Tauchgiessrohr zum Einleiten von Metallschmelze in eine Metallbandgiess kokille

Abstract

 Bei einem Tauchgießrohr (2) zum Einleiten von Metallschmelze, insbesondere Stahlschmelze in eine Bandgießkokille wird die Metallschmelze durch in Richtung der Schmalseitenwände weisende seitliche Ausströmöffnungen bis unter die Oberfläche (S) des in der Kokille befindlichen Metallbandes geleitet.
Zur Verbesserung der Eingießbedingungen in die Metallband­gießkokille mit erweitertem Eingießbereich (7) befinden sich auf jeder Seite des Tauchgießrohres (2) je zwei äußere und eine mittlere Ausströmöffnungen (12, 10 bzw. 11, 13), die derartig gestaltet sind, daß aus den seitlichen Ausström­öffnungen (12, 13) zum Sollgießspiegel (S) in einem spitzen Winkel aufsteigende Gießmetallstrahlen (c, d) und aus der mittleren Ausströmöffnung (10, 11) zum Badspiegel parallele oder in einem spitzen Winkel abfallende Gießmetallstrahlen (b, a) austreten.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Tauchgießrohr zum Einleiten von Metallschmelze insbesondere Stahlschmelze in eine Band­gießkokille, deren Breitseitenwände einen erweiterten Ein­gießbereich bilden, wobei die senkrecht im Tauchgießrohr zufließende Metallschmelze durch in Richtung der Schmal­seitenwände der Bandgießkokille weisende seitliche Aus­strömöffnungen bis unter die Oberfläche des in der Kokille befindlichen Metallbades geleitet wird.

[0002] Beim kontinuierlichen Gießen von Stahlbändern in Durchlauf­kokillen bereitet die Einleitung und gleichmäßige Verteilung der für eine wirtschaftliche Gießgeschwindigkeit erforder­lichen Gießmetallmengen in die Bandgießkokillen große Schwierigkeiten. Dies gilt besonders für das sogenannte "Freie Eingießen", das infolge unzureichender Metallver­teilung, Wärmeverlusten und Reoxydation zum Bandgießen von Stahl ungeeignet ist.

[0003] Zur Anwendung des Eingießens mittels Tauchgießrohr sind Stahlbandgießkokillen entwickelt worden, wobei die Breit­seitenwände einen erweiterten Eingießbereich zur Aufnahme des Tauchgießrohres bilden. Hierbei erfolgt die Einleitung des Gießmetalls nach einer Umlenkung innerhalb des Tauch­gießrohres durch je eine seitliche Ausströmöffnungen in je einem gebündelten Strahl in Richtung auf die Schmalseiten­wände der Kokille. Der aus einer seitlichen Ausströmöffnung austretende Gießmetallstrahl hat aufgrund seiner hohen kinetischen Energie eine weite Eindringtiefe in die in der Kokille befindliche Stahlschmelze. Dadurch und infolge des geringen Gießmetallvolumens einer Bandgießkokille kommt es zur Ausbildung einer Stauwelle im Bereich des Badspiegels, die sich nachteilig auf die Oberflächenbeschaffenheit des gegossenen Bandes auswirken kann.

[0004] Mit der Erfindung wird eine Verbesserung der Eingießbedingungen beim Eingießen von Metallschmelze,insbesondere Stahlschmelze mittels Tauchgießrohr in eine Metallbandgießkokille für dünne Querschnitte von 60 - 20 mm Dicke angestrebt.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Tauchgießrohres zum Eingießen von Metallschmelze insbesondere Stahlschmelze in eine Metallbandgießkokille, wobei aufgrund besserer Schmel­zenverteilung eine Stauwelle an der Badspiegeloberfläche und eine Auswaschung der sich bildenden Strangschale durch den Gießmetallstrahl vermieden und ein Metallband mit gutem Ge­füge und gleichmäßig fehlerfreier Oberfläche erzielt wird. Darüber hinaus soll beim Angießvorgang das Hochspritzen und Anbacken von Schmelze an den Kokillenwänden vermieden werden.

[0006] Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, daß sich auf jeder in Richtung der Schmalseitenwand liegenden Seite des Tauch­gießrohres je zwei äußere und eine mittlere Ausströmöffnungen befinden, die derartig gestaltet sind, daß aus den seitlichen Ausströmöffnungen zum Badspiegel in einem spitzen Winkel auf­steigende Gießmetallstrahlen und aus der mittleren Ausström­öffnung zum Badspiegel parallele oder in einem spitzen Winkel abfallende Gießmetallstrahlen austreten.

[0007] Durch die Aufteilung des Gießmetalls in mehrere Einzelstrahlen unterschiedlicher Ausströmrichtung erreicht man einen früheren gestreuten Verzehr der Einströmenergie und eine gleich­mäßigere Verteilung des Gießmetalls in der Kokille, bis zu den Schmalseitenwänden, wodurch eine Stauwelle im Badspiegel und Auswaschungen der Strangschale vermieden werden.

[0008] Die oberen und unteren Wandungen der äußeren Gießrohrausström­öffnungen verlaufen vorteilhaft in einem Winkel von 50° bis 80° zur darüberliegenden Gießrohrwandung.

[0009] Eine Trennung der Bereiche der Reststrahlauflösung wird ge­mäß einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch unterstützt, daß die Breite der äußeren Ausströmöffnungen geringer ist als die Breite der inneren Ausströmöffnungen.

[0010] Zur Erzielung großer Ausströmquerschnitte ist die Höhe jeder mittleren und äußeren Ausströmöffnung mindestens doppelt so groß wie ihre Breite.

[0011] Es hat sich bewährt bei einem Tauchgießrohr mit ovalem Quer­schnitt die äußeren und mittleren Ausströmöffnungen in den Schmalseiten des Tauchgießrohres anzuordnen.

[0012] In weiterer Ausbildung der Erfindung sind die äußeren Aus­strömöffnungen des Tauchgießrohres mit begrenzter Standzeit verschlossen, wodurch das Hochspritzen der Metallschmelze bei Gießbeginn vermieden wird. Zur zeitbegrenzten Abdichtung der äußeren Ausströmöffnungen sind Aufschmelzdichtungen ge­eignet. Durch Verwendung von Dichtungen mit einer Standzeit von 5 bis 30 Sekunden wird erreicht, daß die seitlichen Aus­strömöffnungen geöffnet werden, nachdem sie von der in der Kokille ansteigenden Metallschmelze bedeckt worden sind.

[0013] Beim Bandgießen von Stahl können Aufschmelzdichtungen aus Stahl mit geringerem Schmelzpunkt als der Gießstahl ver­wendet werden.

[0014] Beim Bandgießen von Aluminium können Aufschmelzdichtungen aus Aluminium mit geringerem Schmelzpunkt als das Gieß­aluminium verwendet werden.

[0015] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine Stahlbandgießkokille mit einem Tauchgießrohr im Längsschnitt durch die Schmalseitenwände,

Fig. 2 eine Draufsicht der Stahlbandgießkokille mit Tauch­gießrohr

Fig. 3 das Tauchgießrohr im Axialschnitt,

Fig. 4 einen Querschnitt des Tauchgießrohres gemäß der Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine Teilansicht auf die Ausströmöffnungen des Tauch­gießrohres
und

Fig. 6 eine Teilansicht auf alternativ gestaltete Ausström­öffnungen eines Tauchgießrohres.

[0016] In einer Stahlbandgießanlage ist ein Gießbehälter 1 an der Unterseite mit einem Tauchgießrohr 2 versehen, das mit seinem unteren Ende in eine Stahlbandgießkokille hineinragt. Die Kokille besteht aus zwei gekühlten Breitseitenwänden 3, 4 und zwischen diesen verstellbar angeordneten Schmalseitenwänden 5, 6. Die Breitseitenwände 3, 4 bilden zur Aufnahme des Tauch­gießrohres einen erweiterten Eingießbereich 7, der sich im Ausführungsbeispiel über einen Teil der Kokillenhöhe erstreckt. Die Erfindung ist jedoch auch bei Kokillen mit über die ge­samte Kokillenhöhe erstrecktem Eingießbereich anwendbar.

[0017] Das Tauchgießrohr 2 hat einen ovalen Durchflußquerschnitt 8, dessen Schmalseiten auf die Kokillenschmalseitenwände 5, 6 ausgerichtet sind. Das Tauchgießrohr 2 ist an seiner unteren Stirnseite mit einer Bodenabschlußplatte 9 versehen. Unmittel­bar vor der Bodenabschlußplatte 9 befinden sich in den Schmal­seitenwandungen des Tauchgießrohres 2 je eine mittlere Aus­strömöffnung 10 bzw. 11 und zwei schmalere äußere Ausström­öffnungen 12 bzw. 13.

[0018] Die Aufteilung des Gießmetalls durch die nebeneinander liegenden Ausströmöffnungen 10 bis 13 führt dazu, daß, wie aus Fig. 2 er­sichtlich, die mittlere Gießstrahlen a, b bis zu den seit­lichen Parallelabschnitten des Kokillenhohlraumes reichen, während die äußeren Gießmetallstrahlen c, d aufgrund ihrer Seitenauslenkung und ihres geringeren Querschnitts ohne Strangschalenauswaschung innerhalb des erweiterten Eingieß­bereichs 7 zur Auflösung kommen.

[0019] Eine optimale Schmelzenverteilung innerhalb des Kokillenraums erzielt die Erfindung durch Trennung der mittleren und äußeren Gießmetallstrahlen a, c bzw. b, d in der Vertikalen. Diese Richtungsgebung wird durch unterschiedliche Gestaltung der oberen und unteren Begrenzungsflächen 14, 16 bzw. 15, 17 der Ausströmöffnungen 10 bis 13 in der Wandung des Tauch­gießrohres 2 erreicht. So sind die oberen und unteren Be­grenzungsflächen 14, 15 der äußeren Ausströmöffnungen 12, 13 in einem Winkel α = 20° aufwärts gegen die Sollgieß­spiegelhöhe S geneigt, während die oberen und unteren Be­grenzungsflächen 16, 17 der mittleren Ausströmöffnungen 10, 11 abwärts geneigt oder horizontal verlaufen.

[0020] Die äußeren Ausströmöffnungen 12 des Tauchgießrohres 2 können, wie in Fig. 4 auf einer Seite dargestellt,durch Aufschmelz­dichtungen 18 bei Gießbeginn verschlossen sein, wodurch beim Füllen der Kokille das Hochspritzen und das Festbacken an den Kokillenwandungen 3, 4, 5, 6 vermieden wird. Material und Dicke der Aufschmelzdichtungen 18 sind derart, das die äußeren Ausströmöffnungen 12 frei werden, sobald der an­steigende Gießspiegel die äußeren Ausströmöffnungen 12 ab­deckt.

Ansprüche

1. Tauchgießrohr zum Einleiten von Metallschmelze, insbesondere Stahlschmelze in eine Bandgießkokille, deren Breitseiten­wände einen erweiterten Eingießbereich bilden, wobei die senkrecht im Tauchgießrohr zufließende Metallschmelze durch in Richtung der Schmalseitenwände weisende seitliche Aus­strömöffnungen bis unter die Oberfläche des in der Kokille befindlichen Metallbades geleitet wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich auf jeder in Richtung der Schmalseitenwand (5, 6) liegenden Seite des Tauchgießrohres (2) je zwei äußere und eine mittlere Ausströmöffnungen (12, 10 bzw. 11, 13) be­finden, die derartig gestaltet sind, daß aus den seitlichen Ausströmöffnungen (12, 13) zum Sollgießspiegel (S) in einem spitzen Winkel aufsteigende Gießmetallstrahlen (c, d) und aus der mittleren Ausströmöffnung (10,11) zum Badspiegel parallele oder in einem spitzen Winkel abfallende Gieß­metallstrahlen (b, a) austreten.

2. Tauchgießrohr nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die oberen und unteren Wandungen der äußeren Gießrohr­ausströmöffnungen (14, 15) in einem Winkel von 50° bis 80° zur darüberliegenden Gießrohrwandung verlaufen.

3. Tauchgießrohr nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Breite der äußeren Ausströmöffnungen (12, 13) ge­ringer ist als die Breite der mittleren Ausströmöffnungen (10, 11).

4. Tauchgießrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Höhe der mittleren und äußeren Ausströmöffnungen (10, 11, 12, 13) mindestens doppelt so groß wie ihre Breite ist.

5. Tauchgießrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch einen ovalen Querschnitt und an den Schmalseiten angeordnete mittleren und äußeren Ausström­öffnungen (10, 11, 12, 13).

6. Tauchgießrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die äußeren Ausströmöffnungen (12, 13) durch Dichtungen mit begrenzter Standzeit verschlossen sind.

7. Tauchgießrohr nach Anspruch 6,
gekennzeichnet durch Aufschmelzdichtungen (18) in den äußeren Ausströmöffnungen (12, 13).

8. Dichtung für die seitlichen Ausströmöffnungen (12, 13) eines Tauchgießrohres (2) nach den Ansprüchen 6 und 7, gekennzeichnet durch eine Standzeit von 5 bis 30 Sekunden im Gießmetall.

9. Aufschmelzdichtung für ein Tauchgießrohr nach den An­sprüchen 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie aus Stahl mit geringerem Schmelzpunkt als der Gießstahl besteht.

10. Aufschmelzdichtung für ein Tauchgießrohr zum Gießen von Aluminiumbändern nach den Ansprüchen 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie aus Aluminium mit geringerem Schmelzpunkt als das Gießaluminium besteht.

Zeichnung