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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein kontinuierliches Gießverfahren
und spezieller auf eine Technik zum kontinuierlichen Gießen eines
Rohblocks oder eines Stranges.
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Als
dieser Typ von Technologien offenbart jedes der
japanischen offengelegten Patente Nr. 2003-305542 und
2002-35896 eine Gießform mit
unterschiedlichen Verjüngungen.
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Das
japanische offengelegte Patent
Nr. 2003-305542 beschreibt, daß, da die Anpassung einer Form auf
eine mehrstufig verjüngte
Form zum Verbrauch von Formpulver und der resultierenden ausreichenden Schmierfunktion
des Pulvers führt,
Durchbruch (hierin nachstehend kurz als BO bezeichnet) oder Rohblockreißen verhindert
werden kann.
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Das
japanische offengelegte Patent
Nr. 2002-35896 offenbart die Anwendung einer mehrstufig
verjüngten
Form für
das Gießen
eines sogenannten Stranges.
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Die
japanischen offengelegten Patente
Nr. 2004-98092 und
2000-158106 offenbaren
Techniken, die sich auf Formpulver beziehen.
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Das
japanische offengelegte Patent
Nr.2004-98092 bezieht sich auf ein kontinuierliches Gießverfahren
von hyperperitektischem Stahl. Gemäß diesem Dokument kann der
Durchbruch der Begrenzung (Festfressen der verfestigten Außenhaut
an der Form), der gewöhnlich
bei langsamem Gießen
dieses Kohlenstoffstahls auftritt, durch entsprechendes Einstellen
der chemischen Zusammensetzung oder physikalischen Eigenschaften
des Formpulvers verhindert werden.
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Das
japanische offengelegte Patent
Nr. 2000-158106 offenbart auch eine geeignete chemische
Zusammensetzung des Formpulvers ähnlich
des obengenannten
japanischen
offengelegten Patents Nr. 2004-98092 , wobei die Hauptkomponenten
dieses Formpulvers in bezug auf CaO, SiO
2 und
Al
2O
3 reguliert werden,
und dessen Basizität
wird auch genannt.
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Jedoch
benennt jedes der oben beschriebenen Dokumente unabhängig nur
eine Gegenmaßnahme, wobei
auf einen speziellen aus einer Vielzahl von Faktoren Aufmerksamkeit
gelegt wird, welche die Oberflächenqualität des Rohblocks
verschlechtern, und unter den vorliegenden Umständen sind keine umfassenden Maßnahmen
getroffen worden.
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Aus
den obengenannten Punkten ist ein Hauptgegenstand der vorliegenden
Erfindung, ein kontinuierliches Gießverfahren bereitzustellen,
welches die Verfestigungsverzögerung
insbesondere an abgewinkelten Teilen des Rohblocks unterdrücken soll.
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Das
kontinuierliche Gießverfahren
gemäß der vorliegenden
Erfindung wird auf das kontinuierliche Gießen eines Rohblocks mit einem
im wesentlichen rechteckigen Querschnitt, wobei die Länge jeder
Kante, die den Querschnittsumfang bilden, nicht weniger als 120
mm beträgt
und das Seitenverhältnis
nicht weniger als 1,0 bis nicht mehr als 2,0 beträgt, bei
einer Gießgeschwindigkeit
(Vc: [m/min]) von nicht weniger als 0,5 [m/min] bis nicht mehr als
2,0 [m/min] angewandt. Es ist eine Vorraussetzung, als ein Formpulver,
das zu einer Form bzw. Gussform bzw. Blockform zugegeben werden
soll, ein Formpulver mit einem Gesamtgehalt an CaO-Komponente und
SiO2-Komponente von nicht weniger als 50
Gew.-% und einem Gehalt an F-Komponente von nicht mehr als 11 Gew.-%
zu verwenden.
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Die
Merkmale des kontinuierlichen Gießverfahrens der vorliegenden
Erfindung sind folgende.
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Eine
erste geneigte Oberfläche
und eine zweite geneigte Oberfläche,
die sich im Neigungsgrad bzw. -rate unterscheiden, werden auf der
Innenseite einer Form von oben nach unten bereitgestellt.
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Wenn
die Basizität
des Formpulvers weniger als 1,1 beträgt, oder wenn die Erstarrungstemperatur
des Formpulvers niedriger als 1100°C ist, werden der Neigungsgrad
der ersten geneigten Oberfläche
(TRu: [%/m]) und der Neigungsgrad der zweiten geneigten Oberfläche (TRd:
[%/m]) auf Bereiche eingestellt, die den folgenden Ausdrücken (1)
und (2) genügen.
Wenn die Basizität
des Formpulvers nicht weniger als 1,1 beträgt, und wenn die Erstarrungstemperatur
des Formpulvers nicht niedriger als 1100°C ist, werden der Neigungsgrad
der ersten geneigten Oberfläche
und der Neigungsgrad der zweiten geneigten Oberfläche auf
Bereiche eingestellt, die den folgenden Ausdrücken (3) und (4) genügen.
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Die
Grenzposition zwischen der ersten geneigten Oberfläche und
der zweiten geneigten Oberfläche wird
auf eine nach unten gerichtete Entfernung bzw. Abstand von nicht
weniger als 0,2 m und nicht mehr als 0,4 m, bezogen auf das obere
Ende der Form, eingestellt.
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Mindestens
zwei Stahlschmelze-Austrittsöffnungen
werden in die unteren Endbereiche einer Eintauchdüse zum Gießen von
Stahlschmelze in die Form gebohrt, und die Mündungsfläche der Stahlschmelze-Austrittsöffnungen
auf nicht weniger als 2500 mm2 bis weniger
als 6400 mm2 eingestellt.
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Wenn
die Gießgeschwindigkeit
nicht mehr als 0,7 [m/min] beträgt,
wird der Austrittswinkel der Stahlschmelze-Austrittsöffnung schräg nach unten,
bezogen auf die Horizontale, auf nicht weniger als 10° bis nicht mehr
als 35° eingestellt. 4,4 – 1,95 × Vc ≤ TRu ≤ 6,06 – 2,5 × Vc (1) 0,92 – 0,3 × Vc ≤ TRd ≤ 1,18 – 0,4 × Vc (2) 2,23 – 1,05 × Vc ≤ TRu ≤ 3,18 – 1,4 × Vc (3) 0,55 – 0,2 × Vc ≤ TRd ≤ 0,77 – 0,25 × Vc (4)
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Gemäß dem obengenannten
kontinuierlichen Gießverfahren
kann die Unebenheit der Außenhautdicke,
speziell der Verfestigungsverzögerung
insbesondere an abgewinkelten Teilen des Rohblocks unterdrückt werden.
Folglich kann das vertikale Reißen
an abgewinkelten Teilen des Rohblocks unterdrückt werden.
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Die
obengenannte „Basizität" bedeutet einen Wert
[-], der durch Teilen eines Wertes des Gesamt-Ca-Gehalts in dem
Formpulver, umgewandelt zu dem CaO-Gehalt [Gew.-%], durch einen
Wert des Gesamt-Si-Gehalts darin, umgewandelt zu dem SiO2-Gehalt [Gew.-%], erhalten wird.
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Die
obengenannte „Erstarrungstemperatur" bedeutet eine Temperatur,
bei der sich das Formpulver von flüssiger Phase zu fester Phase
verändert.
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Der
obengenannte „Neigungsgrad" wird, basierend
auf der folgenden Gleichung (A), bestimmt. (Neigungsgrad) = ((W-Einlaß – W-Auslaß)/W-Auslaß)/H × 100 (A),worin W
die Formbreite darstellt, wobei W-Einlaß die Formbreite an dem oberen
Ende der geneigten Oberfläche
ist, und W-Auslaß die
Formbreite an dem unteren Ende der geneigten Oberfläche ist,
und H der vertikale Abstand der geneigten Oberfläche ist.
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Die
obengenannte „Mündungsfläche der
Schmelzaustrittsöffnung" bedeutet die Öffnungsfläche der Stahlschmelze-Austrittsöffnung in
Bohrrichtungssicht der Stahlschmelze-Austrittsöffnung (vgl. 3).
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Der
obengenannte „Austrittswinkel
der Stahlschmelze-Austrittsöffnung" bedeutet eine Neigung
der Mittellinie der Schmelze-Austrittsöffnung, die sich auf die Horizontale
bezieht.
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Wenn
ein zweiter bzw. weiterer bzw. duplizierter Bereich bzw. Doppelbereich
vorliegt, wird bei der Durchführung
des kontinuierlichen Gießens
bei einer Vielzahl von unterschiedlichen Gießbedingungen unter Verwendung
einer einzelnen Gießform
in einer Bereichsgruppe von unabhängig bestimmten Neigungsgraden, bezogen
auf die Vielzahl von Gießbedingungen,
der Neigungsgrad der ersten geneigten Oberfläche oder der zweiten geneigten
Oberfläche
innerhalb des zweiten Bereiches eingestellt.
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Wenn
kein zweiter Bereich in der Bereichsgruppe von unabhängig bestimmten
Neigungsgraden, bezogen auf die Vielzahl von Gießbedingungen, vorliegt, wird
ein bestimmter Neigungsgradbereich, bezogen auf eine größere Gießgeschwindigkeit,
als der Neigungsgradbereich der ersten geneigten Oberfläche oder
der zweiten geneigten Oberfläche
vorrangig behandelt. Ein Bereich, der dem Ausdruck (3) genügt, wird
gegenüber einem
Bereich, der dem Ausdruck (1) genügt, vorrangig behandelt. Ein
Bereich, der dem Ausdruck (4) genügt, wird gegenüber einem
Bereich, der dem Ausdruck (2) genügt, vorrangig behandelt.
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Demgemäß können der
Ziehwiderstand des Rohblocks gegen die Form, die Abnutzung der Form,
das Kantenabschleifen an abgewinkelten Teilen des Rohblocks und
dergleichen unterdrückt
werden, während
die Unterdrückung
der Verfestigungsverzögerung
insbesondere an abgewinkelten Teilen des Rohblocks so groß wie möglich ist.
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1 ist
eine vertikale Schnittdarstellung einer Form;
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2 ist
eine Draufsicht der Form;
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3 ist
eine vertikale Schnittdarstellung einer Eintauchdüse;
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4 ist
eine vertikale Schnittdarstellung einer Rohblockform, die konventionell
verwendet wird;
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5 ist
eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A in 4;
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6 ist
eine Ansicht, die die Neigung der Forminnenfläche (gestrichelte Linie) und
die Kontraktion der Rohblockbreite (Strichpunktlinie) zeigt;
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7 ist
eine Schnittdarstellung eines Rohblocks;
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8 ist
eine graphische Darstellung, welche die Ergebnisse der Tabellen
1 und 2 zeigt, die nur unter Beachtung der ersten geneigten Oberfläche dargestellt
werden;
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9 ist
eine graphische Darstellung, welche die Ergebnisse der Tabellen
1 und 2 zeigt, die nur unter Beachtung der zweiten geneigten Oberfläche dargestellt
werden;
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10 ist
eine graphische Darstellung, welche die Ergebnisse der Tabellen
3 und 4 zeigt, die nur unter Beachtung der ersten geneigten Oberfläche dargestellt
werden; und
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11 ist
eine graphische Darstellung, welche die Ergebnisse der Tabellen
3 und 4 zeigt, die nur unter Beachtung der zweiten geneigten Oberfläche dargestellt
werden.
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4 ist
eine vertikale Schnittdarstellung einer Rohblockform, die konventionell
verwendet worden ist, und 5 ist eine
Schnittdarstellung entlang der Linie A-A in 4.
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Wie
in 4 gezeigt, wird eine gleichmäßig geneigte Oberfläche, nach
unten verengt, auf der Innenseite einer konventionellen Form 80 gebildet,
beispielsweise mit einer vertikalen Länge von 900 mm und Längsseitenlängen von
600 mm an dem oberen Ende und 596 mm an dem unteren Ende. Die Querseitenlängen davon
betragen 380 mm an dem oberen Ende und 377 mm an dem unteren Ende
(vgl. 5). Gemäß diesem
kann die Innenoberfläche
der Form 80 so nah wie möglich an die Außenoberfläche eines
Rohblocks, der sich verfestigen und kontrahieren soll, angepaßt werden.
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Jedoch
war es tatsächlich
schwierig, die Innenoberfläche
der Form 80 an die Außenoberfläche des Rohblocks
gleichmäßig eng
anzupassen. Obwohl die Außenoberfläche des
Rohblocks beinah eng an die Innenoberfläche der Form 80 aufgrund
der Bildung der gleichmäßig geneigten
Oberfläche
auf der Innenseite der Form 80, wie oben beschrieben, und
durch die statische Druckwirkung der Stahlschmelze angepaßt wurde, wurde
ein Zwischenraum zwischen dem Rohblock und der Form 80 gebildet,
wie in 5 gezeigt, insbesondere an abgewinkelten Teilen.
Die Wärmeübertragung
zwischen dem Rohblock und der Form 80 an den abgewinkelten
Teilen wurde aufgrund dieses Zwischenraums bemerkenswert verringert,
wodurch Verfestigungsverzögerung
verursacht wurde, was zu Oberflächenqualitätsfehlern
wie sogenanntem Kantenreißen
bzw. -springen bzw. -brechen führt.
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Nebenbei
werden die Stahlarten grob in hypoperitektischen Stahl mit einem
Kohlenstoffgehalt von weniger als etwa 0,17 Gew.-% und hyperperitektischen
Stahl mit ei nem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,17 Gew.-% oder mehr
klassifiziert. Die Qualitätsfehler
konnten in jeder Stahlart auftreten, aber waren in dem hypoperitektischen
Stahl besonders häufig.
Dies ist der Tatsache zuzuschreiben, daß der hypoperitektische Stahl
die δ- zu γ-Umwandlung
mit einer großen
Volumenänderung
in einer festen Außenhaut
nach perfekter Verfestigung verursacht, anders als der hyperperitektische
Stahl, und diese Modifikation verursacht eine große Kontraktion der
Außenhaut.
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Das
obengenannte Problem war bei einer Gießbedingung mit einer niedrigeren
Gießgeschwindigkeit bzw.
-rate und/oder, wenn die Rohblockschnittdimension größer ist,
häufiger.
Dies ist der Tatsache zuzuschreiben, daß das Verfestigungskontraktionsvolumen
mehr bei einer Gießbedingungen
mit einer niedrigeren Gießgeschwindigkeit
erhöht
wird, oder wenn die Rohblockschnittdimension größer ist. Ungeachtet dessen
spiegelte sich der Unterschied in dem Verfestigungskontraktionsvolumen
kaum in konventionellen Formkonstruktionen bzw. -gestaltungen wider.
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Als
die ernsten Studien zur Lösung
des obigen Problems und Verbesserung der Oberflächenqualität des Rohblocks legten die
vorliegenden Erfinder ihre Aufmerksamkeit auf die folgenden Punkte,
die eng miteinander verbunden sind.
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Der
erste Punkt ist die Innenoberflächenform
der Form. Konkret wird die Innenoberflächenform der Form von einer
einheitlich geneigten Oberfläche
wie in der Vergangenheit zu einer mehrstufig geneigten Oberfläche verändert.
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Die
Neigung einer konventionellen Forminnenoberfläche (gestrichelte Linie) und
die Kontraktion der Rohblockbreite (Strichpunktlinie) werden in 6 gezeigt.
Gemäß dieser
Zeichnung hat das Kontraktionsvolumen der Rohblockbreite die Eigenschaft
des Veränderns
(Abschwächens)
in Übereinstimmung
mit dem Wachsen (Verdicken) der Außenhaut mit einer wärmeisolierenden
Wirkung, und verändert
sich nie gleichmäßig wie
die konventionelle Forminnenoberfläche. Deshalb wird die Innenoberflächenform
zu einer mehrstufig geneigten Oberfläche verändert, so daß die Neigung
der Innenoberfläche
der Form an die tatsächliche
Kontraktionsweise der Rohblockbreite so gut wie möglich angepaßt wird.
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Der
zweite Punkt ist die Komponente des Formpulvers, das zum kontinuierlichen
Gießen
verwendet werden soll.
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Der
dritte Punkt ist die Relevanz von Gießbedingungen, wie die Art des
Formpulvers und die Gießgeschwindigkeit
mit dem Neigungsgrad der geneigten Oberfläche.
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Der
vierte Punkt ist die Umkehrströmung
der Stahlschmelze, welche die Eigenschaft des Fluktuierens der Stahlschmelzeoberfläche zusätzlich zu
der Rolle des Zuführens
von Wärme
in die Nähe
der Stahlschmelzeoberfläche
hat.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird in bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist
eine vertikale Schnittdarstellung einer Form und 2 ist
eine Draufsicht der Form.
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In
dieser Ausführungsform
weist ein Rohblock, hergestellt mittels der Form 1, eine
im wesentlichen rechteckige Querschnittsform auf, wobei die Länge von
jeder Seite, die den Querschnittsumfang bildet, nicht weniger als
120 mm beträgt
und das Seitenverhältnis
nicht weniger als 1,0 bis nicht mehr als 2,0 beträgt (oder sogenannter
Rohblock oder Strang). Sowohl die Form als auch die Größe eines
solchen Rohblocks werden gemäß den Umständen des
realen Betriebs bestimmt.
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Gemäß dem ersten
Gesichtspunkt werden eine erste geneigte Oberfläche 2 und eine zweite
geneigte Oberfläche 3,
die sich in dem Neigungsgrad unterscheiden, auf der Innenseite der
Form 1 von oben nach unten gebildet, wie in 1 gezeigt.
Gemäß diesem
kann die Innenoberfläche
der Form 1 leicht eng an die Außenoberfläche des Rohblocks angepaßt werden,
der sich nicht gleichmäßig verfestigt
und kontrahiert, wie in 6 gezeigt. Der Neigungsgrad
wird später
beschrieben.
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In
der Form 1 wird die Grenzposition 4 zwischen der
ersten geneigten Oberfläche 2 und
der zweiten geneigten Oberfläche 3 auf
eine nach unten gerichtete Entfernung von nicht weniger als 0,2
m und nicht mehr als 0,4 m, bezogen auf ein oberes Ende 1u der
Form, eingestellt. Die erste geneigte Oberfläche 2 und die zweite
geneigte Oberfläche 3 sind
bevorzugt mit einer leichten Rundung in der Grenzposition 4 stoßfrei bzw.
glatt miteinander verbunden.
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Obwohl
die Form 1 in dieser Ausführungsform eine sogenannte
zweistufig abgeschrägte
Form ist, ist eine Struktur, die ferner eine weitere dritte geneigte
Oberfläche
umfaßt,
ebenso denkbar. Jedoch ist die zweistufig abgeschrägte Form
unter realen Betriebsumständen,
wie Formarbeitskosten und Wartungsmanagement, am stärksten bevorzugt.
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Die
Form 1 ist so angepaßt,
daß die
Stahlschmelze, die fortlaufend darin aufgenommen wird, durch die
Wirkung elektromagnetischer Kraft bewegt werden kann. Demgemäß kann,
da die später
beschriebene Umkehrströmung
der Stahlschmelze reibungslos in der Form 1 zirkulieren
kann, Wärme
gleichmäßig zu der gesamten
Stahlschmelzeoberfläche
zugeführt
werden, so daß das
nachstehend beschriebene Formpulver stabil zu einem Schlackenbad
(geschmolzen) hergestellt werden kann bzw. stabil in geschmolzene
Schlacke überführt werden
kann.
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Die
Form 1 ist so angepaßt,
daß die
Stahlschmelze durch eine Eintauchdüse 5 eingegossen werden kann.
Zwei Stahlschmelze-Austrittsöffnungen 5a sind
in die unteren Endbereiche der Eintauchdüse 5 gebohrt.
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Ein
geeignetes Formpulver 6 wird zu der Oberfläche der
Stahlschmelze innerhalb der Form 1 zugegeben. Demgemäß wird das
Formpulver 6 in einem Teil geschmolzen, der die Stahlschmelze
kontaktiert, um einen Pulverfilm 7 einer flüssigen Phase
zu bilden (hierin nachstehend einfach als Flüssigphasenpulver 7 bezeichnet),
und in einem Teil verfestigt, der mit der Form 1 in Kontakt
steht, um einen Pulverfilm einer festen Phase 8 zu bilden
(hierin nachstehend auch einfach als Festphasenpulver 8 bezeichnet).
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Das
Formpulver 6 (7, 8) zeigt Funktionen,
wie Forminnenschmierung, Forminnenkühlkontrolle (Stahlschmelzewärmeextraktionskontrolle),
Wärmeisolierung
und Oxidationsverhinderung der Stahlschmelze, Entfernung von nicht-metallischen
Einschlüssen
und dergleichen.
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Das
Formpulver 6, das in dieser Ausführungsform zugegeben werden
soll, wird vorher in bezug auf die Komponenten eingestellt, um so
einen Gesamtgehalt an CaO-Komponente
und SiO2-Komponente von nicht weniger als
50 Gew.-% und einen Gehalt an F (Fluor) von nicht mehr als 11 Gew.-%
zu erhalten (zweiter Gesichtspunkt).
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Der
Grund für
das Einstellen des Gesamtgehalts an CaO-Komponente und SiO2-Komponente
auf nicht weniger als 50 Gew.-%, wie oben beschrieben, ist der,
daß das
Formpulver 6 bevorzugte Wirkungen des Beschleunigens der
Wärmeisolierung
und Oxidationsverhinderung der Stahlschmelze, der Absorption von
Blasen oder Einschlüssen
in der Stahlschmelze und des Sicherstellens der Schmiereigenschaft
der Forminnenwand in bezug auf die Außenhaut in dem Zustand des
Flüssigphasenpulvers 7 oder
Festphasenpulvers 8 aufweisen kann.
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Die
Kristallausfällung
von Cuspidin (3CaO, 2SiO2, CaF3)
zu dem Pulver wird für
die Wärmekontrolle verwendet.
Ein einzelnes Pulver dieser Zusammensetzung ist für die Wärmekontrolle
vorteilhaft, da das Cuspidin direkt aus der flüssigen Phase ausfällt, aber
noch problematisch in bezug auf die Schmiereigenschaft aufgrund
des Einschlusses von fester Phase in die flüssige Phase. Deshalb wird der
F-Gehalt des Formpulvers auf nicht mehr als 11% eingestellt, damit
er niedriger als der F-Gehalt in der reinen Cuspidinzusammensetzung ist.
Wenn der F-Gehalt höher
als dieser ist, gelangt die Ausfällung
in die primäre
Kristallisationszone von CaF2, die aus Sicht
der Wärmekontrolle
nicht die bevorzugten Kristalle sein können. Ein übermäßig hoher F-Gehalt ist für die Korrosion
von Anlagen einer kontinuierlichen Gießmaschine nachteilig oder weist
einen Umweltnachteil auf, wie die erhöhte Elution von Fluor.
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Das
Formpulver 6 kann etwa 1,5 bis 10% an C-Komponente, die
die Funktion des Einstellens der Schmelzgeschwindigkeit besitzt,
umfassen.
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Das
Formpulver 6 kann ein Alkalimetalloxid, wie Na2O,
Li2O oder K2O, oder
Al2O3 umfassen.
Das Alkalimetalloxid oder dergleichen hat die Funktion des Einstellens
der Viskosität
oder Erstarrungstemperatur des Formpulvers 6.
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In
der vorliegenden Erfindung ist der Zusammensetzungsbereich des Formpulvers
(der Gesamtgehalt an CaO-Komponente und SiO2-Komponente
von nicht weniger als 50 Gew.-% und der Gehalt an F-Komponente (F
= Fluor) von nicht mehr als 11 Gew.-%) nur eine Vorbedingung. Gemäß der vorliegenden
Erfindung soll nicht beschränkt
werden, dass der Zusammensetzungsbereich des Formpulvers von jeglichem
Gesichtspunkt aus optimiert wird. Deshalb liegen die Zusammensetzungen
der allgemein verwendeten Formpulver innerhalb des obengenannten
Bereiches. Beispielsweise kann unter bereits existierenden Materialien
eines, bestehend aus CaO: 32,2%, SiO2: 35,4%,
Na2O 9,9%, MgO: 3,7%, F: 5,0% (Erstarrungstemperatur:
1140°C)
als ein schnell kühlendes
Pulver, und eines, bestehend aus CaO: 40,4%, SiO2:
33,3%, Na2O 8,0%, MgO: 0,7% und F: 5,6%
(Erstarrungstemperatur: 1165°C)
als ein langsam kühlendes
Pulver, verwendet werden. In jedem Fall ist das prinzipielle Merkmal
der vorliegenden Erfindung das, daß eine Bedingung, wie der Neigungsgrad der
Forminnenoberfläche,
in Abhängigkeit
der Art des zu verwendenden Pulvers verändert wird.
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In
dieser Ausführungsform
wird die Gießgeschwindigkeit
(Vc) des Rohblocks auf nicht weniger als 0,5 [m/min] bis nicht mehr
als 2,0 [m/min] aus Gründen
des realen Betriebs eingestellt.
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Die
untere Grenze der Gießgeschwindigkeit
wird auf 0,5 [m/min] eingestellt, beispielsweise aus Bequemlichkeit
der Produktivität,
und die obere Grenze wird auf 2,0 [m/min] für den Zweck der sicheren Bildung einer
Außenhaut
mit ausreichender Dicke innerhalb der Form aus Sicht der Verhinderung
des Durchbruchs (Ausströmen
von Stahlschmelze) eingestellt.
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Die
Kontraktionsweise des Rohblocks wird größtenteils in Abhängigkeit
von nicht nur der Gießgeschwindigkeit,
sondern ebenso der Wärmeextraktion,
die für
das Formpulver 6, das verwendet werden soll, charakteristisch
ist, verändert.
Deshalb ist es vernünftig,
den Neigungsgrad der ersten geneigten Oberfläche 2 und den Neigungsgrad
der zweiten geneigten Oberfläche 3 von
Fall zu Fall gemäß dem Formpulver 6,
das verwendet werden soll, einzustellen.
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Wenn
nämlich
das Formpulver 6, das beim Gießen zugegeben werden soll,
eine Basizität
von weniger als 1,1 oder eine Erstarrungstemperatur von niedriger
als 1100°C
aufweist, werden der Neigungsgrad der ersten geneigten Oberfläche 2 (TRu:
[%/m]) und der Neigungsgrad der zweiten geneigten Oberfläche 3 (TRd: [%/m])
auf Bereiche eingestellt, die den folgenden Ausdrücken (1)
und (2) genügen. 4,4 – 1,95 × Vc ≤ TRu ≤ 6,06 – 2,5 × Vc (1) 0,92 – 0,3 × Vc ≤ TRd ≤ 1,18 – 0,4 × Vc (2)
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Wenn
andererseits das Formpulver 6 eine Basizität von 1,1
oder mehr und eine Erstarrungstemperatur von 1100°C oder höher aufweist,
werden der Neigungsgrad der ersten geneigten Oberfläche 2 und
der Neigungsgrad der zweiten geneigten Oberfläche 3 auf Bereiche
eingestellt, die den folgenden Ausdrücken (3) und (4) genügen. 2,23 – 1,05 × Vc ≤ TRu ≤ 3,18 – 1,4 × Vc (3) 0,55 – 0,2 × Vc ≤ TRd ≤ 0,77 – 0,25 × Vc (4)
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Die „Basizität" bedeutet einen Wert
[-], der durch Teilen eines Wertes des Gesamt-Ca-Gehalts in dem Formpulver, umgewandelt
zu einem CaO-Gehalt [Gew.-%], durch einen Wert des Gesamt-Si-Gehalts
darin, umgewandelt zu einem SiO2-Gehalt
[Gew.-%], erhalten wird.
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Die „Erstarrungstemperatur" bedeutet eine Temperatur,
bei der sich das Formpulver von flüssiger Phase zu fester Phase
verändert.
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Die
Außenhaut
wird schneller abgekühlt
(schnellerer Wärmeentzug),
wenn die „Basizität" und „Erstarrungstemperatur" niedriger sind,
da die Kristalle, die in dem Festphasenpulver 8 ausgeschieden
werden sollen, reduziert werden, was zur Reduktion des Wärmeübertragungswiderstandes
führt.
Andererseits wird die Außenhaut
langsamer abgekühlt
(langsamerer Wärmeentzug),
wenn die „Basizität" und „Erstarrungstemperatur" höher sind,
da die Dicke des Festphasenpulvers 8 mit Kristallen erhöht wird,
während
das Flüssigphasenpulver 7 mit
guter Schmiereigenschaft unzureichend ist, und der Wärmeübertragungswiderstand
wird folglich erhöht.
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In
der vorliegenden Beschreibung wird hierin nachstehend das Formpulver 6 mit
einer Basizität
von weniger als 1,1 oder einer Erstarrungstemperatur von niedriger
als 1100°C
ein schnell-kühlendes
Pulver 6f genannt, und das Formpulver 6 mit einer
Basizität
von 1,1 oder mehr oder einer Erstarrungstemperatur von 1100°C oder höher wird
langsam-kühlendes
Pulver 6s genannt. Im allgemeinen wird das schnellkühlende Pulver 6f zum
Gießen
von kohlenstoffarmen Stahl und hypoperitektischem Stahl verwendet,
und das langsam-kühlende
Pulver 6s zum Gießen
von hypoperitektischem Stahl.
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Die
lokale Wärmestromrate
bzw. Wärmeübertragungsrate
bzw. -geschwindigkeit des schnell-kühlenden Pulvers 6f direkt
unter der Stahlschmelzeoberfläche
ist größer als
2,0 MW/m2, beispielsweise wenn die Gießgeschwindigkeit
1,5 m/min beträgt.
Andererseits beträgt
die lokale Wärmestromrate
des langsam-kühlenden
Pulvers 6s direkt unter der Stahlschmelzeoberfläche nicht
mehr als 2,0 MW/m2, wenn die Gießgeschwindigkeit
1,5 m/min beträgt.
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Der „Neigungsgrad" wird basierend auf
der folgenden Gleichung bestimmt. (Neigungsgrad)
= ((W-Einlaß – W-Auslaß)/W-Auslaß)/H × 100 (A),worin W
die Formbreite darstellt, wobei W-Einlaß eine Formbreite an dem oberen
Ende der geneigten Oberfläche
ist, und W-Auslaß eine
Formbreite an dem unteren Ende der geneigten Oberfläche ist,
und H der vertikale Abstand der geneigten Oberfläche ist.
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Deshalb
kann der Neigungsgrad der ersten geneigten Oberfläche 2 (TRu:
[%/m]) durch die folgende Gleichung bestimmt werden (vgl. 1). TRu = ((Wu/Wm) – 1)/H1 × 100,worin Wu die Formbreite
an dem oberen Ende der Form 1 ist, Wm die Formbreite an
der Grenzposition 4 ist und H1 der vertikale Abstand der
geneigten Oberfläche 2 ist.
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Ebenso
kann der Neigungsgrad der zweiten geneigten Oberfläche 3 (TRd:
[%/m]) durch die folgende Gleichung bestimmt werden. TRd
= ((Wm/Wd) – 1)/H2 × 100,worin
Wd die Formbreite an dem unteren Ende der Form 1 ist und
H2 der vertikale Abstand der zweiten geneigten Oberfläche 3 ist.
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Wie
oben beschrieben, werden die Bereiche des Neigungsgrades der ersten
geneigten Oberfläche 2 und
der zweiten geneigten Oberfläche 3 bezogen
auf die Art des Formpulvers 6, das verwendet werden soll (schnell-kühlendes
Pulver 6f oder langsam-kühlendes Pulver 6s),
und die Gießgeschwindigkeit
eingestellt.
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Die
Eintauchdüse 5 wird
dann beschrieben. 3 ist eine vertikale Schnittdarstellung
der Eintauchdüse.
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Wie
in dieser Zeichnung gezeigt, weisen die Stahlschmelze-Austrittsöffnungen 5a, 5a eine
im wesentlichen rechteckige Querschnittsform auf und sind mit einem
vorbestimmten Austrittswinkel θ gebohrt.
Der „Austrittswinkel θ" bedeutet die Neigung
der Mittellinie C der Stahlschmelze-Austrittsöffnung 5a, 5a,
bezogen auf die Horizontale, wobei die vertikale Aufwärtsrichtung
positiv ist und die Abwärtsrichtung
negativ ist, bezogen auf die Horizontale als 0° (Referenz), wenn nicht anders
angegeben.
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Der
Austrittswinkel θ der
Stahlschmelze-Austrittsöffnung 5a, 5a wird
spezieller auf nicht weniger als –5° bis nicht mehr als 35° eingestellt,
wenn die Gießgeschwindigkeit
nicht mehr als 0,7 [m/min] beträgt.
Mit anderen Worten wird in diesem Fall die Stahlschmelze-Austrittsöffnung 5a, 5a,
bezogen auf die Horizontale, mit einer schrägen Aufwärtsneigung von nicht weniger
als 0° bis
nicht mehr als 5° oder
mit einer schrägen
Abwärtsneigung
von nicht weniger als 0° bis
nicht mehr als 35° gebohrt.
-
Andererseits
wird der Austrittswinkel θ auf
nicht weniger als 10° bis
nicht mehr als 35° eingestellt,
wenn die Gießgeschwindigkeit
mehr als 0,7 [m/min] beträgt.
Mit an deren Worten wird in diesem Fall die Stahlschmelze-Austrittsöffnung 5a, 5a,
bezogen auf die Horizontale, mit einer schrägen Abwärtsneigung von nicht weniger als
10° bis
nicht mehr als 35° gebohrt.
-
Die
Mündungsfläche S der
Stahlschmelze-Austrittsöffnung 5a, 5a wird
auf nicht weniger als 2500 mm2 bis weniger
als 6400 mm2 eingestellt. Die „Mündungsfläche" bedeutet die Öffnungsfläche der
Stahlschmelze-Austrittsöffnung 5a, 5a in
Bohrrichtungssicht der Stahlschmelze-Austrittsöffnung 5a, 5a,
wie in 3 gezeigt.
-
Der
Austrittswinkel θ und
die Mündungsfläche S der
Stahlschmelze-Austrittsöffnung 5a, 5a weisen eine
enge Beziehung mit dem umgekehrten Fluß der Stahlschmelze auf, wie
durch den gebogenen Pfeil in 1 gezeigt.
-
Spezieller
gelangt, wenn der Austrittswinkel θ kleiner ist und/oder wenn
die Mündungsfläche S kleiner ist,
die Austrittsrichtung des umgekehrten Flusses näher zu der Stahlschmelzeoberflächenseite
und/oder die Austrittsströmungsgeschwindigkeit
des umgekehrten Flusses wird mehr erhöht, wodurch ferner mehr Wärme zu der
Stahlschmelzeoberfläche
geführt
wird, während
die Stahlschmelzeoberfläche
heftiger fluktuiert.
-
Wenn
ebenso der Austrittswinkel θ größer ist
und/oder wenn die Mündungsfläche S größer ist,
ist die Austrittsrichtung des umgekehrten Flusses entfernter von
der Stahlschmelzeoberflächenseite
und/oder die Austrittströmungsgeschwindigkeit
des umgekehrten Flusses wird mehr reduziert, wodurch die Stahlschmelzeoberfläche sich
mit minimierter Oberflächenfluktuation
beruhigt, während
die Wärme,
die zu der Stahlschmelzeoberfläche
zugeführt
werden soll, reduziert wird.
-
Es
wird durch Kontrolltests (Tabellen 5 bis 7), die durch die vorliegenden
Erfinder durchgeführt
wurden, geklärt,
daß diese
Oberflächefluktuation
oder später
beschriebene Bildung einer Deckschicht bzw. Haut („deckle") (verfestigte Substanz,
massive Substanz) großen
Einfluß auf
die obengenannte Verfestigungsverzögerung hat.
-
Deshalb
werden der Austrittswinkel θ und
die Mündungsfläche S wie
oben beschrieben rational so eingestellt, daß ausreichend Wärme in die
Nähe der
Stahlschmelzeoberfläche
für den
Zweck der Verhinderung der Bildung von Deckschichten zugeführt werden
kann, und daß die
Fluktuation der Stahlschmelzeoberfläche nicht übermäßig ist.
-
Der
Betrieb dieser Ausführungsform
wird beschrieben.
-
Wie
in 1 gezeigt, beginnt die Stahlschmelze, die kontinuierlich
in die Form 1 durch die Eintauchdüse 5 gegossen wurde,
sich von der Peripherie aus durch die Kühlwirkung der Innenoberfläche der
Form 1 zu verfestigen, wodurch eine Außenhaut gebildet wird, und
wird ebenso nach unten bei einer konstanten Gießgeschwindigkeit abgezogen.
Das obengenannte Formpulver 6 (Flüssigphasenpulver 7 und
Festphasenpulver 8) dringt zwischen die Form 1 und
die Außenhaut
und zeigt Funktionen wie Schmierwirkung.
-
Zu
diesem Zeitpunkt wird die Form 1 unter Hinzufügung geeigneter
Oszillation (Vibration) zum Fortsetzen einer stabilen Gießarbeit
betrieben, während
das Festfressen des Rohblocks an der Form verhindert wird. Deshalb
verbleibt die Oszillationsspur im wesentlichen periodisch auf dem
gegossenen Rohblock.
-
Nebenbei
bemerkt, kontrahiert der Rohblock schnell in der Anfangsphase des
Gießens
(an der oberen Endseite der Form), wie durch die Strichpunktlinie
in 6 gezeigt, da die Außenhaut noch ziemlich dünn ist, und
der Wärmeentzug
durch die Form 1 ist massiv bzw. schwer. Diese schnelle
Verfestigungskontraktion setzt (schwächt) sich mit der Zeit gemäß dem Wachstum
der Außenhaut
(ab).
-
Wenn
sich das Oberflächenniveau
innerhalb der Form durch die Veränderung
der Betriebsbedingungen verringert und der Startpunkt der Verfestigung
außerhalb
der Grenzposition 4 zwischen der ersten geneigten Oberfläche 2 und
der zweiten geneigten Oberfläche 3 liegt,
wird die Position, die plötzliche
thermisch Kontraktion verursacht, von dem Bereich der ersten geneigten
Oberfläche 3 verschoben,
die als eine scharfe geneigte Oberfläche eingestellt ist, und der
obengenannte Zwischen raum, der die Verfestigungsverzögerung verursacht,
wird zwischen dem Rohblock und der Form 1 gebildet (vgl.
ebenso 5).
-
Da
andererseits die Stahlschmelzeoberflächenhöhe absichtlich erhöht und abgesenkt
wird, um lokalen Schweißverlust
der Eintauchdüse 5 (vgl.
P in 1) zu verhindern, oder aufgrund der Oberflächenniveaufluktuation
erhöht
und abgesenkt wird, wird der Punkt, an dem die plötzliche
Verfestigungskontraktion etabliert wird, ebenso in derselben Weise
erhöht
und abgesenkt.
-
Folglich
wird die Grenzposition 4 auf eine nach unten gerichtete
Entfernung von nicht weniger als 0,2 m, bezogen auf das obere Ende
der Form 1u, eingestellt, um so die plötzliche Verfestigungskontraktion
vor dem Erreichen der Grenzposition 4 sicher zu etablieren,
mit anderen Worten, damit die Außenhaut in der Phase vor dem
Erreichen der Grenzposition 4 ausreichend und sicher wächst.
-
Der
minimale Abstand von 0,2 m der Grenzposition 4 von dem
oberen Formende 1u wird unter Berücksichtigung der Veränderung
der Dicke der Formpulverschicht eingestellt.
-
Wenn
jedoch die Grenzposition 4 auf eine nach unten gerichtete
Entfernung von mehr als 0,4 m, bezogen auf das obere Ende der Form 1u,
eingestellt wird, verändert
sich die Neigung der Oberfläche,
wo es keinen Einfluß der
großen
Verfestigungskontraktion in der anfänglichen Phase gibt, wodurch
die Neigung der Form nicht mit der tatsächlichen Kontraktion des Rohblocks übereinstimmt.
Folglich wird die Grenzposition 4 auf eine nach unten gerichtete
Entfernung von nicht mehr als 0,4 m, bezogen auf das obere Ende
der Form 1u, eingestellt.
-
Wenn
kontinuierliches Gießen
bei einer Vielzahl von unterschiedlichen Gießbedingungen unter Verwendung
einer einzelnen Form 1 durchgeführt wird, wird das kontinuierliche
Gießen
aus Sicht des realen Betriebs bevorzugt in dem folgenden Verfahren
durchgeführt.
-
Wenn
nämlich
ein zweiter bzw. weiterer bzw. duplizierter Bereich bzw. Doppelbereich
in einer Bereichsgruppe der unabhängig bestimmten Neigungsgrade,
bezogen auf die Vielzahl an Gießbedingungen,
vorliegt, wird der Neigungsgrad der ersten geneigten Oberfläche 2 oder
der zweiten geneigten Oberfläche 3 innerhalb
dieses zweiten Bereiches eingestellt.
-
Wenn
andererseits kein zweiter Bereich in der Bereichsgruppe von unabhängig bestimmten
Neigungsgraden, bezogen auf die Vielzahl von Gießbedingungen, vorliegt, wird
ein Neigungsgradbereich, bestimmt bezogen auf eine größere Gießgeschwindigkeit,
als der Neigungsgradbereich der ersten geneigten Oberfläche 2 oder
der zweiten geneigten Oberfläche 3 vorgezogen
(angepaßt).
Ein Bereich, der dem Ausdruck (3) genügt, wird nämlich gegenüber einem Bereich, der dem
Ausdruck (1) genügt,
vorgezogen (angepaßt)
und ein Bereich, der dem Ausdruck (4) genügt, wird gegenüber einem
Bereich, der dem Ausdruck (2) genügt, vorgezogen (angepaßt).
-
Der
Neigungsgrad wird, basierend auf einer Bedingung, die die Rohblockkontraktion
minimieren kann, eingestellt.
-
Demgemäß können der
vorstehend genannte Ziehwiderstand des Rohblocks gegen die Form 1,
die Abnutzung der Form 1, das Kantenabschleifen an abgewinkelten
Teilen des Rohblocks unterdrückt
werden, während
die Unterdrückung
der Verfestigungsverzögerung
an abgewinkelten Teilen des Rohblocks so gut wie möglich sichergestellt
wird.
-
Der
Ziehwiderstand, die Abnutzung und das Kantenabschleifen sind eng
miteinander verbunden.
-
Die
Vc ist ebenso in der Vielzahl von Gießbedingungen einbezogen. Wenn
eine Vielzahl von Vc-Werten vorliegt, ist der Vc-Wert, der zum Bestimmen
des Neigungsgrades verwendet werden soll, der maximale Wert, und
wird auf die Ausdrücke
(3) und (4) angewendet. Unter Berücksichtigung der Stabilität des Gießens ist
es bevorzugt, die Bedingung so zu bestimmen, daß der Neigungsgrad so gut wie
möglich
minimiert werden kann.
-
Obwohl
die bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung oben beschrieben wurde, kann die Ausführungsform
folgendermaßen
modifiziert und durchgeführt
werden.
-
Beispielsweise
kann die Form 1 in einer sogenannten Formbreite gebildet
werden, die nach Bedarf variabel im Typ ist und die Formbreiten
Wu, Wm und Wd gegebenenfalls verändern
kann. Demgemäß können weitere
flexible Reaktionen auf verschiedene Gießbedingungen erreicht werden
(vgl. die Ausdrücke
(1) bis (4)).
-
Obwohl
die obengenannte Ausführungsform
in der Annahme beschrieben wurde, daß die erste geneigte Oberfläche 2 (vier
Flächen),
die die Innenoberfläche
der Form 1 bildet, vollständig auf denselben Neigungsgrad
eingestellt ist, können
gegenseitig unterschiedliche Neigungsgrade, die innerhalb der geeigneten Bereiche
des Neigungsgrades liegen, wie in den 8 und 10 gezeigt,
ebenso angepaßt
werden, ohne darauf beschränkt
zu sein. Dasselbe trifft auf die zweite geneigte Oberfläche 3 zu
(vgl. 9 und 11).
-
Beispiele
der vorliegenden Erfindung werden anschließend beschrieben. Jeder der
obengenannten Zahlenbereiche wird rational durch die Beispiele 1
bis 3, die nachstehend beschrieben sind, abgesichert.
-
[Beispiel 1]
-
Dieses
Beispiel ist ein Test, der durchgeführt wurde, um den oben beschriebenen
dritten Gesichtspunkt zu belegen. Der dritte Gesichtspunkt ist die
Korrelation der Gießbedingungen,
wie die Art des Formpulvers 6 und die Gießgeschwindigkeit,
mit der Neigung der geneigten Oberfläche.
-
In
diesem Beispiel wurde die Formbreite an dem oberen Ende der Form 1 (vgl. 2 und 5)
auf 600 mm × 380
mm eingestellt. Folglich beträgt
das Schnittseitenverhältnis
eines Rohblockes, der gegossen werden soll, etwa 1,6.
-
Das
schnell-kühlende
Pulver 6f wurde zu der Stahlschmelzeoberfläche innerhalb
der Form 1 zugegeben. Das schnell-kühlende Pulver 6f wurde
vorher in bezug auf die Komponenten eingestellt, so daß die Basizität größer als
0,6 und kleiner als 1,1 war, oder die Erstarrungstemperatur höher als
900°C und
niedriger als 1100°C
war.
-
Als
die Stahlart, die gegossen werden soll, wurde hypoperitektischer
Stahl mit einem Gehalt an C-Komponente von etwa 0,12 Gew.-% verwendet.
-
Der
Austrittswinkel θ der
Stahlschmelze-Austrittsöffnungen 5a, 5a der
Eintauchdüse 5 wurde
auf 20° eingestellt.
Die Stahlschmelze-Austrittsöffnungen 5a, 5a wurden
20° nach
unten, bezogen auf die Horizontale, gebohrt.
-
Die
Mündungsfläche S der
Stahlschmelze-Austrittsöffnungen 5a, 5a wurde
auf 3600 mm2 eingestellt.
-
Die
Eintauchtiefe der Eintauchdüse 5 in
die Stahlschmelze wurde auf etwa 80 bis 130 mm eingestellt.
-
Ferner
wurde der Unterschied zwischen der Temperatur der Stahlschmelze
in einer Gießwanne,
die vorübergehend
die Stahlschmelze zurückhält, die
in die Form 1 gegossen werden soll, vor dem Gießen und der
Flüssigphasenlinientemperatur
auf etwa 5 bis 25°C
eingestellt.
-
Ferner
wurde die Form 1 mit einem elektromagnetischen Bewegungsmittel
(Magnetspule oder dergleichen), nicht gezeigt, zum Bewegen der Stahlschmelze
in der Form 1 ausgestattet, und die Bewegungskraft des
elektromagnetischen Bewegungsmittels wurde so eingestellt, daß die Magnetfelddichte
auf der Innenoberfläche
der leeren Form 1 etwa 400 bis 800 Gauss betrug.
-
Tabelle
1 bezieht sich auf die breite Oberflächenseite der Form 1,
und Tabelle 2 bezieht sich auf die enge Oberflächenseite davon.
-
Die
Grenzposition zwischen der ersten geneigten Oberfläche und
der zweiten geneigten Oberfläche auf
eine nach unten gerichtete Entfernung, bezogen auf das obere Ende
der Form, betrug 0,4 m.
-
n
den Tabellen 1 und 2 wurde die „Bewertung" basierend auf dem Grad der Verfestigungsverzögerung durchgeführt. Speziell
wird in diesem Beispiel der Grad an Verfestigungsverzögerung (%)
folgendermaßen
definiert, und jeder Test wurde basierend auf diesem Grad an Verfestigungsverzögerung bewertet.
-
[Definition des Grades an Verfestigungsverzögerung]
-
Ein
Rohblock nach dem Gießen
wurde vertikal in Längsrichtung
geschnitten, und der Abstand von einer Seite einer Wachstumsspur
der Außenhaut,
die in dem Schnitt auftritt, wie in 7 gezeigt,
wurde gemessen. Spezieller wurden der Abstand X an einem Punkt (Markierung
XX), wo die Wachstumsspur der Außenhaut am nächsten an
einer Seite ist, und der Abstand Y an einem Punkt (Markierung W),
der 75 mm von einem abgewinkelten Teil Z, der am nächsten an
dem Punkt XX ist, entfernt ist, gemessen.
-
Der
Grad an Verfestigungsverzögerung
(%) wird durch die folgende Gleichung definiert. Grad
an Verfestigungsverzögerung
(%) = 100 × (Y – X)/Y
-
[Kriterien zur Bewertung]
-
Ein
Grad an Verfestigungsverzögerung
von nicht mehr als 10% wurde mit O bewertet, da er kaum das Risiko
des vertikalen Reißens
bzw. Springens bzw. Brechens an abgewinkelten Teilen des Rohblocks
aufweist (hierin nachstehend ebenso als vertikales Kantenreißen bezeichnet).
-
Ein
Grad an Verfestigungsverzögerung
von mehr als 10 bis 20% wurde als O aufgrund des Risikos des feinen
vertikalen Kantenreißens
von weniger als 1 mm bewertet.
-
Ein
Grad an Verfestigungsverzögerung
von mehr als 20 bis 30% wurde als Δ aufgrund des Risikos des vertikalen
Kantenreißens
von nicht weniger als 1 mm bewertet.
-
Bei
einem Grad an Verfestigungsverzögerung
von nicht weniger als 30% wird die Wahrscheinlichkeit des vertikalen
Kantenreißens
von nicht weniger als 1 mm erhöht.
Ein Fall mit einem großen
Oberflächenneigungswinkel
wurde als x aufgrund des erhöhten
Ziehwiderstandes des Rohblocks gegen die Form oder des Risikos des
sogenannten Kantenabschleifens an abgewinkelten Teilen der Oszillationsspur
bewertet.
-
8 ist
eine graphische Darstellung, welche die Ergebnisse der Tabellen
1 und 2 zeigt, die nur unter Beachtung der ersten geneigten Oberfläche dargestellt
werden, und 9 ist eine graphische Darstellung, welche
die Ergebnisse der Tabellen 1 und 2 zeigt, die nur unter Beachtung
der zweiten geneigten Oberfläche dargestellt
werden.
-
Gemäß den 8 und 9 wurde
es bei der Verwendung des schnell-kühlenden Pulvers 6f als
bevorzugt befunden, daß der
Neigungsgrad der ersten geneigten Oberfläche 2 (TRu: [%/m])
und der Neigungsgrad der zweiten geneigten Oberfläche 3 (TRd:
[%/m]) innerhalb der Bereiche liegen, die den Ausdrücken (1) und
(2) genügen. 4,4 – 1,95 × Vc ≤ TRu ≤ 6,06 – 2,5 × Vc (1) 0,92 – 0,3 × Vc ≤ TRd ≤ 1,18 – 0,4 × Vc (2)
-
In 8 und 9 werden
die Bewertungen eines Tests mit der höchsten Bewertung von einer
Vielzahl von Tests, die durchgeführt
wurden, bezogen auf dieselbe Gießgeschwindigkeit und denselben
Neigungsgrad, auf übliche
Weise dargestellt.
-
[Beispiel 2]
-
Ein
Kontrolltest von diesem Beispiel war im wesentlichen derselbe wie
in Beispiel 1, außer
daß das langsam-kühlende Pulver 6s zu
der Stahlschmelzeoberfläche
innerhalb der Form 1 anstelle des schnell-kühlenden
Pulvers 6f zugegeben wurde. Das langsam-kühlende Pulver 6s wurde
vorher in bezug auf die Komponente eingestellt, so daß die Basizität größer als
1,1 oder die Erstarrungstemperatur höher als 1100°C war.
-
Tabelle
3 bezieht sich auf die breite Oberflächenseite der Form 1,
und Tabelle 4 bezieht sich auf die enge Oberflächenseite davon.
-
Die
Grenzposition zwischen der ersten geneigten Oberfläche und
der zweiten geneigten Oberfläche auf
eine nach unten gerichtete Entfernung, bezogen auf das obere Ende
der Form, betrug 0,4 m.
-
10 ist
eine graphische Darstellung, welche die Ergebnisse der Tabellen
3 und 4 zeigt, die nur unter Beachtung der ersten geneigten Oberfläche dargestellt
werden, und 11 ist eine graphische Darstellung, welche
die Ergebnisse der Tabellen 3 und 4 zeigt, die nur unter Beachtung
der zweiten geneigten Oberfläche dargestellt
werden.
-
Gemäß den 10 und 11 wurde
es bei der Verwendung des langsam-kühlenden Pulvers 6s als bevorzugt
befunden, daß der
Neigungsgrad der ersten geneigten Oberfläche 2 (TRu: [%/m])
und der Neigungsgrad der zweiten geneigten Oberfläche 3 (TRd:
[%/m]) innerhalb der Bereiche liegen, die den nachstehend beschriebenen
Ausdrücken
(3) und (4) genügen. 2,23 – 1,05 × Vc ≤ TRu ≤ 3,18 – 1,4 × Vc (3) 0,55 – 0,2 × Vc ≤ TRd ≤ 0,77 – 0,25 × Vc (4)
-
In 10 und 11 wurden
die Bewertungen eines Tests mit den höchsten Bewertungen von einer Vielzahl
von Tests, die durchgeführt
wurden, bezogen auf dieselbe Gießgeschwindigkeit und denselben
Neigungsgrad, in üblicher
Weise dargestellt.
-
[Beispiel 3]
-
Dieses
Beispiel ist ein Test, der durchgeführt wurde, um den oben beschriebenen
vierten Gesichtspunkt nachzuweisen. Der vierte Gesichtspunkt bezieht
sich auf den umgekehrten Fluß der
Stahlschmelze, der die Eigenschaft des Fluktuierens der Stahlschmelzeoberfläche besitzt,
zusätzlich
zu der Rolle des Zuführens von
Wärme in
die Nähe
der Stahlschmelzeoberfläche.
-
Der
Kontrolltest von diesem Beispiel wurde im wesentlichen genauso wie
in Beispiel 1 durchgeführt, außer daß das langsam-kühlende Pulver 6s zu
der Stahlschmelzeoberfläche
innerhalb der Form 1 anstelle des schnell-kühlenden
Pulvers 6f zugegeben wurde. Das langsam-kühlende Pulver 6s wurde
vorher in bezug auf die Komponente eingestellt, so daß die Basizität größer als
1,1 und kleiner als 2,5 und die Erstarrungstemperatur höher als
1100°C und
niedriger als 1270°C
war.
-
Als
die Stahlart, die in diesem Beispiel gegossen werden soll, wurde
hypoperitektischer Stahl mit einem Gehalt an C-Komponente von etwa
0,12 Gew.-% ebenso wie in Beispiel 1 verwendet.
-
Die
Tabellen 5, 6, und 7 beziehen sich auf Tests, die durchgeführt wurden,
während
als Neigungen der ersten geneigten Oberfläche 2 und der zweiten
geneigten Oberfläche 3 im
wesentlichen Haupt- bzw. Mittelwerte bzw. in der Mitte gelegene
Werte in geeigneten Neigungsgradbereichen, gezeigt in 10 und 11, und
obere Grenzwerte in demselben Bereich bzw. untere Grenzwerte in
demselben Bereich eingestellt wurden.
-
Die
Grenzposition zwischen der ersten geneigten Oberfläche und
der zweiten geneigten Oberfläche auf
eine nach unten gerichtete Entfernung, bezogen auf das obere Ende
der Form, betrug 0,4 m.
- [Tabelle 5]
- [Tabelle 6]
- [Tabelle 7]
-
Die
Tests, in denen die Oberflächenniveaufluktuation
für 1 Minute
weniger als ± 5
mm betrug und die Flachheit des Oberflächenniveaus regelmäßig weniger
als 10 mm betrug, wurden als „O" in der Spalte der Stahlschmelzeoberflächenfluktuation/Drift
in den Tabellen 5 bis 7 bewertet, während die Tests, in denen die Oberflächenniveaufluktuation
nicht weniger als ± 5
mm betrug oder die Flachheit des Oberflächenniveaus nicht regelmäßig weniger
als 10 mm betrug, als „x" bewertet wurden.
-
In
den Tests mit „x" in der Spalte „Deckschicht" der Tabellen 5 bis
7 verfestigte sich die Stahlschmelze in der Nähe der Stahlschmelzeoberfläche, wodurch
eine verfestigte Substanz erzeugt wurde, oder das Formpulver 6 wurde
nicht ausreichend in geschmolzene Schlacke (geschmolzen) in der
Nähe der
Stahlschmelzeoberfläche überführt, zusätzlich zu
der Herstellung der verfestigten Substanz, und folglich mit der
verfestigten Substanz verbunden, wodurch eine Deckschicht gebildet
wurde (massive Substanz). Andererseits wurden in den Tests mit „O" weder die verfestigte
Substanz noch die Deckschicht gebildet.
-
Der
Grund, daß die
Stahlschmelze sich verfestigt oder das Formpulver 6 nicht
ausreichend in geschmolzene Schlacke (geschmolzen) in der Nähe der Stahlschmelzeoberfläche überführt wurde,
ist denkbar der, daß nicht
ausreichend Wärme
in die Nähe
der Stahlschmelzeoberfläche
zugeführt
wurde.
-
Bei
der „Gesamtbewertung" der Tabellen 5 bis
7 wurden der Grad an Verfestigungsverzögerung, das vertikale Kantenreißen und
dergleichen zusätzlich
zur Bewertung von „Oberflächenniveaufluktuation/Drift" und der Erzeugung
von „Deckschicht" oder dergleichen
umfassend bewertet.
-
Wie
in den Tabellen 5 bis 7 gezeigt, wurden intensive und ausführliche
Untersuchungen in bezug auf alle Fälle mit Gießgeschwindigkeiten von 0,5
[m/min], 0,6 [m/min], 0,7 [m/min], 0,9 [m/min], 1,0 [m/min] und
1,5 [m/min] durchgeführt.
-
Gemäß den Tabellen
5 bis 7 wurde es als bevorzugt befunden, daß die Mündungsfläche S der Stahlschmelze-Austrittsöffnungen 5a, 5a auf
nicht weniger als 2500 mm2 bis weniger als
6400 mm2 eingestellt wurde.
-
Gemäß den Tabellen
5 bis 7 wurde herausgefunden, daß der untere Grenzwert des
bevorzugten Bereiches des Austrittswinkels θ der Stahlschmelze-Austrittsöffnungen 5a, 5a erhöht wird,
wenn die Gießgeschwindigkeit
erhöht
wird (in einem Fall, daß die
schräge
Abwärtsrichtung
als positive Richtung genommen wird, bezogen auf die Horizontale).
-
Gemäß den Tabellen
5 bis 7 wurde ferner herausgefunden, daß die Verfestigungsverzögerung,
die vertikales Kantenreißen
verursacht, durch gleichzeitige Berücksichtigung aller von (1)
Formform (zweistufig abgeschrägte
Form), (2) der Neigungsgrade der geneigten Oberflächen 2 und 3 gemäß dem Wärmeentzug, der
für das
Formpulver 6 charakteristisch ist, und (3) der Form der
Eintauchdüse 5 unterdrückt werden
kann.
-
Gemäß den Tabellen
5 bis 7 wurde herausgefunden, daß die Ausdrücke (3) und (4), die geeignete
Bereiche an jeweiligen Neigungen der ersten geneigten Oberfläche 2 und
der zweiten geneigten Oberfläche 3 zeigen,
durch diese rational abgesichert werden können, da der obere Grenzwert
und der untere Grenzwert, die durch die Ausdrücke (3) und (4) gezeigt werden,
verifiziert werden, wie in den Tabellen 6 und 7 gezeigt, und es
wurde geklärt,
dass die Gesamtbewertungen davon zufrieden stellend sind.
-
In
bezug auf die Ausdrücke
(1) und (2) wurden dieselben Kontrolltests wie in den Tabellen 5
und 7 durchgeführt,
wodurch die Ausdrücke
(1) und (2) ebenso rational geprüft
wurden. [Tabelle 1] (Breite Oberfläche)
| Gießgeschwindigkeit
Vc m/min | erste
geneigte Oberfläche
TRu%/m | zweite
geneigte Oberfläche
TRd%/m | Bewertung |
| 0,6 | 2,0 | 0,5 | x |
| 2,0 | 0,8 | x |
| 2,0 | 1 | x |
| 3,5 | 0,5 | Δ |
| 3,5 | 0,8 | ⊙ |
| 3,5 | 1 | Δ |
| 4,0 | 0,5 | Δ |
| 4,0 | 0,8 | ⊙ |
| 4,0 | 1 | x |
| 5,0 | 0,5 | x |
| 5,0 | 0,8 | x |
| 5,0 | 1 | x |
| 0,8 | 2,0 | 0,5 | x |
| 2,0 | 0,8 | x |
| 2,0 | 1 | x |
| 3,0 | 0,5 | Δ |
| 3,0 | 0,8 | ⊙ |
| 3,0 | 1 | Δ |
| 3,5 | 0,5 | Δ |
| 3,5 | 0,8 | ⊙ |
| 3,5 | 1 | x |
| 4,0 | 0,5 | Δ |
| 4,0 | 0,8 | Δ |
| 4,0 | 1 | x |
| 1,5 | 2,0 | 0 | x |
| 2,0 | 0,35 | Δ |
| 2,0 | 0,55 | ⊙ |
| 3,0 | 0 | x |
| 3,0 | 0,35 | x |
| 3,0 | 0,8 | x |
| 1,0 | 0 | x |
| 1,0 | 0,4 | x |
| 1,0 | 0,8 | x |
[Tabelle 2] (Enge Oberfläche)
| Gießgeschwindigkeit
Vc m/min | erste
geneigte Oberfläche
TRu%/m | zweite
geneigte Oberfläche
TRd%/m | Bewertung |
| 0,6 | 2 | 0,5 | x |
| 2 | 0,8 | x |
| 2 | 1 | x |
| 3,5 | 0,5 | Δ |
| 3,5 | 0,8 | ⊙ |
| 3,5 | 1 | Δ |
| 4 | 0,5 | x |
| 4 | 0,8 | ⊙ |
| 4 | 1 | x |
| 5 | 0,5 | x |
| 5 | 0,8 | x |
| 5 | 1 | x |
| 0,8 | 2 | 0,5 | x |
| 2 | 0,8 | x |
| 2 | 1 | x |
| 2,5 | 0,5 | x |
| 2,5 | 0,8 | x |
| 2,5 | 1 | x |
| 3,5 | 0,5 | Δ |
| 3,5 | 0,8 | ⊙ |
| 3,5 | 1 | x |
| 5 | 0,5 | x |
| 5,0 | 0,8 | x |
| 5 | 1 | x |
| 1,5 | 2 | 0 | x |
| 2 | 0,35 | x |
| 2 | 0,55 | ⊙ |
| 3 | 0,2 | x |
| 3 | 0,32 | x |
| 3 | 0,8 | x |
| 1,5 | 0,55 | ⊙ |
| 1,5 | 0,8 | Δ |
| 1,5 | 1 | x |
[Tabelle 3] (Breite Oberfläche)
| Gießgeschwindigkeit
Vc m/min | erste
geneigte Oberfläche
TRu%/m | zweite
geneigte Oberfläche
TRd%/m | Bewertung |
| 0,6 | 1,0 | 0,3 | x |
| 1,0 | 0,5 | x |
| 1,0 | 0,8 | x |
| 2,0 | 0,3 | Δ |
| 2,0 | 0,5 | ⊙ |
| 2,0 | 0,8 | x |
| 3,0 | 0,5 | x |
| 3,0 | 0,8 | x |
| 3,0 | 1 | x |
| 5,0 | 0,5 | x |
| 5,0 | 0,8 | x |
| 5,0 | 1 | x |
| 0,8 | 1,0 | 0,3 | x |
| 1,0 | 0,5 | x |
| 1,0 | 0,8 | x |
| 1,8 | 0,3 | Δ |
| 1,8 | 0,4 | ⊙ |
| 1,8 | 0,6 | x |
| 3,5 | 0,3 | x |
| 3,5 | 0,5 | x |
| 3,5 | 0,8 | x |
| 5,0 | 0,3 | x |
| 5,0 | 0,5 | x |
| 5,0 | 0,8 | x |
| 1,5 | 1,0 | 0 | x |
| 1,0 | 0,3 | ⊙ |
| 1,0 | 0,5 | x |
| 1,5 | 0 | x |
| 1,5 | 0,35 | Δ |
| 1,5 | 0,45 | x |
| 2,0 | 0,2 | x |
| 2,0 | 0,35 | x |
| 2,0 | 0,5 | x |
[Tabelle 4] (Enge Oberfläche)
| Gießgeschwindigkeit
Vc m/min | erste
geneigte Oberfläche
TRu%/m | zweite
geneigte Oberfläche
TRd%/m | Bewertung |
| 0,6 | 1 | 0,3 | x |
| 1 | 0,5 | x |
| 1 | 0,8 | x |
| 2 | 0,3 | Δ |
| 2 | 0,5 | ⊙ |
| 2 | 0,8 | x |
| 3 | 0,5 | x |
| 3 | 0,8 | x |
| 3 | 1 | x |
| 5 | 0,5 | x |
| 5 | 0,8 | x |
| 5 | 1 | x |
| 0,8 | 1 | 0,3 | x |
| 1 | 0,5 | x |
| 1 | 0,8 | x |
| 2 | 0,3 | o |
| 2 | 0,5 | ⊙ |
| 2 | 0,8 | x |
| 2,5 | 0,5 | x |
| 2,5 | 0,8 | x |
| 2,5 | 1 | x |
| 5 | 0,5 | x |
| 5 | 0,8 | x |
| 5 | 1 | x |
| 1,5 | 0,3 | 0 | x |
| 0,3 | 0,12 | x |
| 0,3 | 0,5 | x |
| 0,8 | 0 | Δ |
| 0,8 | 0,26 | ⊙ |
| 0,8 | 0,8 | x |
| 1,5 | 0,5 | x |
| 1,5 | 0,8 | x |
| 1,5 | 1 | x |
