WO2007090375A2 - Eingusstopf zur aufnahme einer aus einer giesspfanne ausfliessenden metallischen schmelze - Google Patents

Eingusstopf zur aufnahme einer aus einer giesspfanne ausfliessenden metallischen schmelze Download PDF

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    • 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
    • B22D41/003—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like with impact pads

Definitions

  • the invention relates to a pot made of refractory and corrosion-resistant material with a baffle surrounded by a side wall for receiving a flowing out of a ladle metallic melt, which pot for placement in a tundish, which serves to calm the melt and to retain slag, is provided.
  • Such pots have long been used for passive flow guidance in also referred to as continuous casting intermediate tanks to improve the degree of purity of steel. It should be an ideal melt flow in the continuous casting and a uniform residence time of the melt with controlled melt turbulence can be achieved. This is to dead space areas and so-called short-circuit currents are avoided and the deposition conditions for non-metallic inclusions can be improved.
  • Injection body with preferably circumferential inner edge have in staionDC casting operation the task to deflect back the Pfannengellongellostrahl in and thereby large-scale vortex and To limit high turbulence in the continuous casting and spatially due to the associated higher energy dissipation in the pouring area to improve the deposition conditions in the rest of the distribution area. It is essential that so-called short-circuit flows are prevented from the pouring point in the continuous casting or intermediate container to the Schmelzenauslrawöffhungen in the bottom of the continuous casting. As shown, for example, in US Pat. No. 5,169,591 A, the location of the ladle pouring jet on the one hand and the outflow openings from the continuous casting distributor are located at opposite ends of this continuous casting distributor or intermediate container.
  • the invention has for its object to make a pot so that the melt flowing out of it are given compared to known pots improved flow conditions.
  • a portion of the side wall of the pot in the bottom region is provided with an opening which merges into a subsequent to the outer wall of the pot, balcony-like tub whose bottom is preferably arcuately connected to the baffle floor and in particular arcuately merges into the tub limiting tub wall.
  • the melt material entering this trough upon exiting the trough, receives an upwardly directed flow component which is directed substantially opposite to the flow component of the melt emerging from the top of the pot and flowing downwardly on the outside wall thereof.
  • the two colliding melt streams receive in this way a laterally directed flow component, which counteracts the formation of so-called short-circuit currents, which occur when, in the absence of such a trough, the melt flowing out of the top of the pot downwards and then along the bottom of the continuous casting spreader Intermediate tank flows to the Ausgußöffhungen the intermediate container.
  • a central elevation falling down to the sidewalls serves to discharge the impinging pouring stream towards these sidewalls.
  • the survey has according to the drawings substantially the shape of a cone with a ⁇ ffhungswinkel in the range of about 160 ° and a height in the range of about 12% of the inner height of the Eingusstopfes.
  • the impact pad is provided with concentric waves and a central elevation, said central elevation has substantially the shape of a hemisphere with a height according to the drawing a height in the range of about 25 % of the internal pot height has.
  • the floor area of the central elevation is on the order of about 6% of the total impact floor area.
  • the invention is based on the further object to design a pot so that the pan pouring already experiences a certain calming when hitting the baffle, and after hitting the baffle the tendency to an upward circular movement of the melt is improved.
  • the central elevation of the baffle has the shape of a rounded cap having a pin whose height is in the range of about 30 to 60% of the inner height of the Eingußopfes.
  • This peg-like configuration of the elevation enhances the tendency of deflecting the pouring jet impinging on these pivots toward the sidewalls, thereby creating the desired circular movement of the melt within the cauldron.
  • the cross-sectional area of the pin in the region of the baffle preferably has a size of 10 to 50% of the surface of the baffle in its horizontal projection.
  • FIG. 1 shows an isometric view of a square plan view pot
  • FIG. 2 shows a plan view
  • FIG. 3 shows a sectional view along the line AA
  • Figure 4 shows a Thomasansciht along the line BB
  • Figure 5 shows a substantially circular pot
  • Figure 6 shows a substantially trapezoidal pot.
  • in plan view square pot 1 is provided in the region of its bottom 2 with a centrally located elevation in the form of a pin 3, which has a rounded cap.
  • the height of the pin 3 is in the range of about 30% to 60% of the inner height of the Eingußtopfes 1, preferably in the range of about 33% to 45% and in particular in the range of about 38% of the inner height of the Eingußopfes 1.
  • the pin 3 has starting from its upper rounded cap over at least part of its height the shape of a paraboloid of revolution or a cone.
  • the pin 3 as shown, following its paraboloidal or cone-shaped head portion 3.1 has an arcuately downwardly and outwardly flared foot portion 3.2, thereby enhancing the tendency to form a circular movement of the melted material, as shown in FIG is illustrated by the dashed lines of flow a, which also contributes to the fact that the side walls of the Eingußtopfes 1 arcuate or concave curved connect to the baffle floor.
  • the cross-sectional area of the pin in the area of the impact floor has a size of about 10% to 50%, preferably about 15% to 25% and in particular in the range of about 16% to 17% of the base area of the impact floor 2 in its horizontal projection.
  • the impact floor 2 can have concentric or otherwise shaped waves 2. 1 in its region surrounding the journal 3.
  • a section of the side wall of the casserole is provided with an opening 4 which merges into a balcony-like trough 5 adjoining the outer wall of the casserole 1.
  • the vertical height of the opening 4 is in the range of about 60% to 100% of the pin 3.
  • the opening 4 and the tub 5 are in the square pot 1 shown in Figure 2 in the region of a side wall and preferably extend over a range of about 15% to 20% of the total circumference of the saucepan 1.
  • the bottom of the tub 4 joins arcuately the baffle floor 2, and this tub bottom is arcuate in the tub bordering tub wall.
  • the vertical height of the opening is in the range of about 30% to 55%, preferably 33% to 45%, and more preferably in the range of about 38%.
  • Figure 5 shows a pot 11 having a substantially circular cross-section, which is otherwise designed equivalent to the pot 1 according to the figures 1 to 4.
  • the gutter 21 shown in Figure 6 with a substantially trapezoidal outline is also designed in terms of its further features equivalent to the one shown in Figures 1 to 4 the pot 1.

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Abstract

Bei einem Eingußtopf aus feuerfestem und korrosionsbeständigem Material mit einem von einer Seitenwand umgebenen Prallboden zur Aufnahme einer aus einer Gießpfanne ausfließenden metallischen Schmelze, welcher Eingußtopf zur Anordnung in einen Zwischenbehälter (Tundish), der zur Beruhigung der Schmelze und zum Zurückhalten von Schlacke dient, vorgesehen ist ist ein Abschnitt der Seitenwand des Eingußtopfes mit einer Öffnung (4) versehen ist, die in einer an die Außenwand des Eingußtopfes anschließende balkonartige Wanne (5) übergeht. Der Prallboden hat vorzugsweise eine im wesentlichen zentrisch im Eingußtopf angeordnete, insbesondere rotations-symmetrische, von innen nach außen abfallende Erhebung, die die Form eines eine abgerundete Kappe aufweisenden Zapfens (3) hat, dessen Höhe im Bereich von etwa 30 bis 60 % der Innenhöhe des Eingußtopfes (1) liegt.

Description

Purmetall GmbH & Co. KG Niebuhrstrasse 57 D - 46049 Oberhausen
Eingusstopf zur Aufnahme einer aus einer Gießpfanne ausfließenden metallischen Schmelze
Die Erfindung betrifft einen Eingußtopf aus feuerfestem und korrosionsbeständigem Material mit einem von einer Seitenwand umgebenen Prallboden zur Aufnahme einer aus einer Gießpfanne ausfließenden metallischen Schmelze, welcher Eingußtopf zur Anordnung in einem Zwischenbehälter (Tundish), der zur Beruhigung der Schmelze und zum Zurückhalten von Schlacke dient, vorgesehen ist.
Derartige Eingußtöpfe werden seit langem zur passivem Strömungsführung in auch als Stranggießverteiler bezeichneten Zwischenbehältern zur Verbesserung des Reinheitsgrades von Stahl eingesetzt. Es soll eine ideale Schmelzenströmung im Stranggießverteiler und eine gleichmäßig hohe Verweildauer der Schmelze mit kontrollierter Schmelzenturbulenz erreicht werden. Dadurch sollen Totraumgebiete und sogenannte Kurzschlußströmungen vermieden und die Abscheidebedingungen für nichtmetallische Einschlüsse verbessert werden.
Eingußkörper mit vorzugsweise umlaufender Innenkante haben im staionären Gießbetrieb die Aufgabe, den Pfannengießstrahl in sich zurückzulenken und dadurch großräumige Wirbel und hohe Turbulenzen im Stranggießverteiler räumlich zu begrenzen und infolge der damit verbundenen höheren Energiedissipation im Eingießbereich die Abscheidebedingungen im übrigen Verteilerbereich zu verbessern. Wesentlich dabei ist es, daß sogenannte Kurzschlußströmungen von der Eingießstelle in den Stranggießverteiler bzw. Zwischenbehälter zu den Schmelzenauslaßöffhungen im Boden des Stranggießverteilers verhindert werden. Wie es z.B. in der US-5,169,591 A dargestellt ist, befindet sich die Stelle des Pfannengießstrahls einerseits und die Ausströmöffnungen aus dem Stranggießverteiler an entgegengesetzten Enden dieses Stranggießverteilers bzw. Zwischenbehälters.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Eingußtopf so zu gestalten, daß der aus ihm ausfließenden Schmelze gegenüber bekannten Eingußtöpfen verbesserte Strömungsbedingungen erteilt werden.
Gemäß der Erfindung wird zu diesem Zweck vorgesehen, daß ein Abschnitt der Seitenwand des Eingußtopfes in dessen Bodenbereich mit einer Öffnung versehen ist, die in eine an die Außenwand des Eingußtopfes anschließende, balkonartige Wanne übergeht, deren Boden sich vorzugsweise bogenförmig an den Prallboden anschließt und insbesondere bogenförmig in die die Wanne begrenzende Wannenwand übergeht. Das in diese Wanne eintretende Schmelzenmaterial erhält beim Austreten aus der Wanne eine nach oben gerichtete Strömungskomponente, die im wesentlichen entgegengesetzt gerichtet ist zu der Strömungskomponente der oben aus dem Eingußtopf austretenden und an dessen Außenwand nach unten fließenden Schmelze. Die beiden aufeinandertreffenden Schmelzenströme erhalten auf diese Weise eine seitlich gerichtete Strömungskomponente, die dem Ausbilden sogenannter Kurzschlußströmungen entgegenwirkt, welche dann auftreten, wenn bei Fehlen einer solchen Wanne die oben aus dem Eingußtopf ausfließende Schmelze an der Eingußtopfaußenwand nach unten und dann entlang des Bodens des Stranggießverteilers bzw. Zwischenbehälters zu den Ausgußöffhungen des Zwischenbehälters strömt.
Bei einem in der WO 2004/052574 Al behandelten Eingußtopf dient eine zu den Seitenwänden abfallende mittige Erhöhung dazu, den auftreffenden Gießstrahl zu diesen Seitenwänden hin abzuleiten. Die Erhebung hat gemäß der zeichnerischen Darstellung im wesentlichen die Form eines Kegels mit einem Öffhungswinkel im Bereich von ca. 160° und einer Höhe im Bereich von etwa 12 % der Innenhöhe des Eingußtopfes. Bei einem in der EP 1 232 814 Bl beschriebenen Eingußtopf ist der Prallboden mit konzentrischen Wellen und einer zentralen Erhebung versehen, wobei diese zentrale Erhebung im wesentlichen die Form einer Halbkugel mit einer Höhe hat, die gemäß der zeichnerischen Darstellung eine Höhe im Bereich von etwa 25 % der Eingußtopf-Innenhöhe hat. Die Bodenfϊäche der zentralen Erhöhung liegt in der Größenordnung von etwa 6 % der Prallbodenfläche insgesamt.
Der Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, einen Eingußtopf so zu gestalten, daß der Pfannengießstrahl bei seinem Auftreffen auf den Prallboden bereits eine gewisse Beruhigung erfährt, und nach dem Auftreffen auf den Prallboden die Tendenz zu einer nach oben gerichteten kreisförmigen Bewegung der Schmelze verbessert wird.
Diese Aufgabe wird in überraschender Weise dadurch gelöst, daß die zentrale Erhebung des Prallbodens die Form eines eine abgerundete Kappe aufweisenden Zapfens hat, dessen Höhe im Bereich von etwa 30 bis 60 % der Innenhöhe des Eingußtopfes liegt.
Diese zapfenartige Ausgestaltung der Erhebung verstärkt die Tendenz des Umlenkens des auf diesen Zapfen auftreffenden Gießstrahls zu den Seitenwänden hin, wodurch sich die erwünschte kreisförmige Bewegung der Schmelze in dem Eingußtopf herausbildet.
Die Querschnittsfläche des Zapfens im Bereich des Prallbodens hat vorzugsweise eine Größe von 10 bis 50 % der Fläche des Prallbodens in dessen Horizontalprojektion.
Da durch die kinetische Energie des auf den Boden auftreffenden Gießstrahls zwangsläufig ein Materialabrieb stattfindet, wirkt sich dieser nicht zu verhindernde Abrieb bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung erst zu einem späteren Zeitpunkt in der Weise nachteilig aus, daß der Eingußtopf infolge der Zerstörung des Prallbodens unbrauchbar und damit gegen einen neuen Eingußtopf ausgetauscht werden muß.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in Unteransprüchen behandelt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
Figur 1 zeigt eine isometrische Darstellung eines Eingußtopfes mit quadratischem Grundriß;
Figur 2 zeigt eine Draufsicht; Figur 3 zeigt eine Schnittansicht gemäß der Linie A-A; Figur 4 zeigt eine Schnittansciht gemäß der Linie B-B; Figur 5 zeigt einen im wesentlichen kreisrunden Eingußtopf; Figur 6 zeigt einen im wesentlichen trapezförmigen Eingußtopf.
Der in den Figuren 1 bis 4 dargestellte, im Grundriß quadratische Eingußtopf 1 ist im Bereich seines Bodens 2 mit einer mittig angeordneten Erhebung in Form eines Zapfens 3 versehen, der eine abgerundete Kappe hat. Die Höhe des Zapfens 3 liegt im Bereich von etwa 30 % bis 60 % der Innenhöhe des Eingußtopfes 1, vorzugsweise im Bereich von etwa 33 % bis 45 % und insbesondere im Bereich von etwa 38 % der Innenhöhe des Eingußtopfes 1. Der Zapfen 3 hat ausgehend von seiner oberen abgerundeten Kappe zumindest über einen Teil seiner Höhe die Form eines Rotationsparaboloids oder eines Kegels. Der Zapfen 3 hat wie dargestellt im Anschluß an seine die Form eines Rotationsparaboloids oder eines Kegel aufweisenden Kopfabschnitts 3.1 einen sich bogenförmig nach unten und außen erweiternden Fußabschnitt 3.2, wodurch die Tendenz zur Ausbildung einer kreisförmigen Bewegung der Materialschmelze verstärkt wird, so wie es in Figur 4 durch die gestrichelten Strömungslinien a verdeutlicht ist, wozu auch beiträgt, daß die Seitenwände des Eingußtopfes 1 sich bogenförmig bzw. konkav gekrümmt an den Prallboden anschließen.
Die Querschnittsfläche des Zapfens im Bereich des Prallbodens hat eine Größe von etwa 10 % bis 50 %, vorzugsweise etwa 15 % bis 25 % und insbesondere im Bereich von etwa 16 % bis 17 % der Grundfläche des Prallbodens 2 in dessen Horizontalprojektion.
Wie es in Figur 3 dargestellt ist, kann der Prallboden 2 in seinem den Zapfen 3 umgebenden Bereich konzentrische oder sonstwie gestaltete Wellen 2.1 aufweisen.
Ein Abschnitt der Seitenwand des Eingußtopfes ist, wie insbesondere aus Figur 4 ersichtlich, mit einer Öffnung 4 versehen, die in eine an der Außenwand des Eingußtopfes 1 anschließende balkonartige Wanne 5 übergeht. Die vertikale Höhe der Öffnung 4 liegt im Bereich von etwa 60 % bis 100 % des Zapfens 3. Die Öffnung 4 und die Wanne 5 liegen bei dem in Figur 2 dargestellten quadratischen Eingußtopf 1 im Bereich einer Seitenwand und erstrecken sich vorzugsweise über einen Bereich von etwa 15 % bis 20 % des Gesamtumfanges des Eingußtopfes 1. Der Boden der Wanne 4 schließt sich bogenförmig an den Prallboden 2 an, und dieser Wannenboden geht bogenförmig in die die Wanne begrenzende Wannenwand über.
Bezogen auf die Eingußtopf-Innenhöhe liegt die vertikal Höhe der Öffnung im Bereich von etwa 30 % bis 55 %, vorzugsweise 33 % bis 45 % und insbesondere im Bereich von etwa 38 %.
Figur 5 zeigt einen Eingußtopf 11 mit im wesentlichen kreisrundem Querschnitt, der ansonsten äquivalent zu dem Eingußtopf 1 gemäß den Figuren 1 bis 4 gestaltet ist.
Der in Figur 6 dargestellte Eingußtopf 21 mit im wesentlichen trapezförmigem Grundriß ist bezüglich seiner weiteren Merkmale ebenfalls äquivalent zu dem in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Eingußtopf 1 gestaltet.

Claims

Patentansprüche
1. Eingußtopf aus feuerfestem und korrosionsbeständigem Material mit einem von einer Seitenwand umgebenen Prallboden zur Aufnahme einer aus einer Gießpfanne ausfließenden metallischen Schmelze, welcher Eingußtopf zur Anordnung in einen Zwischenbehälter (Tundish), der zur Beruhigung der Schmelze und zum Zurückhalten von Schlacke dient, vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt der Seitenwand mit einer (4) Öffnung versehen ist, die in einer an die Außenwand des Eingußtopfes anschließende, balkonartige Wanne (5) übergeht.
2. Eingußtopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Wanne (5) sich bogenförmig an den Prallboden (2) anschließt und bogenförmig in die die Wanne begrenzenden Wannenwand übergeht.
3. Eingußtopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Höhe der Öffnung (4) im Bereich von etwa 30 % - 55 % der Eingußtopf-Innenhöhe liegt.
4. Eingußtopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (4) eine Höhe im Bereich von etwa 33 % - 45 % der Innenhöhe des Eingußtopfes (1) hat.
5. Eingußtopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (4) eine Höhe im Bereich von etwa 38 % der Innenhöhe des Eingußtopfes (1) hat.
6. Eingußtopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Prallboden (2) eine im wesentlichen zentrisch im Eingußtopf (1) angeordnete, insbesondere rotationssymmetrische und von innen nach außen abfallende Erhebung hat, die die Form eines eine abgerundete Kappe aufweisenden Zapfens (3) hat, und daß der Zapfen (3) eine Höhe hat, die im Bereich von etwa 30 bis 60 % der Innenhöhe des Eingußtopfes (1) liegt.
7. Eingußtopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Zapfens (3) im Bereich des Prallbodens (2) eine Größe von 10 % bis 50 % der Fläche des Prallbodens in dessen Horizontalprojektion hat.
8. Eingußtopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (3) ausgehend von seinem oberen, abgerundeten Ende zumindest über einen Teil seiner Höhe die Form eines Rotationsparaboloids hat.
9. Eingußtopf nach Anspruch 7oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (3) anschließend an die abgerundete Kappe zumindest über einen Teil seiner Höhe die Form eines Kegels hat.
10. Eingußtopf nach Anspruch 8,dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (3) im Anschluß an seine die Form eines Rotationsparaboloid aufweisenden Abschnitts (3.1) einen sich bogenförmig nach unten und außen erweiternden Fußabschnitt (3.2) hat.
11. Eingußtopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen im Anschluß an seinen die Form eines Kegel aufweisenden Abschnitts einen sich bogenförmig nach unten und außen erweiternden Fußabschnitt (3.2) hat.
12. Eingußtopf nach Anspruch 10 oder 11 dadurch gekennzeichnet, daß der Fußabschnitt (3.2) eine Höhe von 30 % bis 70 %, vorzugsweise etwa im Bereich von 50 %, der Gesamthöhe des Zapfens (3) hat.
13. Eingußtopf nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (3) eine Höhe im Bereich von etwa 33 % bis 45 % der Innenhöhe des Eingußtopfes (1) hat.
14. Eingußtopf nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (3) eine Höhe im Bereich von etwa 38 % der Innenhöhe des Eingußtopfes (1) hat.
15. Eingußtopf nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Zapfens (3) im Bereich des Prallbodens (2) eine Größe im Bereich von etwa 15 % bis 25 % der Fläche des Prallbodens in dessen Horizontalprojektion hat.
16. Eingußtopf nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Zapfens (3) im Bereich des Prallbodens (2) eine Größe im Bereich von etwa 16 % bis 17 % der Fläche des Prallbodens in dessen Horizontalprpjektion hat.
17. Eingußtopf nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der den Zapfen (3) umgebende Bereich des Prallbodens Wellen (2.1) aufweist.
18. Eingußtopf nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt seiner Seitenwand mit einer Öffnung (4) versehen ist, die in eine an die Außenwand des Eingußtopfes anschließende, balkonartige Wanne (5) übergeht.
19. Eingußtopf nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Höhe der Öffnung (4) im Bereich von etwa 60 % bis 100 % der Höhe des Zapfens (3) liegt.
20. Eingußtopf nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (4) und die Wanne (5) in Umfangsrichtung der Seitenwand einen Bereich von etwa 20 % bis 25 % des Gesamtumfanges des Eingußtopfes (1) einnimmt.
21. Eingußtopf nach einem der Ansprüche 18 bis 20 dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Wanne (5) sich bogenförmig an den Prallboden (2) anschließt und bogenförmig in die die Wanne begrenzende äußere Wannenwand übergeht.
22. Eingußtopf nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß seine Seitenwände sich bogenförmige bzw. konkav gekrümmt an den Prallboden (2) anschließen.
PCT/DE2007/000201 2006-02-08 2007-02-03 Eingusstopf zur aufnahme einer aus einer giesspfanne ausfliessenden metallischen schmelze WO2007090375A2 (de)

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