged end region 4 in the pouring direction L, wherein the step 3 and the end region 4 are immersed in the melt in the mold 2 to below the indicated pouring level 6.

Sehr vorteilhaft ergibt sich daraus, dass auf der Höhe des Giessspiegels 6 das Giessrohr 1 mit seinem schmäleren, nicht erweiterten Aussenmass D1 positioniert ist, während es mit seinem erweiterten Aussenmass D2 eingetaucht ist.It is very advantageous that the pouring pipe 1 is positioned with its narrower, non-expanded external dimension D1 at the height of the pouring level 6, while it is immersed with its expanded external dimension D2.

Die Abstufung 3, welche die Querschnittserweiterung definiert, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel schräg in der Innenwand 5 als Kegel mit einem Winkel α zur Achsrichtung des Giessrohrs 1 ausgerichtet. Dieser Winkel α kann zum Beispiel 135° betragen, aber selbstverständlich je nach Bedarf auch davon abweichen. Diese Abstufung 3 könnte auch bei den ringförmigen Kanten abgerundet sein, um eine laminare Strömung zu erzielen.In the present embodiment, the step 3, which defines the cross-sectional expansion, is aligned obliquely in the inner wall 5 as a cone with an angle α to the axial direction of the pouring tube 1. This angle α can be 135°, for example, but can of course also deviate from this as required. This step 3 could also be rounded at the ring-shaped edges in order to achieve a laminar flow.

Bei dem aus einem ein- oder mehrteiligen Feuerfestmaterial bestehenden Giessrohr 1 als Verschleissteil ist seine Aussenform im Sinne einer wirtschaftlich günstigen Herstellung annährend gleich wie seine Innenform ausgebildet. Es ist zu diesem Zweck mit einer weitgehend gleichmässigen Wandstärke 8 versehen, die vorzugsweise zwischen 15 und 30 mm dimensioniert ist. Eine Verstärkung des Giessrohrs für längere Giesszeiten kann durch eine dickere Wandstärke oder durch eine Verstärkung mittels hochwertigeren Materialien, wie zum Beispiel durch gebräuchliche Zirkoneinsätze ZrO2 als Ringe vorzugsweise bei den mit höherem Verschleiss ausgesetzten Bereichen erzielt werden.In the case of the pouring tube 1, which is made of a single or multi-part refractory material and is a wearing part, its external shape is designed to be almost the same as its internal shape in the interests of cost-effective production. For this purpose, it is provided with a largely uniform wall thickness 8, which is preferably dimensioned between 15 and 30 mm. Reinforcement of the pouring tube for longer pouring times can be achieved by a thicker wall thickness or by reinforcement using higher-quality materials, such as, for example, conventional zirconium inserts ZrO2 as rings, preferably in the areas exposed to greater wear.

Das Tauchrohr kann derart ausgeführt sein, dass die Wandstärke im Bereich des nicht erweiterten Aussenmasses D1 dicker als im erweiterten Aussenmass D2 bemessen ist, um im Giessbetrieb auf der Höhe des Giesspulvers und insbesondere der Giessschlacke in der Kokille eine dickere Verschleissschicht des mit diesen in Kontakt befindlichen Tauchrohrs zu generieren. Die Wandstärke des Giessrohrs könnte auch bei seinem Austritt dicker als im übrigen Bereich dimensioniert sein.The immersion tube can be designed in such a way that the wall thickness in the area of the non-expanded external dimension D1 is thicker than in the expanded external dimension D2 in order to generate a thicker wear layer of the immersion tube in contact with the casting powder and in particular the casting slag in the mold during casting. The wall thickness of the casting tube could also be thicker at its outlet than in the rest of the area.

Diese erfindungsgemässe Querschnittserweiterung des Giessrohrs 1 erzeugt in diesem einen Diffusor-Effekt, der bewirkt, dass beim Giessen auf die beim Austritt 1' des Giessrohrs 1 in die Kokille 2 einströmende Schmelze eine reduzierte Fliessgeschwindigkeit bewirkt wird, so dass sich eine ausreichende Strangschale in der Kokille 2 unterhalb des Giessrohrs 1 bis zum Austritt der Kokille bildet, ohne dass diese Strangschale aufgeschmelzt wird. Der Endbereich 4 des Giessrohrs 1 ist in Giessrichtung L vorzugsweise mit einer Länge von ca. 100 bis 150 mm bemessen, wobei dies insbesondere von der Gesamtlänge der Kokille 2 abhängt.This cross-sectional expansion of the pouring tube 1 according to the invention produces a diffuser effect in the latter, which causes a reduced flow rate to be caused during pouring on the melt flowing into the mold 2 at the outlet 1' of the pouring tube 1, so that a sufficient strand shell is formed in the mold 2 below the pouring tube 1 up to the outlet of the mold without this strand shell being melted. The end region 4 of the pouring tube 1 is preferably approximately 100 to 150 mm long in the pouring direction L. This depends in particular on the total length of the mould 2.

Diese Querschnittserweiterung ist so bemessen, dass das Verhältnis vom inneren Austrittsmass d2 zum Eintrittsmass d1 beispielhaft ca. 1,35 beträgt. Dieses Verhältnis kann je nach Betriebsweise der Anlage zwischen vorzugsweise 1,25 und 2,0 gewählt werden. Bei einer nicht zylindrischen Ausbildung der Durchflussöffnung 9 des Giessrohrs 1 kann sich dieses Verhältnis statt aufThis cross-sectional expansion is dimensioned such that the ratio of the inner outlet dimension d2 to the inlet dimension d1 is, for example, approximately 1.35. This ratio can be selected between 1.25 and 2.0, depending on the operating mode of the system. If the flow opening 9 of the pouring pipe 1 is not cylindrical, this ratio can be

Um zu verhindern, dass beim Giessen die an der Kokillenwand 7 sich bildende Strangschale mit dem Giessrohr 1 seitlich in Kontakt kommt und durch Anfrieren der Schmelze sich ein Abbruch des Stranges und /oder des Giessrohrs ergeben kann, ist das Verhältnis vom Austrittsmass D2 im Endbereich 4 zum kleinsten Innenmass Dm der Kokille 2 auf 0,7 festgelegt. Dieses Verhältnis kann je nach Giessgeschwindigkeit vorzugsweise zwischen 0,5 und 0,8 betragen. Daraus ergibt sich ein ausreichender Abstand a zwischen dem Giessrohr und der innenseitig der Kokille gebildeten Strangschale, so dass kein Durchbruch des Strangs entstehen und/oder das Giessrohr abbrechen kann, oder dass durch die Oszillation der Kokille eine Beschädigung der Strangschaleninnenseite und/oder des Giessrohrs entstehen kann. Dieser Abstand soll allerdings zwecks einer Leistungsmaximierung so gering wie möglich gewählt sein. Mit dem vorgeschlagenen Verhältnis wird auch eine gewisse Abweichung bei der Zentrierung des Giessrohrs innenhalb der Kokille toleriert.In order to prevent the strand shell forming on the mold wall 7 from coming into contact with the pouring tube 1 at the side during casting and to prevent the strand and/or pouring tube from breaking off due to the melt freezing, the ratio of the exit dimension D2 in the end region 4 to the smallest internal dimension Dm of the mold 2 is set at 0.7. Depending on the casting speed, this ratio can preferably be between 0.5 and 0.8. This results in a sufficient distance a between the pouring tube and the strand shell formed on the inside of the mold so that the strand cannot break through and/or the pouring tube can break off, or the oscillation of the mold can cause damage to the inside of the strand shell and/or the pouring tube. However, this distance should be chosen to be as small as possible in order to maximize performance. The proposed ratio also tolerates a certain deviation in the centering of the pouring tube within the mold.

Dieser Mindestabstand ist auch aus metallurgischen Gesichtspunkten wichtig, damit beim Giessen das auf den Meniskus kontinuierlich aufgetragene Giesspulver aufschmilzt und eine flüssige Schlacke bildet, die durch die Oszillation der Kokille in den Giessspalt zwischen Strangschale und Kokille gezogen wird, wodurch ein homogener Wärmeentzug und Schmierung bewirkt wird. Das Giesspulver erhält somit bei der Badoberfläche im Meniskusbereich von der Schmelze genügend Wärme, um dort aufzuschmelzen, auch damit sich keine Brücken zwischen Giessrohr und Kokillenwand durch halbaufgeschmolzenes Material bilden können, die einen kontinuierlichen Nachtransport von frischem Giesspulver und ein Nachfliessen von Schlacke in den Giessspalt verhindern würden.This minimum distance is also important from a metallurgical point of view, so that during casting the continuously applied metal on the meniscus Casting powder melts and forms a liquid slag, which is drawn into the casting gap between the strand shell and the mold by the oscillation of the mold, causing a homogeneous heat extraction and lubrication. The casting powder thus receives enough heat from the melt at the bath surface in the meniscus area to melt there, also so that no bridges can form between the pouring tube and the mold wall due to half-melted material, which would prevent a continuous transport of fresh casting powder and a flow of slag into the casting gap.

Das in Fig. 2 gezeigte Giessrohr 10 unterscheidet sich vom Giessrohr 1 gemäss Fig. 1 lediglich dadurch, dass die Abstufung 13 nicht schräg bzw. kegelig, sondern senkrecht zur Innenwand 15 des Giessrohrs 10 mit einem Winkel α von annähernd 90° verlaufend ausgeführt ist. Ansonsten ist das Giessrohr 10 annähernd gleich wie dasjenige nach Fig. 1 veranschaulicht und es sind daher nur die Unterschiede erläutert. Es sind dieselben Bezugszeichen für die gleichen Teile verwendet. Die Durchflussöffnung 19 des rohrförmigen ohne seitliche Öffnungen versehenen Giessrohrs 10 mündet ebenso in einen kreisförmigen Austritt 10', mittels dem der Schmelzenfluss in Achsrichtung bzw. Giessrichtung L verläuft.This in Fig. 2 The pouring pipe 10 shown differs from the pouring pipe 1 according to Fig.1 only in that the step 13 is not inclined or conical, but perpendicular to the inner wall 15 of the pouring tube 10 with an angle α of approximately 90°. Otherwise, the pouring tube 10 is approximately the same as that according to Fig.1 and therefore only the differences are explained. The same reference numerals are used for the same parts. The flow opening 19 of the tubular pouring pipe 10, which has no lateral openings, also opens into a circular outlet 10', by means of which the melt flow runs in the axial direction or pouring direction L.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel eines Giessrohr 20 und einer Kokille 22 nach Fig. 3 und Fig. 4 ist als Unterscheidungsmerkmal gegenüber dem Giessrohr 1 nach Fig. 1 im Wesentlichen vorgesehen, dass das Giessrohr 20 mit zwei in Giessrichtung L aufeinanderfolgenden Querschnittserweiterungen mit entsprechenden Abstufungen 23', 23" versehen ist. Ansonsten ist das Giessrohr 10 annähernd gleich wie dasjenige nach Fig. 1 ausgestaltet und es sind daher nur die Unterschiede dargetan. Es sind dieselben Bezugszeichen mit einem oder zwei nach oben versetzten Strichen für die gleichen Teile verwendet.In a further embodiment of a pouring tube 20 and a mold 22 according to Fig. 3 and Fig. 4 is a distinguishing feature compared to the pouring pipe 1 according to Fig.1 essentially, the pouring pipe 20 is provided with two cross-sectional extensions in the pouring direction L with corresponding steps 23', 23". Otherwise, the pouring pipe 10 is approximately the same as that according to Fig.1 and therefore only the differences The same reference symbols with one or two upward-shifted primes are used for the same parts.

Gemäss Fig. 3 ist das Giessrohr 20 in der Giessstellung nur mit seiner unteren Abstufung 23" und seinem unteren Endbereich 24" mit dem Austritt 20' in die Schmelze eingetaucht. Die obere zur unteren beabstandeten Abstufung 23' befindet sich oberhalb der Kokille 22. Sie dient als erste Erweiterung der Durchflussöffnung 29 vom Eintrittsmass d1 auf ein Zwischenmass d2', bei dem sich das Aussenmass D2' auch auf der Höhe des Giessspiegels 6 befindet. Mit dieser zweistufigen Erweiterung vom Eintrittsmass d1 auf das Austrittsmass d2" bestehen strömungstechnische Vorteile gegenüber einer einstufigen Erweiterung, wie dies beim Giessrohr 1 nach Fig. 1 vorgesehen ist.According to Fig.3 the pouring pipe 20 in the pouring position is immersed in the melt only with its lower step 23" and its lower end area 24" with the outlet 20'. The upper step 23', which is spaced apart from the lower one, is located above the mold 22. It serves as the first extension of the flow opening 29 from the inlet dimension d1 to an intermediate dimension d2', where the external dimension D2' is also at the height of the pouring level 6. With this two-stage extension from the inlet dimension d1 to the outlet dimension d2", there are flow-related advantages compared to a single-stage extension, as is the case with the pouring pipe 1 according to Fig.1 is provided.

Hingegen gemäss Fig. 4 befindet sich das Giessrohr 20 in der Giessstellung beim kontinuierlichen Giessen in einer tiefer in die Schmelze eingetauchten Position, bei der vorzugsweise beide Abstufungen 23', 23" unterhalb des Giessspiegels 6 in die Schmelze eingetaucht sind. Diese Positionierung kann von Vorteil sein, wenn die Badoberfläche mit einer grösseren Ringfläche dimensioniert sein soll, um mehr Giesspulver verwenden zu können.However, according to Fig.4 In the pouring position during continuous pouring, the pouring pipe 20 is in a position that is immersed deeper into the melt, with both steps 23', 23" preferably immersed in the melt below the pouring level 6. This positioning can be advantageous if the bath surface is to be dimensioned with a larger annular area in order to be able to use more casting powder.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt eines Giessrohrs 1 in einer Kokille 2 zum Beispiel nach Fig. 1 oder Fig. 2, bei dem es annähernd zylindrisch sowohl beim schmäleren Aussenmass D1 als auch beim erweiterten Aussenmass D2 ausgebildet ist. Die Kokille 2 ist mit einem quadratischen mit abgerundeten Ecken kombiniertes Querschnittsprofil geformt, welches als sogenanntes Vierrundformat bekannt ist. Die Innenwandung 7 der Kokille 2 besteht aus vier ebenen Flächen sowie in den Ecken mit den gerundeten Flächen, die kreisrund oder elliptisch geformt sein können. Es sind nachfolgend nurmehr sich ergebende Unterschiede bzw. Ergänzungen zu den obigen Erläuterungen erwähnt. Fig.5 shows a cross-section of a pouring tube 1 in a mold 2, for example according to Fig. 1 or Fig. 2 , in which it is almost cylindrical both in the narrower external dimension D1 and in the extended external dimension D2. The mold 2 is formed with a square cross-sectional profile combined with rounded corners, which is known as the so-called four-round format. The inner wall 7 The mold 2 consists of four flat surfaces and rounded surfaces in the corners, which can be circular or elliptical in shape. Only the resulting differences or additions to the above explanations are mentioned below.

Bei dem unterschiedlichen Querschnittsprofil der Kokille 2 zu demjenigen des Giessrohrs 1 bezieht sich das Verhältnis vom Aussenmass D2 im Endbereich 4 des Giessrohrs 1 zum kleinsten Innenmass Dm der Kokille 2 auf die Stellen, bei denen die jeweiligen Abstände a zwischen dem Aussenmantel des Giessrohrs 1 in seinem Endbereich 4 und der Innenwandung 7 der Kokille 2 am kleinsten sind, die je zwischen 0,5 und 0,8 betragen. Diese Abstände a sind radial zur Längsachse des Giessrohrs 1 ausgerichtet, wobei diese geometrisch bedingt in den gerundeten Flächen etwas grösser als in den ebenen Flächen bemessen sind.Given the different cross-sectional profile of the mold 2 compared to that of the pouring tube 1, the ratio of the external dimension D2 in the end region 4 of the pouring tube 1 to the smallest internal dimension Dm of the mold 2 refers to the points at which the respective distances a between the outer shell of the pouring tube 1 in its end region 4 and the inner wall 7 of the mold 2 are the smallest, which are each between 0.5 and 0.8. These distances a are aligned radially to the longitudinal axis of the pouring tube 1, whereby, for geometric reasons, they are slightly larger in the rounded surfaces than in the flat surfaces.

Die oben erläuterten Giessrohre sind mit abgestuften Aussenformen versehen, deren Profil jeweils mit dem der Innenform annähernd übereinstimmt. Es ist aber im Rahmen der Erfindung ohne weiteres möglich, die Giessrohre aussen rein zylindrisch oder rechteckig ohne Abstufung zu gestalten, wobei allerdings das vordere Rohrende passend in die Kokille einsetzbar sein muss.The pouring pipes explained above are provided with stepped outer shapes, the profile of which approximately corresponds to that of the inner shape. However, within the scope of the invention it is easily possible to design the pouring pipes on the outside purely cylindrical or rectangular without any steps, although the front end of the pipe must be able to fit into the mold.

Es ist auch im Rahmen der Erfindung möglich, die Giessrohre insbesondere im Bereich der Querschnittserweiterung mit vom Rest abweichenden Materialen herzustellen, die insbesondere dem durch die Schlacke verursachten Verschleiss entgegenwirken.It is also possible within the scope of the invention to manufacture the casting pipes, particularly in the area of the cross-sectional expansion, with materials that differ from the rest, which in particular counteract the wear caused by the slag.

Claims (15)

Stranggiessanlage insbesondere zur Herstellung von metallischen Langprodukten, die ein metallurgisches Gefäss mit wenigstens einem Ausguss, ein daran anschliessendes Giessrohr (1, 10, 20) mit einer Durchflussöffnung (9, 19, 29) und eine Kokille (2, 22) zur Erzeugung des Giessstrangs aufweist, wobei die Kokille (2, 22) jeweils mit einem Formhohlraumquerschnitt im Vorblockformat oder kleiner dimensioniert ist, dadurch gekennzeichnet, dass
das Giessrohr (1, 10, 20) mit wenigstens einer Querschnittserweiterung und einem erweiterten Endbereich (4, 14, 24) in Giessrichtung (L) ausgebildet ist, wobei dieser Endbereich (4, 14, 24) im Giessbetrieb bis unterhalb des Giessspiegels (6) in die Schmelze in der Kokille (2, 22) eingetaucht ist.Continuous casting plant, in particular for the production of long metallic products, which has a metallurgical vessel with at least one pouring outlet, a pouring pipe (1, 10, 20) connected thereto with a flow opening (9, 19, 29) and a mold (2, 22) for producing the cast strand, wherein the mold (2, 22) is each dimensioned with a mold cavity cross-section in the ingot format or smaller, characterized in that
the pouring tube (1, 10, 20) is designed with at least one cross-sectional widening and an enlarged end region (4, 14, 24) in the pouring direction (L), wherein this end region (4, 14, 24) is immersed in the melt in the mold (2, 22) to below the pouring level (6) during the pouring operation. Stranggiessanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
das Verhältnis vom Austrittsmass (d2, d2") zum Eintrittsmass (d1) der Durchflussöffnung (9, 19, 29) des Giessrohrs (1, 10, 20) so gewählt ist, dass im Giessbetrieb die Fliessgeschwindigkeit beim Austritt (1', 10', 20') des Giessrohrs (1, 10, 20) durch die Querschnittserweiterung im Endbereich (4, 14, 24) derart reduzierbar ist, dass sich eine ausreichende Strangschale in der Kokille (2, 22) unterhalb des Giessrohrs (1, 10, 20) bis zum Austritt der Kokille (2, 12) bildet, ohne dass diese Strangschale aufgeschmelzt wird.Continuous casting plant according to claim 1, characterized in that
the ratio of the outlet dimension (d2, d2") to the inlet dimension (d1) of the flow opening (9, 19, 29) of the pouring tube (1, 10, 20) is selected such that, during casting, the flow velocity at the outlet (1', 10', 20') of the pouring tube (1, 10, 20) can be reduced by the cross-sectional expansion in the end region (4, 14, 24) in such a way that a sufficient strand shell is formed in the mold (2, 22) below the pouring tube (1, 10, 20) up to the outlet of the mold (2, 12) without this strand shell being melted. Stranggiessanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
das Verhältnis vom Austrittsmass (d2) zum Eintrittsmass (d1) der Durchflussöffnung (9, 19, 29) des Giessrohrs (1, 10, 20) vorzugsweise zwischen 1,25 und 2.0 beträgt.Continuous casting plant according to claim 1 or 2, characterized in that
the ratio of the outlet dimension (d2) to the inlet dimension (d1) of the flow opening (9, 19, 29) of the pouring tube (1, 10, 20) is preferably between 1.25 and 2.0. Stranggiessanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
im Giessbetrieb auf der Höhe des Giessspiegels (6) das Giessrohr (1, 10, 20) mit seinem nicht oder nur teils erweiterten Aussenmass (D1, D2') positioniert ist, während es mit seinem erweiterten Aussenmass (D1, D2') eingetaucht ist.Continuous casting plant according to one of claims 1 to 3, characterized in that
during casting, the pouring tube (1, 10, 20) is positioned at the height of the pouring level (6) with its non- or only partially expanded external dimension (D1, D2'), while it is immersed with its expanded external dimension (D1, D2'). Stranggiessanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
das Verhältnis vom Aussenmass (D2) im Endbereich (4, 14, 24) des Giessrohrs (1, 10) zum kleinsten Innenmass (Dm) der Kokille (2, 22) vorzugsweise zwischen 0,5 und 0,8 beträgt, durch dieses der minimale Abstand (a) zwischen dem Aussenmantel des Giessrohrs (1, 10, 20) in seinem Endbereich (4, 14, 24) und der Innenwandung (7) der Kokille (2, 22) bestimmbar ist.Continuous casting plant according to one of claims 1 to 4, characterized in that
the ratio of the external dimension (D2) in the end region (4, 14, 24) of the pouring tube (1, 10) to the smallest internal dimension (Dm) of the mold (2, 22) is preferably between 0.5 and 0.8, by means of which the minimum distance (a) between the outer jacket of the pouring tube (1, 10, 20) in its end region (4, 14, 24) and the inner wall (7) of the mold (2, 22) can be determined. Stranggiessanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
das Giessrohr (1, 10, 20) im Wesentlichen mit einer zylindrischen oder kastenförmigen Form mit mindestens einer die Querschnittserweiterung bildenden Abstufung (3, 13, 23', 23") ausgebildet ist, wobei die Aussenwandung des Giessrohrs (1, 10, 20) zumindest im erweiterten Endbereich (4, 14, 24) annähernd parallel zu der Innenwandung (7) der Kokille (2, 22) verläuft.Continuous casting plant according to one of claims 1 to 5, characterized in that
the pouring tube (1, 10, 20) is essentially designed with a cylindrical or box-shaped form with at least one step (3, 13, 23', 23") forming the cross-sectional expansion, wherein the outer wall of the pouring tube (1, 10, 20) runs approximately parallel to the inner wall (7) of the mold (2, 22) at least in the expanded end region (4, 14, 24). Stranggiessanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
die mindestens eine Abstufung (3, 13, 23', 23") des Giessrohrs (1, 10, 20) entweder senkrecht oder schräg zu seiner Längserstreckung ausgebildet ist, wobei im Giessbetrieb die mindestens eine Abstufung (3, 13, 23") zusammen mit dem erweiterten Endbereich (4, 14, 24) in die Kokille (2, 22) bis unterhalb des Giesspiegels (6) eingetaucht ist.Continuous casting plant according to one of claims 1 to 6, characterized in that
the at least one step (3, 13, 23', 23") of the pouring tube (1, 10, 20) is formed either perpendicularly or obliquely to its longitudinal extension, wherein during casting operation the at least one step (3, 13, 23") together with the enlarged end region (4, 14, 24) is immersed in the mold (2, 22) to below the pouring level (6). Stranggiessanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
Im Giessbetrieb die Geschwindigkeit des Strangs zwischen 4 und 12 m/min einstellbar ist, wobei der Strang vorzugsweise von der Stranggiessmaschine direkt in eine Walzstrasse einer Walzanlage zuführbar ist.Continuous casting plant according to one of claims 1 to 7, characterized in that
During casting, the speed of the strand can be adjusted between 4 and 12 m/min, whereby the strand can preferably be fed from the continuous casting machine directly into a rolling mill train. Stranggiessanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
der Formhohlraumquerschnitt der Kokille (2) im Knüppelformat insbesondere weniger als 220 x 220 mm beträgt.Continuous casting plant according to one of claims 1 to 8, characterized in that
the cross-section of the mould cavity (2) in billet format is in particular less than 220 x 220 mm. Stranggiessanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
das Giessrohr (20) mit zwei oder mehr aufeinanderfolgenden die Querschnittserweiterungen bildenden Abstufungen (23', 23") versehen ist, von denen in Giessrichtung (L) verlaufend zumindest die untere Abstufung (23") im Giessbetrieb bis unterhalb des Giessspiegels (6) in die Schmelze in der Kokille (22) eingetaucht ist.Continuous casting plant according to one of claims 1 to 8, characterized in that
the pouring tube (20) is provided with two or more successive steps (23', 23") forming the cross-sectional extensions, of which at least the lower step (23") running in the pouring direction (L) is immersed in the melt in the mold (22) to below the pouring level (6) during the pouring operation. Giessrohr für eine Stranggiessanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass
das Giessrohr (1, 10, 20) mit wenigstens einer Querschnittserweiterung und mit einer zylindrischen oder kastenförmigen Form mit mindestens einer die Querschnittserweiterung bildenden Abstufung (3, 13, 23', 23") ausgebildet ist, wobei die Aussenwandung des Giessrohrs (1, 10, 20) zumindest im erweiterten Endbereich (4, 14, 24) derart ausgebildet ist, dass diese im Giessbetrieb annähernd parallel zu der Innenwandung (7) der Kokille (2, 22) verläuft.Pouring pipe for a continuous casting plant according to one of claims 1 to 10, characterized in that
the pouring tube (1, 10, 20) is designed with at least one cross-sectional expansion and with a cylindrical or box-shaped form with at least one step (3, 13, 23', 23") forming the cross-sectional expansion, wherein the outer wall of the pouring tube (1, 10, 20) is designed at least in the expanded end region (4, 14, 24) such that it runs approximately parallel to the inner wall (7) of the mold (2, 22) during casting operation. Giessrohr nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass
das Giessrohr (20) mit zwei aufeinanderfolgenden die Querschnittserweiterungen bildenden Abstufungen (23', 23") versehen ist, die im Giessbetrieb nacheinander in die Kokille (22) eintauchbar sind.Pouring pipe according to claim 11, characterized in that
the pouring tube (20) is provided with two successive steps (23', 23") forming the cross-sectional extensions, which can be immersed one after the other into the mould (22) during the casting operation. Giessrohr nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass
das aus feuerfestem Material hergestellte Giessrohr (1, 10, 20) mit einer annähernd gleichmässigen Wandstärke (8) hergestellt ist, die vorzugsweise zwischen 15 und 30 mm beträgt.Pouring pipe according to claim 11 or 12, characterized in that
the pouring pipe (1, 10, 20) made of refractory material has an approximately uniform wall thickness (8), which is preferably between 15 and 30 mm. Giessrohr nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
die Wandstärke (8) des Giessrohrs (1, 10, 20) bei seinem Austritt (1', 10') und/oder im Verschleissbereich auf der Höhe des Giessspiegels (6) dicker als im übrigen Bereich dimensioniert ist.Pouring pipe according to one of claims 10 to 12, characterized in that
the wall thickness (8) of the pouring tube (1, 10, 20) at its outlet (1', 10') and/or in the wear area at the height of the pouring level (6) is thicker than in the remaining area. Giessrohr nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass
der Austritt (1', 10', 20') des Giessrohrs (1, 10, 20) düsenförmig ohne quere Lenkelemente und ohne seitliche Öffnungen gebildet ist und damit im Giessbetrieb der Schmelzfluss in Giessrichtung (L) ausgerichtet ist.Pouring pipe according to one of claims 10 to 14, characterized in that
the outlet (1', 10', 20') of the pouring tube (1, 10, 20) is nozzle-shaped without transverse steering elements and without lateral openings and thus the melt flow is aligned in the pouring direction (L) during pouring operation.
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