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Patent Searching and Data


Title:
SUBMERGED NOZZLE FOR SLAB CONTINUOUS CASTING MOULDS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/053938
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a submerged nozzle of a metallurgic vessel, said vessel being situated upstream of a continuous casting mould. Said submerged nozzle is configured as a single-piece unit and has a slit-shaped discharge opening in the mouth area, the length of said opening being several times longer than it is wide. The submerged nozzle (21) has a cylindrical form with a circular (R), oval (r or c) or bone-shaped (p or q) cross-section, and the slit-shaped discharge opening (22) is configured as a through slit (23) which extends in the base (28) and into the side wall (29) of the cylindrical part of the submerged nozzle (21). The invention also relates to a method for producing a submerged nozzle of this type.

Inventors:
SCHEMEIT HANS JUERGEN (DE)
URLAU ULRICH (DE)
Application Number:
PCT/DE1998/001438
Publication Date:
December 03, 1998
Filing Date:
May 20, 1998
Export Citation:
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Assignee:
MANNESMANN AG (DE)
SCHEMEIT HANS JUERGEN (DE)
URLAU ULRICH (DE)
International Classes:
B22D41/50; B22D41/52; (IPC1-7): B22D41/50; B22D41/52
Foreign References:
EP0648561A11995-04-19
CH570217A51975-10-31
DE2358339B11974-08-08
US4220618A1980-09-02
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 012, no. 378 (M - 751) 11 October 1988 (1988-10-11)
Attorney, Agent or Firm:
Meissner, Peter E. (Berlin, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Tauchausguß eines einer Stranggießkokille vorgeschalteten metallurgischen Gefäßes, der als einteiliges Bauteil ausgestaltet ist und im Mündungsbereich eine schtitzförmige Ausgießöffnung aufweist, die eine mehrfach größere Länge als Breite besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß derTauchausguß (21) eine zylinderförmige Gestalt mit einer kreisrunden (R), ovalen (r bzw. c) oder knochenförmige (p bzw. q) Querschnittsform besitzt, und daß die schlitzförmige Ausgießöffnung (22) als durchgängiger Schlitz (23) ausgestaltet ist, der sich im Boden (28) und die Seitenwand (29) des zylindrischen Teils des Tauchausgußes (21) erstreckt.
2. Tauchausguß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (28) kümpelförmig ausgestaltet und dabei aus zwei Vlertelhohlkugeln (24) aufgebaut ist, die zu beiden Seiten der schlitzförmigen Öffnung (23) angeordnet sind.
3. Tauchausguß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (28) an beiden Seiten der schlitzförmigen Öffnung (23) abgeschrägt ist und die Schrägen (25) zur Hauptachse (I) hin in einen Winkel a = von 30 bis 70° geneigt sind.
4. Tauchausguß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schtitzförmige Öffnung (23) eine konstante Breite (b) von b = 0,075 bis 0,15 x R aufweist.
5. Tauchausguß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schlitzförmige Öffnung (23) im Zentrum (M) der Tauchausgußmündung eine Aufweitung (26) besitzt, die eine kerbförmige Gestalt mit einem Weitungswinkel (y) von y = 3 bis 12° besitzt.
6. Tauchausguß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schlitzförmige Öffnung (23) im Mündungszentrum (M) eine Verengung (27) besitzt, wobei die Schlitzränder konusförmig unter einem Winkel (5) von 8 < 8° einander zugeordnet sind.
7. Tauchausguß nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufweitung (26) bzw. die Verengung (27) eine Kurvenform folgt, die einen Wendepunkt (W) aufweist.
8. Tauchausguß nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die schtitzförmige Öffnung (23) in der Wandung des rohrförmigen Teils des Tauchausgußes (21) bis in eine Länge (L) vom Mündungszentrum (M) ab von L = 0,2 bis 0, 7. d@reicht, mit d1 = 2 R = Innendurchmesser.
9. Tauchausguß nach einem der o. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die schtitzförmige Öffnung (23) bei einem Einsatz eines eine ovale Querschnittsform aufweisenden zylindrischen Tauchausgußes in einer Brammenkokille parallel zu den Kokillenbreitseiten angeordnet ist.
10. Tauchausguß nach einem der o. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchausguß (21) von einer Hülse (41) umhüllt wird, die eine Höhe (hh) aufweist von hh > 0,5. da mit da = Außendurchmesser des Tauchausgußes und daß Mittel vorgesehen sind, mit der die Hülse in der Weise verschiebbar ist, daß ein Teil der in die Seitenwand des Tauchausgußes sich erstreckende Schlitzbereiche abdeckbar ist.
11. Tauchausguß nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (41) eine Länge (hH) aufweist, die im wesentlichen der um die Schlitzlänge (L) verminderte Länge (LT) des Tauchausgußes (21) entspricht, und daß zwischen der Außenwandung des Tauchausgußes (21) und der innenwandung der Hülse (41) Dichtmittel (43) vorgesehen sind.
12. Tauchausguß nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung der Hütse abgeschrägt ist mit einem Schrägungswinkel s von s = 5 bis 20, und daß die Hülse um ihre Hauptachse (I) drehbar ist.
13. Tauchausguß nach einem der o. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Grund des Schlitzes (23) Einsatzstücke (42) einlegbar sind.
14. Verfahren zur Herstellung eines Tauchausguiles, der Ciber seine gesamte Länge eine kreisrunde, ovale oder knochenförmige Querschnittsform besitzt und mündungsseitig einen mit einer Öffnung versehenen Boden aufweist, wobei die Öffnung schlitförmig ausgestaltet ist und sich bis in die Seitenwände erstreckt, gekennzeichnet durch folgende Schritte : a) Der rohr, kreisoval oder knochenförmig ausgestaltete Außenformköper wird an seiner fußseitigen Mündung geschlossen und mit der freien Öffnung nach oben aufgestellt. b) im Bodenbereich wird eine Platte entsprechend der späteren Schiitzöffnung eingelegt. c) Gegebenenfalls werden die Negativformen für einen gekümpelten Boden eingebracht. d) Der Kem wird eingefahren und anschlieaend wird die restliche Feuerfestmasse eingefüllt und verfestigt. e) Abschließend wird der Kem nach oben herausgezogen, die Platte für den Schlitz wird entnommen und die Außenform wird geöffnet.
Description:
Tauchausguß für Brammen-Stranggießkokille Beschreibung Die Erfindung betrifft einen Tauchausguß eines einer Stranggießkokille vorgeschalteten metallurgischen Gefäßes, der als einteiliges Bauteil ausgestaltet ist und im Mündungsbereich eine schlitzförmige Ausgießöffnung aufweist, die eine mehrfach größere Länge als Breite besitzt sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Tauchausgußes.

Aus DE 37 09 188 C2 ist ein Tauchausguß für Stranggießkokillen bekannt, der aus mindestens zwei Bauteilen besteht, wobei der in die Stranggießkokille hineinragende Teil in einer hierzu senkrechten Ebene schmal ist und dabei im Mündungsbereich ein Längen-Breitenverhäitnis von 20 : 1 bis 80 : 1 aufweist.

In aufwendiger Weise sind der obere wie auch der untere Längenabschnitt mit besonderen hier teilbaren Kernsegmenten herzustelien.

Aus DE-OS 24 28 060 ist ein kontinuierliches Stahistranggießverfahren bekannt, bei dem Stahl über ein Gießrohr in eine im wesentlichen rechteckige Kokille geleitet wird.

Das Gießrohr besitzt dabei seitliche nach unten gerichtete Austrittsöffnungen.

In nachteiliger Weise ist im Mündungszentrum ein Strömungsteiler vorgesehen, durch den bei geringsten Unregelmäßigkeiten der Stahistrom bevorzugt in eine Richtung abgelenkt wird und darüber hinaus ein zentrales Einströmen des Stahls unterbunden wird.

Aus US-PS 3,991,815 ist ein Gießrohr bekannt, das im Mündungsbereich eine flaschenhalsförmige Verengung aufweist und neben der zentralen Ausströmöffnung

an den Seiten rückwärts gerichtete Bohrungen besitzt. Dieses im wesentlichen für Knüppelaniagen vorgesehene Tauchgießrohr teilt den Strom in nachteiliger Weise in drei voneinander unabhängige Einzelströme.

Die Erfindung hat sich das Ziel gesetzt, einen Tauchausguß für eine Brammenstranggießanlage zu schaffen, der einen konstruktiv einfachen Aufbau besitzt und der bei hoher Lebensdauer die Metallschmelze mit geringer Turbulenz sowie Eindringtiefe in eine Brammenstranggießkokille führt und ein Verfahren anzugeben, einen derartigen Tauchausguß herzustelien.

Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch die kennzeichnenden Merkmale des Vorrichtungsanspruchs 1 und des Verfahrensanspruchs 14.

Erfindungsgemäß weist der als Zylinder ausgestaltete Tauchausguß im Boden einen durchgängigen Schlitz auf, der bis in die Seitenwandung hineinragt. Die Querschnittsform des Zylinders kann dabei kreisrund, oval oder auch knochenförmig, d. h. mit einer Ausbeulung versehenen ovalen Form, versehen sein.

Der Boden des zylinderfömmigen Tauchausgußes ist dabei kümpelförmig ausgestaltet oder er ist abgeschrägt und läuft dabei keilförmig in Richtung Schlitz aus.

Der Schlitz besitzt grundsätzlich gerade parallel zueinander angeordnete Seitenwände. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die schlitzförmige Ausgießöffnung keilförmig ausgestaltet mit der Größenöffnung im Zentrum des Schlitzes. In einer weiteren Ausgestaltung ist die schlitzförmige Ausgießöffnung im Bereich der Seitenwandung breiter ais im Mündungszentrum. Die Form der Führung der Seitenwandung folgt dabei einer Kurvenform, die im Bereich des Bodens zu beiden Seiten der Mittenachse Wendepunkte aufweist. Die Erstreckung des Schlitzes in den Seitenwänden ist in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung veränderbar.

Die Änderung der Länge kann stufenförmig durch Einsatzstücke erreicht werden, die in in den Grund des Schlitzes einlegbar sind.

Eine stufenlose Veränderung der Schlitzlänge wird durch eine Hülse erreicht, die verschiebbar den Tauchausguß umhüllt. Die Länge der Hülse ist dabei entweder so kurz bemessen, daß die komplette Hülse mit in die Schmeize eingetaucht wird. In

einer anderen Ausgestaltung weist die Hülse eine Länge auf, die einenends bis nahe an das metallurgische Gefäß heranragt, wobei zwischen der Hülse und dem Tauchausguß Dichtmittel vorgesehen sind, um einen Strom von Fehlluft in die Flüssigschmeize zu vermeiden.

Zur Beeinflußung der Schlitzlänge an beiden Enden des Schlitzes wird die Hülse an ihrem Mündungsende abgeschrägt und neben der axialen Verschiebung noch drehbar ausgeführt.

Durch die besonders simple Form des Tauchausgußes mit seiner zylinderförmigen Wand kann in besonderer Weise Einfluß auf die Herstellung der Körper Einfluß genommen werden.

Erfindungsgemäß wird bei der Herstellung eines Tauchausgußes der Außenformkörper mit dem später an dem metallurgischen Gefäß zu befestigenden Ende nach oben abgestellt. Im Bodenbereich wird entsprechend dem vorgesehenen Schlitz eine Platte eingeführt. Die Negativformen für die spätere Bodenform, und zwar Kümpelboden oder Keil sind im Außenformkörper bereits vorhanden oder als Bauteil einlegbar.

In den Hohlraum wird der Kern wird von oben maßgerecht eingeführt. Nachdem der Kem fixiert ist, wird das Feuerfestmaterial eingebracht und entsprechend behandelt, im wesentlichen verfestigt. Durch Berücksichtigung einer erforderlichen Konizität bei grundsätzlicher zylindrischer Form des Tauchausgußes lassen sich sowohl der Kern wie auch der Außenfonmkörper in einfacher Weise vom fertigen Tauchausguß entfernen.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Ausgestaltung des Bodens mit dem durchgehenden Schlitz verläßt während des Betriebes die Flüssigschmeize den Tauchausguß in einer Form und Geschwindigkeit, die ein besonders geringes Eindringen der zugeführten Schmeize in die bereits in der Kokille befindlichen zutäßt.

Hierdurch kommt es nur zu ganz geringen Turbulenzen.

Die Schmeizenvolumina vereinigen sich in besonders kurzer Zeit und strömen in Form einer Kolbenströmung mit der vorgegebenen Abzugsgeschwindigkeit im von der Strangschale umhüllten stahlstrang.

Der vorgeschaltete Tauchausguß ist dabei für Brammen und Knüppel geeignet, da die aus dem Tauchausguß austretende Schmeize nur eine geringe kinetische Energie besitzt. Die über den Schlitz das Tauchgießrohr verlassende Schmeize weist eine wolkenartige Ausbreitung auf, die in alle Richtungen nur eine geringe Eindringtiefe besitzt.

Nach einer kurzen Strömungsstrecke nimmt die dem Sumpf zuströmende Frischschmeize die Form einer Kolbenströmung an und dies hat positive Auswirkungen auf die Qualität des Produktes, insbesondere auf die Reinheit des Stahles. Weiterhin wird die Homogenität verbessert und Verunreinigungen werden vermindert.

Der so erzeugte Stahl weist einen besonderen Reinheitsgrad auf.

Eine weitere Folge der nur geringen Eindringtiefe in den Sumpf ist die Möglichkeit, bei einem Qualitätswechsel während des Abgießens auf der Stranggießanlage eine nur geringe Mischungslänge zu bewirken und damit ein nur kurzes Stück nicht gewollter Brammenstahlqualität zu erzeugen.

Ein Beispiel der Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung dargelegt. Dabei zeigen die Figur 1 Einen Schnitt durch einen Tauchausguß.

Figur 2 Kümpelboden.

Figur 3 Keilförmiger Boden.

Die Figur 1 zeigt im oberen Tell einen Schnitt durch den Tauchausguß Dabei ist vom Schmeizengefäß 11 nur als Detail, der metallische Mantel 12 und die Feuerfestauskleidung 13 dargestellt. Im Bereich der Austrittsöffnung 14 ist ein Lochstein 15 vorgesehen, durch den ein Tauchausguß 21 geführt ist.

Der Tauchausguß 21 besitzt im Boden 28 eine als Schlitz 23 ausgestaltete Ausgießöffnung 22. In der Figur 1 ist im linken oberen Teil ein Schnitt durch den Schlitz 23 dargestellt und im rechten Teil der Figur die Sicht durch den Schlitz 23.

Der Tauchausguß 21 wird umhüllt von einer Hülse 41. Im linken Teil des Bildes weist die Hülse 41 eine relativ kurze Länge (hh) auf, so daß während des Betriebes die Hüise vollständig in die Schmeize S der Kokille 31 eintaucht. Die Kokille 31 besitzt dabei eine Breitseite 32 und eine Schmalseite 34 und ist mit Schmelze S bis zu einem Pegel 35 füllbar.

Im rechten Teil des Bildes weist die Hülse eine Länge hH auf und ragt damit aus der Fiüssigschmetze L heraus.

Am vorderen Ende der Hülse 41 ist ein Dichtmittel 43 vorgesehen, das sich an die Außenwand des Tauchausgußes 21 lehnt und eine Verschiebung der Hülse relativ zum Tauchausguß zufaßt.

An der Hülse ist eine Verschiebeeinrichtung 44 und eine Dreheinrichtung 45 angeordnet, mit welcher die Hülse 41 in eine beliebige Position zum Tauchausguß 21 bringbar ist.

Dia Hüise 41 ist mündungsendig unter einem Winkel e abgeschrägt. Durch Drehen der Hülse iassen sich beide Schlitzenden in einem vorgebbaren Maße in ihrer Länge ändern.

In Figur 1.1. ist der Schnitt BB des Tauchgießrohres dargestellt. Dabei zeigt a) einen kreisrunden Querschnitt, b) einen kreisovalen Querschnitt, d. h. ein Oval mit zwei Halbkreisen, deren Mittelpunkte im Abstand c angeordnet sind und deren Längsseitenwände parallel geführt die Halbkreise tangential berühren, und c) einen knochenförmigen Querschnitt, also einen ovalen Querschnitt mit einer Einbuchtung mit der Distanz 2Q also gleich zum Durchmesser der Kreisabschnitte mit dem Radius p.

Während beim kreisförmigen Zylinder die Schlitzanordnung beliebig ist, ist sie bei dem kreisovalen Tauchausguß im Beispiel b) durch die parallelen Seitenwände geführt. Bei der Knochenform ist der Schlitz in dem Bereich der Berührung der beiden Kreisteile vorgesehen.

In der Figur 2 ist der Boden 28 des Tauchausgußes 21 gekümpelt, so daß beidseitig des Schlitzes 23 Viertelhohlkugeln 24 vorhanden sind.

Der Schlitz hat die Länge L und weist in seinem Grund eine Breite b auf. Die Breite b kann zu Null werden, soweit der Schlitz 23 sich in Richtung Mündung konisch unter einem Winkel y öffnet.

Im voriiegenden Fall ist im Grund des Schlitzes 23 ein Einsatzstück 42 eingebracht, mit dem die Schlitzlänge L stufig verkürzbar ist. im unteren Teil der Figur 2 ist die Sicht AA dargestellt. Der Schlitz 26 weist im Bereich des Mündungszentrums M eine Aufweitung 26 mit seiner Größenbreite b im Mündungszentrum M.

In der Figur 3 ist ein TauchausguR 21 dargestellt, der im Mündungsbereich als Keil ausgeführt ist. Der Boden 28 zeigt von einer Sicht die Schräge 25, die sich unter dem Winkel a zur Mittenachse I hin sich neigt. Im linken Teil des oberen Bildes ist die Sicht c) dargestellt mit Blick gegen die Schräge 25 des Bodens 28.

Im unteren Teil der Figur 3 ist die Sicht AA geführt mit einem Schlitz 23, der zum Zentrum M hin enger wird. Im linken Teil ist die Verjüngung geradlinig unter einem Winkel 8 zur Mittenachse I geführt. Im rechten Teil des Bildes verläuft die Kontur kurvenförmig und besitzt zu beiden Seiten des Mittelpunktes Wendepunkte W.

Positionsliste Schmeizenzufluß 11Schmelzengefäß 12 Mantel 13 Feuerfestauskleidung 14 Austrittsöffnung 15 Lochstein Ausgießeinrichtung 21 Tauchausguß 22 Ausgießöffnung 23 Schlitz 24 Veirtelhohlkugel 25 Schräge 26 Aufweitung 27 Verengung 28 Boden 29 Seitenwand Kokilleneinrichtung 31 Kokille 32 Breitseite 33 Innenwandung 34 Schmalseite 35 Pegel Verstellelemente 41 Hülse 42 Einsatzstück 43 Dichtmittel 44 Verschiebeeinrichtung 45 Dreheinrichtung

I Hauptachse L Schlitzlänge Sschmelze derHülse41hHöhe hh, hH Hülse41der M Mündungszentrum b Schlitzbreite a Winkel des keilförmigen Bodens zur Hauptachse ß Winkel Wandung Schlitz zur Mittenachse (öffnend) 8 Winkel Schlitz zur Mittenachse (verengend) derSchrägederHülsenmündung#Winkel