DEVICE FOR THE INTRODUCTION OF METAL MELT, ESPECIALLY OF STEEL MELT IN A CONTINUOUS CASTING CHILL

Abstract: 1. Apparatus for introducing molten steel in the form of a pouring stream into a continuous casting mould, with at least one nozzle (4) fixed on a storage container, characterised in that, for introduction into a continuous casting mould (7) with a casting cross-section of less than 70 mm in width and at least 70 mm in length or a casting cross-section with an edge length or a diameter of less than 70 mm, the nozzle (4) has an upper portion (4a) completely surrounding the pouring stream and a lower obliquely cut portion (5) which is directly adjacent to the upper portion and is allocated to the gate (7b) of the continuous casting mould (7), and the pouring stream is guided only over part of its periphery in this portion (5).

Description: Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Einleitung von Metalischmelze, insbesondere von Stahlschmelze, in eine Strangglesskokille, mit mindestens einem Ausgiessrohr, das einen Vorratsbehälter mit der Stranggiesskokille verbindet. Eine derartige Vorrichtung verbindet den Vorratsbehälter mit der Stranggiesskokille strömungstechnisch, verhindert grössere Wärmeverluste der Metalischmelze und schützt die Metallschmelze im wesentlichen vor Reoxidation. Das Vergiessen von Metalischmelze, insbesondere von flüssigem Stahl, auf Vertikalstranggiessaniagen ist nach dem derzeitigen Stand der Technik bei kleinen Abmessungen des Gussstranges auf gewisse Formatabmessungen begrenzt. Unterhalb dieser Formatabmessungen kann das gesicherte Einfliessen der Metallschmelze aus dem Vorratsbehälter in die Stranggiesskokille nicht mehr gewährleistet werden. Das Vergiessen von Abmessungen im Bereich von 70 mm Durchmesser bzw. Quadrat bis 120 mm Durchmesser bzw. Quadrat wird gegenwärtig nur durch freies Eingiessen, d.h. durch freien Fall der Metalischmelze möglich, wobei auf das Eingiessen der Metallschmelze durch einen Tauchausguss hindurch verzichtet werden muss. Der Giessstrahl läuft hierbei unmittelbar aus dem Vorratsbe- hälter in die Stranggiesskokille. Für den Fall, dass bei derartigen Formaten die drei Grundforderungen (Strömungsführung, Wärmeverlust, Vermeidung der Reoxidation) teilweise erfüllt werden sollen, muss der Glessstrahl mit einem Schutzgasschleier umgeben werden. Mit einem derartigen Schutzgasschleier sind zusätzliche Kosten für den Vorrichtungsaufwand sowie für den Betrieb verbunden. Das Vergiessen von Querschnitten im Bereich um 70 mm Durchmesser bzw. Quadrat ist an und für sich schon problematisch, da in diesen Fällen der Giessstrahl nicht ständig gleichmässig aus dem Ausgussrohr des Vorratsbehälters ausläuft, sondern in einigen Fällen den Rand der Strangglesskokllle treffen kann. Derartige Vorfälle bedeuten eine unmittelbare Verschlechterung des Giessergebnisses, wenn nicht gar den totalen Abbruch des Stranggiessvorganges. Der Srfindung ist daher die Aufgabe zugrundegelegt, für besonders kleine bzw. schmale Giessquerschnltte eine Vorrichtung vorzuschlagen, die es gestattet, für sog. Dünnstränge die Metallschmelze, insbesondere Stahlschielze, strömungstechnisch günstig, ohne grösseren Wärmeverlust bzw. ohne unangemessene Vergrösserung der Gefahr der Reoxidation in die Einglessöffnung der Stranggiesskokille einzuleiten. Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass für Stranggiesskokillen, die einen Giessquerschnitt von weniger als 70 mm Breite bzw. 70 mm und mehr Lange oder einen Giessquerschnltt kleiner als 70 mm Rund- oder Quadratquerschnitt aufweisen, eine Metallschmelzenführung vorgesehen ist, die aus einem geschlossenen oberen Abschnitt und einem unmittelbar anschliessenden, der Eingiessöffnung der Stranggiesskokille zugeordneten, unteren, teilweise offenen Abschnitt besteht, wobei der offene Abschnitt die Metallschmelze an zumindest einem Teil des Strömungsquerschnitts führt. Diese Vorrichtung weist die Vorteile auf, eine weitestgehende Strömungsführung unter Vermeidung von freiem Fall der Metallschmelze zu gewährleisten, ferner Temperaturverluste unter den gegebenen Umständen weitestgehend zu vermeiden und ebenso weitestgehend eine Reoxidation auszuschliessen. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht in der geschaffenen Möglichkeit, die Metallschmelze in sehr schmale Giessräume von Strangglesskokillen einzuleiten, ohne den oberen Rand der Stranggiesskokille zu benetzen. Die Erfindungslehre schafft daher die Voraussetzung für das Giessen von extrem dünnen Gusssträngen. In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der untere offene Abschnitt schräg bis lotrecht verläuft. Das schräge bis lotrechte Einführen der Metallschmelze begünstigt vorteilhaft die Erstarrungsbedingungen innerhalb der Stranggiesskokil le. In weiterer Verbesserung der Erfindung ist vorgesehen, dass der untere offene Abschnitt aus einem an seinem Ausgiessende schräg angeschnittenen Ausgiessrohr mit ringförmigem Querschnitt besteht. Das Ausglessrohr bildet hierbei eine weitestgehende Führung für die Strömung der Metalischmelze, so dass hierbei Einströmbedingungen ähnlich wie bei Tauchrohren entstehen, bei denen die Metallschmelze unterhalb des Giessspiegels austritt. Wach dem Prinzip der Erfindung kann eine turbulente Strömung insbesondere dadurch vermieden werden, dass der untere offene Abschnitt aus einer unterhalb vom Ausgiessrohr vorgesehenen, in die Strangglesskokille gerichteten Ablaufschräge besteht. Eine solche Ablaufschräge weist den Vorteil auf, die Metallschmelze in Längsrichtung der Stranggiesskokille gleichzeitig zu verteilen und eine laminare Strömung zu begünstigen. Hierbei ist ausserdem vorrichtungstechnisch zweckmässig, dass die Ablaufschräge getrennt vom Ausglessrohr vorgesehen ist. Vorteilhaft ist ferner für rechteckige Strangglesskokillen- Giessräume, dass an der Ablaufkante der Ablaufschräge und/oder an den Seitenenden der Ablaufschräge Uberlaufstege vorgesehen sind. Solche tiberlaufstege verteilen ebenfalls die Metallschmelze leicht in einer sich in der zweiten Dimension erstreckenden Stranggiesskokille. Die Verteilung der Metallschmelze in Stranggiesskoklllen mit erheblich unterschiedlich langen Begrenzungswänden des Giessraumes wird grundsätzlich dadurch begünstigt, dass die Ablaufschräge der Länge des Giessraums der Stranggiesskokille angepasst ist. In vielen Fällen kann eine besondere Massnahme gegen die Reoxidation der Metallschmelze eingespart werden. Für den Fall, dass derartige Massnahmen dennoch erwünscht sind, können diese auf einen wesentlich engeren Bereich zwischen Vorratsbehälter und Stranggiesskokllle beschränkt werden. Dahingehend wird vorgeschlagen, dass der Bereich vom Ausgiessrohr mit Ablaufschräge bis zur Stranggiesskokillen-Oberkante mit einem Reoxldationsschutz versehen ist. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung mit vertikal geschnittener Stranggiesskokille als ein erstes Ausführungsbeispiel Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung mit vertikal geschnittener Stranggiesskokllle als ein zweites Ausführungsbeispiel, Fig. 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung mit vertikal geschnittener Stranggiesskokille als ein drittes Ausführungsbeispiel und Fig. 4 die zu Fig. 3 gehörende Vorderansicht, Fig. 5 eine Seitenansicht der Vorrichtung mit vertikal geschnittener Strangglesskokille als ein viertes Ausführungsbeispiel und Fig. 6 die zu Fig. 5 gehörende Seitenansicht. Gemäss Fig. 1 wird die Metallschmelze aus dem Vorratsbehälter 1 durch den Regel- und Verschliessmechanismus 2 und durch die Austrittsdüse 3 hindurch mittels des Ausgiessrohres 4 in die Stranggiesskokille 7 geführt. Die Stranggiesskokille 7 bildet einen sehr schmalen Giessraum 8. Das Ausgiessrohr 4 weist einen geschlossenen oberen Abschnitt 4a und einen unmittelbar anschliessenden unteren, teilweise offenen Abschnitt 5 auf. Der untere Abschnitt 5 verjüngt sich von der Stelle 5a (Beginn des unteren Abschnitts 5) bis zur Stelle 5b, wobei das Ausgiessrohr 4 zwischen den Stellen 5a und Sb etwa die Gestalt wie eine Rinne besitzt. Die Metallschmelze 9 strömt daher, geführt durch das Ausgiessrohr 4, bis nahe an die Stranggiesskokillen-Oberkante 7a der Stranggiesskokille 7 und in die Stranggiesskokille 7 hinein bis auf den Giessspiegel 6. Hierbei tritt kein nachteiliger Höhenunterschied zwischen der Stelle 5a und dem Giessspiegel 6 auf. Ausserdem ragt der untere Abschnitt 5 in die Eingiessöffnung 7b der Stranggiesskokille 7 hinein. Der die Strömung stützende Strömungsquerschnitt 10 wird bei diesem ersten Ausführungsbeispiel durch einen Fortsatz des Ausgiessrohres 4 selbst gebildet. Ein zweites Ausführungsbeispiel (Fig. 2) sieht einen seitlich zur Stranggiesskokille 7 versetzten Vorratsbehälter 1 mit Regel- und Verschliessmechanismus 2 und der Austrittsdüse 3 vor, bei dem das Ausgiessrohr 4 unter einem Winkel 11 verläuft, woraus sich eine variable Metallschmelzenstrümung im Bereich des Giessspiegels 6 in dem sehr engen Giessraum 8 ergibt. Das erste und zweite Ausführungsbeispiel setzen jeweils einen ringförmigen Querschnitt 12 des Ausgiessrohres 4 voraus. In einem dritten Ausführungsbeispiel (Fig. 3 und 4) sind der oberegeschlossene Abschnitt 4a und der untere, teilweise offene Abschnitt 5 in der Form getrennt voneinander ausgeführt, was mit Vorteilen der Herstellung von Feuerfestteilen verbunden ist,indem unter dem Ausgiessende 4b eine Ablaufschräge 13 angeordnet ist, von der die Metalischmelze 9 in die Stranggiesskokille 7 einströmt und den kontrollierten Giessspiegel 6 bildet. Die Ablaufschräge 13 ist vorteilhafterweise winkeleinstellbar an dem Träger 14 gelagert, der an ortsfester Stelle 15 befestigt ist. Die Ablaufschräge 13 besteht aus Feuerfestmaterialien, ähnlich dem Ausgiessrohr 4. In der Längenerstreckung des Giessraums 8 (Fig. 4) bei sehr schmalen, jedoch sehr langen Giessformaten des Gussstrangs 16 ist die getrennt vom Ausgiessrohr 4 vorgesehene Ablaufschräge 13 entsprechend lang ausgebildet und kann die Metalischmelze 9 in laminarer Strömung 17 auf den Giessspiegel 6 führen. Zur Strömungsverbrelterung tragen ausserdem an der Ablaufkante 18 der Ablaufschräge 13 hervorspringende Uberlaufstege 19 bei, die auch an den Seitenenden 13a und 13b vorgesehen sein können. Der untere, teilweise offene Abschnitt 5 kann auch mit einem Reoxidationsschutz 20 versehen sein, wobei z.B. inertes Gas in den Innenraum 20a geleitet wird. Gemäss einem vierten Ausführungsbeispiel (Fig. 5 und 6) ist die Ablaufschräge 13 im Abschnitt 5 zusammen mit dem Ausgiessrohr 4 aus einem gemeinsamen Teil gefertigt. Die Ablaufschräge 13 kann in Zusammenwirken mit der Austrittsöffnung 4c zu einer strömungsangepassten Lenkrinne 13a (Fig. 6) ausgebildet sein. Die Ablaufschräge 13 eignet sich besonders zur Verteilung der Metallschmelze 9 in einer Stranggiesskokille 7 für einen sog. Dünnstrang bei Kokillenbreitselten von unter 100 mm. Die Ablaufschräge 13 bzw. der untere offene Abschnitt 5 können in ihren Abmessungen am unteren Ende so klein gehalten werden, dass die Metallschmelze 9 ohne Schwierigkeiten in laminarer Strömung in die sehr schmale Stranggiesskokille 7 geleitet werden kann, wobei Metall spritzer auf die Stranggiesskokillen-Oberkante 7a vermieden werden.

Claims: Vorrichtung für die Einleitung von Metalischmelze, insbesondere von Stahlschmelze, in eine Stranggiesskokille Patentansprüche 1. Vorrichtung für die Einleitung von Metallschmelze, insbesondere von Stahlschmelze, in eine Stranggiesskokille, mit mindestens einem Ausgussrohr, das einen Vorratsbehälter mit der Stranggiesskokille verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass für Stranggiesskokillen (7), die einen Giessquerschriitt von weniger als 70 mm Breite bzw. 70 mm und mehr Länge oder einen Giessquerschnitt kleiner als 70 mm Rund- oder Quadratquer schnitt aufweisen, eine Metalischmelzenführung vorgesehen ist, die aus einem geschlossenen oberen Abschnitt (4a) und einem unmittelbar anschliessenden,#der Eingiessöffnung (7b) der Stranggiesskokille (7) zugeordneten, unteren, teilweise offenen Abschnitt (5) besteht, wobei der offene Abschnitt (5) die Metall schmelze (9) an zumindest einem Teil des Strömungsquerschnitts (10) führt. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der untere offene Abschnitt (5) schräg bis lotrecht verläuft. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der untere offene Abschnitt (s) aus einem an seinem Ausgussende (4b) schräg angeschnittenen Ausglessrohr (4) mit ringförmigem Querschnitt (12) besteht. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der untere offene Abschnitt (5) aus einer unterhalb vom Ausgiessroh# (4) vorgesehenen, in die Stranggiesskokille (7) gerichteten Ablaufschräge (13) besteht. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufschräge (13) getrennt vom Ausgiessrohr (4) vorgesehen ist. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Ablaufkante (18) der Ablaufschräge (13) und/oder an den Seitenenden (13a,13b) der Ablaufschräge (13) Uberlaufstege (19) vorgesehen sind. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufschräge (13) der Länge des Giessraums (8) der Strang giesskokille (7) angepasst ist. 8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich vom Ausgiessrohr (4) mit Ablaufschräge (13) bis zur Stranggiesskokillenoberkante (7a) mit einem Reoxidationsschutz (20) versehen ist.

Inventors: VOSS-SPILKER, PETER, DR. -ING.
Applicants: MANNESMANN AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1984
Main classification: B22D11
IPC codes: B22D11, B22D41