DE4214539C1

DE4214539C1 -

Info

Publication number: DE4214539C1
Application number: DE19924214539
Authority: DE
Inventors: Hans Josef Dr.Rer.Nat. 4330 Muelheim De Bebber; Peter Dr.-Ing. 5900 Siegen De Stadler
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1992-04-27
Filing date: 1992-04-27
Publication date: 1993-07-22
Anticipated expiration: 2012-04-28
Also published as: GB9308727D0; JPH0663709A; GB2267051B; FR2690365A1; GB2267051A

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung für eine Metallstranggießanlage mit einem Verteilergefäß, an dessen Aufgußöffnung eine Stranggießkokille angeordnet ist und in das ein mit Gleichstrom betriebener Brenner hineinragt, dem eine mit dem Schmelzgut kontaktierende Gegenelektrode zugeordnet ist.The invention relates to a heating device for a Continuous metal caster with a tundish, at the infusion opening a continuous casting mold is arranged and in the one with direct current operated burner protrudes, the one with the melting material contacting counter electrode is assigned.

Stranggießanlagen weisen üblicherweise ein Verteilergefäß auf, in das aus einer Pfanne abfließendes Material eingefüllt wird und aus dem beispielsweise bei einer Horizontalstranggießanlage über eine in der Nähe des Bodens angeordnete und bei einer Vertikalstranggießanlage im Boden angeordnete Ausgußöffnung das schmelzflüssige Material einer Kokilie zugeführt wird. So ist aus den "Berg- und Hüttenmännischen Monatsheften", 128. Jahrgang, Heft 3, März 1983, eine Stranggießeinrichtung für Stahl beschrieben, wobei schematisch ein Verteiler mit der Ausgußöffnung, dem dort angeordneten Düsenstein, ein Abreißring und eine Horizontalstranggießkokille aufgezeigt sind. Weiterhin sind aus dieser Schrift verschiedene Möglichkeiten der Kühlung der Kokille aufgezeigt. Continuous casting plants usually have a distributor vessel in which pouring material flowing out of a pan and from the for example in a horizontal continuous caster via one in the Arranged near the bottom and in a vertical continuous caster in Spout arranged the molten material of a bottom Coconut is fed. So is from the "mining and ironworkers Monthly magazines ", 128th volume, issue 3, March 1983, a Continuous casting device for steel described, with a schematic Distributor with the pouring opening, the nozzle block arranged there Tear-off ring and a horizontal continuous casting mold are shown. Furthermore, there are various cooling options from this document the mold shown.

Eine Beheizung des Verteilergefäßes ist nicht vorgesehen.Heating of the distribution vessel is not provided.

Beim Einsatz einer mit Gleichstrom betriebenen Heizvorrichtung ist am Verteilergefäß eine Gegenelektrode erforderlich. Aus STEEL TIMES, Juli 1988, Seite 381, ist eine solche Heizeinrichtung bekannt, auch aus der US-PS 46 86 687; die Anode ist dabei im Bereich der Ausgußöffnung angeordnet.When using a heater operated with direct current, there is one on the distribution vessel Counter electrode required. From STEEL TIMES, July 1988, page 381 such a heating device is known, also from US-PS 46 86 687; the anode is arranged in the region of the pouring opening.

Im Detail zeigt die DE-PS 33 39 514 die Anordnung einer solchen Elektrode in warmgängigen Gefäßen, insbesondere bei Öfen oder Rinnen, bei der eine stiftförmige Elektrode im Feuerfestmaterial angeordnet ist. Die Elektrode weist Kanäle zur Durchleitung eines Kühlmediums auf. Der elektrische Kontakt zum schmelzflüssigen Material wird von der aus Kupfer ausgeführten Elektrode über am Kopf der Elektrode anbackendes Metall hergestellt.DE-PS 33 39 514 shows in detail the arrangement of such Electrode in warm containers, especially in ovens or channels, where a pin-shaped electrode in the refractory material is arranged. The electrode has channels for the passage of a Cooling medium. The electrical contact to the molten material is from the electrode made of copper over the head of the Electrode baking metal made.

Gegenelektroden dieser und ähnlicher Bauart bedeuten jeweils eine Schwachstelle im Gefäßboden. Diese Konstruktion ist aufwendig und ihre wärmetechnische Abstimmung mit dem Feuerfestmaterial schwierig. Darüber hinaus tritt eine Behinderung des Stromübergangs von der metallischen Elektrode zum schmelzflüssigen Material auf.Counter electrodes of this and a similar design each mean one Vulnerability in the bottom of the vessel. This construction is complex and yours thermal coordination with the refractory material difficult. About that there is also a hindrance to the current transfer from the metallic one Electrode to the molten material.

Aus der DE-OS 34 43 740 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei denen einer in einem Aufnahmegefäß sich befindenden Metallschmelze über Plasmabrenner Energie zugeführt wird. Hier kommen aber zwei Wechselstrombrenner zum Einsatz, bei denen der Strompfad durch die Plasmabrenner geführt wird, so daß keine Bodenelektrode erforderlich ist.From DE-OS 34 43 740 a method and a device is known in which there is a molten metal located in a receptacle Energy is supplied via plasma torches. But here come two AC burners are used in which the current path through the Plasma torch is guided so that no bottom electrode is required is.

Ziel der Erfindung ist es, eine Heizvorrichtung für eine Metallstranggießanlage zu schaffen, bei der mit einfachen Mitteln eine betriebssichere, verlustarme Energiezufuhr bei feinfühlig einstellbarer Temperaturführung des Schmelzgutes gewährleistet ist. The aim of the invention is to provide a heating device for a To create continuous metal caster in which a simple means Reliable, low-loss energy supply with sensitively adjustable Temperature control of the melt is guaranteed.

Erreicht wird dieses Ziel durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.This is achieved through the characteristic features of the Claim 1.

Dadurch, daß die Gegenelektrode des mit einem Gleichstrombrenner beheizten Verteilergefäßes als Rohrsegment ausgebildet ist, welches den aus dem Verteilergefäß austretenden Strang berührend umgreift und an der Ausgußöffnung des Verteilergefäßes angeordnet ist, stellt die Gegenelektrode keinen Schwachpunkt des Verteilergefäßes, insbesondere des Gefäßbodens dar.The fact that the counter electrode with a DC burner heated distribution vessel as a pipe segment is formed which is the strand emerging from the distribution vessel touching and at the pouring spout of the distributor vessel is arranged, the Counter electrode no weak point of the distribution vessel, in particular of the vessel bottom.

Durch die Ausbildung als Rohrsegment ist ein großflächiger Kontakt mit dem Schmelzgut und damit ein sicherer Stromübergang gewährleistet.Due to the training as a pipe segment, there is extensive contact with guarantees the melting material and thus a safe current transfer.

Das Schmelzgut ist an der vorgesehenen Stelle an der Ausgußöffnung des Verteilergefäßes im Bereich des Stromkontaktes entweder noch flüssig oder gerade teigig, so daß das Schmelzgut jeweils die Innenwandung des als Gegenelektrode ausgebildeten Rohrsegmentes innig berührt.The melting material is in the intended place at the pouring opening of the Distribution vessel in the area of the current contact either still liquid or just dough, so that the melting material is the inner wall of the tube segment formed as a counter electrode touches intimately.

Die Unteransprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.The subclaims show advantageous developments of the invention.

So weist die Gegenelektrode Kühlkanäle auf, durch die ein Kühlmedium hindurchgeführt werden kann. Durch das exakte Einstellen der Temperatur des Kühlmediums läßt sich der Verschleiß der Gegenelektrode mindern und darüber hinaus die Wärmeabfuhr aus dem Schmelzgut einstellen.The counter electrode thus has cooling channels through which a cooling medium can be passed through. By precisely setting the temperature of the cooling medium can reduce the wear of the counter electrode and also adjust the heat dissipation from the melting material.

Durch die Anwendung eines bezüglich der Wärmeführung einfachen Kühlmediums, in der Regel Wasser, ist es möglich, die Gegenelektrode aus Kupfer herzustellen und die Außenwand des Kupfers unmittelbar mit dem Schmelzgut kontaktieren zu lassen. Darüber hinaus wird durch die Fließbewegung des Metalls, insbesondere bei dem Vergießen von Stahl, sichergestellt, daß die Qualität des Kontaktes nicht durch Anbackungen gemindert wird.By using a simple heat management Cooling medium, usually water, it is possible to remove the counter electrode Produce copper and the outer wall of the copper directly with the Have melted material contact. In addition, the Flow movement of the metal, especially when casting steel, ensures that the quality of the contact is not due to caking is reduced.

Beim Einsatz der Gegenelektrode am Ausgangsstutzen in Materialfließrichtung vor der Kokille wird die Wärmeabfuhr in der Weise eingestellt, daß die Gegenelektrode nur minimal verschleißt, daß aber möglichst wenig Wärme abgeführt wird und das Gießmaterial weitestgehend flüssig bleibt.When using the counter electrode on the outlet nozzle in Material flow in front of the mold is the heat dissipation in the Set so that the counter electrode wears minimally that but as little heat is dissipated and the casting material remains largely liquid.

Beim Einsatz der Gegenelektrode im Bereich der Kokille in einer Horizontalstranggießanlage ist bei der Verwendung einer zweigeteilten Kokille das in Kupfer ausgeführte Rohrsegment bei nahezu unverändertem Aufbau nur noch mit Stromanschlüssen zu versehen. Das Schmelzgut ist im Bereich in Strömungsrichtung hinter dem Abreißring entweder noch flüssig oder gerade teigig mit der Folge, daß die dünne Strangschale sich eng an die Innenfläche des aus Kupfer bestehenden Rohrsegmentes anlehnt.When using the counter electrode in the area of the mold in one Horizontal caster is when using a two-part Chill the pipe segment made of copper with almost unchanged Body only to be provided with power connections. The melting material is in the Area in the flow direction behind the tear-off ring either still liquid or just dough with the result that the thin strand shell clings tightly leans against the inner surface of the pipe segment made of copper.

Die Innenbohrung der Kokille ist dabei entsprechend der Abkühlung und der Durchmesserminderung des Stranges konisch ausgeführt. Hierdurch wird die Stromzufuhr zum Strang sichergestellt, da der Kontakt zwischen dem Schmelzgut und dem Innenmantel der Kokille, der bei einer zweigeteilten Kokille aus Kupfer und aus Graphit bestehen kann, über die gesamte Länge gewährleistet ist.The inner bore of the mold is corresponding to the cooling and the diameter reduction of the strand is conical. This will ensures the power supply to the string, since the contact between the Melting material and the inner shell of the mold, which in two parts Mold made of copper and graphite can be made over the entire length is guaranteed.

Als Brenner finden Plasmabrenner Verwendung. Plasma torches are used as burners.

Durch die Anordnung der Gegenelektrode im Bereich des Ausgusses des Verteilergefäßes wird ein besserer Heizdurchgriff erreicht. Bei einer Horizontal- wie auch bei einer Vertikalstranggießanlage wird durch die in der Kokille verlaufenden Stromfäden sowohl die Durchmischung als auch die Temperaturführung sowie der Wärmetransport positiv beeinflußt.The arrangement of the counter electrode in the area of the spout of the A better heat penetration is achieved in the distribution vessel. At a Horizontal as well as in a vertical continuous caster is by the in the mold running current filaments both the mixing and temperature control and heat transport are also positively influenced.

Ein Beispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen aufgeführt. Dabei zeigt:An example of the invention is shown in the drawings. Here shows:

Fig. 1 Stranggießanlage mit Heizvorrichtung, Fig. 1 continuous casting plant with heating means,

Fig. 2 Horizontalstranggießkokille,2 horizontal continuous casting mold ,

Fig. 3 Vertikalstranggießkokille. Fig. 3 vertical continuous casting mold.

Die Fig. 1 zeigt eine Heizvorrichtung 30 mit einem in ein Verteilergefäß 10 hineinragenden Brenner 31 und einer im Bereich des Ausgußstutzens 12 angeordneten Gegenelektrode 32. Oberhalb des Verteilergefäßes 10 ist eine Pfanne 50 positionierbar, aus der Schmelze 61 durch die mittels eines Absperrschiebers 52 absperrbare Ausflußöffnung 51 dem Verteilergefäß 10 zugeführt wird. Fig. 1 shows a heater 30 with a projecting into a distribution vessel 10 and a burner 31 arranged in the region of the pouring spout 12 counter electrode 32. Above the distributor vessel 10 , a pan 50 can be positioned, from which the melt 61 is fed to the distributor vessel 10 through the outflow opening 51 which can be shut off by means of a shut-off slide 52 .

Das Verteilergefäß 10 weist eine metallische Gefäßwand 11 auf, die mit einer Feuerfestauskleidung 13 belegt ist. An der Mündung eines Ausgußstutzens 12 ist die Gegenelektrode 32 angeordnet.The distributor vessel 10 has a metallic vessel wall 11 , which is covered with a refractory lining 13 . The counter electrode 32 is arranged at the mouth of a pouring spout 12 .

In der Fig. 1 ist skizzenhaft eine Horizontalstranggießkokille 20 dargestellt, aus der ein Strang 62 austritt. In Fig. 1, a horizontal continuous casting mold 20 is sketched, from which a strand 62 emerges.

Die Fig. 2 zeigt den Bereich des Ausgußstutzens 12 sowie die Kokille einer Horizontalstranggießanlage. Der mit einer Feuerfestauskleidung 13 versehene Ausgußstutzen 12 des Verteilergefäßes 10 ist horizontal angeordnet. Fig. 2 shows the area of the pouring spout 12 and the mold of a horizontal continuous caster. The pouring spout 12 of the distribution vessel 10 provided with a refractory lining 13 is arranged horizontally.

Im unteren Teil der Skizze ist an der Mündung des Ausgußstutzens 12 ein Rohrsegment 14 vorgesehen, das aus dem Strom gut leitenden Materials, beispielsweise Kupfer, gefertigt ist. Das Rohrsegment 14 wird umhüllt von einem Kühlelement 15, das Öffnungen für die Medienzufuhr 16 bzw. Medienabfuhr 17 aufweist.In the lower part of the sketch, a pipe segment 14 is provided at the mouth of the pouring spout 12 , which is made of material that is a good conductor of current, for example copper. The pipe segment 14 is enveloped by a cooling element 15 , which has openings for the media feed 16 or media discharge 17 .

In Strömungsrichtung hinter dem Ausgußstutzen 12 ist ein Düsenstein 21 angeordnet, dem wiederum ein Abreißring 22 folgt, der mit der Horizontalstranggießkokille 20 in Verbindung steht. Im unteren Teil ist eine einteilige Kokille dargestellt, die einen Kokilleninnenmantel 25 sowie einen Kokillenaußenmantel 23 aufweist. Am Kokillenaußenmantel 23 sind Öffnungen für die Medienzufuhr 26 sowie die Medienabfuhr 27 vorgesehen.In the direction of flow behind the pouring spout 12 , a nozzle block 21 is arranged, which in turn is followed by a tear-off ring 22 which is connected to the horizontal continuous casting mold 20 . In the lower part, a one-piece mold is shown, which has an inner shell 25 and an outer shell 23 . Openings for the media feed 26 and the media drain 27 are provided on the outer shell 23 of the mold.

Im oberen Teil des Bildes ist eine zweigeteilte Kokille dargestellt, deren Kokilleninnenmantel 25 in dem dem Verteilergefäß 10 zugewandten Teil als Rohrsegment 24 ausgebildet ist. Der Werkstoff des übrigen Teils des Kokilleninnenmantels 25 kann dabei Graphit sein. Am Kokillenaußenmantel 23 sind wiederum Öffnungen für die Kühlmittelzufuhr 26 bzw. -abfuhr 27 vorgesehen.In the upper part of the picture, a two-part mold is shown, the inner shell 25 of which is formed as a tubular segment 24 in the part facing the distributor vessel 10 . The material of the remaining part of the inner shell 25 of the mold can be graphite. In turn, openings for the coolant supply 26 and discharge 27 are provided on the outer shell 23 of the mold.

Dargestellt ist die Schmelze 61, und angedeutet wird die Erstarrungsfront des Stranges 62. The melt 61 is shown and the solidification front of the strand 62 is indicated.

Der Bereich des Ausgusses 12 in der Fig. 3 entspricht - nur in vertikaler Lage - dem bereits in Fig. 2 dargestellten. Ergänzend hierzu ist die Ausgußöffnung durch einen Absperrschieber 18 verschließbar. Weiterhin ist kein unmittelbarer Kontakt der einzelnen Bauteile des Verteilergefäßes 10 mit der vertikalen Stranggießkokille 40 vorgesehen.The area of the spout 12 in FIG. 3 corresponds - only in a vertical position - to that already shown in FIG. 2. In addition to this, the pouring opening can be closed by a gate valve 18 . Furthermore, there is no direct contact between the individual components of the distributor vessel 10 and the vertical continuous casting mold 40 .

Im linken Bereich der Fig. 3 ist die Gegenelektrode am Verteilergefäß 10 angeordnet, und es kommt eine normale Vertikalstranggießkokille zum Einsatz mit dem Kokillenaußenmantel 43 und einem Kokilleninnenmantel 45 sowie Öffnungen zur Medienzufuhr 46 und Mediumabfuhr 47.The counterelectrode is arranged on the distributor vessel 10 in the left-hand area of FIG. 3, and a normal vertical continuous casting mold is used with the mold outer shell 43 and a mold inner shell 45 as well as openings for media supply 46 and medium discharge 47 .

Auf der rechten Seite der Fig. 3 ist ein üblicher Ausgußstutzen 12 vorgesehen, die Stranggießkokille weist beim Kokilleninnenmantei 45 im dem Verteilergefäß zugewandten Bereich ein als Gegenelektrode 32 ausgebildetes Rohrsegment 44 auf.A conventional pouring spout 12 is provided on the right-hand side of FIG. 3. In the case of the inner mold part 45 , the continuous casting mold has a tube segment 44 designed as a counterelectrode 32 in the region facing the distributor vessel.

Die Stromverbindung zwischen dem kathodischen Brenner und dem anodischen Rohrsegment 44 erfolgt über die Schmelze 61 bei geöffnetem Schieber 18. Nach einer möglichen Unterbrechung des Kokillenfüllvorgangs müßte die Heizvorrichtung erneut gestartet werden.The current connection between the cathodic burner and the anodic tube segment 44 takes place via the melt 61 with the slide 18 open. After a possible interruption of the mold filling process, the heating device would have to be started again.

Claims

1. Heating device for a continuous metal casting installation with a distributor vessel, at the pouring opening of which a continuous casting mold is arranged and into which a burner operated with direct current projects, to which a counterelectrode contacting the melting material in the region of the pouring opening is assigned, characterized in that the counterelectrode ( 32 ) is a pipe segment ( 14 , 24 , 44 ) consisting of a material that conducts electricity, which touches the metal ( 61 ) emerging from the distribution vessel ( 10 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the current-conducting material of the tube segment ( 14 ) is copper.

3. Apparatus according to claim 2 or 1, characterized in that on the outside of the tube segment ( 14 , 24 , 44 ) channels ( 19 , 29 , 49 ) are provided for flowing through a cooling medium.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the pipe segment ( 14 ) around which the cooling medium flows forms the mouth of the outlet connector ( 12 ) of the distributor vessel ( 10 ).

5. The device according to claim 3, characterized in that the tube segment ( 24 , 44 ) around which the cooling medium flows forms part of the continuous casting mold ( 20 , 40 ).

6. The device according to claim 5, characterized in that the tubular segment ( 24 ) is the counter electrode ( 32 ) of the heating device ( 30 ) of a horizontal continuous casting system with a distributor vessel ( 10 ) and a radially divided horizontal continuous casting mold ( 20 ), the material of the inner wall of the the copper part facing the distributor vessel ( 10 ) and the graphite part facing away.