WO1999024192A1 - Device for continuous casting of a metal bar - Google Patents

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WO1999024192A1
WO1999024192A1 PCT/AT1998/000254 AT9800254W WO9924192A1 WO 1999024192 A1 WO1999024192 A1 WO 1999024192A1 AT 9800254 W AT9800254 W AT 9800254W WO 9924192 A1 WO9924192 A1 WO 9924192A1
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WO
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mold
continuous
inlet nozzle
casting
continuous mold
Prior art date
Application number
PCT/AT1998/000254
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German (de)
French (fr)
Inventor
Josef LANSCHÜTZER
Klaus SCHÖNHUBER
Guo Xiu Shan
Heinrich THÖNE
Franz Wimmer
Original Assignee
Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh
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Publication date
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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
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/0408—Moulds for casting thin slabs

Definitions

  • the invention relates to a device for the continuous continuous casting of a metal strip, preferably a steel strip with a strip thickness of less than 60 mm and at a casting speed between 4 and 10 m / min according to the free jet casting method, with an oscillating continuous mold, an inlet nozzle penetrated by a passage channel and a melt container.
  • pouring tubes made of refractory material such as are usually used for introducing melt into a continuous casting mold, cannot be dimensioned such that they can be introduced into the continuous casting mold even with very low casting thicknesses due to the thermal load and the material properties inherent in the refractory material that an expansion must be provided in this area.
  • the so-called “free jet casting process” offers a possibility of introducing the melt into the mold without having to insert a pouring tube protruding into the continuous casting mold.
  • the free jet casting process as described for example in US Pat. No. 3,840,062, is used Melt from a distribution vessel through outlets, which can also be designed as nozzles, introduced into the mold in free fall and immersed in the mold level.
  • the invention aims to avoid disadvantages and difficulties of conventional devices and the task of creating a device for continuous continuous casting of metal strip with a casting thickness of less than 60 mm according to the free jet casting process, with which a uniform supply of melt in a continuous mold with a substantially constant mold cross-section is possible over the mold length at a high casting speed and a continuous cast strip with high surface and inner quality can be produced.
  • the inlet nozzle advantageously has a passage channel for the melt, the outlet cross section of which, in projection onto the inlet opening of the continuous mold, is arranged essentially centrally and at a distance from the edges of the inlet opening of the continuous mold. It is expedient here that the shape of the outlet cross section of the passage channel corresponds to the cross section shape of the inlet opening of the continuous mold.
  • the inlet nozzle has at least two passage channels for the melt, the outlet cross-sections of which are substantially uniformly distributed in projection onto the inlet opening of the continuous mold and are arranged at a distance from the edges of the inlet opening of the continuous mold.
  • the passage channels are formed by slots in the inlet nozzle. These slots essentially have a rectangular cross-section, with a casting thickness of 30 mm with a cross-section of the outlet openings of 8 mm ⁇ 150-300 mm being sufficient Melt for the high casting speed of 4 - 10 m / min is fed.
  • the outlet openings in the inlet nozzle have a circular or an elliptical cross section.
  • the melt vessel and the inlet nozzle form an assembly which is connected to a displacement drive.
  • This assembly can thus be brought into a position that is favorable for its preheating.
  • the inlet nozzle is not expected to freeze while the casting operation is running.
  • the inlet nozzle advantageously has a heating device, in particular an inductive heater.
  • a further embodiment of the invention is characterized in that a mold insulating block is inserted into the continuous mold on the inlet side and connects sealingly to the inlet nozzle.
  • This mold insulating brick is used to thermally insulate the upper end of the copper plates from the inlet nozzle.
  • the free passage cross section of the mold insulating block is aligned with the cross section of the inlet opening of the continuous mold, which is formed by copper plates.
  • the mold insulating brick is made of fireproof material.
  • a protective gas line which connects the free jet space to a protective gas source, is led into a free jet space within the continuous mold, preferably through the mold insulating brick. Flushing the free jet space with argon, for example, prevents oxygen from entering this space.
  • the flow rate in the inlet nozzle can be set particularly favorably when using the free jet casting method if a pressure control valve is connected to the protective gas line and is connected to the closure device for control purposes.
  • a further advantageous embodiment of the invention is that the continuous mold has accesses for pouring oil on the input side in the area of the free jet space above the pouring level.
  • Casting oil as a lubricant is particularly suitable for free jet casting, does not require a largely quiet casting level and is therefore particularly high Pouring speeds and a rather unstable pouring level are ideally suited to safely support the formation of the strand shell.
  • the continuous mold has a length of at least 900 mm, preferably at least 1200 mm. Thanks to the long continuous mold, sufficient strand shell formation and strength of the strand are guaranteed for the subsequent support and drive roller stands.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a device for the continuous continuous casting of a steel strip in a longitudinal section
  • Fig. 2 illustrates the core device, consisting of a continuous mold, inlet nozzle and and melt container in an enlarged representation in a possible embodiment
  • Fig. 3 shows a possible embodiment of the arrangement of the passage channels of the inlet nozzle in relation to the inlet opening of the continuous mold in a plan view of the continuous mold.
  • Fig. 4 shows a further embodiment of the melt container in a plan view.
  • the continuous mold 5 corresponds to a conventional continuous casting mold, the mold cavity which receives the steel melt and defines the cross section of the casting strand being delimited by water-cooled copper plates 6.
  • the oscillation drive is conventional and therefore not shown.
  • the optimum length of the continuous mold at these casting speeds is at least 900 mm and is preferably in a range from 1200 mm to 1400 mm.
  • Output side connects to the Continuous mold 5 on a strand guide 7 formed from two rows of support rollers, which is followed by a drive roller stand 8 for the controlled removal of the casting strand 9.
  • the schematically illustrated arch casting system has a construction height of approximately 3 m with a machine radius of 2500 mm.
  • the melt container 3 is divided by a dam 10, which is shown in a first embodiment in FIG. 1, into two receiving basins for melt, namely into an inlet basin 11 and an outlet basin 12.
  • the dam 10 ensures a smooth overflow of the melt into the drain basin 12.
  • the melt is covered by a protective slag layer 13 in the entire melt container.
  • a variant of the melt container 3 is shown in FIG. 4, a separation into an inlet basin 11 and an outlet basin 12 also taking place in this variant by means of a dam 10.
  • the melt enters the feed basin 11 through the pouring tube 2, then flows through passages 24 arranged below the melt surface into the drain basin 12 and from there through the passage channel 16 into the continuous mold 5 (not shown).
  • This makes it possible to cover the melt with covering powder to be controlled specifically in the feed basin 11 and to prevent the penetration of the covering powder and other foreign substances into the continuous mold 5.
  • the melt vessel fulfills its function as an inclusion separator, particularly in the case of a clean steel production route with appropriate pretreatment of the steel melt.
  • the melt vessel 3 and the inlet nozzle 4 are designed such that they can be raised and lowered together, as indicated by arrow 25 in FIG. 1. To preheat the melt vessel 3 and the inlet nozzle 4, this assembly is lifted from the continuous mold 5 by means of a displacement drive (not shown) and, if necessary, also pivoted away and placed sealingly on the continuous mold 5 only immediately before the sprue.
  • FIG. 2 there is a melt outlet in the drain basin 12 of the melt container 3, into which an inlet nozzle 4 is inserted, the cross-sectional format of which corresponds to the cross-sectional format of the downstream continuous mold 5 in that the inlet opening 18 of the continuous mold 5 is covered by the inlet nozzle 4 and the inlet nozzle 4 rests on the continuous mold 5.
  • An integrated in the continuous mold 5 Mold insulating stone 14, which is formed by insulating strips made of refractory material, represents thermal insulation between the inlet nozzle 4 and the water-cooled copper plates 6.
  • a gas-tight connection between the inlet nozzle 4 and the continuous mold 5 or the mold insulating stone 14 is provided by a thin layer of ceramic insulating compound reached.
  • the melt container 3 and the inlet nozzle 4 oscillate together with the continuous mold 5.
  • the inlet nozzle 4 is penetrated by passage channels 16 which are formed by rectangular slots 17 in the region of the outlet openings 15.
  • passage channels 16 which are formed by rectangular slots 17 in the region of the outlet openings 15.
  • outlet openings with a circular or elliptical cross section are also possible.
  • the outlet openings 15 of the inlet nozzle 4 are evenly distributed in relation to the inlet opening 18 of the continuous mold 5 and are arranged at a distance from the edges of the inlet opening 18 of the continuous mold.
  • the inlet opening 18 of the continuous mold 5 is shown in FIG. 3 with dashed lines.
  • the melt emerges, as illustrated in FIG. 2, from the inlet nozzle 4 in the form of a pouring jet into the free jet space 19, which forms above the casting level 20 in the continuous mold, and dips into the casting level 20 in free fall.
  • the Kokillenisolierstein 14 is penetrated by a protective gas line 23 which opens into the free jet space 19 and this with a protective gas, for. B. argon supplied.
  • a protective gas for. B. argon supplied.
  • the inlet nozzle 4 is surrounded in a ring by a heating device 22, which is designed as an inductive heater. But other heating systems are also conceivable.
  • a gas burner is particularly economical for the heating phase before the start of casting.
  • the inlet nozzle 4 is assigned a closure device 26, which is formed in Fig. 1 by a lifting and lowering plug.
  • the closure device can also, for. B. be formed by a slide integrated into the inlet nozzle.
  • the flow rate can be changed by changing the passage cross section.
  • it is possible to set up a flow rate control by adjusting the bath height in the melt vessel 3 and the extraction control coupled to it.
  • a pressure control valve 27 is connected to the protective gas line 23 and is connected to the closure device 26 for control purposes.

Abstract

The invention concerns a device for the continuous casting of a metal bar with a strip thickness less than 60 mm for a casting speed ranging between 4 and 10 m/min using the open jet casting process. Said device comprises an oscillating open-ended mould (4), an inflow nozzle (4) and a receptacle containing the melting mass (3). The aim of the invention is to ensure a regular supply of the melting mass into an open-ended mould with a transverse cross-section substantially identical over its whole length. The open-ended mould (5) is in sealed contact with the inflow nozzle (4).

Description

Einrichtung zum kontinuierlichen Stranggießen eines MetallstrangesDevice for the continuous casting of a metal strand
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum kontinuierlichen Stranggießen eines Metallbandes, vorzugsweise eines Stahlbandes mit einer Banddicke unter 60 mm und bei einer Gießgeschwindigkeit zwischen 4 und 10 m/min nach dem Freistrahlgießverfahren, mit einer oszillierenden Durchlaufkokille, einer von einem Durchtrittskanal durchsetzten Einlaufdüse und einem Schmelzenbehälter.The invention relates to a device for the continuous continuous casting of a metal strip, preferably a steel strip with a strip thickness of less than 60 mm and at a casting speed between 4 and 10 m / min according to the free jet casting method, with an oscillating continuous mold, an inlet nozzle penetrated by a passage channel and a melt container.
In der Stranggießtechnologie findet eine stetige Weiterentwicklung bei der kontinuierlichen Erzeugung immer dünnerer Produkte als Einsatzmaterial für weiterführende Bearbeitungsschritte statt, die mit der Markteinführung von Dünnbrammengießanlagen einen vorläufigen Höhepunkt erreicht hat, jedoch keineswegs abgeschlossen erscheint. Die Herabsetzung der Gießdicke bietet ein großes Einsparungspotential an Investitions- und Betriebskosten im der Stranggießanlage nachgeordneten Walzwerksbereich. Derzeit sind Dünnbrammen mit einer Gießdicke von 60 bis 70 mm herstellbar.Um dies Ziel jedoch zu erreichen, ist es notwendig, den Eingießbereichereich der Durchlaufkokille trichterförmig zu erweitern, um so einen Freiraum für das Gießrohr zu schaffen. Diese räumlich begrenzte Erweiterung verursacht jedoch Probleme beim Abzug der sich in diesem Bereich bildenden dünnen und empfindlichen Strangschale. Die durch die Umlenkungen der Strangschale auftretenden Biegebeanspruchungen können zu bleibenden Schäden am stranggegossenen Produkt fuhren (EP-B 149 734, EP-B 230 886).In continuous casting technology, there is a constant development in the continuous production of ever thinner products as input material for further processing steps, which has reached a provisional high point with the market launch of thin slab casting plants, but does not appear to have been completed. The reduction in casting thickness offers great savings potential in terms of investment and operating costs in the rolling mill area downstream of the continuous casting plant. At present, thin slabs with a casting thickness of 60 to 70 mm can be produced, but in order to achieve this goal, it is necessary to widen the pouring area of the continuous mold in a funnel shape in order to create space for the pouring tube. This spatially limited expansion, however, causes problems with the removal of the thin and sensitive strand shell that forms in this area. The bending stresses caused by the deflection of the strand shell can lead to permanent damage to the continuously cast product (EP-B 149 734, EP-B 230 886).
Gießrohre aus feuerfestem Material, wie sie üblicherweise zum Einbringen von Schmelze in eine Stranggießkokille verwendet werden, können wegen der thermischen Belastung und der dem feuerfesten Material eigenen Werkstoffeigenschaften nicht so dimensioniert werden, daß sie auch bei sehr geringen Gießdicken in die Stranggießkokille eingebracht werden können, ohne daß in diesem Bereich eine Erweiterung vorgesehen werden muß. Das sogenannte „Freistrahlgießverfahren" bietet eine Möglichkeit, die Schmelze in die Kokille einzubringen, ohne ein in die Stranggießkokille hineinragendes Gießrohr einsetzen zu müssen. Beim Freistrahlgießverfahren, wie es beispielsweise in der US A 3 840 062 beschrieben ist, wird Schmelze von einem Verteilergefäß durch Auslässe, die auch als Düsen ausgebildet sein können, im freien Fall in die Kokille eingebracht und taucht dort in den Gießspiegel ein. Um Reoxidation der Schmelze zu vermeiden, wird der Gießstrahl gegen den Einfluß des Luftsauerstoffes durch eine entsprechende Umhüllung geschützt, wobei dieser geschlossene Raum mit einem Schutzgas gespült wird. Ein wesentlicher Vorteil des Freistrahlgießens in Verbindung mit dem Gießen von Metallband, insbesondere von Stahlband, ist darin zu sehen, daß bei sehr geringen Gießdicken der ungewollten Brückenbildung erfolgreich entgegengewirkt werden kann.Pouring tubes made of refractory material, such as are usually used for introducing melt into a continuous casting mold, cannot be dimensioned such that they can be introduced into the continuous casting mold even with very low casting thicknesses due to the thermal load and the material properties inherent in the refractory material that an expansion must be provided in this area. The so-called “free jet casting process” offers a possibility of introducing the melt into the mold without having to insert a pouring tube protruding into the continuous casting mold. The free jet casting process, as described for example in US Pat. No. 3,840,062, is used Melt from a distribution vessel through outlets, which can also be designed as nozzles, introduced into the mold in free fall and immersed in the mold level. In order to avoid reoxidation of the melt, the pouring jet is protected against the influence of atmospheric oxygen by an appropriate covering, this closed space being flushed with a protective gas. A major advantage of free jet casting in connection with the casting of metal strip, in particular steel strip, can be seen in the fact that the unwanted bridging can be successfully counteracted with very small casting thicknesses.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung von Nachteilen und Schwierigkeiten herkömmlicher Einrichtungen und stellt sich die Aufgabe eine Einrichtung zum kontinuierlichen Stranggießen von Metallband mit einer Gießdicke unter 60 mm nach dem Freistrahlgießverfahren zu schaffen, mit der eine gleichmäßige Zuführung von Schmelze in eine Durchlaufkokille mit im wesentlichen gleichbleibenden Kokillenquerschnitt über die Kokillenlänge bei hoher Gießgeschwindigkeit möglich ist und ein stranggegossenes Band mit hoher Oberflächen- und Innenqualität erzeugt werden kann.The invention aims to avoid disadvantages and difficulties of conventional devices and the task of creating a device for continuous continuous casting of metal strip with a casting thickness of less than 60 mm according to the free jet casting process, with which a uniform supply of melt in a continuous mold with a substantially constant mold cross-section is possible over the mold length at a high casting speed and a continuous cast strip with high surface and inner quality can be produced.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Durchlaufkokille dichtend an die Einlaufdüse anschließt.This object is achieved in that the continuous mold connects sealingly to the inlet nozzle.
Vorteilhaft weist die Einlaufdüse einen Durchtrittskanal für die Schmelze auf, dessen Austrittsquerschnitt in Projektion auf die Eintrittsöffhung der Durchlaufkokille im wesentlichen mittig und von den Rändern der Eintrittsöffhung der Durchlaufkokille mit Abstand angeordnet ist. Hierbei ist es zweckmäßig, daß die Form des Austrittsquerschnitts des Durchtrittskanals der Querschnittsform der Eintrittsöffhung der Durchlaufkokille entspricht.The inlet nozzle advantageously has a passage channel for the melt, the outlet cross section of which, in projection onto the inlet opening of the continuous mold, is arranged essentially centrally and at a distance from the edges of the inlet opening of the continuous mold. It is expedient here that the shape of the outlet cross section of the passage channel corresponds to the cross section shape of the inlet opening of the continuous mold.
Nach einer weiteren Variante der Erfindung weist die Einlaufdüse mindestens zwei Durchtrittskanäle für die Schmelze auf, deren Austrittsquerschnitte in Projektion auf die Eintrittsöffhung der Durchlaufkokille im wesentlichen gleichmäßig verteilt und von den Rändern der Eintrittsöffhung der Durchlaufkokille mit Abstand angeordnet sind. Hierbei ist es zweckmäßig, daß die Durchtrittskanäle in der Einlaufdüse von Schlitzen gebildet sind. Diese Schlitze weisen im wesentlichen Rechteckquerschnitt auf, wobei bei Gießdicken von 30 mm mit einem Querschnitt der Austrittsöffhungen von 8 mm x 150 - 300 mm ausreichend Schmelze für die hohe Gießgeschwindigkeit von 4 - 10 m/min zugeführt wird. Eine weitere Ausfuhrungsform besteht darin, daß die Austrittsöffhungen in der Einlaufdüse einen kreisförmigen oder einen elliptischen Querschnitt aufweisen.According to a further variant of the invention, the inlet nozzle has at least two passage channels for the melt, the outlet cross-sections of which are substantially uniformly distributed in projection onto the inlet opening of the continuous mold and are arranged at a distance from the edges of the inlet opening of the continuous mold. It is expedient here that the passage channels are formed by slots in the inlet nozzle. These slots essentially have a rectangular cross-section, with a casting thickness of 30 mm with a cross-section of the outlet openings of 8 mm × 150-300 mm being sufficient Melt for the high casting speed of 4 - 10 m / min is fed. Another embodiment is that the outlet openings in the inlet nozzle have a circular or an elliptical cross section.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform bilden das Schmelzengefäß und die Einlaufdüse eine Baugruppe, die mit einem Verlagerungsantrieb verbunden ist. Damit kann diese Baugruppe in eine für ihre Vorheizung günstige Position gebracht werden.According to a preferred embodiment, the melt vessel and the inlet nozzle form an assembly which is connected to a displacement drive. This assembly can thus be brought into a position that is favorable for its preheating.
Untersuchungen haben ergeben, daß ein Einfrieren der Einlaufdüse während des laufenden Gießbetriebes nicht zu erwarten ist. Um die Einlaufdüse auf Betriebstemperatur zu bringen und bei wechselnden Betriebsbedingungen auf Betriebstemperatur zu halten, beispielsweise bei Gießunterbrechungen, weist die Einlaufdüse vorteilhaft eine Heizeinrichtung, insbesondere eine induktive Heizung auf.Studies have shown that the inlet nozzle is not expected to freeze while the casting operation is running. In order to bring the inlet nozzle to operating temperature and to keep it at operating temperature in the event of changing operating conditions, for example in the event of interruptions in pouring, the inlet nozzle advantageously has a heating device, in particular an inductive heater.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfiindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in die Durchlaufkokille eingangsseitig ein Kokillenisolierstein eingesetzt ist, der dichtend an die Einlaufdüse anschließt. Mit diesem Kokillenisolierstein erfolgt eine thermische Isolierung des oberen Endes der Kupferplatten gegenüber der Einlaufdüse. Der freie Durchtrittsquerschnitt des Kokillenisoliersteines fluchtet mit dem Querschnitt der Eintrittsöffhung der Durchlaufkokille, die von Kupferplatten gebildet ist. Der Kokillenisolierstein besteht aus feuerfestem Material. In einen Freistrahlraum innerhalb der Durchlaufkokille, vorzugsweise durch den Kokillenisolierstein, ist eine Schutzgasleitung gefuhrt, die den Freistrahlraum mit einer Schutzgasquelle verbindet. Durch ein Spülen des Freistrahlraumes mit beispielsweise Argon ist ein Zutritt von Sauerstoff in diesen Raum ausgeschlossen.A further embodiment of the invention is characterized in that a mold insulating block is inserted into the continuous mold on the inlet side and connects sealingly to the inlet nozzle. This mold insulating brick is used to thermally insulate the upper end of the copper plates from the inlet nozzle. The free passage cross section of the mold insulating block is aligned with the cross section of the inlet opening of the continuous mold, which is formed by copper plates. The mold insulating brick is made of fireproof material. A protective gas line, which connects the free jet space to a protective gas source, is led into a free jet space within the continuous mold, preferably through the mold insulating brick. Flushing the free jet space with argon, for example, prevents oxygen from entering this space.
Die Durchlaufmenge in der Einlaufdüse ist bei Anwendung des Freistrahlgießverfahrens besonders günstig einstellbar, wenn in die Schutzgasleitung ein Druckregelventil geschaltet ist, welches mit der Verschlußeinrichtung regelungstechnisch verbunden ist.The flow rate in the inlet nozzle can be set particularly favorably when using the free jet casting method if a pressure control valve is connected to the protective gas line and is connected to the closure device for control purposes.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Durchlaufkokille eingangsseitig im Bereich des Freistrahlraumes oberhalb des Gießspiegels Zugänge für Gießöl aufweist. Gießöl als Schmiermittel ist besonders für den Freistrahlguß geeignet, benötigt keinen weitgehend ruhigen Gießspiegel und ist deshalb bei besonders hohen Gießgeschwindigkeiten und eher unruhigem Gießspiegel hervorragend geeignet die Bildung der Strangschale sicher zu unterstützen.A further advantageous embodiment of the invention is that the continuous mold has accesses for pouring oil on the input side in the area of the free jet space above the pouring level. Casting oil as a lubricant is particularly suitable for free jet casting, does not require a largely quiet casting level and is therefore particularly high Pouring speeds and a rather unstable pouring level are ideally suited to safely support the formation of the strand shell.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung wird dadurch erzielt, daß die Durchlaufkokille eine Länge von mindestens 900 mm, vorzugsweise mindestens 1200 mm aufweist. Duζch die lange Durchlaufkokille ist eine ausreichende Strangschalenbildung und Festigkeit des Stranges für die nachfolgenden Stütz- und Treibrollengerüste gewährleistet.An advantageous embodiment is achieved in that the continuous mold has a length of at least 900 mm, preferably at least 1200 mm. Thanks to the long continuous mold, sufficient strand shell formation and strength of the strand are guaranteed for the subsequent support and drive roller stands.
Mit einer Ausbildung der Durchlaufkokille als Bogenkokille ist eine Reduzierung der Anlagenbauhöhe erzielbar.With a design of the continuous mold as a curved mold, a reduction in the installation height can be achieved.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert, wobei Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Einrichtung zum kontinuierlichen Stranggießen eines Stahlbandes in einem Längsschnitt und Fig. 2 die Kerneinrichtung, bestehend aus Durchlaufkokille, Einlaufdüse und und Schmelzenbehälter in vergrößerter Darstellung in einer möglichen Ausführungsform veranschaulicht. Fig. 3 zeigt eine mögliche Ausführungsform der Anordnung der Durchtrittskanäle der Einlaufdüse in Relation zur Eintrittsöffhung der Durchlaufkokille in einer Draufsicht auf die Durchlaufkokille. Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Schmelzenbehälters in einer Draufsicht.The invention is explained in more detail below with reference to the drawings, in which Fig. 1 shows a schematic representation of a device for the continuous continuous casting of a steel strip in a longitudinal section and Fig. 2 illustrates the core device, consisting of a continuous mold, inlet nozzle and and melt container in an enlarged representation in a possible embodiment . Fig. 3 shows a possible embodiment of the arrangement of the passage channels of the inlet nozzle in relation to the inlet opening of the continuous mold in a plan view of the continuous mold. Fig. 4 shows a further embodiment of the melt container in a plan view.
Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Bogenstranggießanlage ist geeignet zum Gießen eines Stahlbandes mit einer Banddicke unter 60 mm, wobei die bevorzugte Banddicke in einem Bereich von 10 bis 40 mm liegt, sowie zum Gießen mit hohen Gießgeschwindigkeiten von 4 bis 10 m/min, wobei der bevorzugte Bereich der Gießgeschwindigkeit zwischen 4 und 7 m/min liegt. Sie besteht aus einem Verteilergefäß 1, von dem Stahlschmelze durch ein Gießrohr 2 einem Schmelzenbehälter 3 zugeführt wird, der seinerseits einen Schmelzenauslaß aufweist, der als Einlaufdüse 4 für die geregelte Überleitung der Stahlschmelze in die nachgeordnete Durchlaufkokille 5 ausgebildet ist. Die Durchlaufkokille 5 entspricht einer herkömmlichen Stranggießkokille, wobei der die Stahlschmelze aufnehmende und den Querschnitt des Gießstranges definierende Formhohlraum von wassergekühlten Kupferplatten 6 begrenzt ist. Der Oszillationsantrieb ist herkömmlicher Art und daher nicht dargestellt. Die optimale Länge der Durchlaufkokille beträgt bei diesen Gießgeschwindigkeiten mindestens 900 mm und liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1200mm bis 1400mm. Ausgangsseitig schließt an die Durchlaufkokille 5 eine aus zwei Reihen von Stützrollen gebildete Strangführung 7 an, der ein Treibrollengerüst 8 zum geregelten Abziehen des Gießstranges 9 nachfolgt. Die schematisch dargestellt Bogengießanlage weist bei einem Maschinenradius von 2500 mm eine Bauhöhe von etwa 3 m auf.1 is suitable for casting a steel strip with a strip thickness of less than 60 mm, the preferred strip thickness being in a range from 10 to 40 mm, and for casting at high casting speeds of 4 to 10 m / min, whereby the preferred range of casting speed is between 4 and 7 m / min. It consists of a distributor vessel 1, from which molten steel is fed through a pouring tube 2 to a melt container 3, which in turn has a melt outlet which is designed as an inlet nozzle 4 for the controlled transfer of the molten steel into the downstream continuous mold 5. The continuous mold 5 corresponds to a conventional continuous casting mold, the mold cavity which receives the steel melt and defines the cross section of the casting strand being delimited by water-cooled copper plates 6. The oscillation drive is conventional and therefore not shown. The optimum length of the continuous mold at these casting speeds is at least 900 mm and is preferably in a range from 1200 mm to 1400 mm. Output side connects to the Continuous mold 5 on a strand guide 7 formed from two rows of support rollers, which is followed by a drive roller stand 8 for the controlled removal of the casting strand 9. The schematically illustrated arch casting system has a construction height of approximately 3 m with a machine radius of 2500 mm.
Der Schmelzenbehälter 3 ist durch einen Damm 10, der in Fig. 1 in einer ersten Ausführungsform dargestellt ist, in zwei Aufhahmebecken für Schmelze geteilt, und zwar in ein Zulaufbecken 11 und ein Ablaufbecken 12 . Durch den Damm 10 wird ein beruhigter Überlauf der Schmelze in das Ablaufbecken 12 gewährleistet. Im gesammten Schmelzenbehälter ist die Schmelze von einer schützenden Schlackenschicht 13 bedeckt.The melt container 3 is divided by a dam 10, which is shown in a first embodiment in FIG. 1, into two receiving basins for melt, namely into an inlet basin 11 and an outlet basin 12. The dam 10 ensures a smooth overflow of the melt into the drain basin 12. The melt is covered by a protective slag layer 13 in the entire melt container.
In Fig. 4 ist eine Variante des Schmelzenbehälters 3 dargestellt, wobei auch in dieser Variante durch einen Damm 10 eine Trennung in ein Zulaufbecken 11 und in ein Ablaufbecken 12 erfolgt. Die Schmelze tritt durch das Gießrohr 2 in das Zulaufbecken 11 ein, strömt dann durch unterhalb der Schmelzenoberfläche angeordnete Durchlässe 24 in das Ablaufbecken 12 und von dort durch den Durchtrittskanal 16 in die nicht dargestellte Durchlaufkokille 5. Dadurch ist es möglich die Abdeckung der Schmelze mit Abdeckpulver im Zulaufbecken 11 gezielt zu steuern und das Eindringen des Abdeckpulvers und sonstiger Fremdstoffe in die Durchlaufkokille 5 zu vermeiden. Das Schmelzengefäß erfüllt solcherart seine Funktion als Einschlußabscheider im besonderen Maße auch bei einer Clean-Steel-Erzeugungsroute bei entsprechender Vorbehandlung der Stahlschmelze.A variant of the melt container 3 is shown in FIG. 4, a separation into an inlet basin 11 and an outlet basin 12 also taking place in this variant by means of a dam 10. The melt enters the feed basin 11 through the pouring tube 2, then flows through passages 24 arranged below the melt surface into the drain basin 12 and from there through the passage channel 16 into the continuous mold 5 (not shown). This makes it possible to cover the melt with covering powder to be controlled specifically in the feed basin 11 and to prevent the penetration of the covering powder and other foreign substances into the continuous mold 5. In this way, the melt vessel fulfills its function as an inclusion separator, particularly in the case of a clean steel production route with appropriate pretreatment of the steel melt.
Das Schmelzengefäß 3 und die Einlaufdüse 4 sind gemeinsam heb- und senkbar ausgebildet, wie durch Pfeil 25 in Fig. 1 angedeutet. Zum Vorheizen des Schmelzengefäßes 3 und der Einlaufdüse 4 wird diese Baugruppe mittels eines nicht dargestellten Verlagerungsantriebes von der Durchlaufkokille 5 abgehoben und gegebenenfalls auch weggeschwenkt und erst unmittelbar vor dem Anguß auf die Durchlaufkokille 5 dichtend aufgesetzt.The melt vessel 3 and the inlet nozzle 4 are designed such that they can be raised and lowered together, as indicated by arrow 25 in FIG. 1. To preheat the melt vessel 3 and the inlet nozzle 4, this assembly is lifted from the continuous mold 5 by means of a displacement drive (not shown) and, if necessary, also pivoted away and placed sealingly on the continuous mold 5 only immediately before the sprue.
Gemäß Fig. 2 befindet sich im Ablaufbecken 12 des Schmelzenbehälters 3 ein Schmelzenauslaß, in den eine Einlaufdüse 4 eingesetzt ist, die in ihrem Querschnittsformat dem Querschnittsformat der nachgeordneten Durchlaufkokille 5 insofern entspricht, daß die Eintrittsöffhung 18 der Durchlaufkokille 5 von der Einlaufdüse 4 überdeckt ist und die Einlaufdüse 4 auf der Durchlaufkokille 5 aufliegt. Ein in die Durchlaufkokille 5 integrierter Kokillenisolierstein 14, der von Isolierleisten aus feuerfestem Material gebildet ist, stellt eine thermische Isolierung zwischen der Einlaufdüse 4 und den wassergekühlten Kupferplatten 6 dar. Eine gasdichte Verbindung zwischen der Einlaufdüse 4 und der Durchlaufkokille 5 bzw. dem Kokillenisolierstein 14 wird durch eine dünne Schicht keramischer Isoliermasse erreicht. Der Schmelzenbehälter 3 und die Einlaufdüse 4 oszillieren gemeinsam .mit der Durchlaufkokille 5.According to FIG. 2, there is a melt outlet in the drain basin 12 of the melt container 3, into which an inlet nozzle 4 is inserted, the cross-sectional format of which corresponds to the cross-sectional format of the downstream continuous mold 5 in that the inlet opening 18 of the continuous mold 5 is covered by the inlet nozzle 4 and the inlet nozzle 4 rests on the continuous mold 5. An integrated in the continuous mold 5 Mold insulating stone 14, which is formed by insulating strips made of refractory material, represents thermal insulation between the inlet nozzle 4 and the water-cooled copper plates 6. A gas-tight connection between the inlet nozzle 4 and the continuous mold 5 or the mold insulating stone 14 is provided by a thin layer of ceramic insulating compound reached. The melt container 3 and the inlet nozzle 4 oscillate together with the continuous mold 5.
Die Einlaufdüse 4 ist von Durchtrittskanälen 16 durchsetzt, die im Bereich der Austrittsöffhungen 15 von rechteckigen Schlitzen 17 gebildet sind. Allerdings sind auch Austrittsöffhungen mit kreisförmigem oder elliptischem Querschnitt möglich. Die Austrittsöffhungen 15 der Einlaufdüse 4 sind in Relation zur Eintrittsöffhung 18 der Durchlaufkokille 5 gleichmäßig verteilt und von den Rändern der Eintrittsöffhung 18 der Durchlaufkokille mit Abstand angeordnet. Die Eintrittsöffhung 18 der Durchlaufkokille 5 ist in Fig. 3 mit strichlierten Linien dargestellt.The inlet nozzle 4 is penetrated by passage channels 16 which are formed by rectangular slots 17 in the region of the outlet openings 15. However, outlet openings with a circular or elliptical cross section are also possible. The outlet openings 15 of the inlet nozzle 4 are evenly distributed in relation to the inlet opening 18 of the continuous mold 5 and are arranged at a distance from the edges of the inlet opening 18 of the continuous mold. The inlet opening 18 of the continuous mold 5 is shown in FIG. 3 with dashed lines.
Die Schmelze tritt, wie in Fig. 2 anschaulich dargestellt, aus der Einlaufdüse 4 in Form eines Gießstrahles in den Freistrahlraum 19, der sich oberhalb des Gießspiegels 20 in der Durchlaufkokille bildet, aus und taucht im freien Fall in den Gießspiegel 20 ein. Der Kokillenisolierstein 14 ist von einer Schutzgasleitung 23 durchsetzt, die in den Freistrahlraum 19 mündet und diesen mit einem Schutzgas, z. B. Argon versorgt. Weiters befinden sich im Bereich des Freistrahlraumes Zugänge 21 für Gießöl.The melt emerges, as illustrated in FIG. 2, from the inlet nozzle 4 in the form of a pouring jet into the free jet space 19, which forms above the casting level 20 in the continuous mold, and dips into the casting level 20 in free fall. The Kokillenisolierstein 14 is penetrated by a protective gas line 23 which opens into the free jet space 19 and this with a protective gas, for. B. argon supplied. There are also accesses 21 for pouring oil in the area of the free jet space.
Die Einlaufdüse 4 ist von einer Heizeinrichtung 22 ringförmig umgeben, die als induktive Heizung ausgebildet ist. Aber auch andere Heizungssysteme sind denkbar. Insbesondere für die Aufheizphase vor Gießbeginn ist der Einsatz eines Gasbrenners wirtschaftlich.The inlet nozzle 4 is surrounded in a ring by a heating device 22, which is designed as an inductive heater. But other heating systems are also conceivable. The use of a gas burner is particularly economical for the heating phase before the start of casting.
Der Einlaufdüse 4 ist eine Verschlußeinrichtung 26 zugeordnet, die in Fig. 1 von einem heb- und senkbaren Verschlußstopfen gebildet ist. Die Verschlußeinrichtung kann jedoch auch z. B. von einem in die Einlaufdüse integrierten Schieber gebildet sein. Die Durchflußmenge ist durch Veränderung des Durchtrittsquerschnitts veränderbar. Weiters ist es möglich eine Durchflußmengenregelung durch Einstellen der Badhöhe im Schmelzengefäß 3 und dazu gekoppelter Abzugsregelung einzurichten. Darüber hinaus ist es möglich über die Änderung des Gasdruckes im Freistrahlraum 19 die Durchflußmenge im Bereich der Einlaufdüse 4 zu regeln. Hierzu ist in die Schutzgasleitung 23 ein Druckregelventil 27 geschaltet, welches mit der Verschlußeinrichtung 26 regelungstechnisch verbunden ist. The inlet nozzle 4 is assigned a closure device 26, which is formed in Fig. 1 by a lifting and lowering plug. However, the closure device can also, for. B. be formed by a slide integrated into the inlet nozzle. The flow rate can be changed by changing the passage cross section. Furthermore, it is possible to set up a flow rate control by adjusting the bath height in the melt vessel 3 and the extraction control coupled to it. In addition, it is possible to change the flow rate in the area of the inlet nozzle 4 by changing the gas pressure in the free jet space 19 regulate. For this purpose, a pressure control valve 27 is connected to the protective gas line 23 and is connected to the closure device 26 for control purposes.

Claims

Patentansprüche: Claims:
1. Einrichtung zum kontinuierlichen Stranggießen eines Metallbandes, vorzugsweise eines Stahlbandes mit einer Banddicke unter 60 mm und bei einer Gießgeschwindigkeit zwischen 4 und 10 m/min nach dem Freistrahlgießverfahren, mit einer oszillierenden Durchlaufkokille (5), einer von einem Durchtrittskanal (16) durchsetzten Einlaufdüse (4) und einem Schmelzenbehälter (3), dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaufkokille (5) dichtend an die Einlaufdüse (4) anschließt.1. Device for the continuous continuous casting of a metal strip, preferably a steel strip with a strip thickness of less than 60 mm and at a casting speed between 4 and 10 m / min according to the free jet casting method, with an oscillating continuous mold (5), an inlet nozzle penetrated by a passage channel (16) (4) and a melt container (3), characterized in that the continuous mold (5) connects sealingly to the inlet nozzle (4).
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaufdüse (4) einen Durchtrittskanal (16) für die Schmelze aufweist, dessen Austrittsquerschnitt in Projektion auf die Eintrittsöffhung (18) der Durchlaufkokille (5) im wesentlichen mittig und von den Rändern der Eintrittsöffhung (18) der Durchlaufkokille (5) mit Abstand angeordnet ist..2. Device according to claim 1, characterized in that the inlet nozzle (4) has a passage channel (16) for the melt, the outlet cross-section in projection onto the inlet opening (18) of the continuous mold (5) substantially in the center and from the edges of the inlet opening (18) the continuous mold (5) is arranged at a distance.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Form des Austritts- querschnitt des Durchtrittskanals (16) der Querschnittsform der Eintrittsöffhung (18) der Durchlaufkokille (5) entspricht.3. Device according to claim 2, characterized in that the shape of the outlet cross section of the passage channel (16) corresponds to the cross-sectional shape of the inlet opening (18) of the continuous mold (5).
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaufdüse (4) mindestens zwei Durchtrittskanäle (16) für die Schmelze aufweist, deren Austrittsquerschnitte in Projektion auf die Eintrittsöffhung (18) der Durchlaufkokille (5) im wesentlichen gleichmäßig verteilt und von den Rändern der Eintrittsöffhung (18) der Durchlaufkokille (5) mit Abstand angeordnet sind.4. Device according to claim 1, characterized in that the inlet nozzle (4) has at least two passage channels (16) for the melt, the outlet cross-sections of which are projected onto the inlet opening (18) of the continuous mold (5) and are distributed substantially uniformly and from the edges the inlet opening (18) of the continuous mold (5) are arranged at a distance.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittskanäle (16) in der Einlaufdüse (4) von Schlitzen (17) gebildet sind.5. Device according to claim 4, characterized in that the passage channels (16) in the inlet nozzle (4) are formed by slots (17).
6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittskanäle (16) in der Einlaufdüse (4) einen kreisförmigen oder einen elliptischen Querschnitt aufweisen. 6. Device according to claim 4, characterized in that the passage channels (16) in the inlet nozzle (4) have a circular or an elliptical cross section.
/. J-.innc-.tung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzengefäß (3) und die Einlaufdüse (4) eine Baugruppe bilden und diese Baugruppe mit einem Verlagerungsantrieb verbunden ist. /. J-.innc-.tung according to one of claims 1 to 6, characterized in that the melt vessel (3) and the inlet nozzle (4) form an assembly and this assembly is connected to a displacement drive.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaufdüse (4) eine Heizeinrichtung (22), insbesondere eine induktive Heizung, aufweist.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the inlet nozzle (4) has a heating device (22), in particular an inductive heating.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die Durchlaufkokille (5) eingangsseitig ein Kokillenisolierstein (14) eingesetzt ist, der dichtend an die Einlaufdüse (4) anschließt.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that in the continuous mold (5) on the input side, a mold insulating block (14) is inserted, which connects sealingly to the inlet nozzle (4).
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Durchtrittsquerschnitt des Kokillenisoliersteines (14) mit dem Querschnitt der Eintrittsöffhung (18) der Durchlaufkokille fluchtet, die von Kupferplatten gebildet ist.10. The device according to claim 9, characterized in that the free passage cross section of the Kokillenisoliersteines (14) is aligned with the cross section of the inlet opening (18) of the continuous mold, which is formed by copper plates.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kokillenisolierstein (14) aus feuerfestem Material besteht.11. Device according to one of claims 9 and 10, characterized in that the mold insulating brick (14) consists of refractory material.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Freistrahlraum (19) innerhalb der Durchlaufkokille (5), vorzugsweise durch den Kokillenisolierstein (14), eine Schutzgasleitung (23) geführt ist, die den Freistrahlraum (19) mit einer Schutzgasquelle verbindet.12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that in a free jet space (19) within the continuous mold (5), preferably through the mold insulating block (14), a protective gas line (23) is guided, which the free jet space (19) connects with a protective gas source.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in die Schutzgasleitung (23) ein Druckregelventil (27) geschaltet ist, welches mit der Verschlußeinrichtung (26) regelungstechnisch verbunden ist.13. The device according to claim 12, characterized in that in the protective gas line (23) a pressure control valve (27) is connected, which is connected to the closure device (26) for control purposes.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaufkokille (5) eingangsseitig im Bereich des Freistrahlraumes (19) oberhalb des Gießspiegels (20) Zugänge (21) für Gießöl aufweist. 14. Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the continuous mold (5) on the input side in the area of the free jet space (19) above the casting level (20) has accesses (21) for pouring oil.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlauflcokille (5) eine Länge von mindestens 900 mm . vorzugsweise mindestens 1200 mm aufweist.15. Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the Durchlauflcokille (5) has a length of at least 900 mm. preferably has at least 1200 mm.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchkaufkokille (5) als Bogenkokille ausgebildet ist. 16. Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the buy-through mold (5) is designed as an arc mold.
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