DD145069A5

DD145069A5 - METHOD FOR CONTINUOUS GASING OF METAL

Info

Publication number: DD145069A5
Application number: DD21460979A
Authority: DD
Inventors: Jan Lipton; Carl-Ake Daecker; Armin Thalmann; Axel-Ingo Haefeker
Original assignee: Concast Ag
Priority date: 1978-07-28
Filing date: 1979-07-25
Publication date: 1980-11-19
Also published as: SE7906413L; DK317279A; EP0008376B2; AR217530A1; DK147553B; FI792307A; DE2930281B2; DE2930281A1; AU528461B2; DE2965366D1; DK147553C; SE440493B; EP0008376B1; FI63682B; AU4922079A; BR7904814A; EP0008376A1; ES483648A1; FI63682C

Abstract

Während das Ziel der Erfindung darin liegt, durch eine Verbesserung der Kristallstruktur die Strangqualität zu erhöhen, besteht die Aufgabe darin, daß das gegossene Material keine weißen Bänder mehr aufweist und insbesondere in bezug auf die Zentralseigerung, seigerungsarm ist. Als Lösung hierzu ist. nunmehr vorgesehen, daß die turbulente Strömung durch unterschiedlich auf die Schmelze wirkende, von Asymmetrie in den Phasen der Felder beeinflußte Schubkräfte erzeugt wird. - Fig.6While the object of the invention is to increase the strand quality by improving the crystal structure, the object is that the cast material no longer has any white bands and, in particular with respect to the central segregation, is low in segregation. As a solution to this is. now provided that the turbulent flow is generated by differently acting on the melt, influenced by asymmetry in the phases of the fields shear forces. - Fig.6

Description

Berlin, den 2.11.1979 AP B 22 D/214 609 55 741/26/32Berlin, 2.11.1979 AP B 22 D / 214 609 55 741/26/32

Verfahren zum Stranggießen von MetallMethod for continuous casting of metal

AnwendungsgeMet^ der ErfindungApplication of the invention

Die vorliegende Erfindung behandelt ein Verfahren zum Stranggießen von Metall, bei dem Schmelze in eine Kokille gegossen, der entstehende, einen flüssigen Kern aufweisende Strang ausgezogen, geführt sowie weiter gekühlt und durch mindestens einen elektromagnetische Felder in den Strang induzierenden Rührer eine turbulente Strömung im flüssigen Kern erzeugt wird.The present invention is directed to a process for continuously casting metal in which molten metal is poured into a mold, the resulting strand having a liquid core drawn out, guided and further cooled, and turbulent flow in the liquid core by at least one electromagnetic field in the strand inducing stirrer is produced.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Das Gefüge eines im Stranggießverfahren hergestellten Stranges ist neben anderem von der Zusammensetzung des Materials und von der Gießtemperatur abhängig« Bei Gießteinperaturen von nur'wenigen Grad Celsius über der Schmelztemperatur überwiegt ein globulitisch.es, ungerichtetes und bei Gießtemperaturen mit mehr als 15° über Liquidus ein !columnares, gerichtetes Gefüge mit einer starken, zentralen positiven Seigerung der Begleitelemente» Aus gießtechnischen Gründen muß in·der Praxis mit Übertemperaturen von mehr als 20 C gegossen werden* Es sind darum schon viele Anstrengungen unternommen worden, auch beim Stranggießen mit solchen Übertemperaturen eine Bramme mit überwiegend globulitischem, ungerichtetem Gefüge und geringer zentraler Seigerung zu erhalten*The structure of a strand produced in the continuous casting process depends, among other things, on the composition of the material and on the casting temperature. At casting temperatures of only a few degrees Celsius above the melting temperature, a globulitic, undirected and at casting temperatures of more than 15 ° above liquidus prevails ! columnar, directional structure with a strong, central positive segregation of the accompanying elements "For casting-technical reasons, excess temperatures of more than 20 C must be poured in practice. Therefore, many efforts have been made, even in continuous casting with such excess temperatures, a slab with predominantly globulitic, non-directional structure and low central segregation *

iaöf -2- 2.11.1979iaöf -2- 2.11.1979

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Beim Stranggießen von Stahl ist es "bekannt, durch magnetisches Rühren der Schmelze im flüssigen Kern Verbesserungen der Qualität des gegossenen Materials mittels einer mehr oder weniger starken turbulenten Strömung zu erhalten« Diese Verbesserungen" sind durch verschiedene Verfahren zum Aufbringen der Schubkräfte auf die Schmelze erzielt worden.In the continuous casting of steel, it is known to obtain improvements in the quality of the cast material by means of more or less turbulent flow by magnetically stirring the melt in the liquid core. These "improvements" have been achieved by various methods of applying shear forces to the melt ,

Im Stahl sind Legierungs- und Begleitelemente, wie 0, Si_? Ma, P, S UiOT/. enthalten, die beim Erstarren zu Seigerungen, insbesondere Zentralseigerungen, führen können« Solche Seigerungenj wie auch die Kristallstruktur, sind bekannt-lieh Ue a_e von der Höhe der Übertemperatur abhängig. Durch das elektromagnetische Rühren bzw«, durch die erzeugte turbulente Strömung sollen solche Seigerungen verhindert werden«, Das Erstarrungsgefüge soll derart beeinflußt werden^ daß eine möglichst große Zone von dichter, ungerichteter Kristallstruktur erhalten wird_e Es hat sich aber gezeigt, daß durch die lokale starke Bev/egung der Schmelze die Er-. starrungsfrout so beeinflußt wird, daß sich sogenannte v/eiße Bänder bilden« Diese weißen Bänder sind negative Seigerungen, die sich qualitätsverschlechternd auswirken können» ·In steel are alloying and accompanying elements, such as 0, Si _? Ma, P, S UiOT /. included which may during solidification to segregation, especially Zentralseigerungen lead "Such Seigerungenj as well as the crystal structure are known-lent Ue a _e of the height of the temperature-dependent. By the electromagnetic stirring or "by the generated turbulent flow such segregations should be prevented", The solidification structure should be influenced so ^ that the largest possible area of dense, undirected crystal structure is _e It has been shown that by the local strong Bev. Melt the Er-. is rigidly influenced so that so-called v / eiße ribbons form "These white bands are negative segregations, which can affect quality-deteriorating» ·

Beim Vergießen von Knüppeln oder Vorblöcken ist es zur Verbesserung der Oberflächen» sowie der Innenqualität bekannt, die Schmelze im flüssigen Kern mit Hilfe einer elektromagnetischen Einrichtung in eine um die Stranglängsachse rotierende Bewegung-zu versetzen Hierbei wird die Rotation mit einem unvollkommenen Drehfeld (drei Magnetpole) erzeugte Wohl'wird dabei eine feinkörnigere Struktur erhalten,. aber das Entstehen eines großen weißen Bandes konnte nicht verhindert werden«When casting billets or billets, it is known to improve the surfaces and the internal quality, to move the melt in the liquid core by means of an electromagnetic device in a movement about the strand longitudinal axis. Here, the rotation with an imperfect rotating field (three magnetic poles) produced well'will get a finer grain structure. but the emergence of a great white band could not be prevented «

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Es ist weiter eine Vorrichtung bekannt, bei der um das Kokillenrohr herum eine elektromagnetische Einrichtung mit drei Polpaaren angeordnet ist, die den flüssigen Kern in eine um die Stranglängsachse rotierende Bewegung versetzt« Diese von einem vollkommenen Drehfeld erzeugte Rotation weist in ihrer Strömung eine ungenügende Turbulenz auf» Die Durchmischung des flüssigen Stahles ist deshalb unvollkommen, v/eil sich durch die gleichmäßige magnetische Beaufschlagung der Schmelze keine quer zum Strang wirkende Kraft ergibt«! Diese relativ geringe Turbulenz läßt hinsichtlich der Qualität des gegossenen Produktes in bezug auf die Oberfläche, die Verteilung der Legierungs- und Begleitelemente, aber auch auf die innere Struktur, zu wünschen übrig«There is further known a device in which an electromagnetic device with three pairs of poles is arranged around the mold tube, which moves the liquid core into a movement rotating about the longitudinal axis of the line. This rotation generated by a complete rotating field has insufficient turbulence in its flow "The mixing of the liquid steel is therefore imperfect because the uniform application of magnetic force to the melt does not produce a force acting transversely to the strand." This relatively low turbulence leaves much to be desired in terms of the quality of the cast product with respect to the surface, the distribution of the alloying and accompanying elements, but also the internal structure. "

Nach einem bekannten Verfahren werden mit einem elektromagnetischen Y/anderfeld Schubkräfte in Richtung der Stranglängsachse erzeugt, wobei die um den Strang verlaufenden Magnete zwischen den Rollenpaaren bis zum Sumpfende angeordnet sind· Die entlang des Sumpfes erzeugte Strömung bringt den gewünschten Bereich von nicht kolumnarem Gefüge und verhindert das Entstehen von maßgebenden Seigerungen, insbesondere der Mittenseigerung und weißen Bändern« Eine solche Anordnung benötigt durch die Vielzahl der Magnete einen zu großen Platz, behindert ein ausreichendes Kühlen' des Stranges und ist viel zu aufwendigeAccording to a known method, thrust forces are generated in the direction of the rod longitudinal axis with an electromagnetic field field, wherein the magnets running around the strand are arranged between the roller pairs to the sump end. The flow generated along the sump brings the desired range of non-columnar structure and prevents the emergence of authoritative segregations, in particular the center segregation and white bands "Such an arrangement requires by the large number of magnets too large a space, hinders a sufficient cooling 'of the strand and is much too complex

Mit einem andern bekannten Verfahren für Brammenformate wird versucht, diese weißen Bänder zu eliminieren, indem mit elektromagnetischen Wanderfeldern, erregt durch zwei an. den Längsseiten sich gegenüber befindliche Magnete, Schubkräfte auf den flüssigen Stahl erzeugt werden« DieseAnother known method for slab formats is to eliminate these white bands by using electromagnetic traveling fields energized by two. Magnets on the long sides opposite each other, pushing forces on the liquid steel are produced

2 I 460 9 -4- 2.11.19792 I 460 9 -4- 2.11.1979

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Schubkräfte sollen so quer zur Stranglangsach.se wirken, daß ein sanftes Anstoßen der Strömung an der erstarrten Wand erzielt wird, so daß die umgelenkte Strömung innerhalb eines begrenzten Bereiches gehalten wird* Dieser begrenzte Wirkungsbereich.ergibt eine ungenügende Zone von dichter, ungerichteter Kristallstruktur© Im weiteren hat sich gezeigt j daß mit diesem Verfahren die weißen Bänder nur mangelhaft eliminiert werden können, so daß durch diese Nachteile kein optimales Produkt erhalten v/erden kann, was sich z«B« auf das gewalzte Produkt qualitätsmäßig negativ auswirken kann.Thrust forces are to act transversely to the Strangglangsach.se so that a gentle abutment of the flow is achieved on the solidified wall, so that the deflected flow is kept within a limited range * This limited Wirkungsbereich.ergibt an insufficient zone of dense, undirected crystal structure © Im Furthermore, it has been shown that with this method the white bands can only be eliminated inadequately, so that no optimal product can be obtained by these disadvantages, which can negatively affect the quality of the rolled product.

Bei Versuchen mit von Symmetrie in den Phasen beeinflußten Schubkräften mit quer zur Stranglängsrichtung geradlinig verlaufender Schubrichtung, erzeugt von einem an der Längsseite einer Bramme angeordneten Rührer, zeigten die Schliffbilder weiße Bänder und eine breite Zone von Dendriten, was eine ungenügende Qualität des gegossenen Stahles erbrachte«,In experiments with phase-induced shear forces with a straight shear direction transverse to the longitudinal direction of the strand, produced by a stirrer arranged on the longitudinal side of a slab, the micrographs showed white bands and a broad zone of dendrites, which gave insufficient quality of the cast steel. .

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zum Stranggießen von Metall, wodurch es möglich ist eine bessere Strangqualität zu erhalten, wobei insbesondere eine genügende Zone von dichter, ungerichteter Kristallstruktur vorhanden ist·The aim of the invention is to provide a method for continuous casting of metal, whereby it is possible to obtain a better strand quality, in particular a sufficient zone of dense, undirected crystal structure is present ·

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgäbe der Erfindung ist, ein Verfahren zum Stranggießen von Metall zu schaffen, wodurch das gegossene Material keine weißen Bänder mehr aufweist und insbesondere in bezug auf die Zentralseigerung^ seigerungsarm ist.The object of the invention is to provide a method for continuous casting of metal, whereby the cast material no longer has any white bands and, in particular with respect to the central segregation arm, is low.

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Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß erhalten, indem die turbulente Strömung durch unterschiedlich auf die Schmelze wirkende, von Asymmetrie in den Phasen der Felder beeinflußte Schubkräfte erzeugt wird.The solution to this problem is obtained according to the invention by the turbulent flow is generated by differently acting on the melt, influenced by asymmetry in the phases of the fields shear forces.

Überraschenderweise konnte festgestellt werden, daß bei unterschiedlich auf die Schmelze wirkenden Schubkräften innerhalb der Felder eine derartige turbulente Strömung er<zeugt wurde, daß trotz hoher Übertemperatur praktisch keine weißen Bänder im Schliffbild auftraten sowie die gewünschte Zone von dichter, ungerichteter Kristallstruktur ohne maßgebende Zentralseigerung erreicht wurde«Surprisingly, it could be stated that, with shear forces acting differently on the melt, such a turbulent flow was generated that, despite the high excess temperature, virtually no white bands appeared in the micrograph and the desired zone of dense, undirected crystal structure without significant central segregation was achieved "

In Abhängigkeit der gegebenen Gießparameter kann nach einer vorteilhaften Ausbildung des Verfahrens, von den unterschiedlich wirkenden Schubkräften innerhalb der Felder eine geradlinig verlaufende Schubrichtung in der Schmelze quer oder längs zur Stranglängsachse erzeugt werden. Bei größeren Strangquerschnitten mit quer zur Stranglaufrichtung verlaufender Schubwirkung wird daher der Platzbedarf zur Erzeugung eines in Stranglaufrichtung genügend langen Rühreffektes verringert.Depending on the given casting parameters, according to an advantageous embodiment of the method, a rectilinear thrust direction in the melt can be generated transversely or longitudinally to the longitudinal axis of the strand, by the differently acting shear forces within the fields. In the case of larger strand cross sections with a thrust action extending transversely to the strand running direction, the space requirement for producing a sufficiently long stirring effect in the strand running direction is therefore reduced.

Für Knüppel- und Vorblockformate wird nach einen weiteren Merkmal der Erfindung von den unterschiedlich wirkenden Schubkräften innerhalb der Felder eine bogenförmig um die Stranglängsachse verlaufende Schubrichtung in der Schmelze erzeugt« Bei Anwendung dieses Verfahrens in der Kokille kann neben der besseren Innenstruktur die Strangoberflache verbessert werden*For billet and billet formats, according to a further feature of the invention, the shear forces acting differently in the fields produce an arcuate shear direction in the melt around the longitudinal axis of the strand. When using this process in the mold, the strand surface can be improved in addition to the improved internal structure.

£ 14HHt? -6- . 2·11·1979 £ 14HHt? -6-. 2 x 11 x 1979

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Im Sinne der Erfindung ist auch, daß zur Erzeugung der unterschiedlichen Schubkräfte auf einfachste Weise die Windungen der einen Phase gegenüber den Windungen mindestens einer anderen Phase von unterschiedlichen Stromstärken beaufschlagt werden können« Vorteilhaft liegen dabei diese unterschiedlichen Stromstärken in einem Bereich zwischen ca» 10 % - 25 %e Die unterschiedlich wirkenden Schubkräfte können aber auch durch unterschiedlich geometrische Ausbildungen der Phasen erzeugt v/erden*In the sense of the invention is also that in order to produce the different thrusts in the simplest way, the turns of one phase against the turns of at least one other phase of different currents can be applied to «Advantageously, these different currents in a range between about» 10 % - 25 % e The differently acting shear forces can also be generated by different geometrical configurations of the phases.

UberraschendervYeise hat sich herausgestellt, daß die turbulente Strömung effizienter wird, wenn, gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung _f die schwächere Schubkraft der einen Phase von der stärkeren Schubkraft der in Schubrichtung nachfolgenden Phase wirksam wird«,Surprisingly, it has been found that the turbulent flow becomes more efficient if, according to a further feature of the invention _f, the weaker thrust of one phase becomes effective from the stronger thrust of the subsequent thrust phase.

Bei Gießbeginn verstreicht eine gewisse Zeitspanne, bevor der flüssige Kern in umlaufende Bewegung versetzt werden kann* Um dabei möglichst rasch die angestrebte turbulente Strömung zu erreichen, wird, nach einem zusätzlichen Merkmal, die Asymmetrie in den Phasen in der Anfahrperiode von annähernd Null auf einen vorgegebenen Maximalwert eingestellt« Damit konnte erreicht werden, daß auch der vorderste Strangabschnitt, die gewünschte'metallurgische Qualität aufweist«At the start of casting, a certain amount of time elapses before the liquid core can be set in orbiting motion. In order to achieve the desired turbulent flow as quickly as possible, the asymmetry in the phases in the start-up period of approximately zero is set to a predetermined value Maximum value set «It was thus possible to ensure that even the foremost strand section had the desired metallurgical quality«

Beim erfindungsgemäßen Verfahren ergibt sich auf Grund physikalischer Gesetze zusätzlich zu der in Rührrichtung wirkenden Kraft, eine zwischen liull und einem Maximum pulsierende Querkraft* Diese überlagerte Kraft wirkt sich durch eine zusätzliche Verstärkung der Turbulenz dann vorteilhaft aus, wenn, gemäß einem anderen Merkmal der Erfin-In the method according to the invention, due to physical laws, in addition to the force acting in the direction of stirring, a transverse force pulsating between zero and a maximum results. This superimposed force has an advantageous effect by an additional amplification of the turbulence if, according to another feature of the invention.

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dung, durch Einstellen der Schubriclitung der Felder die aus der Asymmetrie in den Phasen resultierende, senkrecht zur Rühreroberfläche verlaufende Kraft von der_? dem Strang zugekehrten Rührerfläche weg wirksam wird* Hierdurch kann eine zusätzliche Qualitätsverbesserung, insbesondere bei einseitiger Rühreranordnung, erzielt werden«By adjusting the shear direction of the fields, the force resulting from the asymmetry in the phases, perpendicular to the stirrer surface, of the _. The stirrer surface facing away from the strand becomes effective *. As a result, an additional quality improvement, in particular in the case of a one-sided stirrer arrangement, can be achieved. «

Aus führung sbeispiel For example

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail below by exemplary embodiments. In the accompanying drawing show:

Pig, 1"ί die Anordnung eines Rühr er s mit geradlinig verlaufender Schubrichtung zur Durchführung des Verfahrens in einer JBogenanlage₉ Pig, 1 "ί the arrangement of a stirrer s with rectilinear thrust direction for performing the method in a JBogenanlage ₉

Fig_e 2: ein Schliffbild eines halben Querschnittes einer Bramme, .-deren flüssiger Kern mit einem quer zum Strang wirkenden Y/anderfeld gerührt wurde,FIG _e 2 is a micrograph of a half cross section of a slab-thereof. Liquid core was stirred with a transversely acting for the continuous Y / other field,

ΐ-ge 3:. die Verteilung des Schwefels entlang der Linie III-III der Fig. 2,ΐ-ge 3 :. the distribution of sulfur along the line III-III of Fig. 2,

Fig» 4s ein Schliffbild eines halben Querschnittes einer Bramme, deren flüssiger Kern gemäß der Erfindung gerührt wurde,4s is a micrograph of a half cross-section of a slab whose liquid core has been stirred according to the invention;

Fig» 5s die Verteilung des Schwefels entlang der Linie V-V der Fig. 4 undFig. 5s shows the distribution of sulfur along the line V-V of Figs

Fig_β 6ϊ einen Schnitt durch eine Knüppel- oder Vorblock« kokille mit einem, eine bogenförmig verlaufende Schubrichtung erzeugenden Rührer«,Fig _{β 6ϊ} a section of a billet or bloom "mold with an arc-shaped direction of thrust generating stirrer,"

ZUdVV —8- ' .2.11.1979ZUdVV -8- '.2.11.1979

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In Pig. 1 ist eine gekühlte, gebogene und oszillierende Kokille 1 zum Gießen einer Bramme dargestellt, die aus einem nicht dargestellten Gießgefäß über ein in die Kokille 1 reichendes Gießrohr mit flüssigem Stahl versorgt wird» Der in der Kokille 1 entstehende, einen flüssigen Kern 3 aufweisende Strang 2 wird in einer der Kokille 1 folgenden gebogenen Strangbahn 4 mit einem Radius von 10m mit Hilfe von Rollen 5 geführt und gestützte Zwischen den Rollen 5 sind Sprühdosen 6 zur weiteren Kühlung des Stranges 2 angeordnet« Von'einem Treib-Richter 7 wird der Strang 2 ausgezogen und gerichtet·In Pig. 1 is a cooled, curved and oscillating mold 1 for casting a slab shown, which is supplied from a casting vessel, not shown, via a pouring tube into the mold 1 with liquid steel »The resulting in the mold 1, a liquid core 3 having strand. 2 is guided in one of the mold 1 following curved strand web 4 with a radius of 10m with the help of rollers 5 and supported between the rollers 5 spray cans 6 are arranged for further cooling of the strand 2 from a driving judge 7, the strand 2 is pulled out and directed ·

In einem Abstand von ca» 5 m unterhalb des Kokillenendes ist ein Rührer in Form eines Wanderfeld-Magneten 10 bekannter Konstruktion an der Innenseite der Strangbahn 4 angeordnet« Zv/ischen dem Magneten 10 und der Innenseite des Stranges 2 sind Rollen 5.^f aus einem antimagnetischen Material, beispielsweise rostfreiem Stahl, angebracht« Der Magnet 10 ist zweiphasig aufgebaute Auch dreiphasige Magnete können Anwendung finden«. Die vom Rührer erzeugten Schubkräfte wirken quer zur Stranglängoachse*At a distance of about »5 m below the Kokillenendes a stirrer in the form of a traveling-field magnet 10 of known construction on the inside of the strand web 4 is arranged« Zv / ischen the magnet 10 and the inside of the strand 2 are rollers 5. ^f of a antimagnetic material, eg stainless steel, attached «The magnet 10 is constructed in two phases. Also three-phase magnets can be used«. The shear forces generated by the stirrer act across the strand longitudinal axis *

Die auf der beschriebenen Anlage gegossenen Brammen hatten ein Format von 1550 mm χ 270 mm. Die Auszugsgeschwindigkeit betrug etwa 0,55 m/min.. Beide Phasen wurden bei einer Spannung von 200 V mit einer Frequenz von 2 Hz und ca« 1000 Ampere, cUh« symmetrisch, beaufschlagte Fig_e 2 zeigt das Schliffbild eines mit einer Übertemperatur von 29 ⁰G gegossenen Stahles mit 0,15 % C, 0,025 % S und üblichen weiteren Begleitelementen, wobei ein konventionelles Rührverfahren angewendet Wurde β Das Schliffbild zeigt eine relativ dünne Randzone 20 mit überwiegend globulitischem Gefüge, An dieseThe slabs cast on the plant described had a format of 1550 mm χ 270 mm. The draw speed was about 0.55 m / min .. Both phases were symmetrically at a voltage of 200 V with a frequency of 2 Hz and ca "1000 amperes, CUH" acted FIG _e 2 shows the micrograph of a temperature rise of 29 ⁰ G cast steel with 0.15 % C, 0.025 % S and conventional other accompanying elements, using a conventional stirring method was β The micrograph shows a relatively thin edge zone 20 with predominantly globulitischem structure, to this

•9- 2*11.1979• 9-2 * 11.1979

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Zone 20 schließt sich eine Zone 21 mit kolumnarem Gefüge zur Mitte gerichteter Dendriten an» Der Zone 21 folgt eine Zone 22, die über eine !angerichtete Kristallstruktur verfügt, heller ist und "ein weißes Band darstellt. Dieses Band kann aus einem Stück bestehen oder in mehrere Bänder 23* 24» 25 unterteilt sein« Der Zone 22 folgt eine Zone 26 mit dichter, !angerichteter Kristallstruktur, die in die Mittenseigerung 27 übergeht»Zone 20 is followed by a zone 21 with a columnar structure towards the center of the dendrites. "Zone 21 is followed by a zone 22 which has an ordered crystal structure, is lighter and represents a white band several bands 23 * 24 »25 be subdivided" The zone 22 is followed by a zone 26 with a dense, aligned crystal structure, which merges into the center segregation 27 »

In Pig· 3 i^t das Ergebnis der quantitativen Analyse-des -. Schwefelanteils längs der Linie HI-III der Pig. 2 dargestellt« Auf der Ordinate ist der Schwefelgehalt in Prozenten und auf der Abzisse die Brairanendicke aufgetragen. Aus dem Diagramm ist zu erkennen_P daß der Schwefelgehalt im weißen Band (Zone des Bandes 23, 24_? 25) merklich verringert ist.In Pig · 3 the result of the quantitative analysis of the -. Sulfur content along the line HI-III of the pig. 2 "The ordinate shows the sulfur content in percent and the abscissa the brairan thickness. From the diagram it can be seen that the sulfur content of _P in the white band (zone of the belt 23, _24? 25) is noticeably reduced.

Pig. 4 veranschaulicht ein Schliffbild des halben Querschnittes einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gerührten Bramme. Pormat des Brammenquerschnittes, Stahlqualität, Auszugsgesehwindigkeit, Richtung der Schubkräfte und Frequenz waren gleich, wie für Pig. 2 beschrieben» Die. Übertemperatur betrug 43 ⁰G. Die Stärke für den Erregerstrom betrug für die eine Phase 830 A und für die andere Phase 1000 Ampere« Die eine Phase ist also gegenüber der anderen Phase mit einem um ca» 20 % höheren Strom beaufschlagt _$ d.h. die Phasen der elektromagnetischen Felder sind asymmetrische Im Schliffbild ist wiederum eine Zone 31 mit überwiegend globulitischem Gefüge au erkennen« Daran anschließend folgt eine Zone 32 mit gegen die Mitte der Bramme gerichteten Dendriten. Eine schwach ausgebildete Zone 33 mit einer Kristallstruktur, die keine Ausrichtung'zeigt, schließt sichPig. Figure 4 illustrates a cross section of the half cross section of a slab stirred according to the method of the invention. Pormat of the slab cross section, steel quality, pull-out speed, direction of thrust forces and frequency were the same as for Pig. 2 described »The. Excess temperature was 43 ⁰ G. The strength for the excitation current for one phase was 830 A and for the other phase 1000 amperes "The one phase is so compared to the other phase with a by about» 20 % higher current applied _$ ie the phases of Electromagnetic fields are asymmetric. The micrograph again shows a zone 31 with a predominantly globulitic structure. This is followed by a zone 32 with dendrites directed towards the center of the slab. A weakly formed zone 33 with a crystal structure showing no orientation closes

_ 160 9 -¹°- 2*11.1979_ 160 9 - ¹ ° - 2 * 11.1979

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der Zone 32 an. Die Mitte der Bramme verfügt über eine Zone 34 mit einer ebenfalls ungerichteten Kristallstruktur, die aber feiner und dichter als diejenige gemäß Fig. 2 ist*of zone 32. The center of the slab has a zone 34 with a likewise undirected crystal structure, but which is finer and denser than that according to FIG. 2.

Figo 5 zeigt das Ergebnis der quantitativen Analyse des Schwefelanteils längs der Linie V-V der Pig« 4* Die Analyse läßt erkennen, daß beim Rühren des flüssigen Kernes nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit der dadurch erzeugten turbulenten Strömung eine relativ gleichmässige Verteilung des Schwefels erreicht wird. Sowohl die positive Mittenseigerung als auch die negative Seigerung in der Zone 32 treten zum großen Teil nicht mehr auf und nur noch unbedeutende weiße Bänder sind vorhanden*Fig. 5 shows the result of the quantitative analysis of the sulfur content along the line V-V of the pig. The analysis shows that when the liquid core is agitated by the process according to the invention with the turbulent flow generated thereby, a relatively uniform distribution of the sulfur is achieved. Both the positive center segregation and the negative segregation in the zone 32 are largely absent and only insignificant white bands are present *

Durch die beschriebene Asymmetrie entstehen Schubkräfte mit unterschiedlicher Schubwirkung auf die Schmelze, d, h„ durch den häufigen, frequenzabhängigen Wechsel zwischen stärkerer und schwächerer Schubkraft wird die Turbulenz innerhalb der Strömung im flüssigen Kern wesentlich erhöht« Durch die zeitliche Reibung der schwächeren vor der stärkeren Schubkraft, d.h. die mit 830 A.beaufschlagte Phase wird vor derjenigen mit 1000 A v/irksam, kommt es in Wirkrichtung des Wanderfeldes durch die periodisch pulsierende Schubkraft zu Turbulenzerhöhungenβ -By the asymmetry described shear forces with different thrust effect on the melt, d, h " by the frequent, frequency-dependent change between stronger and weaker thrust, the turbulence within the flow in the liquid core is substantially increased by the temporal friction of the weaker before the stronger thrust ie the phase subjected to 830 A becomes active before that at 1000 A / V, as a result of the periodically pulsating thrust turbulence increases β in the direction of action of the traveling field.

Anhand von Schilffbildern hat sich gezeigt, daß im praktischen Gießbetrieb bei Gießbeginn eine wesentlich längere Zeitspanne bis zum Erreichen eines qualitätsmäßig einwandfreien Gußgefüges verstreicht, wenn anstelle einer annähernd symmetrischen Betriebsweise des Rührers dieser schonWith the help of Schilff images it has been shown that in the practical casting operation at the start of casting a much longer time span elapses until a quality-compliant cast structure is achieved, if, instead of an approximately symmetrical mode of operation of the stirrer, this already

-11- 2,11.1979-11- 2,11,1979

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in der Anfahrperiode asymmetrisch "betrieben wird» Es müssen nämlichj um die gewünschte Turbulenz in der Schmelze zu erzielen, zunächst im Strangkern geschlossene Strömungskreisläufe, sogenannte Strömungswalzen, ausgebildet v/erden, in welche sodann auf Grund des Unterschiedes in den Schubkräften beider Phasen bei asymmetrischer Betriebsweise zusätzliche Turbulenzen integriert werden« Dies sieht in der Praxis so aus, daß bei Gießbeginn, bis sich eine ausreichende Strömung im Sumpf des Stranges ausgebildet hat, das Rühren mit nur geringem Unterschied in der Strombeaufschlagung beider Phasen, z*B» wird Phase 1 mit 1000 und Phase 2 mit annähernd 1000 Ampere beaufschlagt, begonnen wird· Nach Ausbilden der notwendigen Strömung, d,h_e nach Erreichen einer turbulenten umlaufenden Bewegung im flüssigen Kern, wird auf die schon beschriebene asymmetrische Beaufschlagung umgeschaltet« Auf diese Weise konnte der in der Qualität schlechtere, erste Teil der Bramme deutlich verkürzt v/erden»In order to achieve the desired turbulence in the melt, firstly closed flow circuits, so-called flow rolls, have to be formed in the strand core, into which then due to the difference in the shear forces of both phases in asymmetric operation additional turbulence can be integrated. "In practice, this will be such that, at the start of pouring, until sufficient flow has formed in the bottom of the strand, stirring will occur with little difference in the current applied to both phases After forming the necessary flow, d, h _e after reaching a turbulent orbital motion in the liquid core, is switched to the already described asymmetric loading "In this way, could the worse in quality , first part of the slab clearly sells shortened / ground »

Es hat sich weiterhin gezeigt, daß auch die Laufrichtung des Wanderfeldes' einen entscheidenden Einfluß auf die Gußqualität ausübte Beispielsweise kann beim Rühren quer zum Strang mit einer geradlinig verlaufenden Schubrichtung diese an einer Brammenbreitseite von links nach rechts oder umgekehrt verlaufen. Der.Rührer kann auch einer oder auf beiden Breitseiten angeordnet sein« Mit der Asymmetrie entsteht eine resultierende, naturgegebene, senkrecht zur Hauptb ev/egungskomponent e und ebenfalls senkrecht zur Strangausziehrichtung wirkende Querkraft ₉ Im bevorzugten Fall soll durch Einstellen der Schubrichtung der Pelder die aus der Asymmetrie in den Phasen resultierende, senkrecht zur Rühreroberfläche verlaufende Kraft von der dem StrangIt has also been shown that the direction of travel of the traveling field 'exerting a decisive influence on the casting quality, for example, when moving transversely to the strand with a rectilinear thrust direction these run on a slab broadside from left to right or vice versa. Der.Rührer also one or arranged on both broad sides may be "The asymmetry creates a resultant inherent perpendicular to Hauptb ev / egungskomponent e and also acting perpendicularly to Strangausziehrichtung transverse force _9. In the preferred case is intended by adjusting the thrust direction of the Pelder consisting of Asymmetry in the phases resulting, perpendicular to the stirrer surface extending force of the strand

-12- 2.11 ·1979-12- 2.11 · 1979

. · · AP B 22 D/214 βΟ9 55 741/26/32, · · AP B 22 D / 214 βΟ9 55 741/26/32

zugekehrten Rührerfläche weg wirksam sein. Bei gev/issen Gießparametern kann ihre Wirkrichtung um 180° gedreht, d. Iu von der Strangmitte weg auf die Stranghaut zu gerichtet, sein· .facing stirrer surface be effective away. For gev / issen Gießparametern their effective direction can be rotated by 180 °, d. To be directed away from the center of the strand towards the skin of the strand.

Bei Zusammenwirken zweier, einander gegenüberliegender Rührer, z* B. bei dicken Brammen, können diese vorzugsweise so geschaltet, sein, daß ihre Wanderfelder gegeneinander laufen, damitWhen two opposing stirrers cooperate, for example in the case of thick slabs, they can preferably be connected in such a way that their traveling fields move against one another, thus

sowohl die.Querkraft des einen als auch die desboth the lateral force of one and the other

anderen Wajiderfeldes zur Strangmitte hin gerichtet sind·other Wajiderfeldes are directed towards the middle of the line ·

ι ι

Die nach dem beschriebenen Verfahren erzeugte dichtere, ungerichtete Kristallstruktur sowie die unbedeutenden weißen Bänder ergeben beim Auswalzen der Brammen wesentlich bessere Eigenschaften des gev/alzten Produktes· Obendrein wird für die Vorrichtung zur Erzeugung der optimalen turbulenten Strömung wenig Platz beansprucht·The denser, non-directional crystal structure produced by the process described and the insignificant white bands result in much better properties of the product when the slabs are rolled out. On top of that, little space is required for the device for generating the optimum turbulent flow.

Im angeführten Beispiel werden die unterschiedlichen Schubkräfte durch Beaufschlagen der Windungen mit unterschiedlichen Stromstärken erzeugt· Diese unterschiedlichen Schubkräfte können aber auch durch unterschiedliche geometrische Ausbildung der Phasen, a_eB· der Windungszahlen, erzeugt werden« Die Wanderfeld-Magnete können auch so angeordnet werden, daß die unterschiedlichen Schubkräfte in Richtung der Stranglängsachse oder schräg zu dieser wirken« Anstelle von einem, von einer Strangseite wirkenden Wanderfeld kann ein zusätzliches Wanderfeld an der anderen Strangseite vorgesehen v/erden. Bei Strängen mit langen flüssigen Kernen kann in Stranglängsrichtung mehr als ein Wanderfeld wirken* Die turbulente Strömung kann auch in der Kokille wirksam sein, wobei die Strömung vorteilhaft so gehalten wird, daßIn the example given, the different thrust forces are generated by applying the windings with different current strengths. However, these different thrust forces can also be generated by different geometrical configurations of the phases, a _e B of the number of windings. The traveling field magnets can also be arranged such that the different shear forces acting in the direction of the longitudinal axis of the strand or obliquely to this «Instead of one, acting from one strand side traveling field can provide an additional traveling field on the other strand side v / earth. In strands with long liquid cores, more than one traveling field can act in the longitudinal direction of the strand. The turbulent flow can also be effective in the mold, the flow being advantageously kept so that

ψ -13- 2.11.1979 ψ -13- 2.11.1979

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sie den Badspiegel nicht beeinflußt, um keine negative Wirkung auf die Oberflächenqualität des Stranges hervorzurufen. Die beschriebene Asymmetrie kann auch durch das Zusammenwirken mehrerer Rührsegmente im gleichen Rührer mit unterschiedlicher Beaufschlagung oder geometrischer Ausbildung der Phasen erreicht werden.it does not affect the bath level so as not to cause a negative effect on the surface quality of the strand. The described asymmetry can also be achieved by the interaction of several stirring segments in the same stirrer with different impingement or geometric formation of the phases.

Anhand von Pig. 6 wird die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens für eine Knüppelkokille beschrieben, wobei eine bogenförmig verlaufende Schubrichtung eine Drehbewegung der Schmelze um die Stranglängsachse erzeugt. Hierbei besteht die im Schnitt dargestellte Kokille 51 aus einem Kokillenrohr 52 aus Kupfer und einem Kokillenmantel 53. Um das Kokillenrohr 52 ist ein Kühlmantel 54 angeordnet© Durch den Raum zwischen Kokillenrohr 52 und Kühlmantel 54 strömt Kühlwasser. Im Innern des Kokillenrohres 52 ist ein teilerstarrter Strang 60 mit einem flüssigen Kern 61 dargestellt. Dieser Strang 60 wird mit bekannten Mitteln aus der Kokille gezogen und weiter gekühlt.Based on Pig. 6, the application of the method according to the invention for a billet mold is described, wherein an arcuate thrust direction produces a rotational movement of the melt about the strand longitudinal axis. In this case, the mold 51 shown in section consists of a mold tube 52 made of copper and a mold jacket 53. A cooling jacket 54 is arranged around the mold tube 52. Cooling water flows through the space between the mold tube 52 and the cooling jacket 54. In the interior of the mold tube 52, a partially solid strand 60 with a liquid core 61 is shown. This strand 60 is drawn by known means from the mold and further cooled.

An jeder Seite des Kühlmantels 54 sind Magnetpole 70; 71; 72; 73 angebracht, die mit je einer Y/indung 74; 75; 76; 77 versehen sind. Diese Magnetpole 70; 71; 72; 73 v/erden durch Kühlwasser im Raum zwischen Kühlmantel 54 und Kokillenmantel 53 gekühlt. Die Windungen 74; 75; 76; .77 sind so geschaltet, daß ein Wanderfeld entsteht. Diese Magnetpole 70; 71; 72; 73 bilden einen elektromagnetische Felder in den Strang 60 induzierenden Rührer_e Entsprechend der Gießparameter wird dabei die eine Phase gegenüber der anderen, nachfolgenden Phase mit einem um 10 - 25 % höheren Strom gespeist« Pur einen Knüppel von 100 χ 100 mm sind die Windungen 74 und 76 bei einer Frequenz von'50 Hz und einer Spannung von 50 V mitOn each side of the cooling jacket 54 are magnetic poles 70; 71; 72; 73 attached, each with a Y / indung 74; 75; 76; 77 are provided. These magnetic poles 70; 71; 72; 73 v / earth cooled by cooling water in the space between the cooling jacket 54 and mold shell 53. The windings 74; 75; 76; .77 are switched so that a traveling field arises. These magnetic poles 70; 71; 72; 73 form an electromagnetic fields in the strand 60 inducing stirrer _e According to the casting parameters while the one phase compared to the other, subsequent phase fed with a 10 - 25 % higher power "pure stick of 100 χ 100 mm are the turns 74 and 76 at a frequency of 50 Hz and a voltage of 50 V with

_ §§ H IP -H- 2.11.1979_ §§ H IP -H- 2.11.1979

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400 Ä und die Windungen 75 und 77 mit 320 A beaufschlagt. Das Wanderfeld erzeugt im flüssigen Stahl unterschiedlich wirkende Schubkräfte, die auf Grund der beschriebenen Anordnung der Magnetpole YO; 71; 72; 73 eine Drehbewegung der Schmelze bewirken« Wird tieferes Eindringen der Rührwirkung oder, eine kleinere Rührgeschwindigkeit gewünscht, so wird die Frequenz entsprechend verringert _t speziell bei großen Wandstärken des Kokillenrohres 52.400 A and the windings 75 and 77 with 320 A applied. The traveling field produces different acting shear forces in the liquid steel, which due to the described arrangement of the magnetic poles YO; 71; 72; 73 a rotational movement of the melt cause "If deeper penetration of the stirring effect or a smaller rate of stirring is required, the frequency is reduced accordingly _t especially for large wall thickness of the mold tube 52nd

Die Schaltung kann aber auch so gewählt werden, daß der magnetische Fluß zwischen den Polpaaren 70, 72 bzw. 71» 73 fließt und mit Hilfe des magnetischen Feldes die Drehbewegung auf diese Weise erzeugt wird. Dabei werden die Polpaare 70» 72 beispielsweise mit 400 A und die Polpaare 71? 73 mit 320 A erregt· .The circuit can also be chosen so that the magnetic flux between the pole pairs 70, 72 and 71 »73 flows and with the help of the magnetic field, the rotational movement is generated in this manner. The pole pairs 70 »72 become, for example, 400 A and the pole pairs 71? 73 with 320 A ·.

Für größere Knüppel- und Vorblockformate kann die Anzahl der Pole erhöht werden© Anstelle der asymmetrischen Beaufschlagung der Windungen mit Strom können die unterschied- . lieh wirkenden Schubkräfte durch unterschiedliche geometrische Ausbildung der Phasen erzeugt werden, z· B* durch un~ terscniedliche Windungszahl oder durch unterschiedliche Ausbildung der Poleisen^ wie Form und Größe der Eisenquerschnitte und/oder Polachsenrichtungen usw.For larger billet and billet formats, the number of poles can be increased © Instead of asymmetric loading of the windings with current, the difference. Lich acting shear forces are generated by different geometrical design of the phases, for example, by un superspecific number of turns or by different training of Poleisen ^ such as shape and size of the iron cross-sections and / or Polachsenrichtungen etc.

Die asymmetrische Beaufschlagung mit Strom oder die unterschiedliche geometrische Ausbildung können auch kombiniert werden« Im angeführten letzten Beispiel ist das Rühren mit bogenförmig verlaufender Schubrichtung in der Kokille beschrieben worden» Dieses Rühren kann aber auch in der Sekundärkühlzone Anwendung finden. Anstelle der bogenförmig verlaufenden Schubrichtung kann in der Kokille auch die ge-The asymmetric application of electricity or the different geometric design can also be combined. In the last example cited, the stirring with an arcuate thrust direction in the mold has been described. However, this stirring can also be used in the secondary cooling zone. Instead of the arcuate thrust direction, the mold can also be used in the mold.

-15- 2*11.1979-15- 2 * 11.1979

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ra&linige, in Stranglängsrichtung verlaufende Schubrichtung angewendet v/erden«ra & linige, thrust direction running in strand longitudinal direction applied «

Das erfindungsgemäße Verfahren kann für alle Sypen von Stranggießanlagen mit Durchlaufkokillen Anwendung finden, auch für Anlagen zum Gießen von Träger-Vorprofilen und von Nichteisenmetallen* Bei Strängen mit langen, flüssigen Kernen können mehrere Rührer zusammenwirken»The process according to the invention can be used for all types of continuous casting plants with continuous casting molds, also for plants for casting carrier pre-profiles and non-ferrous metals * In strands with long, liquid cores, a plurality of agitators can interact »

Claims

-16- 2 * 11.1979 AP B 22 D / 214 55 741/26/32 Claim for invention

1. A process for the continuous casting of metal, cast in the melt in a mold, the resulting, having a liquid core strand pulled out, run and further cooled and by at least one electromagnetic fields in the strand inducing stirrer, a turbulent flow is generated in the liquid core characterized in that the turbulent flow is produced by shear forces acting differently on the melt and influenced by asymmetry in the phases of the fields. «

2 14 6U9 - ^{1 <} 7- 2.11.1979

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2 «method according to point 1, characterized in that _t of the differently acting shear forces within the fields a rectilinear thrust direction in the melt is generated transversely or longitudinally to the strand longitudinal axis *

3 · Method according to item 1, characterized in that of the differently acting shear forces within the fields an arcuate extending about the strand longitudinal axis thrust direction is generated in the melt.

4. Method according to one of the points 1-3 »characterized in that the turns of one phase are subjected to different currents with respect to the turns of at least one other phase of the fields«

5 * Method according to item 4 »characterized in that the windings of one phase are subjected to a current that is 10% to 25 % higher than the windings of the other phase,

Method according to one of the items 1 to 3 »characterized by the fact that the different acting shear forces are generated by different geometric configurations of the" phases ",

Method according to one of the items 1 to 6, characterized in that the weaker thrust force of the one phase becomes effective before the stronger thrust force of the phase following in the thrust direction.

8. The method according to any one of items 1 to 7, characterized in that the asymmetry in the phases in the starting period of approximately zero is set to a predetermined maximum value.

Method according to item 2 or 6, characterized in that, by adjusting the direction of thrust of the fields, the force resulting from asymmetry in the phases perpendicular to the stirrer surface becomes effective away from the stirrer surface facing the strand.