DD296626B5 - Strankuehlung in the continuous casting of special brass - Google Patents

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DD296626B5
DD296626B5 DD34286590A DD34286590A DD296626B5 DD 296626 B5 DD296626 B5 DD 296626B5 DD 34286590 A DD34286590 A DD 34286590A DD 34286590 A DD34286590 A DD 34286590A DD 296626 B5 DD296626 B5 DD 296626B5
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DD
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cooling
strand
casting
water
cast
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DD34286590A
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Klaus Brendler
Wigbert Kowalski
Lothar Dipl-Ing Pangert
Helmut Dipl-Ing Ullwer
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Hettstedt Walzwerk Ag
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Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Strangkühlung beim kontinuierlichen Stranggießen von Sondermessingen.The invention relates to the use of strand cooling in the continuous casting of special brasses.

Nach dem Stand der Technik sind kontinuierliche horizontale und vertikale Stranggießverfahren bekannt, wobei Rundbolzen, Platten und Drähte unterschiedlicher Querschnitte in praktisch beliebig großen Längen hergestellt werden können. Dabei wird eine erste erstarrte Randschale in einer wassergekühlten Kokille, welche aus Kupfer, einer Kupferlegierung, Graphit oder einem anderen Werkstoff besteht bzw. aus einem elektromagnetischen Feld geformt wird, gebildet. Diese erstarrte Randschale soll möglichst dick sein, um nicht nur die Abzugskräfte, die beim Bewegen des Gußstranges entstehen, zu übertragen, sondern um auch dem metallostatischen Druck des noch nicht erstarrten Metalls im Strangsumpf widerstehen zu können.Continuous horizontal and vertical continuous casting processes are known in the prior art, in which round bolts, plates and wires of different cross sections can be produced in practically arbitrarily long lengths. In this case, a first solidified edge shell is formed in a water-cooled mold, which consists of copper, a copper alloy, graphite or another material or is formed from an electromagnetic field. This solidified edge shell should be as thick as possible in order not only to transfer the pull-off forces that occur when moving the cast strand, but also to be able to withstand the metallostatic pressure of the not yet solidified metal in the strand sump.

Eine möglichst intensive Kühlung des sich bildenden Gußstranges ist im Interesse einer hohen Gießleistung notwendig. Strangabzugsgeschwindigkeiten, die zu akzeptablen Gießleistungen führen, sind ohne eine direkte sekundäre Kühlung, die sich an die indirekte primäre Kühlung über die Kokille anschließt, nicht zu realisieren.The most intensive possible cooling of the forming cast strand is necessary in the interest of a high casting performance. Strand take-off speeds that result in acceptable casting performance can not be realized without direct secondary cooling following the indirect primary cooling via the die.

Die sekundäre Kühlung muß verhindern, daß die während der Erstarrung des noch flüssigen Stranginneren freiwerdende Erstarrungswärme zu einem Wiederaufschmelzen von Teilen der erstarrten Strangschale führt. Ihre Intensität muß so groß sein, daß eine Erwärmung der Strangschale auf eine höhere als die während der Abkühlung einmal erreichte Temperatur vermieden wird, da sonst unerwünschte Spannungen in den Gußsträngen auftreten.The secondary cooling must prevent the liberated during the solidification of the still liquid strand inside solidification heat leads to a re-melting of parts of the solidified strand shell. Their intensity must be so great that heating of the strand shell is avoided to a higher than the temperature once reached during cooling, otherwise unwanted stresses in the cast strands occur.

Andererseits ruft auch eine zu starke Kühlung Spannungen im Gußmaterial hervor, die besonders zu Beginn des Gießens zu Rissen in den Anfangsstücken der Gußstränge führen, die sich im Verlauf des Gießens über die gesamte Gußlänge fortsetzen können. Im Interesse einer schnellen Abführung großer Wärmemengen verwendet man Wasser als Kühlmittel, dessen Menge verteilt über die Stranglänge entsprechend dosiert wird. Dennoch sind Legierungen bekannt, die auch auf eine reduzierte Wasserkühlung empfindlich reagieren.On the other hand, too high a cooling causes stresses in the casting material which, especially at the beginning of the casting, lead to cracks in the starting pieces of the casting strands, which can continue over the entire casting length in the course of the casting. In the interest of rapid removal of large amounts of heat used water as a coolant, the amount is distributed over the strand length is metered accordingly. Nevertheless, alloys are known which are sensitive to reduced water cooling.

Ferner ist ein Verfahren zur Strangkühlung bekannt, bei welchem vorgeschlagen wurde, dem Kühlwasser Gase beizumischen, die sich in Form einer Blasenschicht auf dem Gußstrang anlagern und den Wärmeübergang damit reduzieren (US-PS 4,166,495).Further, a process for strand cooling is known in which it has been proposed to mix the cooling water gases that accumulate in the form of a bubble layer on the cast strand and reduce the heat transfer with it (US-PS 4,166,495).

Die Rißempfindlichkeit der Gußstränge steigt mit dem Durchmesser der Stränge, was wiederum einer Intensivierung der Produktion entgegensteht.The crack sensitivity of the cast strands increases with the diameter of the strands, which in turn precludes an intensification of production.

Mehrstoff-Sondermessinge sind besonders empfindlich gegenüber Schrumpfspannungen, so daß es bisher nicht möglich war, dieses Material als Strangbolzen im Durchmesserbereich um 250 mm abzugießen.Multi-material special brasses are particularly sensitive to shrinkage stresses, so that it was previously not possible to pour this material as a stud in the diameter range of 250 mm.

Eine fehlende Sekundärkühlung führt zu Strangdurchbrüchen mit dem Auslaufen des im Schmelzsumpf befindlichen Materials, während schon die geringste sekundäre Wasserkühlung eine unzulässige Abschreckung und eine sich über die gesamte Stranglänge erstreckende Rißbildung verursacht.A lack of secondary cooling leads to strand breakthroughs with the leakage of the material in the melt sump, while even the slightest secondary water cooling causes undue quenching and cracking over the entire length of the strand.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Strangkühlung beim kontinuierlichen Stranggießen von Sondermessingen bereitzustellen, die den kontinuierlichen bzw. halbkontinuierlichen Abguß relativ dicker Gußstränge ohne Rißbildung sowie von Legierungen mit starker Empfindlichkeit gegenüber Schrumpfspannungen ermöglicht und zu Gußsträngen mit guter Oberflächenqualität führt.The invention had the object of providing a strand cooling in the continuous casting of special brasses, which allows the continuous or semi-continuous casting relatively thick cast strands without cracking and alloys with high sensitivity to shrinkage stresses and leads to cast strands with good surface quality.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Kombination aus indirekter primärer Kühlung der Kokille mittels Wasser und direkter sekundärer Kühlung mittels Druckluft, wobei die Druckluft stufenweise über in Rohrringen angeordnete Düsen gegen den Gießstrang strömt, zur Strangkühiung beim kontinuierlichen Stranggießen von Sondermessingen verwendet wird.According to the invention the object is achieved in that a combination of indirect primary cooling of the mold by means of water and direct secondary cooling by means of compressed air, wherein the compressed air gradually flows through arranged in pipe rings nozzles against the cast strand, is used for Strangkühiung in the continuous casting of special brasses.

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to two embodiments.

Beispiel 1example 1

Die vertikalen Gußstränge werden über eine Gießdüse mit schmelzflüssigem Metall versorgt und zur Ausbildung einer ersten Gußhaut, die den Metallsumpf umschließt, über eine wasserdurchströmte Kokille als primäre Kühleinrichtung gekühlt. Unmittelbar nach dem Verlassen der wassergekühlten Kokille wird der Gußstrang von beispielsweise zwei Rohrringen umschlossen, die über Leitungen mit Preßluft versorgt werden. Die Rohrringe sind mit auf die Gußstränge gerichteten Düsen bestückt. Die Menge der verwendeten Preßluft als Kühlmedium kann über Drosselorgane geregelt werden.The vertical casting strands are supplied with molten metal via a pouring nozzle and cooled to form a first casting skin enclosing the metal sump via a water-flowing mold as the primary cooling means. Immediately after leaving the water-cooled mold, the casting is surrounded by, for example, two pipe rings, which are supplied via lines with compressed air. The pipe rings are equipped with directed to the casting strands nozzles. The amount of compressed air used as a cooling medium can be regulated by throttle bodies.

Ebenso wie der Abstand zwischen den Rohrringen untereinander sowie der Abstand der Rohrringe zur wasserdurchströmten Kokille ist die Anzahl der Rohrringe variabel und durch die jeweilige Gießsituation bestimmt. Der zu gießende Strang besitzt einen Durchmesser von 250 mm. Der erste Ring der sekundären Luftkühlung befindet sich 150 mm unterhalb der wassergekühlten Kokille. Ein zweiter Rohrring der sekundären Luftkühlung ist 450 mm unterhalb der wassergekühlten Kokille angeordnet. Der Druck der Preßluft in der Sammelleitung beträgt 0,6 MPa.As well as the distance between the pipe rings with each other and the distance of the pipe rings for water-flowing mold, the number of pipe rings is variable and determined by the respective casting situation. The strand to be cast has a diameter of 250 mm. The first ring of secondary air cooling is 150 mm below the water-cooled mold. A second secondary air cooling tube ring is located 450 mm below the water cooled mold. The pressure of the compressed air in the manifold is 0.6 MPa.

Beispiel 2Example 2

Analog den Ausführungen im Beispiel 1 weisen die beiden parallel abgegossenen Stränge einen Durchmesser von je 190 mm auf. Jeder Strang ist von zwei Rohrringen der sekundären Luftkühlung umschlossen, die von der wassergekühlten Kokille im Abstand von 150 m bzw. 350 mm angeordnet sind. Der Druck der Preßluft in der Sammelleitung beträgt ebenfalls 0,6 MPa.Analogous to the embodiments in Example 1, the two parallel cast strands have a diameter of 190 mm. Each strand is enclosed by two pipe rings of secondary air cooling, which are arranged by the water-cooled mold at a distance of 150 m or 350 mm. The pressure of the compressed air in the manifold is also 0.6 MPa.

Claims (1)

Verwendung einer Kombination aus indirekter primärer Kühlung der Kokille mittels Wassers und direkter sekundärer Kühlung mittels Druckluft, wobei die Druckluft stufenweise über in Rohrringen angeordnete Düsen gegen den Gießstrang strömt, zur Strangkühlung beim kontinuierlichen Stranggießen von Sondermessingen.Use of a combination of indirect primary cooling of the mold by means of water and direct secondary cooling by means of compressed air, wherein the compressed air flows gradually over nozzles arranged in pipe rings against the casting strand, for strand cooling in the continuous casting of special brass. Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Strangkühlung beim kontinuierlichen Stranggießen von Sondermessingen.The invention relates to the use of strand cooling in the continuous casting of special brasses. Nach dem Stand der Technik sind kontinuierliche horizontale und vertikale Stranggießverfahren bekannt, wobei Rundbolzen, Platten und Drähte unterschiedlicher Querschnitte in praktisch beliebig großen Längen hergestellt werden können. Dabei wird eine erste erstarrte Randschale in einer wassergekühlten Kokille, welche aus Kupfer, einer Kupferlegierung, Graphit oder einem anderen Werkstoff besteht bzw. aus einem elektromagnetischen Feld geformt wird, gebildet. Diese erstarrte Randschale soll möglichst dick sein, um nicht nur die Abzugskräfte, die beim Bewegen des Gußstranges entstehen, zu übertragen, sondern um auch dem metallostatischen Druck des noch nicht erstarrten Metalls im Strangsumpf widerstehen zu können.Continuous horizontal and vertical continuous casting processes are known in the prior art, in which round bolts, plates and wires of different cross sections can be produced in practically arbitrarily long lengths. In this case, a first solidified edge shell is formed in a water-cooled mold, which consists of copper, a copper alloy, graphite or another material or is formed from an electromagnetic field. This solidified edge shell should be as thick as possible in order not only to transfer the pull-off forces that occur when moving the cast strand, but also to be able to withstand the metallostatic pressure of the not yet solidified metal in the strand sump. Eine möglichst intensive Kühlung des sich bildenden Gußstranges ist im Interesse einer hohen Gießleistung notwendig.The most intensive possible cooling of the forming cast strand is necessary in the interest of a high casting performance. Strangabzugsgeschwindigkeiten, die zu akzeptablen Gießleistungen führen, sind ohne eine direkte sekundäre Kühlung, die sich an die indirekte primäre Kühlung über die Kokille anschließt, nicht zu realisieren.Strand take-off speeds that result in acceptable casting performance can not be realized without direct secondary cooling following the indirect primary cooling via the die. Die sekundäre Kühlung muß verhindern, daß die während der Erstarrung des noch flüssigen Stranginneren freiwerdende Erstarrungswärme zu einem Wiederaufschmelzen von Teilen der erstarrten Strangschale führt. Ihre Intensität muß so groß sein, daß eine Erwärmung der Strangschale auf eine höhere als die während der Abkühlung einmal erreichte Temperatur vermieden wird, da sonst unerwünschte Spannungen in den Gußsträngen auftreten.The secondary cooling must prevent the liberated during the solidification of the still liquid strand inside solidification heat leads to a re-melting of parts of the solidified strand shell. Their intensity must be so great that heating of the strand shell is avoided to a higher than the temperature once reached during cooling, otherwise unwanted stresses in the cast strands occur. Andererseits ruft auch eine zu starke Kühlung Spannungen im Gußmaterial hervor, die besonders zu Beginn des Gießens zu Rissen in den Anfangsstücken der Gußstränge führen, die sich im Verlauf des Gießens über die gesamte Gußlänge fortsetzen können. Im Interesse einer schnellen Abführung großer Wärmemengen verwendet man Wasser als Kühlmittel, dessen Menge verteilt über die Stranglänge entsprechend dosiert wird. Dennoch sind Legierungen bekannt, die auch auf eine reduzierte Wasserkühlung empfindlich reagieren.On the other hand, too high a cooling causes stresses in the casting material which, especially at the beginning of the casting, lead to cracks in the starting pieces of the casting strands, which can continue over the entire casting length in the course of the casting. In the interest of rapid removal of large amounts of heat used water as a coolant, the amount is distributed over the strand length is metered accordingly. Nevertheless, alloys are known which are sensitive to reduced water cooling. Ferner ist ein Verfahren zur Strangkühlung bekannt, bei welchem vorgeschlagen wurde, dem Kühlwasser Gase beizumischen, die sich in Form einer Blasenschicht auf dem Gußstrang anlagern und den Wärmeübergang damit reduzieren (US-PS 4,166,495).Further, a process for strand cooling is known in which it has been proposed to mix the cooling water gases that accumulate in the form of a bubble layer on the cast strand and reduce the heat transfer with it (US-PS 4,166,495). Die Rißempfindlichkeit der Gußstränge steigt mit dem Durchmesser der Stränge, was wiederum einer Intensivierung der Produktion entgegensteht.The crack sensitivity of the cast strands increases with the diameter of the strands, which in turn precludes an intensification of production. Mehrstoff-Sondermessinge sind besonders empfindlich gegenüber Schrumpfspannungen, so daß es bisher nicht möglich war, dieses Material als Strangbolzen im Durchmesserbereich um 250 mm abzugießen.Multi-material special brasses are particularly sensitive to shrinkage stresses, so that it was previously not possible to pour this material as a stud in the diameter range of 250 mm. Eine fehlende Sekundärkühlung führt zu Strangdurchbrüchen mit dem Auslaufen des im Schmelzsumpf befindlichen Materials, während schon die geringste sekundäre Wasserkühlung eine unzulässige Abschreckung und eine sich über die gesamte Stranglänge erstreckende Rißbildung verursacht.A lack of secondary cooling leads to strand breakthroughs with the leakage of the material in the melt sump, while even the slightest secondary water cooling causes undue quenching and cracking over the entire length of the strand. Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Strangkühlung beim kontinuierlichen Stranggießen von Sondermessingen bereitzustellen, die den kontinuierlichen bzw. halbkontinuierlichen Abguß relativ dicker Gußstränge ohne Rißbildung sowie von Legierungen mit starker Empfindlichkeit gegenüber Schrumpfspannungen ermöglicht und zu Gußsträngen mit guter Oberflächenqualität führt.The invention had the object of providing a strand cooling in the continuous casting of special brasses, which allows the continuous or semi-continuous casting relatively thick cast strands without cracking and alloys with high sensitivity to shrinkage stresses and leads to cast strands with good surface quality. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Kombination aus indirekter primärer Kühlung der Kokille mittels Wasser und direkter sekundärer Kühlung mittels Druckluft, wobei die Druckluft stufenweise über in Rohrringen angeordnete Düsen gegen den Gießstrang strömt, zur Strangkühlung beim kontinuierlichen Stranggießen von Sondermessingen verwendet wird.According to the invention the object is achieved in that a combination of indirect primary cooling of the mold by means of water and direct secondary cooling by means of compressed air, wherein the compressed air gradually flows through arranged in pipe rings nozzles against the cast strand, is used for strand cooling in the continuous casting of special brasses. Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to two embodiments. Beispiel 1example 1 Die vertikalen Gußstränge werden über eine Gießdüse mit schmelzflüssigem Metall versorgt und zur Ausbildung einer ersten Gußhaut, die den Metallsumpf umschließt, über eine wasserdurchströmte Kokille als primäre Kühleinrichtung gekühlt. Unmittelbar nach dem Verlassen der wassergekühlten Kokille wird der Gußstrang von beispielsweise zwei Rohrringen umschlossen, die über Leitungen mit Preßluft versorgt werden. Die Rohrringe sind mit auf die Gußstränge gerichteten Düsen bestückt. Die Menge der verwendeten Preßluft als Kühlmedium kann über Drosselorgane geregelt werden. Ebenso wie der Abstand zwischen den Rohrringen untereinander sowie der Abstand der Rohrringe zur wasserdurchströmten Kokille ist die Anzahl der Rohrringe variabel und durch die jeweilige Gießsituation bestimmt. Der zu gießende Strang besitzt einen Durchmesser von 250 mm. Der erste Ring der sekundären Luftkühlung befindet sich 150 mm unterhalb der wassergekühlten Kokille. Ein zweiter Rohrring der sekundären Luftkühlung ist 450 mm unterhalb der wassergekühlten Kokille angeordnet. Der Druck der Preßluft in der Sammelleitung beträgt 0,6 MPa.The vertical casting strands are supplied with molten metal via a pouring nozzle and cooled to form a first casting skin enclosing the metal sump via a water-flowing mold as the primary cooling means. Immediately after leaving the water-cooled mold, the casting is surrounded by, for example, two pipe rings, which are supplied via lines with compressed air. The pipe rings are equipped with directed to the casting strands nozzles. The amount of compressed air used as a cooling medium can be regulated by throttle bodies. As well as the distance between the pipe rings with each other and the distance of the pipe rings for water-flowing mold, the number of pipe rings is variable and determined by the respective casting situation. The strand to be cast has a diameter of 250 mm. The first ring of secondary air cooling is 150 mm below the water-cooled mold. A second secondary air cooling tube ring is located 450 mm below the water cooled mold. The pressure of the compressed air in the manifold is 0.6 MPa. Beispiel 2Example 2 Analog den Ausführungen im Beispiel 1 weisen die beiden parallel abgegossenen Stränge einen Durchmesser von je 190 mm auf. Jeder Strang ist von zwei Rohrringen der sekundären Luftkühlung umschlossen, die von der wassergekühlten Kokille im Abstand von 150 m bzw. 350 mm angeordnet sind. Der Druck der Preßluft in der Sammelleitung beträgt ebenfalls 0,6 MPa.Analogous to the embodiments in Example 1, the two parallel cast strands have a diameter of 190 mm. Each strand is enclosed by two pipe rings of secondary air cooling, which are arranged by the water-cooled mold at a distance of 150 m or 350 mm. The pressure of the compressed air in the manifold is also 0.6 MPa.
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RPV Change in the person, the name or the address of the representative (searches according to art. 11 and 12 extension act)
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