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EP0865849A1 - Oscillating mould for continuous casting of slabs - Google Patents

Oscillating mould for continuous casting of slabs Download PDF

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Publication number
EP0865849A1
EP0865849A1 EP98104363A EP98104363A EP0865849A1 EP 0865849 A1 EP0865849 A1 EP 0865849A1 EP 98104363 A EP98104363 A EP 98104363A EP 98104363 A EP98104363 A EP 98104363A EP 0865849 A1 EP0865849 A1 EP 0865849A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mold
funnel
strand
cross
section
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.)
Granted
Application number
EP98104363A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0865849B1 (en
Inventor
Fritz-Peter Prof. Dr. Pleschiutschnigg
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.)
SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Schloemann Siemag AG
Schloemann Siemag AG
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7823483&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0865849(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by SMS Schloemann Siemag AG, Schloemann Siemag AG filed Critical SMS Schloemann Siemag AG
Publication of EP0865849A1 publication Critical patent/EP0865849A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0865849B1 publication Critical patent/EP0865849B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Revoked legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/0408—Moulds for casting thin slabs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/05—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds into moulds having adjustable walls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/053—Means for oscillating the moulds

Definitions

  • the invention relates to an oscillating mold for continuous casting of slabs, preferably made of steel with dip pouring and continuous casting powder.
  • Continuous casting is carried out in particular in the thickness range between 20 and 250 mm, preferably 40 - 150 mm (thin slabs), and the width format between 500 and 3,300 mm, preferably 500 - 1,800 mm, with casting speeds of up to 10 m / min.
  • Rectangular mold outlet described made from a mold exists and no narrow side independent of the broad sides having. This mold does not allow the taper of the narrow sides at different continuous casting speeds and steel grades the shrinkage dimension of the strand in the width direction over the Adjust mold height as well as different strand widths to water. There is also a risk that the strand shell in the mold jammed, which leads to tearing of the strand shell when it is being conveyed out.
  • the patent DE 34 00 220 describes a funnel mold Broad and narrow side walls, with the side of the funnel-shaped Pouring area is arranged a parallel area at least the thickness of the cast strip or thin slab corresponds. With this mold, the disadvantages of the mold become above patent DE 887 990 fixed.
  • JOS 58-86906 a mold is described which is concave regardless of the immersion nozzle and at the mold outlet has a residual concavity. At the same time it is Withdrawal of the concavity over the mold length is greater than that Shrink the slab across the mold width so that the taper of the narrow sides is negative or the strand width at Mold outlet is larger than in the area of the mold level. Furthermore this solution does not provide uniform slag formation over the Strand width is safe because the active strand thickness in the mold level Melting of mold powder is not uniform. This uneven Slag formation is also to be found in the patent DE 36 27 991 detect.
  • This mold shape has the disadvantage that in the area between the mold broadside and the dip tube, which is opposite the area outside of the dip tube is very narrow (maximum 2 x 0.25 slab thickness + 12 mm), a lack of pouring slag as well a lack of fresh melt occurs, which leads to an increased Heat flow and shrinkage behavior as well as hypothermia and bridging leads between strand shell and immersion spout. These disadvantages flow into a high susceptibility to slab longitudinal cracks in the area around the middle of the slab.
  • the mold broad sides 1 have a concave to the central axis 2 symmetrical linear or plane shape 1.1 over the entire mold height 3 on.
  • This concave, linear shape extends across the Area of broadside adjustment up to edge 5.1 of the funnel 5 in the casting area 6 or on the upper edge of the mold 7.
  • This concave and plane opening of the mold 1.2 which corresponds to a diamond, should be a maximum of approx. 4% compared to the rectangular mold the thickness of the narrow sides 1.3 or casting thickness in the narrow side area correspond.
  • the shape 5.2 of the funnel 5 in the mold level corresponds to the shape 8.1 of the immersion spout 8 and preferably has an opening 5.3 140% of half the immersion nozzle thickness 8.2 or 70% of the immersion nozzle thickness 8.2.1.
  • the immersion nozzle itself due to the desired maximum pouring time (sequence pouring of, for example, 24 hours) and the pouring performance in t / min of, for example, 5 t / min and the associated optimal flow speed of, for example, 1 m / sec at the immersion nozzle openings 8.3 with the Opening cross section 8.3.1, has a desired inner flow cross section 8.4 of, for example, 9,000 mm 2 , a desired immersion spout wall thickness 8.5 of, for example, 30 mm and an opening cross section 8.3.1 of, for example, 7,000 mm 2 .
  • the immersion mold essentially determined by the casting performance and the maximum desired pouring time determines the shape of the funnel 5 both in the area of the mold level 6 and below the mold level.
  • the opening of the funnel 5.3 in Casting level area about half the immersion pouring thickness 8.2 and the Funnel width 5.4 corresponds approximately to the immersion pouring width 8.6 the mold powder 9 to a uniform slag thickness 10 on the Bath level and thus to a uniform slag film 11 build up between the strand shell and the mold broadside 1.
  • the maximum opening of the funnel should be in the area of the mold level Broadside amount to 70% of the total immersion pouring thickness 8.3.1, because the specific thermal conductivity of the refractory material (based on alumina-graphite) at approx.
  • the return of the funnel to the concave, flat broadside shape 1.1 is described by the envelope 13. So the funnel can over part of the mold height 13.1 - preferably 75% - at a total mold height 3 of e.g. 1200 mm can be withdrawn. It is also the case with shorter molds or sensitive steel grades possible to take back the funnel shape more gently.
  • the strand can in the case of withdrawal of the funnel 5 within the mold height 3 over the envelopes 13.1 or 13.2 with its convex, center-symmetrical 1.1, linear cross-sectional shape up at the end of the strand guide 16 or into the rolling mill, or but it is in the area of strand guide 16 to a rectangular Format molded.

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Abstract

Oscillating mould intended for continuous casting preferably of steel slabs with an a submerged melt outlet and use of casting powder incorporates a submerged melt outlet pipe (8) with a flow cross section (8.4) and an outlet cross section (8.3.1). It further incorporates freely movable narrow-side plates (1.3), and broad-side plates (1) which are plane in the direction of the mould length and are concave with a central symmetry in the direction of the mould with. The broad-side plates are additionally provided with a funnel section (5) corresponding to the cross section (8.1) of the melt outlet pipe at least in the melt level zone. This funnel section is at least partially reduced towards the mould outlet.

Description

Die Erfindung betrifft eine oszillierende Kokille zum Stranggießen von Brammen, vorzugsweise aus Stahl mit Tauchausguß und Stranggießpulver.The invention relates to an oscillating mold for continuous casting of slabs, preferably made of steel with dip pouring and continuous casting powder.

Das Stranggießen erfolgt insbesondere in Formaten des Dickenbereiches zwischen 20 und 250 mm, vorzugsweise 40 - 150 mm (Dünnbrammen), und des Breitenformates zwischen 500 und 3.300 mm, vorzugsweise 500 - 1.800 mm, mit Gießgeschwindigkeiten von maximal 10 m/min.Continuous casting is carried out in particular in the thickness range between 20 and 250 mm, preferably 40 - 150 mm (thin slabs), and the width format between 500 and 3,300 mm, preferably 500 - 1,800 mm, with casting speeds of up to 10 m / min.

Die bisher bekannten mittels eines Trichters oder Trogs im Gießspiegel geöffneten Brammen- bzw. Dünnbrammenkokillen lassen sich in folgende Gruppen mit Vor- und Nachteilen aufteilen. In der Patentschrift DE 887 990 wird eine Trichterkokille mitThe previously known by means of a funnel or trough in the mold level Open slab or thin slab molds can be divide into the following groups with advantages and disadvantages. In the patent specification DE 887 990 a funnel mold is included

rechteckigem Kokillenaustritt beschrieben, die aus einer Form besteht und keine von den Breitseiten unabhängige Schmalseite aufweist. Diese Kokille erlaubt es nicht, die Konizität der Schmalseiten bei unterschiedlichen Stranggießgeschwindigkeiten und Stahlgüten dem Schrumpfmaß des Stranges in Breitenrichtung über die Kokillenhöhe anzupassen sowie unterschiedliche Strangbreiten zu gießen. Auch besteht die Gefahr, daß die Strangschale in der Kokille verklemmt, was zum Abreißen der Strangschale beim Ausfördern führt. Rectangular mold outlet described, made from a mold exists and no narrow side independent of the broad sides having. This mold does not allow the taper of the narrow sides at different continuous casting speeds and steel grades the shrinkage dimension of the strand in the width direction over the Adjust mold height as well as different strand widths to water. There is also a risk that the strand shell in the mold jammed, which leads to tearing of the strand shell when it is being conveyed out.

Die Patentschrift DE 34 00 220 beschreibt eine Trichterkokille mit Breitseiten- und Schmalseitenwänden, bei der seitlich des trichterförmigen Eingießbereiches ein Parallelbereich angeordnet ist, der mindestens der Dicke des gegossenen Bandes oder der Dünnbramme entspricht. Mit dieser Kokille werden die Nachteile der Kokille nach obiger Patentschrift DE 887 990 behoben.The patent DE 34 00 220 describes a funnel mold Broad and narrow side walls, with the side of the funnel-shaped Pouring area is arranged a parallel area at least the thickness of the cast strip or thin slab corresponds. With this mold, the disadvantages of the mold become above patent DE 887 990 fixed.

In der Patentschrift JOS 58-86906 ist eine Kokille beschrieben, die unabhängig von der Tauchausgußform konkav geformt ist und am Kokillenaustritt eine Restkonkavität aufweist. Gleichzeitig ist die Rücknahme der Konkavität über die Kokillenlänge größer als der Schrumpf der Bramme über die Kokillenbreite, so daß sich die Konizität der Schmalseiten negativ darstellt bzw. die Strangbreite am Kokillenaustritt größer ist als im Gießspiegelbereich. Außerdem stellt diese Lösung keine gleichförmige Schlackenbildung über die Strangbreite sicher, da die aktive Strangdicke im Gießspiegel zur Erschmelzung von Gießpulver nicht gleichförmig ist. Diese ungleiche Schlackenausbildung ist auch in der Patentschrift DE 36 27 991 zu erkennen.In the patent specification JOS 58-86906 a mold is described which is concave regardless of the immersion nozzle and at the mold outlet has a residual concavity. At the same time it is Withdrawal of the concavity over the mold length is greater than that Shrink the slab across the mold width so that the taper of the narrow sides is negative or the strand width at Mold outlet is larger than in the area of the mold level. Furthermore this solution does not provide uniform slag formation over the Strand width is safe because the active strand thickness in the mold level Melting of mold powder is not uniform. This uneven Slag formation is also to be found in the patent DE 36 27 991 detect.

In der Patentschrift DE 41 31 829 ist eine 4-Platten-Dünnbrammenkokille beschrieben, die im Bereich geringster Brammenbreite konkav ausgebildet ist. Diese Öffnung betragt im Gießspiegelbereich und in der Brammenmitte max. 12 mm pro 1.000 mm Brammenbreite.In the patent DE 41 31 829 is a 4-plate thin slab mold that are concave in the area of the smallest slab width is trained. This opening is in the area of the mold level and in the middle of the slab max. 12 mm per 1,000 mm slab width.

Diese Kokillenform weist den Nachteil auf, daß im Bereich zwischen der Kokillenbreitseite und dem Tauchrohr, der gegenüber dem Bereich außerhalb des Tauchrohres nur sehr schmal ausgebildet ist (maximal 2 x 0,25 Brammendicke + 12 mm), ein Mangel an Gießschlacke sowie ein Mangel an frischer Schmelze auftritt, die zu einem erhöhten Wärmestrom und Schrumpfverhalten sowie Unterkühlung und Brückenbildung zwischen Strangschale und Tauchausguß führt. Diese Nachteile münden in einer hohen Längsrißanfälligkeit der Brammenoberfläche im Bereich um die Brammenmitte. This mold shape has the disadvantage that in the area between the mold broadside and the dip tube, which is opposite the area outside of the dip tube is very narrow (maximum 2 x 0.25 slab thickness + 12 mm), a lack of pouring slag as well a lack of fresh melt occurs, which leads to an increased Heat flow and shrinkage behavior as well as hypothermia and bridging leads between strand shell and immersion spout. These disadvantages flow into a high susceptibility to slab longitudinal cracks in the area around the middle of the slab.

Die Patentschrift DE 44 03 045 und DE 44 03 050 beschreiben konkave Kokillenformen, die keine Aussage über einen Zusammenhang zwischen der konkaven Kokillenform und der äußeren und inneren Tauchausgußform machen. Diese fehlende Optimierung der Formen zueinander führt zu Störungen im Wärmestrom über die Kokillenbreite und -höhe sowie der Stahlströmung im und unterhalb des Gießspiegels, die wiederum die Gefahr der Längsrißbildung fördern.The patent specifications DE 44 03 045 and DE 44 03 050 describe concave Mold shapes that do not indicate a relationship between the concave mold and the outer and inner immersion mold do. This lack of optimization of the forms leads to each other to disturbances in the heat flow across the mold width and height as well the steel flow in and below the casting level, which in turn promote the risk of longitudinal cracking.

In der europäischen Patentanmeldung 0 109 357 A1 findet bei der Wahl der konkaven Kokillenform der Tauchausguß oder das Tauchrohr keine Berücksichtigung. Außerdem handelt es sich hier um Kokillen zum Gießen von Aluminium unter Einsatz von elektromagnetischen Feldern, das heißt, der Strang hat bei der Bildung der Strangschale keinen Kontakt mit der Kokille.In the European patent application 0 109 357 A1 takes place when choosing the concave mold shape, the immersion nozzle or the immersion tube none Consideration. In addition, these are molds for Casting of aluminum using electromagnetic fields, that is, the strand does not have any when forming the strand shell Contact with the mold.

Darüber kommt kein Gießpulver zum Einsatz, und die Kokille oszilliert nicht. Weiterhin wird nicht kontinuierlich, sondern in eine Art Blockgießkokille steigend gegossen.No casting powder is used, and the mold oscillates Not. Furthermore, it is not continuous, but in one Kind of block casting mold ascending poured.

Neben diesen Dünnbrammenkokillen sei noch auf die klassische Brammenkokille mit dem Rechteck-Format von beispielsweise 200 x 200 mm eingegangen. Abgesehen davon, daß die Gießgeschwindigkeit nur maximal 2 m/min beträgt und der Wärmestrom und damit Schrumpf nur ca. 1 MW/m2 und ca. 1 % beträgt, weist dieses Standard-Kokillensystem trotz eines relativ dicken Schlackenfilmes zwischen Strangschale und Kokille von z.B. 1 - 2 mm Dicke folgende Mängel auf:

  • eine ungleichförmige Schlackenbildung über die Strangbreite im Bereich des Tauchrohres,
  • eine Unterkühlung des Stahles im Bereich des Tauchrohres gegenüber dem Bereich neben dem Tauchrohr,
  • eine Behinderung des Schrumpfens der Strangschale in horizontaler Richtung durch die parallele Kokillenform und dies besonders bei breiten Brammenformaten.
In addition to these thin slab molds, the classic slab mold with the rectangular format of, for example, 200 x 200 mm should also be discussed. Apart from the fact that the casting speed is only a maximum of 2 m / min and the heat flow and thus shrinkage is only approx. 1 MW / m 2 and approx. 1%, this standard mold system has a relatively thick slag film between the strand shell and the mold of e.g. 1 - 2 mm thick the following defects:
  • a non-uniform formation of slag over the strand width in the area of the dip tube,
  • subcooling of the steel in the area of the dip tube compared to the area next to the dip tube,
  • a hindrance to the shrinking of the strand shell in the horizontal direction due to the parallel mold shape, and this is particularly the case with wide slab formats.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kokillenform zu finden, die bei einem definierten Tauchausguß hinsichtlich

  • der Gießleistung
  • der inneren und äußeren Form,
  • der Fließquerschnitte,
  • der Auslaßöffnungen in Größe und Anordnung und
  • Wandstärke (maximale Gießzeit, Anzahl der Schmelzen in Sequenzguß)
folgenden Anforderungen gerecht wird:
  • gleichförmige Schlackenbildung über die Brammenbreite,
  • gleichförmige und ruhige Badbewegung,
  • reibungsarmes und gleichförmiges Schrumpfen der Strangschale über die Brammenbreite,
  • Gießen von unterschiedlichen Brammenbreiten mit einer Kokille (großer Verstellbereich),
  • Einstellen von unterschiedlichen konischen Anstellungen der Schmalseiten durch Steuerung, aber auch Regelung.
The object of the invention is to find a mold that with respect to a defined immersion nozzle
  • the casting performance
  • the inner and outer form,
  • the flow cross-sections,
  • the outlet openings in size and arrangement and
  • Wall thickness (maximum casting time, number of melts in sequence casting)
meets the following requirements:
  • uniform slag formation across the slab width,
  • uniform and calm bath movement,
  • low-friction and uniform shrinking of the strand shell across the slab width,
  • Casting of different slab widths with a mold (large adjustment range),
  • Setting of different conical positions of the narrow sides by control, but also regulation.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der Patentansprüche, die für den Fachmann nicht platt selbstverständlich sind. Die Lösung der Aufgabe ist unabhängig vom Kokillentyp, wie z.B. der Senkrecht-, Senkrechtabbiege- oder Kreisbogenkokille.The object is achieved by the features of the claims are not a matter of course for the expert. The solution the task is independent of the mold type, e.g. the vertical, Vertical turn or circular mold.

Die Figuren dienen zur Veranschaulichung der folgenden beispielhaften Beschreibung der Erfindung. Es zeigen:

Fig. 1
Draufsicht der Trichterkokille mit zwei Tauchausgußvarianten,
Fig. 2
Seitenansicht der Trichterkokille mit drei unterschiedlichen Trichterformen,
Fig. 3
Draufsicht der Trichterkokille am Kokillenaustritt mit zwei Austrittsformen,
Fig. 4
Seitenansicht der Trichterkokille mit drei unterschiedlichen Trichterformen und zwei Tauchausgußvarianten.
The figures serve to illustrate the following exemplary description of the invention. Show it:
Fig. 1
Top view of the funnel mold with two immersion pouring variants,
Fig. 2
Side view of the funnel mold with three different funnel shapes,
Fig. 3
Top view of the funnel mold at the mold outlet with two exit forms,
Fig. 4
Side view of the funnel mold with three different funnel shapes and two immersion pouring variants.

Die zur Erarbeitung der Erfindung durchgeführten Versuche und gesammelten Gießerfahrungen haben gezeigt, daß zum durchbruchsicheren Gießen und zum Sequenzgießen über eine gewünschte lange Gießzeit von z.B. maximal 24 Stunden und einer Gießgeschwindigkeit von maximal 10 m/min zur Erzeugung von fehlerfreien Strangoberflächen die Form der Kokille in Verbindung mit der Auslegung/Gestaltung (Form) des Tauchausgusses für gewünschte Gießleistungen von wesentlicher Bedeutung ist.The experiments carried out to develop the invention and Collected casting experience has shown that breakthrough-proof Pour and for sequence casting over a desired long casting time from e.g. maximum 24 hours and a casting speed of maximum 10 m / min for the production of faultless strand surfaces the shape of the mold in connection with the layout (Shape) of the immersion nozzle for the desired casting performance of essential Meaning is.

In den Figuren 1 bis 4 wird beispielhaft die Erfindung mit ihren Merkmalen beschrieben.In Figures 1 to 4, the invention is exemplified with its Features described.

Die Kokillenbreitseiten 1 weisen eine konkave, zur Mittenachse 2 symmetrische lineare bzw. plane Form 1.1 über die gesamte Kokillenhöhe 3 auf. Diese konkave, lineare Form erstreckt sich über den Bereich der Breitseitenverstellung bis an den Rand 5.1 des Trichters 5 im Gießspiegelbereich 6 bzw. an der Oberkante der Kokille 7. Diese konkave und plane Öffnung der Kokille 1.2, die einer Raute entspricht, sollte im Vergleich zur Rechteckkokille maximal ca. 4 % der Dicke der Schmalseiten 1.3 oder Gießdicke im Schmalseitenbereich entsprechen.The mold broad sides 1 have a concave to the central axis 2 symmetrical linear or plane shape 1.1 over the entire mold height 3 on. This concave, linear shape extends across the Area of broadside adjustment up to edge 5.1 of the funnel 5 in the casting area 6 or on the upper edge of the mold 7. This concave and plane opening of the mold 1.2, which corresponds to a diamond, should be a maximum of approx. 4% compared to the rectangular mold the thickness of the narrow sides 1.3 or casting thickness in the narrow side area correspond.

Um eine optimale Breitenverstellung und Konizitätsregelung sicherzustellen, sollten die Breitseiten 1 hydraulisch positions- und kraftgeregelt an die Schmalseiten 1.3 herangefahren werden. To ensure optimal width adjustment and conicity control, should the broadsides 1 hydraulically position and force-controlled approach to the narrow sides 1.3.

Die Form 5.2 des Trichters 5 im Gießspiegel entspricht der Form 8.1 des Tauchausgusses 8 und weist eine Öffnung 5.3 von vorzugsweise 140 % der halben Tauchausgußdicke 8.2 bzw. 70 % der Tauchausgußdicke 8.2.1 auf.The shape 5.2 of the funnel 5 in the mold level corresponds to the shape 8.1 of the immersion spout 8 and preferably has an opening 5.3 140% of half the immersion nozzle thickness 8.2 or 70% of the immersion nozzle thickness 8.2.1.

Der Tauchausguß selber, bedingt durch die gewünschte maximale Gießzeit (Sequenzguß von z.B. 24 Stunden) und die Gießleistung in t/min von z.B. 5 t/min und die damit im Zusammenhang stehende optimale Strömungsgeschwindigkeit von z.B. 1 m/sec an den Tauchausgußöffnungen 8.3 mit dem Öffnungsquerschnitt 8.3.1, weist einen gewünschten inneren Fließquerschnitt 8.4 von z.B. 9.000 mm2, eine gewünschte Tauchausgußwandstärke 8.5 von z.B. 30 mm und einen Öffnungsquerschnitt 8.3.1 von z.B. 7.000 mm2 auf.The immersion nozzle itself, due to the desired maximum pouring time (sequence pouring of, for example, 24 hours) and the pouring performance in t / min of, for example, 5 t / min and the associated optimal flow speed of, for example, 1 m / sec at the immersion nozzle openings 8.3 with the Opening cross section 8.3.1, has a desired inner flow cross section 8.4 of, for example, 9,000 mm 2 , a desired immersion spout wall thickness 8.5 of, for example, 30 mm and an opening cross section 8.3.1 of, for example, 7,000 mm 2 .

Die Tauchausgußform, im wesentlichen bestimmt durch die Gießleistung und die maximale gewünschte Gießzeit, bestimmt die Form des Trichters 5 sowohl im Gießspiegelbereich 6 als auch unterhalb des Gießspiegels. Vorzugsweise sollte die Öffnung des Trichters 5.3 im Gießspiegelbereich etwa der halben Tauchausgußdicke 8.2 und die Trichterbreite 5.4 etwa der Tauchausgußbreite 8.6 entsprechen, um das Gießpulver 9 zu einer gleichförmigen Schlackendicke 10 auf dem Badspiegel und damit zu einem gleichförmigen Schlackenfilm 11 zwischen der Strangschale und der Kokillenbreitseite 1 aufzubauen. Maximal sollte die Öffnung des Trichters im Gießspiegelbereich je Breitseite 70 % der Gesamt-Tauchausgußdicke 8.3.1 betragen, da die spezifische Wärmeleitfähigkeit des Feuerfestmaterials (Basis Tonerde-Graphit) bei ca. 7 - 10 W/°K . m gegenüber Stahl von ca. 50, Schlacke von ca. 1 und Cu von ca. 360 W/°K liegt und diese relativ geringe Leitfähigkeit zur starken Unterkühlung des Stranges, besonders im Falle einer Rechteckkokille, führt. Die Öffnung der Kokille durch einen Trichter wirkt dieser Unterkühlung zwischen Tauchausguß 8 und Kokillenwand 1, bedingt durch die geringe Leitfähigkeit des Tauchausgußmaterials, entgegen und kompensiert sie im Falle einer Trichteröffnung 5.3 > 50 % der Tauchrohrdicke. The immersion mold, essentially determined by the casting performance and the maximum desired pouring time determines the shape of the funnel 5 both in the area of the mold level 6 and below the mold level. Preferably, the opening of the funnel 5.3 in Casting level area about half the immersion pouring thickness 8.2 and the Funnel width 5.4 corresponds approximately to the immersion pouring width 8.6 the mold powder 9 to a uniform slag thickness 10 on the Bath level and thus to a uniform slag film 11 build up between the strand shell and the mold broadside 1. The maximum opening of the funnel should be in the area of the mold level Broadside amount to 70% of the total immersion pouring thickness 8.3.1, because the specific thermal conductivity of the refractory material (based on alumina-graphite) at approx. 7 - 10 W / ° K. m compared to steel of approx. 50, Slag of approx. 1 and Cu of approx. 360 W / ° K and this is relative low conductivity for strong hypothermia, especially in the case of a rectangular mold. The opening of the mold this hypothermia acts between the immersion spout through a funnel 8 and mold wall 1, due to the low conductivity of the Immersion pouring material, and compensates them in the event of a Funnel opening 5.3> 50% of the dip tube thickness.

Diese die konkave, lineare und plane Breitseitenform in der Mitte der Breitseiten überlagernde Trichterform 5.2 im Gießspiegelbereich 6 kann alternativ über drei Arten zurückgenommen werden, die im wesentlichen von der Tauchausgußform 5.2 unterhalb des Badspiegels bestimmt werden.This is the concave, linear and flat broadside shape in the middle the broadside overlying funnel shape 5.2 in the area of the mold level 6 can alternatively be withdrawn in three ways, which in essentially from the immersion pouring mold 5.2 below the bath level be determined.

Die Rücknahme des Trichters auf die konkave, plane Breitseitenform 1.1 wird durch die Hüllkurve 13 beschrieben. So kann der Trichter über einen Teil der Kokillenhöhe 13.1 - vorzugsweise 75 % - bei einer Gesamtkokillenhöhe 3 von z.B. 1.200 mm zurückgenommen werden. Auch ist es bei kürzeren Kokillen oder empfindlichen Stahlgüten möglich, die Trichterform sanfter zurückzunehmen.The return of the funnel to the concave, flat broadside shape 1.1 is described by the envelope 13. So the funnel can over part of the mold height 13.1 - preferably 75% - at a total mold height 3 of e.g. 1200 mm can be withdrawn. It is also the case with shorter molds or sensitive steel grades possible to take back the funnel shape more gently.

Dies kann dadurch realisiert werden, die die Hüllkurve 13.2 über die gesamte Kokillenhöhe 3 oder aber sogar bis über den Kokillenausgang 14 hinaus reicht, d.h. daß am Kokillenausgang noch ein Resttrichter 15 die konkave, lineare Breitseitenform 1.1 mittensymmetrisch überlagert.This can be realized by crossing the envelope 13.2 the entire mold height 3 or even up to the mold exit 14 extends beyond, i.e. that at the mold exit still one Residual funnel 15, the concave, linear broadside shape 1.1 center symmetrical overlaid.

Der Strang kann im Falle der Rücknahme des Trichters 5 innerhalb der Kokillenhöhe 3 über die Hüllkurven 13.1 oder 13.2 mit seiner konvexen, mittensymmetrischen 1.1, linearen Querschnittsform bis ans Ende der Strangführung 16 bzw. ins Walzwerk geführt werden, oder aber er wird im Bereich der Strangführung 16 auf ein rechteckiges Format eingeformt.The strand can in the case of withdrawal of the funnel 5 within the mold height 3 over the envelopes 13.1 or 13.2 with its convex, center-symmetrical 1.1, linear cross-sectional shape up at the end of the strand guide 16 or into the rolling mill, or but it is in the area of strand guide 16 to a rectangular Format molded.

Im Falle eines konvexen Strangformates am Kokillenausgang 4, das eine Restballigkeit entsprechend dem Resttrichter 15 aufweist, kann das Format bis ans Ende der Strangführung erhalten, teilweise erhalten oder aber auch auf eine rechteckige Form zurückgeführt werden.In the case of a convex strand format at the mold exit 4, the has a residual crowning corresponding to the residual funnel 15 partially preserved the format until the end of the strand guide preserved or reduced to a rectangular shape will.

Diese Art der erfindungsgemäßen Kokille mit ihrer spezifischen Trichterform trägt neben den optimierten Bedingungen hinsichtlich

  • der Strömung,
  • der Badbewegung,
  • der Schlackenführung,
  • des Wärmestromes und
  • des Schrumpfverhaltens
zu einer Zentrierung des Stranges in der Kokille und in der Strangführung und mit zu einer hohen Gießsicherheit (Vermeidung von Durchbrüchen) bei und dies besonders bei hohen Gießgeschwindigkeiten von bis zu 10 m/min.In addition to the optimized conditions, this type of mold according to the invention with its specific funnel shape also helps
  • the current,
  • the bath movement,
  • the slag guide,
  • of the heat flow and
  • of shrinkage behavior
centering of the strand in the mold and in the strand guide and with a high casting reliability (avoidance of breakthroughs), especially at high casting speeds of up to 10 m / min.

Diese sehr komplexen Vorgänge beim Gießen von Dünnbrammen und Brammen, besonders mit hohen Gießgeschwindigkeiten, werden durch die in den Patentansprüchen beschriebenen Merkmale berücksichtigt. Die Erfindung führt gegenüber dem Stand der Technik sowohl beim Dünnbrammengießen als auch beim Brammengießen zu folgenden merkmalspezifischen Vorteilen wie:

  • Das Merkmal 'konkave lineare und plane Breitseitenform' führt zu
    • reibungsarmem Schrumpfen des Strangschale in horizontaler Richtung,
    • maximalem Breitenverstellbereich durch minimale Trichterform unabhängig von der gesamten Strangbreite (z.B. 500 - 2.000 mm).
    • Breitenverstellung auch während des Gießens,
    • Konizitätssteuerung oder Regelung der Schmalseiten während des Gießens,
    • längsrißfreie Brammenoberflächen.
  • Das Merkmal 'Trichter' führt zu
    • freier Wahl der Tauchausgußform hinsichtlich
      • maximaler Gießleistung, t/min
      • Strömungsgeschwindigkeiten m/s durch
        • Strömungsquerschnitte im Tauchausguß und an den Tauchausgußöffnungen
      • maximaler Gießzeit/Sequenzguß (z.B. 24 h) durch freie Wahl der Tauchausgußwandstärke (30 mm bei 1 mm/h Schlackenverschleiß),
    • gleichförmiger Badspiegelbewegung, Unterdrückung von Turbulenzen,
    • gleichförmigem Temperaturgradienten im Badspiegel von Kokillenmitte zur Strangschale über die gesamte Kokillenbreite,
    • keiner Gefahr der Brückenbildung zwischen Strangschale und Tauchausgußwand,
    • gleichförmigem Schmelzen von Schlacke über die Breite des Badspiegels,
    • gleichförmiger Ausbildung des Schlackenfilms zwischen Strangschale und den Breitseiten-Kokillenplatten,
    • gleichförmiger Wärmestromdichte über die Kokillenbreite,
    • gleichförmigem Schrumpfverhalten der Strangschale über die Kokillenbreite, vor allem in horizontaler Richtung,
    • guter und rißfreier Brammenoberfläche selbst bei längsrißempfindlichen Stahlgüten wie z.B. peritektischen Stählen,
    • Zentrierung des Stranges in der Kokille und der Strangführung,
    • hoher Gießsicherheit oder geringste Durchbruchsraten,
    • Möglichkeit der Erzeugung einer konkaven, mittensymmetrischen Bramme.
These very complex processes when casting thin slabs and slabs, especially at high casting speeds, are taken into account by the features described in the patent claims. Compared to the prior art, the invention leads to the following characteristic-specific advantages both in thin slab casting and in slab casting, such as:
  • The characteristic 'concave linear and flat broadside shape' leads to
    • low-friction shrinkage of the strand shell in the horizontal direction,
    • Maximum width adjustment range thanks to the minimal funnel shape, regardless of the total strand width (e.g. 500 - 2,000 mm).
    • Width adjustment also during casting,
    • Conicity control or regulation of the narrow sides during casting,
    • slab surfaces without longitudinal cracks.
  • The feature 'funnel' leads to
    • free choice of diving mold with regard to
      • maximum casting performance, t / min
      • Flow velocities m / s through
        • Flow cross sections in the immersion nozzle and at the immersion nozzle openings
      • maximum casting time / sequence casting (e.g. 24 h) through free choice of immersion pouring wall thickness (30 mm at 1 mm / h slag wear),
    • uniform bath level movement, suppression of turbulence,
    • uniform temperature gradient in the bath level from the center of the mold to the strand shell over the entire width of the mold,
    • no danger of bridging between strand shell and immersion pouring wall,
    • uniform melting of slag across the width of the bath level,
    • uniform formation of the slag film between the strand shell and the broadside mold plates,
    • uniform heat flow density across the mold width,
    • uniform shrinkage behavior of the strand shell across the mold width, especially in the horizontal direction,
    • good and crack-free slab surface even with steel grades sensitive to longitudinal cracks such as peritectic steels,
    • Centering of the strand in the mold and the strand guide,
    • high casting reliability or lowest breakthrough rates,
    • Possibility of producing a concave, symmetrical slab.

BezugszeichenlisteReference list

11
Breitseiten-KokillenplattenBroadside mold plates
1.11.1
konkave, mittensymmetrische, lineare und plane Breitseitenformconcave, center-symmetrical, linear and flat broadside shape
1.21.2
Öffnung der konkaven, linearen und planen BreitseitenformOpening of the concave, linear and flat broadside shape
1.31.3
SchmalseiteNarrow side
22nd
Mittenachsen in GießrichtungCenter axes in the casting direction
2.12.1
Mittenachse in Gießrichtung, parallel zur BreitseiteCenter axis in the casting direction, parallel to the broadside
2.22.2
Mittenachse in Gießrichtung, senkrecht zu den BreitseitenCenter axis in the casting direction, perpendicular to the broad sides
33rd
KokillenhöheMold height
44th
Bereich der BreitseitenverstellungArea of broadside adjustment
55
Trichterfunnel
5.15.1
Übergang zwischen konkaver, linearer Breitseitenform und TrichterformTransition between concave, linear broadside and Funnel shape
5.25.2
TrichterformFunnel shape
5.35.3
Öffnung des Trichters im GießspiegelbereichOpening of the funnel in the area of the mold level
5.45.4
Trichterbreite im GießspiegelFunnel width in the mold level
66
GießspiegelCasting level
77
Oberkante der KokilleUpper edge of the mold
88th
TauchausgußDiving spout
8.18.1
TauchausgußformImmersion mold
8.28.2
halbe Tauchausgußdickehalf immersion pouring thickness
8.2.18.2.1
TauchausgußdickeImmersion pouring thickness
8.38.3
TauchausgußöffnungenDiving spout openings
8.3.18.3.1
ÖffnungsquerschnittOpening cross-section
8.48.4
innerer Fließquerschnittinner flow cross-section
8.58.5
TauchausgußwandstärkeImmersion pouring wall thickness
8.68.6
TauchausgußbreiteImmersion spout width
99
Gießpulverschicht auf dem Badspiegel Pouring powder layer on the bathroom mirror
1010th
Schlackendicke auf dem BadspiegelSlag thickness on the bathroom mirror
1111
Schlackenfilm zwischen Strangschale und Breitseiten-KokillenplattenSlag film between strand shell and broadside mold plates
1212th
StrangschaleStrand shell
1313
Hüllkurven zwischen Trichter 5 und Öffnung der konkaven, planen Breitseitenform 1.2Envelopes between funnel 5 and opening of the concave, plan broadside form 1.2
13.113.1
Hüllkurve, Rücknahme über einen Teil der Kokillenhöhe 3Envelope curve, withdrawal over part of the mold height 3
13.213.2
Hüllkurve, Rücknahme über die gesamte Kokillenhöhe 3Envelope curve, withdrawal over the entire mold height 3
13.313.3
Hüllkurve, Resttrichter am KokillenausgangEnvelope, residual funnel at the mold exit
1414
KokillenausgangMold exit
1515
Form des Resttrichters am KokillenausgangShape of the residual funnel at the mold exit
1616
StrangführungStrand guide

Claims (15)

Oszillierende Kokille zum Stranggießen von Brammen vorzugsweise aus Stahl mit Tauchausguß und Stranggießpulver, die folgende Elemente enthält: einen Tauchausguß (8) mit innerem Fließquerschnitt (8.4), Wandstärke (8.5), Austrittsquerschnitt (8.3.1) und äußerem Querschnittsformat (8.1) mit einer Breite (8.6) und Dicke (8.2.1) lineare und über die Kokillenlänge plane, mittensymmetrische, konkave Form (1.1) der Breitseitenplatten (1), frei bewegliche Schmalseiten (1.3), mittensymmetrischer, zusätzlich in die Breitseiten eingebrachter Trichter (5), der der äußeren Querschnittsform (8.1) des Tauchausgusses (8) zumindest im Gießspiegelbereich (6) entspricht und der in Richtung des Kokillenausganges mindestens teilweise zurückgenommen wird. Oscillating mold for the continuous casting of slabs, preferably made of steel with immersion pouring and continuous casting powder, which contains the following elements: a diving spout (8) with internal flow cross-section (8.4), Wall thickness (8.5), Outlet cross section (8.3.1) and outer cross-sectional format (8.1) with a width (8.6) and thickness (8.2.1) linear, center-symmetrical, concave shape (1.1) of the broad side plates (1), which is flat over the mold length, freely movable narrow sides (1.3), Center-symmetrical funnel (5) additionally introduced into the broad sides, which corresponds to the outer cross-sectional shape (8.1) of the immersion spout (8) at least in the area of the mold level (6) and which is at least partially withdrawn in the direction of the mold exit. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der konkave, lineare bzw. plane Bereich (1.1) in den Breitseitenplatten (1) eine maximale Öffnung (1.2) von 4 % der Schmalseitendicke (1.3) ausmacht. Device according to claim 1,
characterized,
that the concave, linear or flat area (1.1) in the broad side plates (1) constitutes a maximum opening (1.2) of 4% of the narrow side thickness (1.3). Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Trichter (5) mindestens im Gießspiegelbereich (6) der äußeren Tauchausgußform (8.1) folgt.Device according to claims 1 or 2,
characterized,
that the funnel (5) follows the outer immersion mold (8.1) at least in the area of the casting level (6). Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Öffnung (5.3) des Trichters im Gießspiegelbereich (6) max. 70 % der Tauchausgußdicke (8.2.1) bzw. max. 140 % der halben Tauchausgußdicke (8.2) ausmacht.Device according to claims 1 to 3,
characterized,
that the opening (5.3) of the funnel in the mold level area (6) max. 70% of the immersion nozzle thickness (8.2.1) or max. Accounts for 140% of half the immersion nozzle thickness (8.2). Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Trichterform (5.2) in der Kokille völlig zurückgenommen (13.1 und 13.2) wird und die Kokille am Kokillenausgang (14) die konkave, lineare Form (1.1) aufweist.Device according to claims 1 to 4,
characterized,
that the funnel shape (5.2) in the mold is completely withdrawn (13.1 and 13.2) and the mold at the mold exit (14) has the concave, linear shape (1.1). Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Strang mit konvexem, symmetrischem und linearem Querschnitt (1.1) in der Strangführung (16) zumindest teilweise erhalten bleibt.Device according to claims 1 to 5,
characterized,
that the strand with convex, symmetrical and linear cross-section (1.1) in the strand guide (16) is at least partially preserved. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Strang mit konvexem, symmetrischem und linearem Querschnitt in der Strangführung (16) in ein Rechteckformat überführt wird.Device according to claims 1 to 5,
characterized,
that the strand with a convex, symmetrical and linear cross section in the strand guide (16) is converted into a rectangular format. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Trichterform (5.2) in der Kokille nur zum Teil (13.3) bis zum Kokillenaustritt (14) zurückgenommen wird und der Strang neben der konvexen, linearen (1.1) noch eine mittensymmetrische Balligkeit entsprechend der Resttrichterform (15) aufweist.Device according to claims 1 to 4,
characterized,
that the funnel shape (5.2) in the mold is only partially withdrawn (13.3) up to the mold outlet (14) and that the strand, in addition to the convex, linear (1.1), also has a center-symmetrical crowning corresponding to the rest of the funnel shape (15). Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4 und 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Strang mit konvexem, mittensymmetrischem Querschnitt (15) in der Strangführung (16) zumindest teilweise erhalten bleibt.Device according to claims 1 to 4 and 8,
characterized,
that the strand with a convex, center-symmetrical cross section (15) is at least partially preserved in the strand guide (16). Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4 sowie 8 und 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Strang mit konvexem, mittensymmetrischem Querschnitt (15) in der Strangführung (16) in ein Rechteckformat überführt wird.Device according to claims 1 to 4 and 8 and 9,
characterized,
that the strand with a convex, center-symmetrical cross section (15) in the strand guide (16) is converted into a rectangular format. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schmalseiten (1.3) und damit der Strangbreitenverstellbereich bis minimal an den Übergang (5.1) zwischen der konkaven, linearen Breitseitenform und dem Trichter (5) herangefahren werden kann und reicht.Device according to claims 1 to 10,
characterized,
that the narrow sides (1.3) and thus the strand width adjustment range can be moved up to the transition (5.1) between the concave, linear broadside shape and the funnel (5) and is sufficient. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Trichter (5) eine minimale Breite (5.4) von 500 mm aufweist.Device according to claims 1 to 11,
characterized,
that the funnel (5) has a minimum width (5.4) of 500 mm. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Breitseitenkokillenplatten (1) hydraulisch positions- und kraftgeregelt an die Schmalseiten (1.3) herangefahren werden. Device according to claims 1 to 12,
characterized,
that the broad side mold plates (1) are moved hydraulically to the narrow sides (1.3) in a position and force-controlled manner. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Tauchausguß (8) einen inneren Fließquerschnitt (8.4) mit bis zu 20.000 mm2, vorzugsweise etwa 9.000 mm2, eine Tauchausgußwandstärke (8.5) von 20 mm bis 40 mm, vorzugsweise 30 mm sowie am Tauchausguß-Austritt einen Gesamt-Öffnungsquerschnitt (8.3.1) mit bis zu 15.000 mm2, vorzugsweise etwa 7.000 mm2 aufweist.Device according to claims 1 to 13,
characterized,
that the immersion nozzle (8) has an internal flow cross-section (8.4) with up to 20,000 mm 2 , preferably approximately 9,000 mm 2 , an immersion nozzle wall thickness (8.5) of 20 mm to 40 mm, preferably 30 mm, and a total opening cross-section at the immersion nozzle outlet ( 8.3.1) with up to 15,000 mm 2 , preferably about 7,000 mm 2 . Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Tauchausgußöffnung bzw. die Tauchausgußöffnungen (8.3) bezogen auf die vorgebbare Gießleistung in der Weise querschnittsoptimiert sind, daß an der den Tauchausgußöffnung(en) (8.3) eine Strömungsgeschwindigkeit von bis zu 2 m/sec, vorzugsweise von etwa 1 m/sec ansteht.Device according to claims 1 to 14,
characterized,
that the immersion pouring opening or the immersion pouring openings (8.3) are cross-sectionally optimized in relation to the predefinable pouring capacity in such a way that a flow velocity of up to 2 m / sec, preferably of about 1 m / sec, is present at the immersion pouring opening (s) (8.3) .
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