DE3800665C1

DE3800665C1 - Method and apparatus for ingot casting

Info

Publication number: DE3800665C1
Application number: DE19883800665
Authority: DE
Inventors: Reiner 2800 Bremen De Brach
Original assignee: Reiner Brach & Co Kg 2800 Bremen De GmbH
Current assignee: Reiner Brach & Co Kg 2800 Bremen De GmbH
Priority date: 1988-01-13
Filing date: 1988-01-13
Publication date: 1988-10-27

Abstract

The invention relates to a method and to an apparatus for ingot casting with an immersion tube which, at the beginning of casting, extends as far as the bottom of the mould and progressively melts as the level of molten metal rises; for alloying purposes, alloying constituents are held in at least one chamber (18) separated by a longitudinal wall (20) from the flow region (22) of the immersion tube (12) (Fig. 1). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Blockgießen in einer Kokille, bei dem das flüssige Metall aus einer Gießpfanne od. dgl. durch ein sich bei Beginn des Gießvorgangs bis in den Bereich des Kokillenbodens erstreckendes, beim Gießvor gang mit dem Ansteigen des Schmelzespiegels fortschreitend von unten aufwärts abschmelzendes Tauchrohr in die Kokille gegossen wird, dessen Material dem Gießmaterial im wesentlichen entspricht, wobei das in die Kokille eingegossene flüssige Metall beim Ansteigen des Schmelzespiegels in der Kokille angeordnete Legierungsbestandteile aufnimmt.The invention relates to a method for ingot casting in one Mold in which the molten metal comes out of a ladle or the like. by a at the beginning of the casting process in the area of the mold bottom, during the casting process progressing with the rise in the melt level Dip tube melting from the bottom up into the mold is poured, the material of the casting material essentially corresponds, the liquid poured into the mold Metal when the melt level in the mold rises arranged alloy components.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Block gießen, mit einer Kokille und einem sich von oben in die Kokille zum Kokillenboden erstreckenden Tauchrohr aus einem dem Gießmetall im wesentlichen entsprechenden Material, zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens.The invention further relates to a block device pour, with a mold and one from above into the Mold from the dip tube extending to the mold base a material essentially corresponding to the casting metal, to carry out the aforementioned method.

Beim Blockgießen von Metall (insbesondere Stahl) wird das entsprechend erhitzte, flüssige Metall entweder von oben (fallender Guß) oder (durch einen besonderen Einguß) von unten (steigender Guß) in eine Kokille gegossen, um sodann in dieser zu erstarren. Dabei hat der konventionell ausge führte fallende Guß gegenüber dem aufwendiger durchzuführenden steigenden Guß den Nachteil, daß es beim Eingießen des flüssi gen Metalls auf den Kokillenboden bzw. den Spiegel der Schmelze zu Metallspritzern kommen kann, die an den Kokillen-Seiten flächen anhaften und beim Ansteigen des Schmelzspiegels nicht immer aufgeschmolzen werden, so daß die Oberfläche der her gestellten Bramme dann später bspw. durch Flämmen bearbeitet werden muß.With block casting of metal (especially steel) that becomes appropriately heated, liquid metal either from above (falling cast) or (through a special pour) of poured into a mold below (rising pour), then to solidify in this. It ended conventionally led falling cast compared to the more complex to perform rising casting the disadvantage that when pouring the liquid metal on the mold floor or the level of the melt metal splashes can occur on the sides of the mold stick to surfaces and not when the melting level rises always be melted so that the surface of the forth slab then processed later, for example by flaming must become.

Um diesen Nachteil zu vermeiden und zugleich die Möglichkeit zu schaffen, das Material der zu gießenden Bramme beim Gieß vorgang mit (weiteren) Legierungsbestandteilen zu legieren, ist aus der DE-PS 31 43 563 die Verwendung eines Tauchrohres für das Blockgießen bekanntgeworden, welches aus einem der artigen Werkstoff besteht, daß sein eingetauchter Teil mit dem Ansteigen des Schmelzespiegels fortschreitend so ab schmilzt, daß die verbleibende Eintauchtiefe des Tauchrohres jeweils einen wirksamen Spritzschutz bildet, wobei mit diesem bekannten Tauchrohr zugleich für den oberen Badbereich eine Rührwirkung geschaffen werden soll. Dabei besteht das be kannte Tauchrohr vorzugsweise aus einem Metall der gleichen Zusammensetzung wie der Gußwerkstoff oder weist zumindest eine Zusammensetzung auf, die mit diesem verträglich ist.To avoid this disadvantage and at the same time the possibility to create the material of the slab to be poured when pouring process with (further) alloy components, is from DE-PS 31 43 563 the use of a dip tube became known for the block casting, which comes from one of the like material is that his immersed part with progressively increasing as the melt level rises melts that the remaining immersion depth of the dip tube each forms an effective splash guard, with this known dip tube for the upper bathroom area at the same time Stirring effect should be created. Here is the be Known dip tube preferably made of a metal of the same Composition like the cast material or at least has a composition based on this is tolerated.

Um gegenüber dem Gußwerkstoff eine Legierungsveränderung vornehmen zu können, ist bei dem bekannten Tauchrohr vorge sehen, daß man zu dem Metall des Tauchrohres legierende Bestandteile zusetzt, die dann mithin beim Aufschmelzen des Tauchrohres in der Schmelze in Lösung gehen.To make an alloy change compared to the cast material To be able to make is featured in the known dip tube see that one alloys to the metal of the dip tube Adds ingredients, which then when melting the Immerse the immersion tube in the melt.

Mit diesem bekannten Tauchrohr ist mithin zwar ein wirksamer Spritzschutz zu schaffen, doch sind die Legierungsmöglichkeiten für das Brammenmaterial ersichtlich nur sehr begrenzt, da dem in die Kokille eingegebenen Gußwerkstoff ersichtlich von be stimmten Legierungsbestandteilen nur so viel zugegeben werden kann, wie hiervon in dem aufschmelzenden Abschnitt des Tauch rohres enthalten ist, so daß das bekannte Tauchrohr bzw. das hiermit durchführbare Verfahren zum Blockgießen mit gleich zeitiger Legierungsveränderung sich nur sehr begrenzt einsetzen läßt.With this known dip tube is therefore an effective one To create splash protection, but are the alloy options for the slab material only very limited, because the cast material entered into the mold can be seen from be correct alloy components are only added as much can, like this in the melting section of the dive tube is included, so that the well-known dip tube or hereby feasible process for ingot casting with the same early alloy changes can only be used to a very limited extent leaves.

Während in der vorstehend angehandelten DE-PS 31 43 563 nichts darüber ausgesagt worden ist, wie das in die Kokille einge gossene flüssige Metall zu Beginn des Gießvorganges aus dem Tauchrohr in den übrigen Kokillenabschnitt gelangt (also bspw. dadurch, daß der untere Abschnitt des Tauchrohres bei Beginn des Gießvorganges mit Abstand zur Oberseite des Kokillenbodens angeordnet wird), lehrt hierzu die US-PS 16 78 976, daß man ein Tauchrohr beim Blockgießen auf die Oberseite des Kokillenbodens aufsetzen kann, wenn man den unteren Abschnitt des Tauch rohres mit Durchtrittsöffnungen für das in das Tauchrohr eingegossene flüssige Metall versieht.While nothing in the previously traded DE-PS 31 43 563 about how it was put into the mold poured liquid metal at the beginning of the casting process from the Immersion tube arrives in the remaining mold section (e.g. in that the lower portion of the dip tube at the beginning the casting process at a distance from the top of the mold bottom is arranged), teaches the US-PS 16 78 976 that one Dip tube during block casting on the top of the mold bottom can touch down if you see the lower section of the dive tube with openings for the in the dip tube infused liquid metal.

Auch die US-PS 40 69 859 befaßt sich mit dem Blockgießen, und zwar u. a. auch mit dem Gesichtspunkt des Legierens, und lehrt u. a., pulverförmige Metalle als Bestandteile einer Silikatmatrix zwischen anorganischen Fasern, aus denen die dort verwendeten Tauchrohre größtenteils bestehen, zum Zwecke einer Desoxidation der zu vergießenden Schmelze einzusetzen.The US-PS 40 69 859 also deals with block casting, namely u. a. also with the aspect of alloying, and teaches u. a., powdered metals as components of a Silicate matrix between inorganic fibers that make up the immersion tubes used there largely exist for the purpose Deoxidation of the melt to be cast.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Verfahren und Vorrichtungen der eingangs beschrie benen Gattungen insbesondere dahingehend zu verbessern, daß die zu vergießende Schmelze im Rahmen praktischer Bedürfnisse praktisch ohne Begrenzungen, zumindest aber in einem erheb lich größeren Ausmaße legierungsmäßig zu verändern ist als dieses beim Blockgießen bisher der Fall war.The present invention is based on the object known methods and devices described above benen genera in particular to improve that the melt to be cast in the context of practical needs practically without limits, but at least in a significant amount alloys that are larger than that is to be changed this was previously the case with block casting.

Die vorstehende Aufgabe wird hinsichtlich ihres ver fahrensmäßigen Teils erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Legierungsbestandteile vor Beginn des Gießvorganges in min destens einer außerhalb des Strömungsbereiches des Tauchrohres angeordneten Kammer angeordnet werden.The above task is ver regarding their driving part according to the invention solved in that the Alloy components before the casting process begins in min at least one outside the flow area of the dip tube arranged chamber can be arranged.

Da die erfindungsgemäß vorgesehenen Kammern zur Aufnahme von Legierungsbestandteilen im Rahmen realistischer praktischer Wünsche praktisch beliebig groß gemacht werden können, ist mithin erfindungsgemäß sowohl quantitativ als auch qualitativ praktisch jede gewünschte Legierung beim Blockgießen auf einfachste Art und Weise zu verwirklichen, indem die Le gierungsbestandteile vor dem Gießvorgang in der Kammer/ den Kammern mit entsprechender Dosierung angeordnet werden.Since the chambers provided according to the invention for receiving Alloy components within the scope of realistic practical Desires can be made practically any size consequently both quantitatively and qualitatively according to the invention practically any desired alloy for block casting easiest way to achieve by the Le yeast components before the casting process in the chamber / the chambers with the appropriate dosage.

Vorrichtungsmäßig wird die obige Aufgabe erfindungs gemäß dadurch gelöst, daß das Tauchrohr mit wenigstens einer Kammer zur Aufnahme von Legierungsbestandteilen versehen ist, wobei - je nach Art der gewünschten Legierung - i. a. bevor zugt mehrere derartige Kammern mit entsprechenden Legierungs bestandteilen vorgesehen sind, die von dem Strömungsbereich des Tauchrohres durch eine im wesentlichen in axialer Richtung des Tauchrohres verlaufende Längswand getrennt sind, und vonein ander durch Querwände, welche durch die Kammerböden gebildet sind. The above object is device fiction solved according to that the dip tube with at least one Chamber for receiving alloy components is provided, whereby - depending on the type of alloy desired - i. a. before moves several such chambers with appropriate alloy Ingredients are provided by the flow area the dip tube by a substantially in the axial direction of the Dip tube extending longitudinal wall are separated, and from one another other by transverse walls, which are formed by the chamber floors are.

Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Preferred configurations of the present invention are described in the subclaims.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf eine Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel weiter erläutert. Es zeigtThe invention is described below with reference to a Drawing explained using an exemplary embodiment. It shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Kokille mit auf dem Kokillenboden abgesetztem Tauch rohr kurz nach Beginn des Gießvorgangs in einem Längsschnitt durch die Vorrichtung; Figure 1 is a schematic representation of a mold with a dip tube placed on the mold base shortly after the start of the casting process in a longitudinal section through the device.

Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung nach weiterer Füllung der Kokille mit teilweise bereits abgeschmolzenem Tauchrohr; FIG. 2 shows a representation corresponding to FIG. 1 after the mold has been filled further with the dip tube partially melted;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Ausgestaltung eines gegenüber den Fig. 1 und 2 vergrößert darge stellten Tauchrohres in Richtung des Pfeiles III in Fig. 4 gesehen; Fig. 3 is a plan view of an embodiment of a compared to Figures 1 and 2 Darge presented dip tube in the direction of arrow III seen in Fig. 4;

Fig. 4 einen mittigen Längsschnitt durch das Tauch rohr gemäß Fig. 3, der u. a. die Kammern und die darin auf den Kammerböden angeordneten Legierungsbestandteile erkennen läßt. Fig. 4 is a central longitudinal section through the immersion tube according to FIG. 3, which shows, among other things, the chambers and the alloy components arranged therein on the chamber bottoms.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung weist eine Kokille 10 mit einem Kokillenboden 11 auf, in welche mittig ein an seinem unteren Ende mit Ausnehmungen 14 versehenes Tauchrohr 12 so eingesetzt ist, daß es sich auf der Oberseite des Kokillenbodens 11 abstützt. Das Tauchrohr 12 besteht aus einem dem Gußwerkstoff (Schmelze) 30 (s. Fig. 1 und 2) im wesentlichen entsprechenden Material.The device shown in the drawing has a mold 10 with a mold base 11 , into which a dip tube 12 provided at its lower end with recesses 14 is inserted in the center such that it is supported on the upper side of the mold base 11 . The immersion tube 12 consists of a material which essentially corresponds to the casting material (melt) 30 (see FIGS. 1 and 2).

Wie insbesondere aus Fig. 4, aber auch bspw. aus Fig. 1 er kennbar ist, ist das Tauchrohr 12 mit mehreren Kammern 18 zur Aufnahme von Legierungsbestandteilen 16 versehen. Die Kammern 18 sind jeweils durch eine Längswand 20 vom Strömungs bereich 22 des Tauchrohres 12 begrenzt sowie durch ihren Kammerboden 24, den darüber liegenden Kammerboden 24 und schließlich die Innenwand des Tauchrohres 12.As can be seen in particular from FIG. 4, but also, for example, from FIG. 1, the immersion tube 12 is provided with a plurality of chambers 18 for receiving alloy components 16 . The chambers 18 are each delimited by a longitudinal wall 20 from the flow area 22 of the dip tube 12 and by their chamber bottom 24 , the chamber bottom 24 lying above and finally the inner wall of the dip tube 12 .

Wird das Material der zu vergießenden Schmelze gemäß dem Pfeil 31 (s. Fig. 1, 2 und 5) in die Vorrichtung eingegossen, so tritt es zunächst (s. Fig. 1) am unteren Ende des Tauchrohres 12 durch die Ausnehmungen 14 des Tauchrohres 12 aus dem Tauch rohr 12 aus und in den zwischen dem Tauchrohr 12 und der Innen wand und dem Boden 11 der Kokille 10 gebildeten Ringraum ein. Dabei schmilzt der im Bereich der Schmelze befindliche Abschnitt des Tauchrohres 12 und vermischt sich mit der Schmelze 30, wie dieses in einem Füll- Zwischenzustand aus Fig. 2 erkennbar ist. Bei dem Abschmelzen des Tauchrohres 12 schmelzen mithin mit ansteigendem Schmelze spiegel dann nacheinander auch die Kammerböden 24 auf und geben das in der jeweiligen Kammer 18 vorhandene Le gierungsmaterial 16 an die Schmelze ab, so daß diese ent sprechend auflegiert wird.If the material of the melt to be cast is poured into the device according to arrow 31 (see FIGS. 1, 2 and 5), it first passes (see FIG. 1) at the lower end of the dip tube 12 through the recesses 14 of the dip tube 12 pipe from the immersion 12 and in the wall between the dip tube 12 and the inner and the bottom 11 of annular space formed of the mold 10 degrees. The section of the immersion tube 12 located in the area of the melt melts and mixes with the melt 30 , as can be seen in an intermediate filling state from FIG. 2. When the immersion tube 12 melts, the melting of the immersed tube 12 with the rising melt then results in the chamber floors 24 one after the other and gives the alloy material 16 present in the respective chamber 18 to the melt, so that it is alloyed accordingly.

Es sei noch darauf verwiesen, daß die Ausnutzung der Legierungs bestandteile 16 besonders hoch ist, da die Legierungsbestand teile praktisch ohne Atmosphärenkontakt in die aufsteigende Schmelze eingearbeitet werden, so daß praktisch keine Oxida tionsverluste entstehen.It should also be noted that the utilization of the alloy components 16 is particularly high, since the alloy components are incorporated into the ascending melt practically without atmospheric contact, so that practically no oxidation losses occur.

Claims

1. A process for ingot casting in a mold, in which the liquid metal from a ladle extends through an immersion tube into the mold from the bottom upwards, which extends into the region of the mold at the start of the casting process and progressively melts downward as the melting level rises is poured, the material of which corresponds substantially to the casting material, the liquid metal poured into the mold taking up alloying components arranged in the mold when the melt level rises, characterized in that the alloying components ( 16 ) before the casting process begins in at least one outside the chamber ( 18 ) arranged in the flow region ( 22 ) of the immersion tube ( 12 ).

2. Device for ingot casting, with a mold and an immersion tube extending from above into the mold to the mold base from a casting material essentially speaking material for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the immersion tube ( 12 ) with at least a chamber ( 18 ) for receiving alloy components ( 16 ) is provided.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that a plurality of chambers ( 18 ) are present which are separated by a longitudinal wall ( 20 ) from the flow region ( 22 ) of the dip tube ( 12 ) and from one another by the chamber bottoms ( 24 ).