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EP0694359B1 - Tauchgiessrohr - Google Patents

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Info

Publication number
EP0694359B1
EP0694359B1 EP95890139A EP95890139A EP0694359B1 EP 0694359 B1 EP0694359 B1 EP 0694359B1 EP 95890139 A EP95890139 A EP 95890139A EP 95890139 A EP95890139 A EP 95890139A EP 0694359 B1 EP0694359 B1 EP 0694359B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
immersed
casting tube
openings
tube according
strand
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP95890139A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0694359A1 (de
Inventor
Gerald Dipl.-Ing. Dr. Hohenbichler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH filed Critical Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH
Publication of EP0694359A1 publication Critical patent/EP0694359A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0694359B1 publication Critical patent/EP0694359B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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 dip tube for introducing molten metal, in particular Melting steel, in a broad side and narrow side walls and a strand continuous casting mold forming with broad sides and narrow sides, in particular a thin slab continuous casting mold, the immersion pouring tube one with side openings for the molten metal provided pipe part, whose central axes essentially against the narrow sides of the strand are directed, and has a bottom part with a bottom opening for Metal melt is provided.
  • a dip tube is known in which two crossing or cutting pouring streams from the bottom area or the side area of the immersion pouring tube emerge.
  • pouring jets cross or cut each other inside the immersion nozzle before they emerge from the side.
  • the invention aims to avoid the disadvantages and described above Difficulties and the task arises, a dip tube of the type described above to create with which, despite high casting rates, both a low vertical penetration depth of the through the dip tube supplied melt can be maintained as well as due to reduced a small wave formation at the bathroom mirror can be observed can, so a quiet bathroom mirror is ensured.
  • it should be in the foundry edge wave setting on the bathroom mirror only have a small height and yet one sufficient melting rate for the casting powder covering the bath level can be achieved.
  • DE-A-43 19 195 is a dip tube with two obliquely against the Narrow sides of the strand directed bottom openings to form at least two Pouring streams whose directions of flow cross each other.
  • the bottom part Bottom openings to form at least two pouring jets, their flow directions each other - etc. in the direction of view perpendicular to the broad sides of the strand - cut, etc. either in the area of the bottom part or at a distance below the bottom part of the Immersion pouring tube. It can be used for certain mold cross sections and Flow velocities can be advantageous if the bottom part is used for bottom openings Formation of at least two pouring jets, the flow directions of which only with each other cut a portion of their cross-section.
  • the bottom part has bottom openings Formation of at least two pouring jets, the flow directions of which are skewed to one another cross, etc. either in the floor area or below the floor area at a distance of this.
  • the central axes of the floor openings expediently close an angle with one another between 5 and 120 °.
  • the cross sections of the bottom openings preferably have a surface area between 10 and 70% of the sum of all cross sections of the side and bottom openings.
  • a good interaction of the side openings with the bottom openings results when the Central axes of the side openings with respect to the horizontal with an angle between - 10 ° and are inclined 50 ° downwards.
  • the cross section of the side openings preferably increases in the direction of flow and is Sum of the outlet cross-sectional areas of all side and bottom openings equal to or greater than 1.1 times the interior cross-sectional area of the immersion nozzle, measured in Height of the top edge of the side openings.
  • a calm, even side flow is achieved in that the upper ones Boundary surfaces of the side openings with an angle ( ⁇ ) between -20 ° ⁇ 35 ° and the lower boundary surfaces of the side openings with an angle ( ⁇ ) between - 30 ° ⁇ ⁇ 60 ° are inclined to the horizontal.
  • the lower boundary surfaces are preferably longer than the upper ones Boundary surfaces of the side openings and extend with the extension in the Interior of the immersion pouring tube, causing part of the inside of the immersion pouring tube flow directed below, avoiding congestion and directed to the side becomes.
  • the central axes of the bottom openings are in addition to the alignment to the narrow sides of the strand towards the broad sides of the strand arranged inclined and close in this direction with the central axis of the Immersion pouring tube an angle between -20 ° and + 20 °.
  • Fig. 1 shows a vertical section through in a Continuous casting mold inserted immersion pouring tube including the resulting one Flow conditions.
  • 2, 3 and 4 show a dip tube according to a first Embodiment in longitudinal section along the line II-II of FIG. 3 and in a vertical longitudinal section along line III-III of FIG. 2.
  • FIG. 4 illustrates one Cross section in the vicinity of the bottom area according to the line IV-IV of FIG. 2.
  • FIGS. 5 to 7 illustrate a further embodiment in a representation analogous to FIGS. 2 to 4 a dip tube;
  • Fig. 8 is a section along the line VIII-VIII of Fig. 5, wherein the Section plane lies in the bottom area of the immersion pouring tube.
  • 9, 10 and 11 show others Embodiments of a dip tube, etc. each in an analog to Fig. 2 Partial sectional view.
  • An immersion pouring tube 1 is inserted into the bottom of an intermediate vessel 2 and is sufficient its mouth part or bottom part 3 into a continuous casting mold 4, which according to FIG Cross section for casting a strand 5 with the cross section of a thin strand (approximately in the Order of magnitude of 70 mm x 1500 mm).
  • the continuous casting mold is accordingly formed by narrow side walls 6 and wide side walls 7, on which the narrow sides 8 and form broad sides 9 of the strand 5.
  • the mouth part or bottom part 3 of the immersion pouring tube 1 is immersed in the continuous casting mold 4 below the surface 10 of the molten metal 11 (molten steel).
  • the surface 10 the molten metal 11 is covered by a casting powder 12.
  • On the mold side walls 6, 7, a still thin strand shell 13 is formed, within which the liquid Core 14 of the strand 5 is located.
  • the immersion pouring tube 1 has, as is particularly clear from FIGS. 2 to 4 vertically directed pipe part 15, which encloses an interior 16.
  • This interior 16 has a cross section whose parallel to the wide side walls 7 of the continuous casting mold 4 directed dimensions increase in the casting direction 17; in one direction perpendicular on the other hand, i.e. parallel to the narrow side walls 6, reduce, etc. starting from an approximately circular or square cross-section to a narrow one rectangular or oval cross section at the bottom part 3 of the immersion pouring tube 1. Die
  • the cross-sectional area of the interior largely remains as seen in the casting direction 17 constant or increasing slightly.
  • the immersion pouring tube 1 has two side openings 18 for the Molten metal, of which one each to a narrow side wall 6 of the continuous casting mold 4 or narrow side 8 of the strand 5 is directed.
  • the side openings 18 have upper and lower boundary surfaces 19, 20, the upper boundary surface 19 against the Horizontal an angle ⁇ between -20 ° and 35 ° and the lower boundary surface 20 a Include angle ⁇ between -30 ° and 60 °.
  • Downward sloping are preferred Boundary surfaces 19, 20, as shown in Fig. 2, the cross section of the Side openings 18 increases in the direction of flow.
  • each side wall opening 18 is longer than that upper boundary surface 19, the lower boundary surfaces 20 with their Extend extension into the interior 16 of the immersion pouring tube 1. This will be a Much of the molten metal flowing downward in the interior 16 is collected and transferred to the Side openings 18 directed.
  • the sum of the exit cross-sectional areas of the side opening 18 and the bottom openings 23 is equal to or greater than 1.1 times the interior cross-sectional area of Immersion pouring tube, which is measured at the upper edge of the side openings.
  • the central axes 25 of the bottom openings 23 in addition to the alignment with the narrow side walls 6 of the continuous casting mold 4 also in Direction to the broad side walls 7 of the continuous casting mold 4 can be arranged inclined.
  • the Projection of the central axis 26 and the central axes 25 of the floor openings 23 onto one plane parallel to the narrow sides 8 shows an angle ⁇ between -20 ° and + 20 °.
  • the central axes 25 of the pouring jets 24 emerging from the bottom openings 23 intersect or cross each other skewed so that the streams 24 only each other overlap more with part of their cross-sectional areas.
  • the cross sections of the bottom openings 23 have a surface area between 10 and 70% the sum of all cross sections of the side 18 and bottom openings 23.
  • the function of the immersion pouring tube 1 is as follows:
  • the vertical depth of penetration of the downward pouring streams 24 is small because they are either combine to form a strongly fanning and dissipative mixed jet 29 or, in Trap of skewed intersection of the central axes of the pouring jets, energy in itself give resulting rotary motion.
  • Immersion pouring tube 1 The frequently observed periodic migration of a surface wave from one Half of the mold to the opposite is formed by the inventive design of Immersion pouring tube 1 is considerably reduced because it is located below the immersion pouring tube 1 dissipating small vertebral structures and thereby a large-scale Weaken energy exchange.
  • a floor area of a Immersion pouring tube is the middle part 30 of the arranged between the two bottom openings 23 Bottom area 3 extended upwards in a wedge shape, whereby the deflection of the Interior 16 of the immersion pouring tube 1 downward flowing molten metal 11 to the Side openings 18 and also to the bottom openings 23 is improved. This can Loss of traffic jams can be largely avoided.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Tauchgießrohr zum Einleiten von Metallschmelze, insbesondere Stahlschmelze, in eine Breitseitenwände und Schmalseitenwände aufweisende und einen Strang mit Breitseiten und Schmalseiten bildende Stranggießkokille, insbesondere eine Dünnbrammen-Stranggießkokille, wobei das Tauchgießrohr einen mit Seitenöffnungen für die Metallschmelze versehenen Rohrteil, deren Mittelachsen im wesentlichen gegen die Schmalseiten des Stranges gerichtet sind, und einen Bodenteil aufweist, der mit einer Bodenöffnung für die Metallschmelze versehen ist.
Hohe Gießraten bedingen eine hohe Ausströmgeschwindigkeit der aus dem Tauchgießrohr austretenden Gießstrahlen. Hierdurch ist bei Verwendung von derzeit üblichen Tauchgießrohren nur eine schlechte bis mittelmäßige Produktqualität, d.h. Qualität des Stranges, zu erzielen. Durch das Ausströmen von Schmelze aus dem Tauchgießrohr in seitliche Richtung ergibt sich ein sehr unruhiger Badspiegel. Durch einen nach unten gerichteten Schmelzenstrom ergibt sich ein sehr tiefes Eindringen von Schmelze in das Stranginnere. Es kommt nicht nur zu einem teilweisen Wiederaufschmelzen der bereits erstarrten Strangschale durch die frisch zufließende heiße Schmelze, sondern auch zu einem Mitreißen bzw. Einspülen von am Badspiegel aufgebrachtem Gießpulver und von sich am Badspiegel absetzenden Verunreinigungen in das Stranginnere. Strömt die Schmelze hauptsächlich nach dem Austreten aus dem Tauchgießrohr nach unten, läßt sich nur eine geringe Aufschmelzrate des Gießpulvers erzielen, wodurch die Reibung zwischen Gießpulver und Kokillenseitenwänden unerwünscht hoch wird.
Man hat daher versucht, durch eine besondere Formgebung der Tauchgießrohre die Strömungsverhältnisse im Stranginneren positiv zu beeinflussen, und Tauchgießrohre geschaffen, die sowohl Seitenöffnungen als auch Bodenöffnungen aufweisen. Solche Tauchgießrohre der eingangs beschriebenen Art sind beispielsweise aus der AT-B - 332.579, der JP-A - 58-47545 und der AT-B - 331.438 bekannt. Auch mit diesen bekannten Tauchgießrohren konnten die oben beschriebenen Nachteile nicht vermieden werden. Insbesondere war es nicht möglich, bei hoher Gießrate eine akzeptable Qualität beim Dünnbrammengießen zu erzielen.
Aus der WO 89/12519 ist ein Tauchgießrohr bekannt, bei dem zwei einander kreuzende bzw. schneidende Gießstrahlen aus dem Bodenbereich oder dem Seitenbereich des Tauchgießrohres austreten. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kreuzen bzw. schneiden Gießstrahlen einander im Inneren des Tauchgießrohres, bevor sie seitlich austreten. Auch mit diesen bekannten Tauchgießrohren gelingt es nicht, den divergierenden Forderungen: hohe Gießrate und geringe, aber doch ausreichende Badbewegung am Gießspiegel sowie geringe vertikale Eindringtiefe des Gießstrahles in den flüssigen Kern des Stranges zu erreichen.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung der oben beschriebenen Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, ein Tauchgießrohr der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit dem trotz hoher Gießraten sowohl eine geringe vertikale Eindringtiefe der durch das Tauchgießrohr zugeführten Schmelze einhaltbar ist als auch aufgrund verminderter seitlicher Ausströmimpulse eine geringe Wellenbildung am Badspiegel verzeichnet werden kann, also ein ruhiger Badspiegel sichergestellt ist. Insbesondere soll die sich beim Gießbetrieb am Badspiegel einstellende Randwelle nur eine geringe Höhe aufweisen und trotzdem eine ausreichende Aufschmelzrate für das den Badspiegel bedeckende Gießpulver erzielt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß jeweils mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Der Anmelder hat sich unter Bezugnahme auf die ältere DE-A-43 19 195 freiwillig eingeschränkt und gesonderte Patentansprüche für Deutschland vorgelegt. In der älteren, jedoch nachveröffentlichten DE-A-43 19 195 ist ein Tauchgießrohr mit zwei schräg gegen die Schmalseiten des Stranges gerichteten Bodenöffnungen zur Bildung mindestens zweier Gießstrahlen, deren Strömungrichtungen einander kreuzen, beschrieben.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Bodenteil Bodenöffnungen zur Bildung mindestens zweier Gießstrahlen auf, deren Strömungsrichtungen einander - u.zw. in Blickrichtung senkrecht zu den Breitseiten des Stranges - schneiden, u.zw. entweder im Bereich des Bodenteiles oder im Abstand unterhalb des Bodenteiles des Tauchgießrohres. Es kann für bestimmte Kokillenquerschnitte und Strömungsgeschwindigkeiten von Vorteil sein, wenn der Bodenteil Bodenöffnungen zur Bildung mindestens zweier Gießstrahlen aufweist, deren Strömungsrichtungen einander nur mit einem Teilbereich ihres Querschnitts schneiden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Bodenteil Bodenöffnungen zur Bildung mindestens zweier Gießstrahlen auf, deren Strömungsrichtungen einander windschief kreuzen, u.zw. entweder im Bodenbereich oder unterhalb des Bodenbereiches im Abstand von diesem.
Zweckmäßig schließen die Mittelachsen der Bodenöffnungen miteinander einen Winkel zwischen 5 und 120° ein.
Vorzugsweise weisen die Querschnitte der Bodenöffnungen einen Flächenanteil zwischen 10 und 70 % der Summe aller Querschnitte der Seiten- und Bodenöffnungen auf.
Ein gutes Zusammenwirken der Seitenöffnungen mit den Bodenöffnungen ergibt sich, wenn die Mittelachsen der Seitenöffnungen gegenüber der Horizontalen mit einem Winkel zwischen - 10° und 50° nach abwärts geneigt sind.
Vorzugsweise nimmt der Querschnitt der Seitenöffnungen in Strömungsrichtung zu und ist die Summe der Austrittsquerschnittsflächen sämtlicher Seiten- und Bodenöffnungen gleich oder größer als das 1,1-fache der Innenraum-Querschnittsfläche des Tauchgießrohres, gemessen in Höhe der Oberkante der Seitenöffnungen.
Eine ruhige gleichmäßige Seitenströmung wird dadurch erzielt, daß die oberen Begrenzungsflächen der Seitenöffnungen mit einem Winkel (α) zwischen -20° ≤α≤ 35° und die unteren Begrenzungsflächen der Seitenöffnungen mit einem Winkel (β) zwischen - 30° ≤β ≤ 60° gegenüber der Horizontalen geneigt sind.
Vorzugsweise sind die unteren Begrenzungsflächen länger ausgebildet als die oberen Begrenzungsflächen der Seitenöffnungen und erstrecken sich mit der Verlängerung in den Innenraum des Tauchgießrohres, wodurch ein Teil der innerhalb des Tauchgießrohres nach unten gerichteten Strömung unter Vermeidung eines Staus aufgefangen und zur Seite gelenkt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Mittelachsen der Bodenöffnungen zusätzlich zur Ausrichtung zu den Schmalseiten des Stranges in Richtung zu den Breitseiten des Stranges geneigt angeordnet und schließen in dieser Richtung mit der Mittelachse des Tauchgießrohres einen Winkel zwischen -20° und +20° ein.
Um die Schmelze mit möglichst geringen Stauverlusten in die Seiten- und Bodenöffnungen zu leiten, vergrößert sich vorteilhaft der Querschnitt des Innenraumes des Rohrteiles des Tauchgießrohres in Strömungsrichtung und in Richtung zu den Schmalseiten des Stranges und verringert sich in Richtung zu den Breitseiten des Stranges. Hierbei ist zweckmäßig die Querschnittsfläche des Innenraumes des Rohrteiles des Tauchgießrohres in Strömungsrichtung konstant oder es nimmt die Querschnittsfläche des Innenraumes des Rohrteiles des Tauchgießrohres in Strömungsrichtung zu.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung an mehreren Ausführungsbeispielen in schematischer Darstellung näher erläutert. Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch ein in einer Stranggießkokille eingesetztes Tauchgießrohr samt den sich hierbei einstellenden Strömungsverhältnissen. Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen ein Tauchgießrohr gemäß einer ersten Ausführungsform im Längsschnitt gemäß der Linie II-II der Fig. 3 und in einem senkrecht hierzu geführten Längsschnitt gemäß der Linie III-III der Fig. 2. Fig. 4 veranschaulicht einen Querschnitt in der Nähe des Bodenbereiches gemäß der Linie IV-IV der Fig. 2. Die Fig. 5 bis 7 veranschaulichen in zu den Fig. 2 bis 4 analoger Darstellung eine weitere Ausführungsform eines Tauchgießrohres; Fig. 8 ist ein Schnitt gemäß der Linie VIII-VIII der Fig. 5, wobei die Schnittebene im Bodenbereich des Tauchgießrohres liegt. Die Fig. 9, 10 und 11 zeigen weitere Ausführungsformen eines Tauchgießrohres, u.zw. jeweils in einer zu Fig. 2 analogen Teilschnittdarstellung.
Ein Tauchgießrohr 1 ist in den Boden eines Zwischengefäßes 2 eingesetzt und reicht mit seinem Mündungsteil bzw. Bodenteil 3 in eine Stranggießkokille 4, die gemäß Fig. 1 einen Querschnitt zum Gießen eines Stranges 5 mit dem Querschnitt eines Dünnstranges (etwa in der Größenordnung von 70 mm x 1500 mm) aufweist. Die Stranggießkokille ist dementsprechend von Schmalseitenwänden 6 und Breitseitenwänden 7 gebildet, an denen sich die Schmalseiten 8 und Breitseiten 9 des Stranges 5 bilden.
In die Stranggießkokille 4 taucht der Mündungsteil bzw. Bodenteil 3 des Tauchgießrohres 1 unter die Oberfläche 10 der flüssigen Metallschmelze 11 (Stahlschmelze). Die Oberfläche 10 der Metallschmelze 11 ist von einem Gießpulver 12 bedeckt. An den Kokillenseitenwänden 6, 7 kommt es zur Bildung einer noch dünnen Strangschale 13, innerhalb der sich der flüssige Kern 14 des Stranges 5 befindet.
Das Tauchgießrohr 1 weist, wie insbesondere aus den Fig. 2 bis 4 deutlich hervorgeht, einen vertikal gerichteten Rohrteil 15 auf, der einen Innenraum 16 umschließt. Dieser Innenraum 16 weist einen Querschnitt auf, dessen parallel zu den Breitseitenwänden 7 der Stranggießkokille 4 gerichtete Abmessungen sich in Gießrichtung 17 vergrößern; in einer Richtung senkrecht hierzu, also parallel zu den Schmalseitenwänden 6, hingegen verringern, u.zw. ausgehend von einem etwa kreisrunden oder quadratischen Querschnitt bis zu einem schmalen rechteckförmigen bzw. ovalen Querschnitt beim Bodenteil 3 des Tauchgießrohres 1. Die Querschnittsfläche des Innenraumes bleibt jedoch in Gießrichtung 17 gesehen weitgehend konstant oder nimmt leicht zu.
Nahe dem Bodenteil 3 weist das Tauchgießrohr 1 zwei Seitenöffnungen 18 für die Metallschmelze auf, von denen jeweils eine zu einer Schmalseitenwand 6 der Stranggießkokille 4 bzw. Schmalseite 8 des Stranges 5 gerichtet ist. Die Seitenöffnungen 18 weisen obere und untere Begrenzungsflächen 19, 20 auf, wobei die obere Begrenzungsfläche 19 gegen die Horizontale einen Winkel α zwischen -20° und 35° und die untere Begrenzungsfläche 20 einen Winkel β zwischen -30° und 60° einschließen. Bevorzugt sind nach abwärts geneigte Begrenzungsflächen 19, 20, wie in Fig. 2 dargestellt, wobei der Querschnitt der Seitenöffnungen 18 in Strömungsrichtung zunimmt. Die Mittelachsen 21 der Seitenöffnungen 18, also die Resultierende der Strömungslinien (= Hauptströmungsrichtung) der aus den Seitenöffnungen 18 strömenden Gießstrahlen 22, sind gegenüber der Horizontalen mit einem Winkel ω zwischen -10° und 50° abwärts geneigt.
Die untere Begrenzungsfläche 20 jeder Seitenwandöffnung 18 ist länger ausgebildet als die obere Begrenzungsfläche 19, wobei sich die unteren Begrenzungsflächen 20 mit ihrer Verlängerung in den Innenraum 16 des Tauchgießrohres 1 erstrecken. Hierdurch wird ein Großteil der im Innenraum 16 abwärts strömenden Metallschmelze aufgefangen und zu den Seitenöffnungen 18 gelenkt.
Im Bodenteil 3 des Tauchgießrohres 1 sind mindestens zwei schräg gegen die Schmalseitenwände 6 der Stranggießkokille 4 bzw. Schmalseiten 8 des Stranges 5 gerichtete Bodenöffnungen 23 zur Bildung mindestens zweier Gießstrahlen 24 vorgesehen, wobei die Mittelachsen 25 der Bodenöffnungen 23 einander unter einem Winkel γ zwischen 5 und 120° schneiden. Die Mittelachsen 25 könnten einander auch windschief kreuzen.
Die Summe der Austrittsquerschnittsflächen der Seitenöffnung 18 und der Bodenöffnungen 23 ist gleich oder größer als das 1,1-fache der Innenraum-Querschnittsfläche des Tauchgießrohres, der an der Oberkante der seitlichen Öffnungen gemessen wird.
Wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, können die Mittelachsen 25 der Bodenöffnungen 23 zusätzlich zur Ausrichtung zu den Schmalseitenwänden 6 der Stranggießkokille 4 auch in Richtung zu den Breitseitenwänden 7 der Stranggießkokille 4 geneigt angeordnet sein. Die Projektion von Mittelachse 26 und der Mittelachsen 25 der Bodenöffnungen 23 auf eine Ebene parallel zu den Schmalseiten 8 zeigt einen Winkel ε zwischen -20° und +20°. Auch in diesem Fall können die Mittelachsen 25 der aus den Bodenöffnungen 23 austretenden Gießstrahlen 24 einander schneiden oder einander windschief kreuzen, so daß die Gießstrahlen 24 einander nur mehr mit einem Teil ihrer Querschnittsflächen überschneiden.
Die Querschnitte der Bodenöffnungen 23 weisen einen Flächenanteil zwischen 10 und 70 % der Summe aller Querschnitte der Seiten- 18 und Bodenöffnungen 23 auf.
Die Funktion des Tauchgießrohres 1 ist folgende:
Die Kombination von Seitenöffnungen 18, bei denen keine sich kreuzenden oder schneidenden Gießstrahlen 22 austreten, und Bodenöffnungen 23 mit einander schneidenden oder windschief kreuzenden Gießstrahlachsen 25 ist speziell für das Gießen von Strängen 5 mit Dünnbrammen-Querschnittsformat mit hohen Gießraten wesentlich.
Infolge der Seitenöffnungen 18 bilden sich die wünschenswerten oberen Wirbel 27 aus, die für ein zufriedenstellendes Aufschmelzen des auf der Badoberfläche 10 aufgebrachten Gießpulvers 12 sorgen, wobei aufgrund der verminderten seitlichen Ausströmimpulse geringe Höhen der dabei entstehenden Randwelle 28 verzeichnet werden können.
Die vertikale Eindringtiefe der nach unten gerichteten Gießstrahlen 24 ist gering, da sie sich entweder zu einem stark auffächernden und dissipativen Mischstrahl 29 vereinigen oder, im Falle des windschiefen Kreuzens der Mittelachsen der Gießstrahlen, Energie an die sich ergebende Drehbewegung abgeben. Zusätzlich treffen die nach unten gerichteten Gießstrahlen 24 auf die Aufwärtsbewegung der durch die seitlichen Gießstrahlen 22 erzeugten unteren Wirbel, wodurch ein Strömungsbild mit großen Wirbeln im unteren Kokillenbereich, das sich ergeben würde, wenn nur Seitenöffnungen vorhanden wären, in ein Strömungsbild mit kleinwirbeligen Turbulenzen zerfällt. Dies bedeutet über die Breite der Stranggießkokille 4 gesehen eine gleichmäßige Verteilung der Strömungsgeschwindigkeiten und damit auch der Wärmeübertragung an die bereits erstarrte Strangschale 13, so daß ein Aufschmelzen derselben durch frische, in die Stranggießkokille 4 gelangende Metallschmelze 11 vermieden wird. Zudem ist der Auftreffimpuls auf die Strangschale 13 viel kleiner, wodurch das Aufschmelzen der Strangschale 13 des Stranges 5 ebenfalls reduziert wird.
Das bislang häufig beobachtete periodische Wandern einer Oberflächenwelle von einer Kokillenhälfte zur gegenüberliegenden wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Tauchgießrohres 1 erheblich verringert, weil die sich unterhalb des Tauchgießrohres 1 einstellenden kleinwirbeligen Strukturen stärker dissipieren und dadurch einen großräumigen Energieaustausch abschwächen.
Durch die einander windschief kreuzenden bzw. schneidenden Gießstrahlen 24, die aus dem Bodenteil 3 des Tauchgießrohres 1 austreten, wird erreicht, daß kein weit nach unten dringender Gießstrahl entsteht, so daß weder die Stahlüberhitzung noch nichtmetallische Partikel weiter in das Stranginnere gelangen als bei einem Tauchgießrohr ohne Bodenöffnungen. Da die beiden Seitenöffnungen 18 einen erheblichen Volumenanteil in Richtung zu den Schmalseiten 8 des Stranges 5 befördern, bilden sich die beiden üblichen, von Tauchgießrohr, Badoberfläche, Schmalseite und seitlichem Gießstrahl umgrenzten Wirbel aus, die ein ausreichendes Gießpulver-Aufschmelzen gewährleisten.
Gemäß der in den Fig. 5 bis 8 dargestellten Ausführungsform eines Tauchgießrohres 1 kreuzen einander die Mittelachsen 25 der aus dem Bodenbereich 3 austretenden Gießstrahlen 24 windschief, so daß die Gießstrahlen 24 einander unterhalb des Bodenbereiches 3 nur mit ihren Umfangs-Randbereichen schneiden bzw. berühren. Der zwischen den Bodenöffnungen 23 vorhandene Mittelteil 30 des Bodenteiles 3 bildet im Innenraum 16 des Tauchgießrohres 1 eine keilförmig gestaltete Vertiefung 31.
Gemäß der in Fig. 9 dargestellten Ausführungsform eines Bodenbereiches eines Tauchgießrohres ist der zwischen den beiden Bodenöffnungen 23 angeordnete Mittelteil 30 des Bodenbereiches 3 nach oben hin keilförmig verlängert, wodurch die Umlenkung der im Innenraum 16 des Tauchgießrohres 1 abwärts strömenden Metallschmelze 11 zu den Seitenöffnungen 18 und auch zu den Bodenöffnungen 23 verbessert wird. Hierdurch können Stauverluste weitgehend vermieden werden.
Gemäß der in Fig. 10 dargestellten Ausführungsform schneiden einander die beiden aus dem Bodenbereich 3 austretenden Gießstrahlen 24 bereits teilweise innerhalb des Bodenbereiches 3, wodurch für bestimmte Gießbedingungen der Ausbreitungsbereich des entstehenden Mischstrahles unterhalb des Bodenbereiches vorteilhaft eingestellt werden kann.
Auch bei einem Tauchgießrohr mit Bodenöffnungen 23 mit einander windschief schneidenden Mittelachsen 25, wie es z.B. Fig. 5 zeigt, kann anstelle der mittigen Vertiefung 31 ein nach oben hin keilförmig verlängerter Teil 32 angebracht sein, um die Strömung verlustlos zu führen (vgl. Fig. 11).

Claims (19)

  1. Tauchgießrohr (1) zum Einleiten von Metallschmelze (11), insbesondere Stahlschmelze, in eine Breitseitenwände (7) und Schmalseitenwände (6) aufweisende und einen Strang (5) mit Breitseiten (9) und Schmalseiten (8) bildende Stranggießkokille (4), insbesondere eine Dünnbrammen-Stranggießkokille, wobei das Tauchgießrohr (1) einen mit Seitenöffnungen (18) für die Metallschmelze (11) versehenen Rohrteil (15), deren Mittelachsen (21) im wesentlichen gegen die Schmalseiten (8) des Stranges (5) gerichtet sind, und einen Bodenteil (3) aufweist, der mit einer Bodenöffnung (23) für die Metallschmelze (11) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenteil (3) mindestens zwei schräg gegen die Schmalseiten (8) des Stranges (5) gerichtete Bodenöffnungen (23) zur Bildung mindestens zweier Gießstrahlen (24) aufweist, deren Strömungsrichtungen einander - in Blickrichtung senkrecht zu den Breitseiten (9) des Stranges (5) - kreuzen.
  2. Tauchgießrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenteil (3) Bodenöffnungen (23) zur Bildung mindestens zweier Gießstrahlen (24) aufweist, deren Strömungsrichtungen einander - und zwar in Blickrichtung senkrecht zu den Breitseiten (9) des Stranges (5) - schneiden.
  3. Tauchgießrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenteil (3) Bodenöffnungen (23) zur Bildung mindestens zweier Gießstrahlen (24) aufweist, deren Strömungsrichtungen einander im Bereich des Bodenteiles (3) schneiden.
  4. Tauchgießrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenteil (3) Bodenöffnungen (23) zur Bildung mindestens zweier Gießstrahlen (24) aufweist, deren Strömungsrichtungen einander im Abstand unterhalb des Bodenteiles (3) schneiden.
  5. Tauchgießrohr nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenteil (3) Bodenöffnungen (23) zur Bildung mindestens zweier Gießstrahlen (24) aufweist, deren Strömungsrichtungen einander nur mit einem Teilbereich ihres Querschnitts schneiden.
  6. Tauchgießrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenteil (3) Bodenöffnungen (23) zur Bildung mindestens zweier Gießstrahlen (24) aufweist, deren Strömungsrichtungen einander windschief kreuzen.
  7. Tauchgießrohr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenteil (3) Bodenöffnungen (23) zur Bildung mindestens zweier Gießstrahlen (24) aufweist, deren Strömungsrichtungen einander im Bodenbereich (3) windschief kreuzen.
  8. Tauchgießrohr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenteil (3) Bodenöffnungen (23) zur Bildung mindestens zweier Gießstrahlen (24) aufweist, deren Strömungsrichtungen einander unterhalb des Bodenbereiches (3) windschief kreuzen.
  9. Tauchgießrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachsen (25) der Bodenöffnungen (23) in Blickrichtung senkrecht zu den Breitseiten miteinander einen Winkel (γ) zwischen 5 und 120° einschließen.
  10. Tauchgießrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte der Bodenöffnungen (23) einen Flächenanteil zwischen 10 und 70 % der Summe aller Querschnitte der Seiten- (18) und Bodenöffnungen (23) aufweisen.
  11. Tauchgießrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachsen (21) der Seitenöffnungen (18) gegenüber der Horizontalen mit einem Winkel (Ω) zwischen -10° und 50° nach abwärts geneigt sind.
  12. Tauchgießrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Seitenöffnungen (18) in Strömungsrichtung zunimmt.
  13. Tauchgießrohr nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Begrenzungsflächen (19) der Seitenöffnungen (18) mit einem Winkel (α) zwischen -20° ≤α≤ 35° und die unteren Begrenzungsflächen (20) der Seitenöffnungen (18) mit einem Winkel (β) zwischen -30° ≤β≤ 60° gegenüber der Horizontalen geneigt sind.
  14. Tauchgießrohr nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Begrenzungsflächen (20) länger ausgebildet sind als die oberen Begrenzungsflächen (19) der Seitenöffnungen (18) und sich mit der Verlängerung in den Innenraum (16) des Tauchgießrohres (1) erstrecken.
  15. Tauchgießrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachsen (25) der Bodenöffnungen (23) zusätzlich zur Ausrichtung zu den Schmalseiten (8) des Stranges (5) in Richtung zu den Breitseiten (9) des Stranges (5) geneigt angeordnet sind und in dieser Richtung mit der Mittelachse (26) des Tauchgießrohres (1) einen Winkel (ε) zwischen -20° und +20° einschließen.
  16. Tauchgießrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt des Innenraumes (16) des Rohrteiles (15) des Tauchgießrohres (1) in Strömungsrichtung (17) und in Richtung zu den Schmalseiten (8) des Stranges (5) vergrößert und in Richtung zu den Breitseiten (9) des Stranges (5) verringert.
  17. Tauchgießrohr nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Innenraumes (16) des Rohrteiles (15) des Tauchgießrohres (1) in Strömungsrichtung (17) konstant ist.
  18. Tauchgießrohr nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Innenraumes (16) des Rohrteiles (15) des Tauchgießrohres (1) in Strömungsrichtung (17) zunimmt.
  19. Tauchgießrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Austrittsquerschnittsflächen sämtlicher Seiten- und Bodenöffnungen (18 und 23) gleich oder größer ist als das 1,1-fache des Querschnittes des Innenraumes (16) des Tauchgießrohres (1) in Höhe der Oberkanten der Seitenöffnungen (18).
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