DE69709899T2 - DEVICE FOR HIGH-SPEED CONTINUOUS CASTING OF STEEL THIN SLABS WITH GOOD PROPERTIES - Google Patents

Abstract

Unit of equipments for the continuous casting of steel slabs, especially low thickness slabs at high speed, comprising a mould (1) fed by a submerged nozzle (2) and connected to an oscillator (3) driven by a hydraulic servocontrol, wherein the following geometrical relation is valid concerning both the mould and the submerged nozzle shapes and their mutual arrangement: (A1/S1)/(A2/S2) = 0.9 DIVIDED 1.1 and preferably A1/S1 = A2/S2, wherein, on the mould horizontal section at the meniscus level, A1 is the area enclosed between submerged nozzle and larger sides of the mould, and A2 is the residual area on said section, between submerged nozzle and smaller sides, S1 and S2 being the total sums of the mould peripheral lengths corresponding to each of said areas. Furthermore, at least in the mould horizontal section at the meniscus level, the distance between submerged nozzle and copper plates forming the mould walls is kept constant.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Einheit von Ausrüstungsgegenständen zum Hochgeschwindigkeits-Stranggießen von dünnen Stahlplatten hoher Qualität.The present invention relates to an improved unit of equipment for high-speed continuous casting of high-quality thin steel plates.

Beim Stranggießen von sogenannten "Dünnbrammen" aus Stahl mit einer Dicke bis zu 80 mm ist es bekannt, daß einige Qualitätsprobleme auftreten, insbesondere beim Gießen mit Hochgeschwindigkeit, zum Beispiel oberhalb von 4,5 m pro Minute.During continuous casting of so-called "thin slabs" of steel with a thickness of up to 80 mm, it is known that some quality problems arise, especially when casting at high speeds, for example above 4.5 m per minute.

Diese Probleme können zu Defekten in der Plattenoberfläche, dem sogenannten Mantel, der in der Gußform hergestellt wird, führen:These problems can lead to defects in the plate surface, the so-called shell, which is produced in the mold:

- Längsrisse, aufgrund des Einschlusses von Gießpulver;- Longitudinal cracks due to the inclusion of casting powder;

- Längs- und Querrisse, aufgrund des Fehlens eines Schmier- und Isolierfihnes, der vun der sogenannten "Schlacke" gebildet wird, wobei unter dem Begriff das Produkt aus Gießpulver verstanden wird, das geschmolzen und wieder verfestigt wurde;- longitudinal and transverse cracks, due to the absence of a lubricating and insulating film formed by the so-called "slag", which term is understood to mean the product of casting powder that has been melted and resolidified;

- Längsrisse, aufgrund von thermischen Spannungen; und- longitudinal cracks due to thermal stresses; and

- Längsrisse, aufgrund einer diskontinuierlichen Kupferkühlungsoberfläche.- Longitudinal cracks due to a discontinuous copper cooling surface.

Diese Qualitätsprobleme betreffen hauptsächlich Spezialstähle und können zumindest teilweise durch Reduzierung der Gießgeschwindigkeit gelöst werden, was jedoch zu einer geringeren Produktivität und demzufolge einer reduzierten Anlagenökonomie führt. Eine andere mögliche Lösung kann die Benutzung eines elektromagnetischen Gerätes, das "EMBR" genannt wird (Electro-Magnetic Brake Ruler), das ein Abflachen der Wellen aus flüssigem Stahl, die ein Wellenschlagen auf dem Gießspiegel innerhalb der Gutform verursachen, durch Reduzierung deren Höhe ermöglicht, allerdings ist ein solches Gerät sehr teuer und würde die vorgenannten Probleme lediglich zum Teil beseitigen. Jedoch treten aufgrund der geometrischen und Fließbedingungen, die innerhalb der Gußform auftreten, andere Probleme auf, die möglicherweise in einer Verringerung der Lebensdauer der Gußdüse (die, wenn sie in das flüssige Metall getaucht ist, normalerweise als "zurückliegende Düse" bezeichnet wird) und schädlichen Folgen für die Verfahrenseffizienz resultiert.These quality problems mainly affect special steels and can be solved at least partially by reducing the casting speed, which however leads to lower productivity and consequently reduced plant economy. Another possible solution may be the use of an electromagnetic device called "EMBR" (Electro-Magnetic Brake Ruler), which allows the waves of liquid steel that cause ripples on the mold surface inside the mold to be flattened by reducing their height, but such a device is Equipment is very expensive and would only partially eliminate the above problems. However, due to the geometric and flow conditions occurring within the mold, other problems arise, possibly resulting in a reduction in the life of the casting nozzle (which, when immersed in the liquid metal, is usually referred to as the "lagging nozzle") and detrimental consequences for process efficiency.

Es wurde jetzt deutlich, daß die vorgenannten Probleme nicht durch unabhängigen Betrieb der Gußform, der zurückliegenden Düsen und der Gußformschwingungseinheit systematisch und zufriedenstellend gelöst werden können. Diese drei Elemente, die im Wesentlichen verantwortlich für das Stranggießen sind, sind derart stark miteinander verbunden, daß diese tatsächlich eine "Gießeinheit" bilden, und eine effektive Lösung nur durch Betrieb der integrierten Einheit als Ganzes gefunden werden kann.It has now become clear that the above problems cannot be systematically and satisfactorily solved by operating the mold, the back nozzles and the mold vibration unit independently. These three elements, which are essentially responsible for continuous casting, are so closely interrelated that they actually form a "casting unit" and an effective solution can only be found by operating the integrated unit as a whole.

Aus der DE-C-44 36 990 ist es bekannt, den Abstand zwischen der zurückliegenden Düse und der Gußformwänden konstanter zu halten, allerdings ist eine solche Bedingung nicht ausreichend, die vorgenannten Probleme, die nicht einmal genannt sind, einer befriedigenden Lösung zuzuführen.From DE-C-44 36 990 it is known to keep the distance between the rear nozzle and the mold walls more constant, but such a condition is not sufficient to provide a satisfactory solution to the aforementioned problems, which are not even mentioned.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gießeinheit zu schaffen, die die vorgenannten Nachteile überwindet, wenn es gewünscht ist, dünne Platten mit hoher Geschwindigkeit zu gießen.It is an object of the present invention to provide a casting unit which overcomes the above-mentioned disadvantages when it is desired to cast thin plates at high speed.

Die verbesserte Einheit von Gießelementen gemäß der vorliegenden Erfindung hat im Allgemeinen die charakteristischen Merkmale des Anspruchs 1, wie auch, gemäß spezifischer Aspekte der Erfindung, zusätzliche charakteristische Merkmale, die in den abhärgigen Ansprüchen beschrieben sind.The improved unit of casting elements according to the present invention has generally the characteristic features of claim 1, as well as, according to specific aspects of the invention, additional characteristic features described in the dependent claims.

Diese und andere Aufgaben, Vorteile und Charakteristika der Gießeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung offensichtlich, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft, d. h. nicht limitierend, beschrieben wird, wobei in den Zeichnungen:These and other objects, advantages and characteristics of the casting unit according to the present invention will become apparent from the following detailed description of a preferred embodiment of the invention, which is given with reference to The accompanying drawings are described by way of example and not by way of limitation, in which:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Gießeinheit gemäß der Erfindung zeigt;Fig. 1 shows a schematic side view of a casting unit according to the invention;

Fig. 2 eine Ansicht alleine des oberen Teiles der Gußform, in Kombination mit der zurückliegenden Düse in der Richtung des Pfeiles II in Fig. 1 zeigt;Fig. 2 shows a view of the upper part of the mold alone, in combination with the rear nozzle in the direction of arrow II in Fig. 1;

Fig. 3a, 3b, 3c dieselbe schematische Ansicht im Querschnitt zeigen, der entlang der Linie III-III von Fig. 2 auf der Höhe des Gießspiegelniveaus genommen wurde, um insbesondere die verschiedenen Teile zu zeigen, die in der geometrischen Beziehung zueinander betrachtet werden, die die Gußform und die zurückliegende Düse in der Gießeinheit gemäß der Erfindung erfüllen müssen;Fig. 3a, 3b, 3c show the same schematic view in cross-section taken along the line III-III of Fig. 2 at the level of the mold surface, in order to show in particular the various parts considered in the geometric relationship to one another that the mold and the rear nozzle must satisfy in the molding unit according to the invention;

Fig. 4 eine Draufsicht auf dieselbe Gußform zeigt, die schematisch unter Bezugnahme auf kartesische Achsen dargestellt ist;Fig. 4 shows a plan view of the same mold, shown schematically with reference to Cartesian axes;

Fig. 5a und 5b zwei schematische Ansichten der Gußform von Fig. 4 zeigen, bei der die Verkleidung der Kühlsystemleitungen im Längsschnitt durch eine Ebene parallel zu den y und z Achsen von Fig. 4 bzw. entlang der Linie B-B von Fig. 5a dargestellt ist.Fig. 5a and 5b show two schematic views of the mold of Fig. 4, in which the cladding of the cooling system lines is shown in longitudinal section through a plane parallel to the y and z axes of Fig. 4 and along the line B-B of Fig. 5a, respectively.

Bezugnehmend auf die Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine schematische Ansicht der Gießeinheit gemäß der Erfindung mit einer Gußform 1, einer Eintauchgießdüse 2, die im Folgenden als "zurückliegende Düse" bezeichnet wird, und einen Schwinger 3, der hydraulisch angetrieben wird und, gemäß dieser Ausführungsform, an dem Gußformkörper befestigt ist, offensichtlich um die Gießlinie nicht zu behindern. Fig. 1 zeigt ebenso einen Abschnitt der Passage des flüssigen Stahlflusses zwischen der zurückliegenden Düse 2 und dem Mantel, der entlang der Kupferwände gebildet wird, d. h. zwischen den beiden "Kanälen" 4, die somit ausgebildet sind.Referring to the drawings, Fig. 1 shows a schematic view of the casting unit according to the invention comprising a casting mold 1, an immersion pouring nozzle 2, hereinafter referred to as "rear nozzle", and an oscillator 3 which is hydraulically driven and, according to this embodiment, is fixed to the casting mold body, obviously so as not to obstruct the casting line. Fig. 1 also shows a portion of the passage of the liquid steel flow between the rear nozzle 2 and the jacket formed along the copper walls, i.e. between the two "channels" 4 thus formed.

Was die Gußform betrifft, so ist das auftretende Hauptproblem beim Gießen dünner Platten unter Bezugnahme auf die herkömmlichen Gießtechniken die Tatsache, daß unter der Voraussetzung desselben Durchsatzes an geschmolzenem Stahl, eine Reduzierung der Plattendicke einen Anstieg der Plattenoberflächen in Kontakt mit der Gußformwand in der Zeiteinheit beinhaltet und somit ein ansteigendes Bedürfnis nach schmierender "Schlacke", wie vorhergehend definiert. Tatsächlich hat man, wenn T 1, W 1, V 1 die Dicke, die Breite und die durchschnittliche Gießgeschwindigkeit einer normal dicken Platte sind, wobei T2 = T1/a (a > 1), ist, wenn W2 = W 1 und V2 > > V 1 die äquivalenten Längen für eine dünne Platte sind, wobei der Durchsatz des Stahles derselbe ist:As far as the mold is concerned, the main problem encountered when casting thin plates with reference to conventional casting techniques is the fact that, assuming the same throughput of molten steel, a reduction in plate thickness causes an increase in the plate surfaces in contact with the mold wall in of unit time and therefore an increasing need for lubricating "slag" as previously defined. In fact, if T 1, W 1, V 1 are the thickness, the width and the average casting speed of a normal thickness plate, where T2 = T1/a (a > 1), if W2 = W 1 and V2 >> V 1 are the equivalent lengths for a thin plate, the throughput of the steel being the same, we have:

T2·W2·V2 = T1·W1·V1 (I)T2·W2·V2 = T1·W1·V1 (I)

Der Bereich der dünnen Platte der in der Zeiteinheit gegossen wird ist somit:The area of the thin plate that is cast in unit time is therefore:

2·(T2 + VV2)·V2, entsprechend 2·W2·V2,2 (T2 + VV2) V2, corresponding to 2 W2 V2,

wenn die Dicke der dünnen Platte unter Beachtung ihrer Breite als vernachlässigbar angesehen wird. Durch Ersetzen des Produktes W2·V2 mit dem Wert, der aus der Gleichung (I) hervorgeht erhält man:if the thickness of the thin plate is considered negligible considering its width. By replacing the product W2·V2 with the value resulting from equation (I) we obtain:

2·W2·V2 = 2·(T1/T2)·W1·V1 = a·(2·W1·V1) (II)2 W2 V2 = 2 (T1/T2) W1 V1 = a (2 W1 V1) (II)

Die obige Gleichung (II) verdeutlicht, bei a > 1, die Wichtigkeit der Ausbildung einer schmierenden Schlacke, die in der Zeiteinheit eine Plattengußformkontaktfläche überzieht, die entgegengesetzt proportional zu der Dicke und somit je größer ist, desto dünner die Platte ist. Im Gegenteil hat die Grenzfläche in der Gußform zwischen geschmolzenem Stahl und Gießpulver einen kleineren Bereich in der Region des Gießspiegels, wo die Schlacke gebildet wird, aufgrund der geringen Dicke und in der mittleren Region aufgrund der zurückliegenden Düse.The above equation (II) illustrates, when a > 1, the importance of the formation of a lubricating slag covering a plate mold contact area per unit time, which is inversely proportional to the thickness and thus the larger the thinner the plate is. On the contrary, the interface in the mold between molten steel and mold powder has a smaller area in the region of the mold surface where the slag is formed, due to the small thickness and in the middle region due to the recessed nozzle.

Obwohl dieses Problem teilweise durch Benutzung von Gießpulvern gelöst werden kann, die in der Lage sind, die Schlackenbildung zu unterstützen, muß berücksichtigt werden, daß die zurückliegende Düse bei den bekannten Konfigurationen es nicht erlaubt, das benötigte Gleichgewicht zwischen geschmolzener Schlacke, die von schmelzenden Pulvern gebildet wird, und Schlacke, die konsumiert wird, wenn diese erst einmal zwischen dem Gießspiegel und der Wand hindurchgetreten sind, zu erhalten.Although this problem can be partially solved by using casting powders able to promote slag formation, it must be taken into account that the recessed nozzle in the known configurations does not allow to obtain the necessary balance between molten slag formed by melting powders and slag consumed once they have passed between the mold surface and the wall.

Die dünne Gußform ist dazu in der Lage, eine verläßliche, d. h. eine ausreichend dicke, zurückliegende Düse zu enthalten, wobei deren große Kupferplatten in der horizontalen Ebene um das Gießspiegelniveau ein derartiges Profil aufweisen, das exakt zu dem Profil der zurückliegenden Düse in der horizontalen Ebene passt, wodurch an jedem Punkt der mittleren Region ein konstanter Abschnitt zwischen der zurückliegenden Düse und den Wänden erhalten bleibt. Bezugnehmend auf die Fig. 3a, 3b und 3c ist ein Abstand gemäß der vorliegenden Erfindung derart gewählt, daß das Verhältnis A1/51, d. h. zwischen dem Gebiet der Grenzfläche mit dem Gießpulver, das praktisch proportional zu der Schlackebildung ist, und dem Gebiet der Platte um die zurückliegende Düse, das praktisch proportional zu dem Schlackenverbrauch ist (s. Fig. 2), bis ungefähr dasselbe wie A2152, außerhalb der Region der zurückliegenden Düse gemessen (hier Fig. 3c). Somit lautet die zu erfüllende Gleichung wie folgt:The thin mold is capable of containing a reliable, i.e. sufficiently thick, recessed nozzle, the large copper plates of which have a profile in the horizontal plane around the casting level that exactly matches the profile of the recessed nozzle in the horizontal plane, thereby maintaining a constant section between the recessed nozzle and the walls at any point in the central region. Referring to Figs. 3a, 3b and 3c, a distance according to the present invention is chosen such that the ratio A1/51, i.e. between the area of the interface with the molding powder, which is practically proportional to the slag formation, and the area of the plate around the recessed nozzle, which is practically proportional to the slag consumption (see Fig. 2), is approximately the same as A2152, measured outside the region of the recessed nozzle (here Fig. 3c). Thus, the equation to be satisfied is as follows:

(A1/S1)/(A2/S2) = 0,9 bis 1,1, und vorzugsweise = 1(A1/S1)/(A2/S2) = 0.9 to 1.1, and preferably = 1

So ist beispielsweise für eine Gußform mit den Abmaßen 1300 · 65 mm und einer zurückliegenden Düse mit einer Breite von 300 mm (mit einer verläßlichen Dicke von 60 mm wie dies in den Fig. 3b und 3c herausgestellt ist) das optimale Verhältnis A1/S1 = A2/S2 gleich 30 mm. Ein solches Verhältnis kann, wenn die Dimensionen der zurückliegenden Düse und die Dicke der schmaleren Seiten festgelegt sind, benutzt werden, um die Tendenz des Gußformprofils in der horizontalen Ebene auf Höhe des Gießspiegelniveaus zu definieren, oder wenn die Dimensionen des Gußformprofiles bekannt sind, um die Profiltendenz der zurückliegenden Düse zu bestimmen, ebenso um eine wohlausgeglichene Menge an schmierender Schlacke entlang des gesamten Gußformprofiles sicherzustellen.For example, for a mold with dimensions 1300 x 65 mm and a recessed nozzle with a width of 300 mm (with a reliable thickness of 60 mm as shown in Fig. 3b and 3c), the optimal ratio A1/S1 = A2/S2 is equal to 30 mm. Such a ratio can be used, if the dimensions of the recessed nozzle and the thickness of the narrower sides are fixed, to define the tendency of the mold profile in the horizontal plane at the level of the casting surface, or if the dimensions of the mold profile are known, to determine the profile tendency of the recessed nozzle, as well as to ensure a well-balanced amount of lubricating slag along the entire mold profile.

Diese geometrische Konfiguration ist ebenso für den Fluß des geschmolzenen Stahles in der Gießspiegelregion wichtig, da die in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 4 versehenen "Kanäle", die zwischen der zurückliegenden Düse und dem gegen die Kupferwände ausgebildeten Mantel erzeugt werden, ausreichend groß werden, um die Wirbelbildung aufgrund der Beschleunigung der ausgehend von den schmalen Seiten der Gußform zur Mitte zusammenlaufenden Ströme in der Gießspiegelregion zu verhindern, wobei die Wirbel häufig dazu führen, daß die Pulver eingeschlossen werden, was zu den vorgenannten Nachteilen führt.This geometric configuration is also important for the flow of molten steel in the mold level region, since the "channels" designated with the reference number 4 in Fig. 1, created between the recessed nozzle and the jacket formed against the copper walls, become sufficiently large to prevent the formation of vortices due to the acceleration of the jets from the narrow sides of the mold to the to prevent streams converging in the mold level region, where the vortices often result in the powders becoming trapped, leading to the aforementioned disadvantages.

Es ist zu erwähnen, daß die Gußform vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, die in der Gießeinheit gemäß der Erfindung eingesetzt wird, eine Gußform mit einer variablen Krümmung in Längsrichtung ist, die es erlaubt, einen nahezu unbegrenzten Krümmungsradius in der oberen Region für eine bessere Anordnung der zuriickliegenden Düse zu haben, während die Krümmung der Platte bereits innerhalb der Gußform ausgebildet wird mit einem Ausgang auf der bogenförmigen Gießführung, die anders ausgebildet ist als die vertikale Führung, so daß vorteilhafterweise die Höhe der Gießeinheit und demzufolge die ferrostatischen Kräfte und das Risiko der Plattenverdeckung reduziert werden.It should be noted that the mold preferably, but not necessarily, used in the casting unit according to the invention is a mold with a variable curvature in the longitudinal direction, which allows to have an almost unlimited radius of curvature in the upper region for a better arrangement of the rear nozzle, while the curvature of the plate is already formed inside the mold with an exit on the arcuate casting guide, which is different from the vertical guide, so that advantageously the height of the casting unit and consequently the ferrostatic forces and the risk of plate obstruction are reduced.

Gemäß der zuvor erwähnten Patentanmeldung, ist die Krümmung progressiv und in einheitlicher Weise ausgehend von dem unbegrenzten Radius des Gußformeinlasses zu dem Krümmungsradius R&sub0; der Gießführung (Fig. 1 ausgebildet, wodurch sowohl die Überschreitung der Spannungen auf dem verfestigten externen Mantel der Platte als auch die Möglichkeit eines unvollständigen Kontaktes mit den Kupferwänden der Gußform verhindert wird.According to the aforementioned patent application, the curvature is progressive and uniform from the infinite radius of the mold inlet to the radius of curvature R₀ of the casting guide (Fig. 1), thus preventing both the exceedance of the stresses on the solidified external shell of the plate and the possibility of incomplete contact with the copper walls of the mold.

Um die obengenannten technischen Probleme zu überwinden, ist insbesondere die Einheit zur Kühlung der Gußformplatten wichtig, die in der Lage sein muß, den hohen Wärmestromdichten, die typisch für dünne Platten sind, zu widerstehen (bis zu 3 MW/m², Mittelwert auf der gesamten Kühlungsoberfläche der Gußform), wobei eine Kühlung in der Region des Gießspiegels verstärkt sein muß, um Kupferrisse zu verhindern, und jedoch ausreichend gleichmäßig um die Gußform ausgebildet sein muß, um thermische Spannungen in der zu formenden Platte zu verhindern.To overcome the above technical problems, the unit for cooling the mold plates is particularly important, which must be able to withstand the high heat fluxes typical of thin plates (up to 3 MW/m², average over the entire cooling surface of the mold), with cooling being increased in the region of the mold surface to prevent copper cracks, but sufficiently uniform around the mold to prevent thermal stresses in the plate to be molded.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 hat man, unter Berücksichtigung der spezifischen normalen Wärmestromdichte (dqn) zwischen der Oberfläche des Gußproduktes und der Gußform:Referring to Fig. 4, taking into account the specific normal heat flux density (dqn) between the surface of the cast product and the mold:

dqn = dq/dA [WIm²]dqn = dq/dA [WIm²]

Diese Wärmestromdichte ist auch eine Funktion der lokalen Oberflächentemperatur auf der heißen Oberfläche der Kupferplatten und ebenso abhängig von dem Abstand von den Röhren, in denen das Kühlwasser fließt.This heat flux density is also a function of the local surface temperature on the hot surface of the copper plates and also depends on the distance from the tubes in which the cooling water flows.

Durch Benutzung eines Systems von kartesischen Achsen x, y, z, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, bei dem z die Achse ist, die nach unten oder in Richtung des Gußformboders weist, und unter Berücksichtigung der komplexen Oberfläche, die von der Gußform f(x, y, z) = 0 gebildet wird, variiert die lokale Oberflächentemperatur lokal mit t = t [f(x, y, z)].By using a system of Cartesian axes x, y, z as shown in Fig. 3, where z is the axis pointing downwards or towards the mold bottom, and taking into account the complex surface formed by the mold f(x, y, z) = 0, the local surface temperature varies locally with t = t [f(x, y, z)].

Da die Wärmestromdichte dqn entlang einer horizontalen Linie (wobei z = 20), die zu der Gußformoberfläche gehört, so konstant wie möglich gehalten werden muß, d. h. die Temperatur t muß praktisch konstant entlang einer solchen Linie gehalten werden, gilt: t = t[f (x, y,20)] =Since the heat flux density dqn along a horizontal line (where z = 20) belonging to the mold surface must be kept as constant as possible, i.e. the temperature t must be kept practically constant along such a line, the following applies: t = t[f (x, y,20)] =

Dies wird gemäß der vorliegenden Erfindung erreicht, indem jeder Punkt der heißen Kupferoberfläche denselben normalen Abstand Nd, der rechtwinklig bezüglich der heißen Oberfläche gemessen wird, von der idealen Oberflächenummantelung E von jedem Ende der Kühlungsrohre W (Fig. 5a, 5b) hat. Somit muß Nd = konstant sein, und es wurde experimentell herausgefunden, daß dieser optimale konstante Wert zwischen 10 bis 25 mm liegen muß, um die vorgenannten Bedingungen für das Kühlungssystem aufzuweisen.This is achieved according to the present invention by having each point of the hot copper surface at the same normal distance Nd, measured perpendicular to the hot surface, from the ideal surface envelope E of each end of the cooling tubes W (Fig. 5a, 5b). Thus, Nd = must be constant and it has been found experimentally that this optimum constant value must be between 10 to 25 mm in order to have the above conditions for the cooling system.

Die zurückliegende Düse muß, neben den vorhergenannten dimensionalen Voraussetzungen bezüglich der Gußform, derart ausgebildet sein, daß sie ein optimales Verhalten des geschmolzenen Stahlflusses erlaubt, wobei ebenso die graduelle Mantelbildung wie auch die Lebensdauer der zurückliegenden Düse selbst berücksichtigt werden muß. Tatsächlich ist es bekannt, daß durch Verringerung der Dicke der Platte die Probleme bezüglich der Bewegung des Liquids innerhalb der Gußform ansteigen, was möglicherweise in der Bildung von stationären Wellen in der Gießspiegelregion und somit in einer lokalen Reduzierung der Dicke der flüssigen Schlacke resultiert, was sich nachteilig auf die Schmierung und Isolierung des Mantels der sich verfestigenden Platte auswirkt.The rear nozzle must, in addition to the previously mentioned dimensional requirements regarding the mold, be designed in such a way that it allows an optimal behavior of the molten steel flow, whereby the gradual shell formation as well as the life of the nozzle itself must be taken into account. In fact, it is known that by reducing the thickness of the plate, the problems related to the movement of the liquid inside the mould increase, possibly resulting in the formation of stationary waves in the mold surface region and thus in a local reduction in the thickness of the liquid slag, which has a detrimental effect on the lubrication and insulation of the shell of the solidifying plate.

Eine bevorzugte zurückliegende Düse für dünne Platten weist geometrische Charakteristika auf, die zu einem Gießen mit geringer Energie im Auslaß und einer hohen Wahrscheinlichkeit des Verlustes innerhalb des flüssigen Volumens der Platte und einer verbesserten Flussführung aufgrund der Seitenform des eingetauchten Teiles führen (wodurch die Wirbelbildung und der Pulvereinschluß verändert wird), und nebenbei eine verbesserte Niveausteuerung in der Gußform bewirken.A preferred recessed nozzle for thin plates has geometric characteristics that result in low outlet energy pouring with high probability of loss within the liquid volume of the plate and improved flow guidance due to the side shape of the immersed part (thereby altering vortex formation and powder entrapment) and incidentally provide improved level control in the mold.

Weiterhin ist die Zufuhr gleichmäßig, der Fluss ist im Wesentlichen in zwei Ströme geteilt und die Anfangsoberflächen in der zurückliegenden Düse sind geschützt, da die Oxidablagerung vernachlässigbar ist; darüber hinaus resultieren diese guten Fließbedingungen in einem reduzierten Maß an externem mechanischen Abrieb in der Gießspiegelregion.Furthermore, the feed is uniform, the flow is essentially divided into two streams and the initial surfaces in the back nozzle are protected since the oxide deposition is negligible; moreover, these good flow conditions result in a reduced level of external mechanical wear in the mold level region.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die optimierte Konstruktion der Einheit aus zurückliegender Düse und Gußform neben den vorgenannten Bedingungen derart ausgebildet, daß das Verhältnis zwischen der Höhe der stationären Welle (von Spitze zu Spitze in mm) und die Gießgeschwindigkeit in Meter pro Minute nicht über 5 ansteigt, mit einen Durchschnittswert von 3, 3.According to the present invention, the optimized construction of the unit consisting of the rear nozzle and mold, in addition to the above conditions, is designed such that the ratio between the height of the stationary shaft (from peak to peak in mm) and the casting speed in meters per minute does not exceed 5, with an average value of 3.3.

Weiterhin ist die Standardabweichung, die für das abgetastete Signal des Gußformniveaus (ML) gemessen wurde, bezeichnet als stdDEV (ML), normalerweise in dem folgenden Wertebereich enthalten:Furthermore, the standard deviation measured for the sampled signal of the mold level (ML), denoted as stdDEV (ML), is normally contained in the following range of values:

stdDEV (ML) = 0,7-1,5 mmstdDEV (ML) = 0.7-1.5 mm

Abschließend muß auch das dritte Element der Einheit, d. h. der Schwinger 3 berücksichtigt werden, der als kritischer Faktor für die Oberflächenqualität der Platte und die Verläßlichkeit des Stranggießverfahrens gilt. Bezugnehmend auf Fig. 1 kann dieser aus einem Rahmentragwerk 3a gebildet sein, das gelenkig am Boden befestigt und durch eine hydraulische Servosteuerung 5 angetrieben ist. Das Rahmentragwerk 3a ist auch mit einem Gussformhalter gelenkig verbunden und formt somit eine Art Viereck zusammen mit einem Satz von Federn, die in beiden Enden befestigt sind.Finally, the third element of the unit, i.e. the vibrator 3, must also be considered, which is considered a critical factor for the surface quality of the plate and the reliability of the continuous casting process. Referring to Fig. 1, this can be formed by a frame structure 3a hinged to the ground and driven by a hydraulic servo-control 5. The frame structure 3a is also hinged to a mold holder, thus forming a sort of square together with a set of springs fixed at both ends.

Die Steuerungsflexibilität wird durch ein Programm mit logischer Steuerung gesichert, das ein Wechseln der Schwingungsparameter bzgl. der Wellenform wie auch das Oszillationsprogramms ermöglicht, wobei die Wellenamplitude zwischen ± 2 und ± 10 mm liegt. Die Steuerung nimmt kontinuierlich die aktuellen Werte der Gießgesclhwindigkeit auf, um die Schwingungsfrequenz basierend auf den vorherigen Parametern zu steuern. Die maximal erhaltenen Schwingungsfrequenzen waren so hoch wie 480 bis 520 Hübe/min. für die erste natürliche Frequenz des gesamten dynamischen Systems von 16,7 Hertz. Die Flexibilität ist derart ausgebildet, dass die Schwingungsparameter eingestellt werden können, um für jede Qualität von Stahl eine optimale Schmierung und eine Oberflächenqualität als eine Funktion der Gießgesclhwindigkeit zu erhalten.The control flexibility is ensured by a logic control program that allows changing the vibration parameters in terms of waveform as well as the oscillation program, with the wave amplitude ranging between ± 2 and ± 10 mm. The control continuously records the current values of the casting speed in order to control the vibration frequency based on the previous parameters. The maximum vibration frequencies obtained were as high as 480 to 520 strokes/min. for the first natural frequency of the entire dynamic system of 16.7 Hertz. The flexibility is designed in such a way that the vibration parameters can be adjusted to obtain optimal lubrication and surface quality for each grade of steel as a function of the casting speed.

Alternativ kann es sich bei dem Schwinger um einen sog. Resonanztyp handeln, wobei die Gussform direkt auf einer Biegungsfeder angeordnet ist, ohne ein Hebelsystem, und durch eine hydraulische Servosteuerung, die mit einer Frequenz nahe der natürlichen Frequenz des elastischen Systems oszilliert wird, wobei kein Zwischenraum vorhanden ist und somit entlang eines sehr präzisen Weges.Alternatively, the oscillator can be of the so-called resonance type, where the mold is placed directly on a bending spring, without a lever system, and through a hydraulic servo control, it is oscillated at a frequency close to the natural frequency of the elastic system, with no gap, and thus along a very precise path.

Mögliche Zusätze und/oder Modifikationen der oben beschriebenen und dargestellten Ausführungsform können von Fachleuten vorgenommen werden, ohne von dem Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Insbesondere kann die Gussform selbst in der vertikalen Ebene ein Profil aufweisen, das anders als das ist, das in dem Europäischen Patent 0 705 152 offenbart ist, und die zurückliegende Düse kann anders ausgebildet sein, als diejenige, die in der Anmeldung PCT/IT 97/00135 offenbart und beansprucht ist, vorausgesetzt dass die vorgenannten geometrischen Beziehungen erfüllt sind.Possible additions and/or modifications to the embodiment described and illustrated above can be made by those skilled in the art without departing from the spirit of the invention. In particular, the mould itself in the vertical plane can have a profile different from that disclosed in European Patent 0 705 152 and the recessed nozzle can be of a different shape from that disclosed in the application PCT/IT 97/00135 and is claimed, provided that the aforementioned geometric relationships are met.

Claims (7)

1. Eine Einheit von Ausrüstungsgegenständen für das Stranggießen von Stahlplatten, insbesondere geeignet für geringe Dicken und hohe Geschwindigkeiten, aufweisend eine Gussform (I) für das Stranggießen, definiert durch Kupferplattenwände auf ihren größeren Seiten, eine Zufuhrdüse mit eingetauchtem Auslass oder zurückliegender Düse (2) und einen Schwinger (3), der durch eine hydraulische Servosteuerung angetrieben wird, wobei der Abstand zwischen der zurückliegenden Düse (2) und den Kupferplatten zumindest in der mittleren Region des horizontalen Abschnitts der Gussform auf Gießspiegelniveau konstant ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen der Fläche (A1), die dem mittleren Teil der Oberfläche des horizontalen Abschnitts der Gussform auf Gießspiegelniveau entspricht, wobei die Fläche zwischen den größeren Seiten der Gussform und der zurückliegenden Düse (2) eingeschlossen ist, und der Gesamtsumme (51) der äußeren Längen der Gussform entsprechend dieser Fläche (A 1) das 0,9- bis 1,1-fache des Verhältnisses zwischen der Fläche (A2) der Restoberfläche des horizontalen Abschnitts der Gussform (I) auf Gießspiegelniveau und der Gesamtsumme (52) der Peripherielängen der Gussform, entsprechend dieser Fläche (A2), entspricht, wobei ferner der Normalabstand (Nd) zwischen jedem Punkt der inneren Oberfläche der Gussformwände und der idealen Oberflächenummantelung (E) von allen Enden der Kühlungsrohre (W) konstant ist.1. A unit of equipment for the continuous casting of steel plates, particularly suitable for low thicknesses and high speeds, comprising a continuous casting mould (I) defined by copper plate walls on its larger sides, a feed nozzle with submerged outlet or recessed nozzle (2) and an oscillator (3) driven by a hydraulic servo-control, the distance between the recessed nozzle (2) and the copper plates being constant at least in the middle region of the horizontal section of the mould at the casting mirror level, characterised in that the ratio between the area (A1) corresponding to the middle part of the surface of the horizontal section of the mould at the casting mirror level, including the area between the larger sides of the mould and the recessed nozzle (2), and the total sum (51) of the external lengths of the mould corresponding to this area (A1) is between 0.9 and 1.1 times the ratio between the area (A2) of the residual surface of the horizontal section of the mold (I) at mold level and the total sum (52) of the peripheral lengths of the mold corresponding to this area (A2), wherein furthermore the normal distance (Nd) between each point of the inner surface of the mold walls and the ideal surface casing (E) of all ends of the cooling tubes (W) is constant. 2. Einheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verhältnisse A1/S1 und A2/S2 im Wesentlichen gleich sind.2. Unit according to claim 1, characterized in that the ratios A1/S1 and A2/S2 are substantially equal. 3. Einheit gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der konstante Wert Nd im Bereich zwischen 10 bis 25 mm liegt.3. Unit according to one of claims 1 or 2, characterized in that the constant value Nd is in the range between 10 and 25 mm. 4. Einheit nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen der Höhe der stationären Welle, die auf dem Gießspiegel innerhalb der Gussform ausgebildet wird, gemessen von Spitze zu Spitze in mm, und die Gießgeschwindigkeit in m/min 5 nicht übersteigt, mit einem Durchschnittswert von 3,3.4. Unit according to one of claims 1 or 3, characterized in that the ratio between the height of the stationary wave formed on the mold level inside the mold, measured from peak to peak in mm, and the casting speed in m/min does not exceed 5, with an average value of 3.3. 5. Einheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Standardabweichung, gemessen auf dem abgetasteten Signal des Gussformniveaus, im Bereich zwischen 0,7 bis 1,5 mm liegt.5. Unit according to claim 4, characterized in that the standard deviation, measured on the sampled signal of the mold level, is in the range between 0.7 to 1.5 mm. 6. Einheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwinger (3) aus einem viereckigen Hebelsystem (3a, 3b, 3c) mit einer hydraulischen Servosteuerung (5) gebildet ist, die in der Lage ist, die Amplitude der Schwingungswelle zwischen ± 2 und ± 10 mm zu variieren.6. Unit according to one of the preceding claims, characterized in that the oscillator (3) is formed by a square lever system (3a, 3b, 3c) with a hydraulic servo control (5) capable of varying the amplitude of the oscillation wave between ± 2 and ± 10 mm. 7. Einheit nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwinger (3) ein Schwinger des Resonanztyps ist, wobei die Gussform (1) direkt auf Biegungsfedern angeordnet und durch eine hydraulische Servosteuerung bei einer Frequenz nahe der natürlichen Frequenz des elastischen Systems angetrieben ist, mit keinerlei Zwischenraum.7. Unit according to one of claims 1-5, characterized in that the oscillator (3) is a resonance type oscillator, the mold (1) being arranged directly on bending springs and driven by a hydraulic servo-control at a frequency close to the natural frequency of the elastic system, without any gap.