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Verfahren und Vorrichtung zur Bewegung der Schmelze im Strang von Stranggiessanlagen
Zur Bewegung der Schmelze innerhalb der Kokille oder des noch flüssigen Teiles des Stranges bei Stranggiessanlagen ist es üblich, die Schmelze elektromagnetisch zu beeinflussen, wodurch sie eine kreisende Bewegung ausführt. Meist wird die Schmelze durch ein Drehfeld zu einer sich um die Strangachse drehenden Bewegung veranlasst, wodurch die spezifisch schwerere Schmelze infolge der Fliehkraft an den Rand der Kokille gedrängt wird und die spezifisch leichtere Schlacke sich auf dem Schmelzspiegel in der Nähe der Rotationsachse sammelt, von wo sie entfernt werden kann. Die Stränge, welche bei eingeschaltetem Drehfeld gegossen werden, zeigen zwar eine sehr reine Strangoberfläche, aber ein schlackenreicheres Gefüge.
Ausser der Beeinflussung der Schmelze durch ein Drehfeld ist die stossweise Bewegung der Schmelze in der Richtung der Strangachse vorgeschlagen worden.
Eine Untersuchung der Strangquerschnitte hat ergeben, dass bestimmte Stahlsorten selbst bei Anwendung des Drehfeldes noch Mikroschlacken von grosser Häufigkeit besitzen.
Um ein noch besseres und schlackenreineres Gefüge zu erzielen, wird gemäss der Erfindung vorgeschlagen, der Schmelze eine kreisende Bewegung in Richtung der Strangachse zu erteilen, wobei die Teilchen der Schmelze nächst den Randzonen des Stranges hochsteigen, auf dem Schmelzspiegel vom Rand weg zu einem oder mehreren randfernen Punkten streben, in welchen sie in der Richtung der Strangachse absinken und in den Randzonen des Stranges wieder zum Schmelzspiegel hochsteigen.
Der Gegenstand der Erfindung wird in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert.
Die Kokille 1 mit dem Strang 2 ist in dem Abschnitt, der noch flüssige Schmelze enthält, von einem Wanderfeld umgeben. Dieses Wanderfeld besteht aus einer Reihe von Magnetpolen 3, deren Polwechsel kontinuierlich so vorgenommen wird, dass die Schmelze, wie durch die Pfeile angedeutet ist, nächst der Kokillenwand hochsteigt, nahe dem Schmelzspiegel von der Kokillenwand zur Strangachse fliesst und dort absinkt, um wieder längs den Randzonen des Stranges hochzusteigen, bis sie durch die fortschreitende Erstarrung an dieser Bewegung gehindert wird. Durch diese Bewegung der Schmelze wird erreicht, dass die Schlackenteilchen von der spezifisch schwererenschmelze zumSchmelzspiegel gehoben und von dem Kokillenrand zur Mitte getrieben werden, von wo sie gesammelt und leicht abgeschöpft werden können.
Es tritt eine kontinuierliche kreisende Bewegung der Schmelze im Sinne der eingezeichneten Pfeile auf.
Durch diese Bewegung der Schmelze auf dem Schmelzspiegel wird noch überdies die Bildung einer Oxydhaut vermieden und dadurch die Entstehung der als Kaltschweisse bezeichneten wulstartigen Randschichten auf der Strangoberfläche verhindert.
Die nach diesem Verfahren behandelten Stränge zeigen ein besonders reines Gefüge, da anscheinend durch das wiederholte Hochschwemmen der Schmelze auch die feineren Schlackenteilchen an die Oberfläche gelangen und durch das Zusammendrängen der Schlackenteilchen in der Achse leichter erkannt und entfernt werden können.
Durch die erfindungsgemäss vorgeschlagene Bewegung der Schmelze wird selbst bei hochlegierten Stählen ein Hängenbleiben der Schmelze an der Kokillenwand vermieden, da zu den randnahen Zonen des Stranges immer wieder aus den achsnahen Teilen Schmelze zugeführt wird, wodurch ein gleichmä- ssiger Wärmeentzug über denstrangquerschnitt erreicht wird. Da durch die kontinuierliche Zuführung von Schmelzteilchen aus dem Stranginnern zu den Randschichten eine raschere und über den Querschnitt gleichmässigere Kühlung erzielt wird, tritt die Schrumpfung rascher ein. Die Anordnung einer Vorrich-
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tung, durch welche die Kokille in Richtung der Strangachse hin-und herbewegt wird, ist daher überflüssig.
Bei kleineren Kokillen genügt es, die Magnete so anzuordnen, dass die Schmelze von dem Schmelzspiegel nur an einem Ort absinkt, während es bei grösseren Kokillen zweckmässig ist, die Magnete bzw. deren Leistung um den Strang so zu verteilen, dass die Schmelze an mehreren Stellen des Schmelzspiegels absinkt. Bei langgestreckten Querschnitten kann jedoch die Anordnung der Magnete so getroffen werden, dass die Schmelze von den Randstellen nicht zu einem Punkt sondern zu einer zentralen Geraden fliesst, um von dort in Achsrichtung abzuströmen.
Der Eingiessstrahl muss auf dem Schmelzspiegel abseits von dem Ort auftreffen, an welchem die Schmelze vom Schmelzspiegel in die Tiefe abfliesst, da sonst der Eingiessstrahl selbst die Schlacke in die Tiefe drückt und das angestrebte Ziel nicht erreicht wird.
Es ist hierbei ohne Bedeutung, wenn der Strahl nahe dem Kokillenrand auftrifft, da durch die Bewegung der Schmelze eine innige Durchmengung der zufliessenden Schmelze des Eingiessstrahles mit der bereits in der Kokille vorhandenen Schmelze erfolgt und überdies die heisse Schmelze von der Kokillenwand abgedrängt wird.
Die beabsichtigte Bewegung der Schmelze kann auch durch Felder erzeugt werden, wie sie durch einphasig gespeiste Magnete entstehen, wenn an diese jeweils ein vektoriell verschobenes Feld anschliesst, in dem z. B. auf einem Kern eine Hilfswicklung oder ein Kurzschlussring angebracht wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Bewegung der Schmelze im Strang von Stranggiessanlagen, durch ein im Bereich der Kokille angeordnetes, magnetisches oder elektrodynamisches Kraftfeld, welches die Schmelze nächst der Strangachse in einer Richtung parallel zur Strangachse und nächst der erstarrten Randschicht in der entgegengesetzten Richtung bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Schmelze in Achsnähe in Richtung der Strangabsenkbewegung erfolgt.