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Patent Searching and Data


Title:
IMMERSION NOZZLE FOR METALLURGICAL RECIPIENTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1988/006932
Kind Code:
A1
Abstract:
An immersion nozzle (2) for metallurgical recipients, in particular for a reservoir arranged upstream of a continuous casting ingot mould, has an interchangeable discharge pipe (2) which can be attached in a leak-proof manner on or in a perforated brick (1). To improve the flow conditions and hence the efficiency of the casting, the inlet side of the nozzle comprises an upper elongated section (12) in the form of a tubular shaft (11) which expands conically downward to a given plane and which is narrow in a plane perpendicular to the given plane. A second elongate section (13) ends in an elongated transverse flow section of given dimensions.

Inventors:
BUTZ HANS (DE)
DIEDERICH GERD (DE)
EHRENBERG HANS-JUERGEN (DE)
LOHSE DIETMAR (DE)
PARSCHAT LOTHAR (DE)
PLESCHIUTSCHNIGG FRITZ-PETER (DE)
Application Number:
PCT/DE1988/000172
Publication Date:
September 22, 1988
Filing Date:
March 16, 1988
Export Citation:
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Assignee:
MANNESMANN AG (DE)
International Classes:
B22D41/50; B22D41/58; B22D11/10; (IPC1-7): B22D11/10
Foreign References:
FR2525937A11983-11-04
DE1959097B11970-11-26
FR2243043A11975-04-04
DE2105881A11972-08-24
US4210264A1980-07-01
US4220618A1980-09-02
DE2105881A11972-08-24
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Claims:
Patentansprüche
1. Tauchausguß für metallurgische Gefäße, insbesondere für einen ein Stranggießkokille vorgeordneten Vorratsbehälter, an den der Tauch befestigt ist, für das Gießen dünner Stränge, wobei der Tauchausgußquerschnitt im Bereich der Ausgußöffnungen mehrfach lä als seine Breite ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchausguß (2a) eingießseitig aus einem oberen Längenabs (12) in Form eines Rohrschaftes besteht, der anschließend nach un einer Ebene konisch erweitert und in einer dazu senkrechten Ebene schmal ist und in einen zweiten Längenabschnitt (13) mit einem si über die Höhe erstreckenden länglichen Strömungsquerschnitt überg der im Mündungsbereich (17) ein LängenBreitenverhältnis von 20 : 80 : 1 aufweist.
2. Tauchausguß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dap der obere Längenabschnitt (12) im Querschnitt rund ist und der untere Längenabschnitt (13) im Querschnitt rechteckig, wobei zwische beiden Längenabschnitten (12,13) ein konischer Übergang (14) vorgese ist. 3 Tauchausguß nacn den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dap zumindest die Wanddicke (25) des unteren Längenabschnitts (13) maximal 10 mm beträgt. «• Tauchausguß nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnεt , dap der untere Längenabschnitt (13) zumindest teilweise aus einem feuerfesten, thermoschockbeständigen und gegenüber Gieppulverschlack resistenten Werkstoff besteht, wobei als Hauptbestandteil Zirkonoxid und als Zusätze Graphit und/oder Siliziumcarbid und/oder Bornitrid und/oder hochschmelzende Metalle und/oder hochschmelzεnde MetallVerbindungen vorgesehen sind. Vεrfahren zum Herstellen des Tauchausgussesnach e nεm odεr mehreren Ansprüche 1 bis t, dadurch gekennzeichnet, dap die FeuerfestMassε um den Stahlkεrn isostatisch geprεpt wird in der Weise, dap sich die beim Pressen auftretεndεn Kräftε stets auf d Zentralkern (31a) abstützen.
Description:
Tauchausguß für metallurgische Gefäße

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft einen Tauchausguß für metallurgische Gefäße, insbesondere für einen einer Stranggiepkokille vorgeordneten Vorratsbehälter, an den das Rusgieprohr dichtend an einem Lochstein ansetzbar und auswechselbar bzw. in einen Lochstein einsetzbar befestigt ist.

Der Grundkörper eines solchen Rusgieprohres besteht aus Tonerde-Graphit- liaterialien mit hohem Verschleipwiderstand gegen flüssigen Stahl und Sch der Graphit-Komponente vor Rusbrand und Lösung im Stahl.

Rusgieprohre in der Rusführungsform als Tauchausgüsse für sog. Brammenquerschnitte, d.h. z.B. Querschnitte von 300 mm x 2600 mm bedürfe hinsichtlich ihrer Giepieistung einer geeigneten geometrischen Ausbildun Bei sog. Jumbo-Tauchausgüssen wird zur Rufrechterhaltung der geforderten Giepieistung der Innenquerschnitt so grop ausgebildet, dap Tonerdeablagerungen nicht zu Einschränkungen der Giepgeschwindigkeit führen. Bei kleinerwerdenden Kokillenquerschnitten, z.B. 50 mm Kokillenbreite müssen notgedrungen die Abmessungen und damit die Strömungsquerschnitte eines Tauchausgusses vermindert werden.

Es ist bekannt IDE-PS 21 05 6Ö1), die Einströmgεschwindigkeit des Giepstrahles in die Stranggiepkokille mit einem sich in 6ieprichtung konisch erweiternden Rusgieprohr herabzusetzen und über den Querschnitt Kokille zu vergleichmäpigen. Ein solches Rusgieprohr ist jedoch bevorzug nur bei kleinen bis mittleren Strangformaten und kleinen Brammen mit den Rb essungen bis 350 x 350 mm und 1000 x 300 mm anwendbar.

Rufgäbe der Erfindung ist es daher, bei hoher Giepieistung,

Strömungsquerschnitte in einem Rusgieprohr zu schaffen, deren Abmessunge im Mündungsbereich in einem Längen-/Brεitenverhältnis von 20 : 1 bis 60 : liegen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsge äp dadurch gelöst, dap der beginnend mit einem Flansch bzw. mit einem Einsetzkonus sich erstreckend Rohrschaft in einen oberen Längenabschnitt und einen unteren Längenabschnitt gegliedert ist, wobei der obere Längenabschnitt in einer ersten Längsschnittebene schmal und der untere Längenabschnitt in dersel ersten Längsschnittebene gleich oder breiter ist und dap der obere Längenabschnitt in einer zur ersten Längsschnittebene senkrecht stehende zweiten Längsschnittebene breiter ist als der in derselben zweiten Längsschnittebene liegende untere Längenabschnitt. Es ist dadurch möglic bei dem vorgegebenen Längen-/Breitenverhältnis von 20 : 1 bis 60 : 1 die bisherige Giepieistung auch in sehr schmalen Stranggiepkokillen aufrechtzuerhalten.

Ein weiterer Vorteil besteht durch das Zusammenwirken mit einer glattwandigen Stranggiepkokille, deren Herstellkosten entsprechend niedr sind.

Eine günstige Strömungsverteilung wird auperdem dadurch erzielt, dap der obere Längenabschnitt im Querschnitt rund ist und der untere Längenabschnitt im Querschnitt rechteckig, wobei zwischen beiden Längenabschnitten ein konischer Übergang vorgesehen ist.

In weiterer Verbesserung der Erfindung ist vorgesehen, dap zumindest di Wanddicke des unteren Längenabschnitts maximal 10 mm beträgt.

Eine andere Verbesserung der Erfindung sieht vor, dap der untere Längenabschnitt zumindest teilweise aus einem feuerfesten, ther oschockbeständigen und gegenüber Gieppulverschtacke resistenten

Werkstoff besteht, wobei als Hauptbestandteil Zirkonoxid und als Zusätze Graphit und/oder Siliziumcarbid und/oder Bornitrid und/oder hochschmelzen Metalle und/oder hochschmelzende Metallverbindungen vorgesehen sind.

Eine die fachgerechte Fertigung des Ausgieprohres betreffende Mapnahme besteht darin, dap der obere Längenabschnitt und der untere Längenabschni mittels teilbaren Kernsegmenten herstellbar sind. Bei besonders extrem schmalen unteren Längenabschnitten ist die Durchflupöffnung entsprechend schmal und kann bis zu 10 mm und weniger betragen. Hierzu wird vorteilhafterweise ein strömungsgerecht konstruierter Hohlraum mittels zusammengesetzten Kernsegmenten hergestellt.

Bei Wanddicken von ca. 10 mm ist die Herstellung eines solchen Ausgieprohres sorgfältig und unter Beachtung einer besonderen Technologi durchzuführen. Aus diesem Grund wird vorgeschlagen, dap der Stahlkern ei axial entfernbaren Zentralkern aufweist und jeweils durch die Mündungsöffnungen ausziehbare Seitenkerne sowie in das Zentrum verlagerb und dann von dort ebenfalls axial ausziehbare Nebenkerne. Diese Mapnahme sichern eine zerstörungs- und beschädigungsfreie Entfernung des Stahlker beim Herstellen des Ausgieprohres.

Weitere Vorteile bei der Herstellung des Ausgieprohres ergeben sich dadurch, dap die Feuerfest-Masse um den Stahlkern isostatisch geprept wi in der Weise, dap sich die beim Pressen auftretenden Kräfte stets auf de Zentralkern abstützen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt u wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt für das in Betriebslage befindli Ausgieprohr ( für eine Stopfenregelung dargestellt)

Fig. 2 einen horizontalen Querschnitt entsprechend dem Schnittverlauf II - II in Fig. 1,

Fig. 3 einen zur Ebene der Fig. 1 senkrechten Längsschnitt entsprechen dem Schnittverlauf III - III in Fig. 1 und

Fig. B eine Ansicht auf die Anordnung des Stahlkerns für das Ausführungsbeispiel ge äp Fig. 1 und

Fig. 4b eine zu Fig. 4a gehörende Seitenansicht des Stahlkerns.

An einem Lochstein 1 eines Vorratsbehälters wird das Ausgieprohr ' 2, das folgenden auch als Tauchausgup 2a bezeichnet wird, befestigt. Die Befestigungsart bzw. die Befestigungsmittel sind davon abhängig, ob ein Stopfenverschlup 3 oder ein (nicht dargestellter) δchieberverschlup verwendet wird. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel ist für den Stopfenverschlup 3 in dem Lochstein 1 ein EinLaufröhr A eingebettet, da den Blechmantel 5 durchdringt und an seinem unteren Ende 4a sphärisch geformt ist. In einer Nut 6 ist eine erste Halteplatte 7 seitlich eingeschoben. Unter einem Flansch 2b des Ausgieprohrs 2 greift eine zwe Halteplatte 6 ein, die mittels paarweise vorgesehenen Gewindeschraubεn das Ausgieprohr 2 bzw. den Flansch 2b gegen das sphärisch geformte Ende des Einlaufrohres A prept. Hierbei ist durch die der sphärischen Form d Einlaufrohr-Endes 4a angepapte konkave Innenform 2c ein Dichtsitz 10 geschaffen.

Das Ausgieprohr 2, das in den Fig. 1, 2 und 3 als Tauchausgup 2a dargestellt ist, bildet unterhalb der Halteplatte 6 einεn Rohrschaft 11 der in einen oberen Längenabschnitt 12 und einen unteren Längenabschnit konstruktiv eingeteilt ist. Fig. 1 bildet hierzu eine erstε Längsschnittebene, in der der obere Längenabschnitt 12, von einem konis Übergang 14 abgesehen, im Bereich 15 schmal ist und der unterε

Längenabschnitt 13 gegenüber dem schmalen Bereich 15 einen um ein Vielfaches breiteren Bereich 16 aufweist. Der Unterschied der Breiten zwischen den Bereichen 15 und 16 ergibt sich aus dem Längen-/Breitenverhältnis von 20 : 1 bis 60 : 1 im Mündungsbereich 17 gegenüber dem Strömungsquerschnitt 16 des Einlaufrohres 4. Die seitlichen Mündungsöffnungen 19 und 20 weisen zusammen einen Strömungsquerschnitt auf der nicht ganz so grop ist wie der Strömungsquerschnitt arn ^ Stopfenverschl 3. Die Mündungsöffnungen 19 und 20 können selbstverständlich noch kleiner sein, da über den Stopfenverschlup 3 eine entsprechende Kontrolle über de pro Zeitεinhεit durchströmenden Flüssigmetallanteil ausgeübt wird. Zum Beispiel kann der Stopfensitz am Stopfenverschlup 3 ca. 4400 mm2 betragen, der Innendurchmesser 21 des Bereichs 15 z.B. 95 mm Durchmesser. In einem solchen Fall besitzen die Mündungsöffnungen 19 und 20 einen Strömungsquerschnitt von ca. 2600 mm2. Die angegebenen Werte beziehen sic auf eine Stranggiepkokille 22 (Fig. 2) mit einer Giepöffnung von 50 mm x 1600 mm.

Der konische Übergang 14 ist ähnlich wie der Mündungsbereich 17 aus einem wie vorstehend beschriebenen ther oschockbeständigen und gegenüber fliependem Stahl beständigen Werkstoff hergestellt, währenddem der Bereic 16, in dem sich der Giepspiegel 23 befindet, aus einem gegen die Schlacke 24 resistenten Werkstoff hergestellt ist, was durch die unterschiedlichen Schraffurrichtungen in der Zeichnung hervorgehoben werden soll.

Ge äp Fig. 2 sind die Verhältnisse dargestellt, die im unteren Längenabschnitt 13 durch die Abmessungen bestimmt werden. So beträgt die Wanddicke 25 links und rechts des Strömungsquerschnitts 26 ca. 10 mm für eine 50 mm breite Eingiepöffnung 27 der Stranggiepkokille 22.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, befindet sich am Rohrschaft 11 eine Rrgon Zufuhr 26 mit einem eingelassenen Rohranschlup 29 und einem Verstärkungsring 30.