EP0784523B1 - Tauchgiessrohr - Google Patents
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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
- B22D41/50—Pouring-nozzles
Definitions
- the invention relates to a device for the continuous casting of steel, consisting of a dip tube with an elongated cross-section and one, long and wide sides Continuous casting mold, in particular for casting thin slabs.
- Immersion pipes have a round, predominantly circular or elliptical shape when they are connected to the casting tank. This shape can continue up to the mouth area of the immersion pouring tube, but it can also change into another shape, for example a rectangular shape.
- an immersion pouring tube is known whose at least in its section immersed in the melt has a substantially rectangular outer and inner cross section. The longitudinal edges of this immersion pouring tube run parallel to the long sides of the continuous casting mold, so that an optimal space for the flow cross section is used, in particular in the case of rectangular strand cross sections.
- the flow cross-section available here with normal slabs between the broad side of the mold and the outer pouring tube wall is no longer present in the case of molds for the production of thin slabs.
- the immersion pouring tube known from this document influences the melt flowing through the immersion pouring tube, in particular the exit impulse of the pouring jet.
- the outer shape of the immersion pouring tube corresponds to an elongated oval.
- turbulence and eddies occur particularly in the corners in the area of the mold wide side as a result of the flow of the steel.
- wave peaks and valleys occur in the area of the long sides of the immersion pouring tube, with the disadvantageous consequence of an uneven supply of slag in the area of the free mold cross section in the shadow of the immersion pouring tube. This leads to uneven lubrication and a non-uniform heat transfer between the strand shell formed from the liquid steel and the mold wall, which also results in the drawing in of slag and casting powder under the bath surface.
- the invention has set itself the goal of creating a device that is constructive simple construction the kinetic energy of the liquid steel in the area between the section of the immersion tube immersed in the melt and the Dismantles the long sides of the mold and can be predefined on the flow formation in the Liquid steel in the mold area in the bath surface affects.
- the molten steel leaving the immersion pouring tube initially moves in the conveying direction of the strand.
- the flow rate of the liquid steel moves the Melt away from the mouth of the immersion nozzle to a point where reverses the direction of flow of the molten steel and then, into two separate ones Streams divided, near the broad sides of the molds against the direction of strand withdrawal flows to the bathroom surface.
- the device according to the invention has an outer tube wall shape which, at any immersion depth of the immersed pouring tube in the continuous casting mold, is at a constant distance from the long sides of the mold. Shaped elements are provided on the broad sides of the immersion pouring tube in the area immersed in the melt, which provide minimal resistance to the horizontal flow of the melt located in the mold and the casting powder floating on it.
- the outer wall of the area of the immersion pouring tube which is immersed in the melt is either directly designed in such a way that a minimal flow resistance to the horizontally flowing melt is achieved, or independent components are provided which are arranged in front of the broadside of the immersion pouring tube.
- the inner wall of the immersion nozzle as well as the outer wall of the immersion nozzle are given shapes that allow optimal flow conditions both in the immersion nozzle and around the immersion nozzle. Wall thickness changes will occur with one-piece immersion pipes.
- immersion pouring tubes are used which have a uniform wall thickness, which essentially depends on the shape of the inner tube wall.
- an immersion pouring tube 10 is shown, the inner tube wall of which 11 and the outer tube wall with 12, the area on the casting container side with 13 and the Mouth area is designated 14.
- the region 13 on the side of the casting container is tubular designed and connected to a casting tank, not shown.
- the Mouth area has a substantially flattened shape, the mold broadside Area 16 is significantly shorter than area 17 on the long side of the mold.
- FIG. 1 shows a section through a mold 20, the mold long sides 21 and Has broad mold sides 22.
- the immersion pouring tube 10 is arranged in the center of the mold 20.
- the immersion pouring tube 10 has a rectangular cross-sectional shape.
- a shaped element 31 designed as a wedge 32 is arranged in front of the mold-wide area 16.
- the long sides of the mold run essentially parallel.
- the distance of the tube outer wall 12 to the inner mold longitudinal side 21, which has the maximum mold width B, is denoted by d.
- the left side of the immersion pouring tube 10 of the horizontal section in FIG. 1 is designed like a boat body 35.
- the immersion pouring tube 10 has a wedge-shaped base piece 18 in the center. In this variant, the mold is cambered.
- the current is sketched in the left part.
- the liquid material rises in the area of the mold broadside to the bath surface, shown here by arrowheads. From there, the current moves in the direction of the immersion pouring tube, evenly divided by the tip of the boat-shaped broad side of the immersion pouring tube. In the middle of the long side of the immersion pouring tube (represented by the arrow ends), the liquid steel flow moves in the direction of the strand withdrawal.
- the lower area of FIG. 1 shows vertical sections through the mold and the dip tube, specifically the section CC through a cambered mold and EE through a mold with parallel side walls.
- the outer tube wall 12 is designed such that it has a constant distance d from the inner wall of the long side 21 of the mold when the depth of immersion into the mold or the melt is different.
- Figures 2 and 3 have a section through a dip tube 10, the mouth side has a conical extension 15, in the center of a wedge-shaped base piece 18 is provided.
- the angle of inclination is 4 ° to 20 °.
- the outer tube wall 12 of the immersion pouring tube is in the melt immersed area designed on the broadside of the dip tube in such a way that the horizontal Flow of the molten steel and the casting powder floating on it minimal resistance is opposed.
- the outer tube wall is on the left 12 hull-shaped 35 ending in a tip, on the right
- a Taylor bead 34 which is also known from shipping, is provided on the side. Both Shaped elements are also with constant wall thickness of the dip tube (dashed Line).
- FIG. 3 shows an immersion pouring tube 10 in which the shaped elements 31 are independent Components are designed by holding devices 37 as on the left side or fastened to the immersion nozzle by means of a retaining web 38 as on the right-hand side are.
- the immersion pouring tube 10 has a constant wall thickness.
- the as an independent Components 31 designed as components can have any cross-sectional shapes, a semicircular outer contour 31 is shown in the left part and in the right part Part of the shape of a wedge 32.
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Description
Der bei Normalbrammen hierbei zur Verfügung stehende Strömungsquerschnitt zwischen der Kokillenbreitseite und der Tauchgießrohraußenwand ist bei Kokillen für die Herstellung von Dünnbrammen nicht mehr gegeben. Hinzu tritt, daß die durch das Tauchgießrohr geführten Flüssig-Stahlmengen bei den heutigen geforderten Gießleistungen deutlich höhere Gießgeschwindigkeiten aufweisen, als es bei der aus der o. g. 20 Jahre alten Schrift bekannten Kokille üblich war. Die Strömung des flüssigen Stahls ist dabei so groß, daß es zu deutlichen Badoberflächenbewegungen besonders im Bereich zwischen dem Tauchgießrohr und den Kokillenlängsseiten kommt.
Weiterhin ist aus der Schrift DE 41 42 447 C2 ein Tauchgießrohr zum Einleiten von Stahlschmelze in eine Kokille bekannt, bei dem die Innenwand des den Querschnitt erweiternden Teils des Tauchgießrohres zusammen mit den gegenüberliegenden Wandteilen des Bodenstücks Strömungskanäle bilden. Das aus dieser Schrift bekannte Tauchgießrohr nimmt Einfluß auf die das Tauchgießrohr durchströmende Schmelze, insbesondere auf den Austrittsimpuls des Gießstrahles. Die Außenform des Tauchgießrohres entspricht einem langgestrecktem Oval.
Bei den bekannten Tauchgießrohrformen kommt es besonders im Bereich der Ecken im kokillenbreitseitigen Bereich infolge der Strömung des Stahl zu Turbulenzen und Wirbeln. Hierbei treten im Bereich der Längsseiten des Tauchgießrohres Wellenberge und -täler auf mit der nachteiligen Folge einer ungleichmäßigen Schlackeversorgung im Bereich des freien Kokillenquerschnitts im Schatten des Tauchgießrohres. Dies führt zu ungleichmäßiger Schmierung und einem ungleichförmigen Wärmeübergang zwischen der sich aus dem Flüssigstahl bildenden Strangschale und der Kokillenwand, was auch noch ein Einziehen von Schlacke und Gießpulver unter die Badoberfläche zur Folge hat.
Die Außenwand des in die Schmelze eintauchenden Bereichs des Tauchgießrohres ist entweder unmittelbar so ausgestaltet, daß ein minimaler Strömungswiderstand gegenüber der horizontal fließenden Schmelze erreicht wird oder es sind unabhängige Bauteile vorgesehen, die vor der Tauchgießrohrbreitseite angeordnet sind.
Die Tauchgießrohrinnenwand wie auch die Tauchgießrohraußenwand erhalten Formen, die jeweils optimale Strömungsverhältnisse sowohl im Tauchgießrohr wie auch um das Tauchgießrohr herum erlauben. Bei einstückigen Tauchgießrohren werden Wandstärkenänderungen auftreten. Bei der Verwendung von unabhängigen Bauteilen für die Formelemente werden Tauchgießrohre eingesetzt, die eine gleichmäßige Wandstärke besitzen, die sich im wesentlichen nach der Form der Rohrinnenwand richtet.
- Fig. 1
- einen Schnitt durch zwei Ausführungen der Kokille und des Tauchgießrohres horizontal und vertikal mit Sicht auf Breitseiten
- Fig. 2 und Fig. 3
- Längsschnitte und Mündungsquerschnitte verschiedener Ausgestaltungen.
Die Distanz der Rohraußenwand 12 zur, die maximale Kokillenbreite B besitzenden inneren Kokillenlängsseite 21 ist mit d bezeichnet.
Die linke Seite des Tauchgießrohres 10 des horizontalen Schnittes der Figur 1 ist bootskörperförmig 35 ausgestaltet. Das Tauchgießrohr 10 weist mittig ein keilförmiges Bodenstück 18 auf. Bei dieser Ausführungsvariante ist die Kokille bombiert.
Der untere Bereich der Figur 1 zeigt vertikale Schnitte durch die Kokille und das Tauchrohr, und zwar den Schnitt CC durch eine bombierte Kokille und EE durch eine Kokille mit parallel geführten Seitenwänden.
In beiden Fällen ist unabhängig von der Ausgestaltung der Rohrinnenwand 11 die Rohraußenwand 12 so ausgestaltet, daß sie bei unterschiedlicher Eintauchtiefe in die Kokille bzw. die Schmelze eine konstante Distanz d zur Innenwandung der Kokillenlängsseite 21 aufweist.
- 10
- Tauchgießrohr
- 11
- Rohrinnenwand
- 12
- Rohraußenwand
- 13
- gießbehälterseitiger Bereich
- 14
- Mündungsbereich
- 15
- konische Erweiterung
- 16
- Tauchrohrbreitseite
- 17
- Tauchrohrlängsseite
- 18
- keilförmiges Bodenstück
- 20
- Kokille
- 21
- Kokillenlängsseite
- 22
- Kokillenbreitseite
- 23
- Strömungskörper
- 31
- Formelemente
- 32
- Keil
- 33
- Halbkreis
- 34
- Taylor-Wulst
- 35
- bootskörperförmig
- 36
- rechteckig
- 37
- Halterung
- 38
- Haltesteg
- B
- Kokillenbreite
- c
- Abstand Formelemente Tauchgießrohr
- d
- Distanz Tauchgießrohraußenwand Kokilleninnenwand
- α
- Neigungswinkel
- β
- Keilwinkel
Claims (7)
- Einrichtung zum Stranggießen von Stahl, bestehend aus einem Tauchgießrohr mit länglichem Querschnitt und einer, Längs- und Breitseiten aufweisenden Stranggießkokille, insbesondere zum Gießen von Dünnbrammen, wobei das Tauchgießrohr einenends an einen Gießbehälter angeschlossen ist und anderenends in die Kokille soweit hineinragt, daß während des Gießbetriebes die Mündung in die in der Kokille befindliche Stahlschmelze eintaucht,
wobei die Rohraußenwand (12) des Tauchgießrohres (10) in seinem der Kokillenlängseite (21) zugewandten längsseitigen Bereich (17) eine Form besitzt, die unabhängig von der Eintauchtiefe des Tauchgießrohres in die in der Stranggießkokille befindlichen Schmelze eine konstante Distanz (d) zu den Kokillenlängsseiten (21) aufweist und die Rohraußenwand (12) des Tauchgießrohres (10) in seinen den Kokillenbreitseiten (22) zugewandten breitseitigen Bereichen (16) Formelemente (31) aufweist, die die Form eines Keils (32) mit gegen die Strömung weisender Spitze oder Taylor-Wulst (34) besitzen, so daß sie der horizontalen Strömung der Stahlschmelze und dem auf ihr schwimmenden Gießpulver einen minimalen Widerstand entgegensetzen. - Tauchgießrohr nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rohraußenwand (12) des längsseitigen Bereichs (17) eine zur Kokillenlängsseite (21) äquidistante Fläche ist und die Rohrinnenwand (11) als ebene Fläche ausgebildet ist. - Tauchgießrohr nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rohrinnenwand (11) der Tauchgießrohrbreitseite (16) eine konische Erweiterung (15) aufweist und daß der Neigungswinkel (a) der konischen Erweiterung (15) α = 4° bis 20° ist. - Tauchgießrohr nach einem der oben genannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Quotient der
Distanz (d) zur Rohraußenwand (12) des Tauchgießrohres (10) zur maximalen Kokillenbreite (B) die Größe d / B = 0,15 - 0,3 besitzt. - Tauchgießrohr nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Keilwinkel des als Keil (32) ausgestalteten Formelements (31) β = 30° bis 60° beträgt. - Tauchgießrohr nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Formelemente (31) selbständige Bauteile sind, die durch Halterelemente (37, 38) an der Rohraußenwand (12) des Tauchgießrohres (10) befestigt sind. - Tauchgießrohr nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die als selbständige Bauteile ausgestalteten Formelemente (31) mit einem Abstand (c) = 3 bis 10 mm von der Rohraußenwand (12) des Tauchgießrohres (10) beabstandet sind.
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