DE1220973B

DE1220973B - Process for the continuous casting of void-free billets, slabs and similar dimensions

Info

Publication number: DE1220973B
Application number: DEP26611A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ulrich Ploeger
Original assignee: ULRICH PLOEGER DIPL ING
Current assignee: ULRICH PLOEGER DIPL ING
Priority date: 1961-02-18
Filing date: 1961-02-18
Publication date: 1966-07-14

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:Number:
File number:
Registration date:
Display day:

B22dB22d

Deutsche Kl.: 31 c - 21German class: 31 c - 21

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1220 973.!,^
P 26611VI a/31 c
18. Februar 1961
14. Juli 19661220 973.!, ^
P 26611VI a / 31 c
February 18, 1961
July 14, 1966

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Stranggießen lunkerfreier Knüppel, Brammen und ähnlicher Abmessungen aus unberuhigten Stahlschmelzen, wobei der Strang mit noch flüssigem Kern verformt wird.The invention relates to a method for the continuous casting of void-free billets, slabs and Similar dimensions from unkilled steel melts, with the strand still having a liquid core is deformed.

Bei einem bekannten Verfahren zum Stranggießen lunkerfreier Stränge wird der Strang oberhalb der natürlichen Sumpfspitze durch der Kokille nachgeschaltete Walzen so weit zusammengedrückt, bis die inneren Wandungen der bereits verfestigten Strangschale in ihren Grenzschichten verschweißen. Hierdurch wird die Bildung von Kernundichtigkeiten in Form schwammigen Kerngefüges und örtlicher oder durchlaufender Lunker vermieden. Jedoch treten beim Stranggießen unberuhigter Stahlschmelzen üblicherweise im Anschluß an die hohlraumfrei erstarrte Randzone des Stranggutes Gasblaseneinschlüsse auf, die mit Hilfe des bekannten Verfahrens nicht zu vermeiden sind. Diese Gasblaseneinschlüsse stören bei der Weiterverarbeitung des Stranggutes, sofern sie nicht zu völlig dichtem Gefüge zusammenschweißen, sondern als materialtrennende Einschlüsse im Halbzeug verbleiben. Das Stranggießen ist aus diesem Grunde im wesentlichen an beruhigte oder wenigstens halbberuhigte Stahlschmelzen gebunden. Selbst bei diesen Stahlschmelzen kommt es aber bei kleineren Dicken des Stranggutes zu Gasblaseneinschlüssen, weil hierbei die Erstarrungsgeschwindigkeit nicht nur der sich an die gasblasenfrei erstarrende Randzone anschließenden Ubergangszone, sondern sogar des gesamten Strangquerschnitts größer als die Entgasungsgeschwindigkeit ist. Zwar gelingt es auf dem Wege der Seigerungsraffmation, beim Stranggießen die aus einer trichterförmigen Kokille mit einer Wandstärke von etwa 2,5 mm austretende Strangschale zu Blechstreifen von höchstens etwa 5 mm zusammenzupressen, doch erhält man dabei entsprechend den Gesetzmäßigkeiten des Seigerungsprozesses ein Material, das in seiner chemischen Zusammensetzung zwischen dem Beginn und dem Ende einer Schmelze erhebliche Veränderungen aufweist und besonders in seiner Dicke auf wenige Millimeter begrenzt bleibt.In a known method for the continuous casting of void-free strands, the strand is above the natural swamp tip compressed by the rollers downstream of the mold until the Weld the inner walls of the already solidified strand shell in their boundary layers. Through this the formation of core leaks in the form of spongy core structure and local or continuous blowholes avoided. However, unkilled steel melts usually occur in continuous casting gas bubble inclusions after the void-free solidified edge zone of the extruded material, which cannot be avoided with the aid of the known method. These gas bubble inclusions interfere with the further processing of the strand material, provided they are not welded together to form a completely dense structure, but remain in the semi-finished product as material-separating inclusions. Continuous casting is from this Basically tied to calmed or at least semi-calmed steel melts. Even at In these steel melts, however, with smaller thicknesses of the extruded material, gas bubble inclusions occur, because here the solidification rate is not only of the edge zone that solidifies without gas bubbles subsequent transition zone, but even of the entire strand cross-section greater than the degassing speed is. Admittedly, it is possible by means of segregation refining, with continuous casting the strand shell emerging from a funnel-shaped mold with a wall thickness of about 2.5 mm to be pressed together into sheet metal strips of a maximum of about 5 mm, but you get it accordingly the laws of the segregation process of a material in its chemical composition shows significant changes between the beginning and the end of a melt and is particularly limited in its thickness to a few millimeters.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der einleitend beschriebenen Art und zu dessen Durchführung geeignete Vorrichtungen zu schaffen, wodurch es gelingt, daß Knüppel, Brammen und ähnliche Abmessungen nicht nur lunkerfrei, sondern darüber hinaus auch frei von den beim Verarbeiten von unberuhigten Stahlschmelzen üblicherweise auftretenden Gasblasen sind. Das wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch erreicht, daß der StrangThe invention is based on the object of a method to create suitable devices of the type described in the introduction and for its implementation, whereby it is possible that billets, slabs and similar dimensions are not only free of voids, but In addition, it is also free from the ones that usually occur when processing unkilled steel melts Gas bubbles are. This is achieved according to the invention essentially in that the strand

Verfahren zum Stranggießen lunkerfreier
Knüppel, Brammen und ähnlicher AbmessungenProcess for continuous casting more void-free
Billets, slabs and similar dimensions

Anmelder:Applicant:

Dipl.-Ing. Ulrich Plöger,Dipl.-Ing. Ulrich Plöger,

Düsseldorf-Holthausen, Bahlenstr. 130Düsseldorf-Holthausen, Bahlenstr. 130

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Ulrich Plöger,
Düsseldorf-HolthausenNamed as inventor:
Dipl.-Ing. Ulrich Plöger,
Düsseldorf-Holthausen

durch Verformen der ganz oder überwiegend gasblasenfrei erstarrten Randzone gebildet wird. Der Kern ist hierbei noch flüssig und wird bei dem in einer oder mehreren Stufen erfolgenden Verformung so weitgehend verdrängt, bis der ganze Strangquerschnitt von dem ursprünglichen oder während der Verformung stärker gewordenen Randzonengefüge ausgefüllt wird. Die Verformungskräfte wirken dabei, um den gewünschten Knüppel, die Bramme oder ähnliche Abmessung zu erhalten, allseitig auf den Außenumfang der erstarrten Randzone ein. Es kann daher nicht zu örtlich unzulässig hohen Verformungsspannungen, die ein Reißen der Randzone zu Folge hätten, kommen, zumal die Verformung hierbei mit einer Umfangsverminderung einhergeht. Die gasblasenfrei erstarrende Randzone läßt sich in ihrer Stärke durch verschiedene Maßnahmen, wie Veränderung der Gießgeschwindigkeit, SauerstofEbehandlung der Schmelze bzw. der Schlacke oder durch die Wahl geeigneter Drücke genügend stark machen, um einerseits die erfindungsgemäße Verformung zu ermöglichen und andererseits den Querschnitt des Stranggutes völlig auszufüllen.is formed by deforming the completely or predominantly gas bubble-free solidified edge zone. Of the The core is still liquid and is deformed in one or more stages so largely displaced until the entire strand cross-section from the original or during the Deformation strengthened edge zone structure is filled. The deformation forces act in order to obtain the desired billet, slab or similar dimension, on all sides on the outer circumference the solidified edge zone. Therefore, locally impermissibly high deformation stresses cannot occur, which would result in tearing of the edge zone, especially since the deformation comes with it is accompanied by a reduction in size. The edge zone, which solidifies without gas bubbles, can be in its Strength through various measures, such as changing the casting speed, oxygen treatment make the melt or slag sufficiently strong or by choosing suitable pressures, on the one hand to enable the deformation according to the invention and on the other hand the cross-section of the To be filled in completely.

Während der Verformung gelangen die Gase aus der Stahlschmelze wegen ihres gegenüber dem üblichen, verformungsfreien Stranggießen verlängerten Aufenthaltes im flüssigen Zustand in der Kokille zur Ausscheidung. Da der Verteilungskoeffizient, also das Verhältnis der Konzentration eines Stoffes im erstarrten Metall zu seiner Konzentration im flüssigen Metall, bei Gasen wesentlich niedriger als bei festen oder flüssigen Stoffen ist, läßt sich das Verfahren so anwenden, daß die gasblasenfreie Erstarrung der Randzone eintritt, ohne daß sich die chemische Zusammensetzung des Strangquerschnittes zwischen Beginn und Ende einer Schmelze nennenswert ändert,During the deformation, the gases get out of the steel melt because of their opposite to the usual, Deformation-free continuous casting for a longer stay in the liquid state in the mold Excretion. Because the distribution coefficient, i.e. the ratio of the concentration of a substance in the solidified Metal to its concentration in liquid metal, in gases much lower than in solid or liquid substances, the process can be applied in such a way that the solidification of the gas bubble-free Edge zone occurs without changing the chemical composition of the strand cross-section between the beginning and the end of a melt changes significantly,

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was für die Qualitätseigenschaften des Stranggutes von erheblicher Bedeutung ist.which is of considerable importance for the quality properties of the extruded material.

Die Verformung kann auf unterschiedliche Weise vorgenommen werden. Sofern die Verhältnisse es zulassen, wird man bereits die Kokille so ausbilden, daß ihr für die Erstarrung maßgeblicher Querschnitt am Einlauf größer als am Austritt ist.Die Absenkung des Stranges muß dann so kräftig sein, daß sich die erstarrte Randzone unter gleichzeitiger Verformung von der Kokillenwand löst, ohne zu reißen. Ebenfalls kann der Strang durch eine oder mehrere der Kokille nachgeschaltete Formen gezogen werden. Schließlich läßt sich die Verformung noch durch Walzen oder durch Pressen ausführen. Der angestrebte Zweck schließt eine Kombination der genannten Verformungsmöglichkeiten ein. Wesentlich ist nur, daß der Stab zu Beginn der Verformung im Innern noch flüssig ist. Verformungen des bereits über einen gesamten Querschnitt erstarrten Stranggutes im unmittelbaren Anschluß an die Kokille durch Ziehen sind hingegen bereits bekannt gewesen.The deformation can be done in different ways. If the circumstances permit, one will already train the mold in such a way that its cross-section is decisive for the solidification is larger at the inlet than at the outlet. The lowering of the strand must then be so strong that the solidified edge zone detaches from the mold wall with simultaneous deformation without tearing. Likewise the strand can be drawn through one or more of the molds downstream of the mold. In the end the deformation can still be carried out by rolling or pressing. The intended purpose includes a combination of the deformation possibilities mentioned a. It is only essential that the rod is still liquid inside at the beginning of the deformation is. Deformations of the strand material that has already solidified over an entire cross-section in the immediate vicinity Connection to the mold by drawing, however, has already been known.

Für den zuerst gegossenen, nachfolgend als Angußabschnitt bezeichneten Teil des Stranges liegen für das beschriebene Verfahren abweichende Bedingungen vor, weil eine einwandfreie Erstarrung zusätzlich am Boden des Stranges stattfindet. Wenn der Angußabschnitt beispielsweise wegen seiner Verbindung mit dem beim Stranggußverfahren bekannten Kaltstrang oder aus anderen Gründen nicht verformbar ist, wird er im Kokillenaustrittsquerschnitt hergestellt und, falls erforderlich, später vom übrigen Strang abgetrennt. Alle Verformungsvorrichtungen hinter dem Kokillenaustritt müssen sich dann so weit öffnen lassen, daß der Angußquerschnitt und gegebenenfalls der Kaltstrang passieren können. Falls aber der Angußabsdhnitt frei abgesenkt oder vor Beginn der Verformung vom Kaltstrang getrennt werden konnte, oder der Kaltstrang in Form, Größe und Lage so ausgebildet wurde, daß er im Gegensatz zum Strang die Verformungsvorrichtung passieren kann, so läßt sich auch der Angußabschnitt mit verformen. Eine weitere Verformungsmöglichkeit für den Angußabschnitt ist dann gegeben, wenn ein an sich dünner Kaltstrang einen für jeden Strang zu erneuernden Kopf als verformungsfähiges Verbindungsstück für den Angußabschnitt trägt.For the part of the strand cast first, hereinafter referred to as the sprue section, lie Different conditions exist for the process described, because perfect solidification is also possible takes place at the bottom of the strand. If the gate portion, for example because of its connection not deformable with the cold strand known from the continuous casting process or for other reasons is, it is produced in the mold outlet cross-section and, if necessary, later from the rest Strand severed. All deformation devices behind the mold outlet must then be so far Let it open so that the sprue cross-section and, if necessary, the cold strand can pass. If but the sprue section is freely lowered or separated from the cold strand before the deformation begins could be, or the shape, size and position of the cold strand was designed in such a way that it was in contrast the deformation device can pass to the strand, the sprue portion can also be deformed. Another possibility of deformation for the sprue section is given when an on thin cold strand has a head to be renewed for each strand as a deformable connecting piece for the gate section carries.

Claims

Claims:,. .

1. Process for the continuous casting of void-free billets, slabs and similar dimensions from non-calmed steel melts, whereby the ■ strand with the still liquid core is deformed, characterized in that the strand is completely or predominantly free of gas bubbles by deforming solidified edge zone is formed.

2. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that that a mold is used, the cross-section of which is decisive for the solidification at the inlet is greater than at the exit.

3. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that that behind the mold rollers are arranged.

4. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that that one or more drawing dies are arranged behind the mold.

5. Device for performing the method according to claims 1 and 2, characterized in that that one or more presses are arranged behind the mold,

6. Device according to claims 2 to 5, characterized in that several deformation devices are arranged one after the other.

7. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that that a roll gap or a press mold is provided directly at the inlet of the molten metal.

Considered publications:

Austrian patent specifications No. 189 346,
187251;

U.S. Patent No. 2,597,046;

Fischer, W. A., Spitzer, H., Hishinuma, M., “The Zone Melting of Iron and the Investigation the distribution coefficient for carbon, phosphorus, sulfur and oxygen «, Ardhiv for the iron and steel industry, 31 (1960), 6, pp. 365 to 371;

Tenenbaum, M., Schrader, C. F., Mai, L., “Solidification characteristics of continuously cast low-carbon steels ", Journal of the Iron and Steel Institute, 191 (1959), 1, pp. 20 to 33.