DE1252854B

DE1252854B - Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen von Zusatzstoffen beim Stranggiessen

Info

Publication number: DE1252854B
Application number: DEC33463A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Richard Leupold
Original assignee: Concast AG
Current assignee: SMS Concast AG
Priority date: 1963-07-25
Filing date: 1964-07-22
Publication date: 1967-10-26
Also published as: BE650985A; GB1068912A; FI44684B; CH403170A; FR1403347A; FI44684C; SE312409B; US3331680A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B22d

Deutsche Kl.: 31 b2-U/10

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

C33463VI a/31 b2
22. Juli 1964
26. Oktober 1967

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Einbringen von Zusatzstoffen beim Stranggießen, wobei der Zusatzstoff in Drahtform in den Gießstrahl oder in dessen Bereich eingebracht wird, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Draht-Zuführungsvorrichtung.

Es kann in vielen Fällen erwünscht sein, Zusätze, beispielsweise Impfmittel, Legierungselemente, Desoxydationsmittel, erst beim Vergießen der Schmelze zuzugeben. Hierbei treten zwei Schwierigkeiten auf, einerseits die genaue Dosierung der Zusatzstoffe und andererseits die gleichmäßige Verteilung derselben bzw. deren Reaktionsprodukte im Gußstück.

Beim Stranggießen ist in manchen Fällen, beispielsweise bei der Erzeugung von Feinkornstählen, unberuhigten und aluminiumberuhigten Stählen, eine genau dosierte Zugabe von Aluminium notwendig. Dieses Aluminium wird in vielen Fällen dem flüssigen Stahl in das Gießgefäß, beispielsweise Pfanne oder Tundish, zugegeben. Die Zugabemenge ao ist im allgemeinen beim Gießen von kleineren Knüppeln auf ein Maximum von 300 g/t beschränkt. Größere Mengen verursachen einerseits ein Schließen der Ausgußdüsen und andererseits eine Verschlechterung der Strangoberfläche. Material mit schlechter Strangoberfläche muß aber einer kostspieligen Oberflächenbehandlung vor der Weiterverarbeitung unterzogen werden.

Es ist beim Stranggießen bekannt, auf den Gießstrahl, den Badspiegel in der Kokille oder in den Sumpf Zusatzstoffe einzubringen, wobei ein Trägergas deren Transport übernimmt. Diese Vorrichtungen haben aber den Nachteil, daß diese Zusatzstoffe über den Querschnitt des Stranges ungleich verteilt werden, was die bekannten Nachteile zur Folge hat. Bei den Zuführungen in den Sumpf kann dazu nicht verhindert werden, daß die Austrittsstellen der Zusatzstoffe zufrieren und ein weiteres Gießen verunmöglichen.

Um das Schließen der Ausgußdüsen zu vermeiden und eine günstige Verteilung des Reaktionsproduktes im Strang zu erhalten, ist für das Stranggießen weiter bekannt (USA.-Patentschrift 2 882 571), den Aluminiumdraht dem in die Kokille gerichteten Gießstrahl zuzuführen. Dieser Gießstrahl schmilzt den Draht auf, nimmt das Aluminium und die entstehenden Reaktionsprodukte mit sich, wodurch eine gleichmäßige Verteilung im Strang erhalten werden sollte.

Bei der Annäherung des Aluminiumdrahtes zum Gießstrahl wird aber derselbe erwärmt und erweicht. Der erweichte Teil des Drahtes wird durch sein Ge-Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen von Zusatzstoffen beim Stranggießen

Anmelder:

Concast A. G., Zürich (Schweiz)

Vertreter:

Dipl.-Ing. W. Cohausz, Dipl.-Ing. W. Florack
und Dipl.-Ing. K. H. Eissei, Patentanwälte,
Düsseldorf, Schumannstr. 97

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Richard Leupold,
Fahrweid, Dietikon (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 25. Juli 1963 (9266)

wicht nach unten gezogen. Eine genaue Zuführung am gewünschten Ort im Gießstrahl wird dadurch erschwert. Das fließende Metall unterstützt das Abbiegen des Drahtes und verursacht damit ein Wegbiegen vom Gießstrahl. Dieses Wegbiegen bewirkt ein unkontrolliertes, stückweises Abschmelzen. Das Einbringen des Aluminiums in den Gießstrahl und die Kontrolle der Zugabemenge werden praktisch unmöglich. Abgebogene Drahtstücke, die abschmelzen, können nicht in den Gießstrahl eingebracht werden, sondern fallen auf die Badoberfläche, schmelzen und lagern sich an der Strangoberfläche ab. Örtliche Ablagerungen an der Strangoberfläche sind aber bekanntlich äußerst schädlich. Die Weiterverarbeitung des Stranges zu Endprodukten mit einwandfreien Oberflächen wird erschwert oder unmöglich. Außerdem begünstigen sie die gefürchteten Durchbrüche. Ferner verursacht die unregelmäßige Zugabe eine ungleichmäßige Verteilung des Aluminiums und der entstehenden Reaktionsprodukte.

Bei diesem Einführen des Aluminiumdrahtes in den Gießstrahl kommt das schmelzende oder geschmolzene Aluminium mit Luftsauerstoff in Berührung. Dadurch entstehen unerwünschte Reaktionsprodukte, welche sich an der Strangoberfläche oder im Strang absetzen und die Qualität verschlechtern. Die maximale Aluminiumzugabe in die Kokille wird dadurch limitiert.

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Alle diese aufgezählten Nachteile beschränken 13 und dem Gießstrahl 4 und dadurch eine Führung

den Verwendungsbereich des Stranggußverfahrens. des Drahtes bis nahe an den Gießstrahl. Beim

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu Ende 14 tritt der Draht in das Rohr 3 ein. An vermeiden und eine einwandfreie, gleichmäßige und dieser Stelle ist eine Dichtung vorgesehen, welche störungslose Zugabe von Zusatzstoffen der ge- 5 das Ausströmen des durch den Anschluß 12 einwünschten Menge sowie die gleichmäßige Ver- tretenden Gases aus dem Rohr 3 verhindert,
teilung dieser Zusatzstoffe oder deren Reaktions- Neben dem erwähnten Kühleffekt des aus dem produkte im Gußstück zu erhalten. Mundstück austretenden Gasstromes verhindert das

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch Gas ein Zutreten des Luftsauerstoffes zur Eintrittsgelöst, daß der Draht, dessen Querschnitt ver- i₀ stelle des Drahtes 1 in den Gießstrahl 4, wodurch schiedene geometrische Formen aufweisen kann, ein Oxydieren des schmelzenden Aluminiums verzumindest in der Nähe des flüssigen Metalls mit hindert wird. Das austretende Gas verteilt sich zuströmendem Kühlgas umgeben wird. Dieses strö- sätzlich über den Badspiegel und zwischen diesem mende Gas bildet um den Draht einen Gasmantel, und dem Gießgefäß und verhindert den Zutritt von welcher eine Kühlung des Drahtes und eine Teil- 15 Luftsauerstoff zur Schmelze. Bei großen Strangabschirmung der Hitze bewirkt. Eine Erweichung formaten kann eine zusätzliche Zuführung von des Drahtes wird vermieden und damit die ge- Schutzgas mit bekannten Einrichtungen erforderlich wünschte Einführung desselben in das flüssige sein, um einen genügenden Gasschutz über dem Metall bzw. in dessen Gießstrahl erzielt, was eine Badspiegel zu erhalten.

genau dosierte Zugabe und eine gleichmäßige Ver- 20 Das beschriebene Verfahren erlaubt, Oxydationsteilung der eingebrachten Zusatzstoffe und der ent- mittel bis zur vierfachen der zur Zeit bekannten stehenden Reaktionsprodukte im Strang ermöglicht. Menge zuzuführen, ohne daß die beschriebenen

Die Vorrichtung zur Durchführung des Ver- Nachteile auftreten.

fahrens zeichnet sich dadurch aus, daß mit Bei Fig. 2 sind die gleichen Teile mit gleichen

der Draht-Zuführungsvorrichtung eine Kühlgas-Zu- 35 Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet. Der Draht

führungsvorrichtung zu einer Baueinheit verbunden wird über einen Schlauch 20 einem auf der Kokille 10

ist. Vorzugsweise soll dabei die Kühlgas-Zu- verstellbar angeordneten Versorgerkopf 21 zuge-

führungsvorrichtung eine oder mehrere Düsen auf- führt. Dieser Versorgerkopf kann beispielsweise nach

weisen, die an der Austrittsöffnung eines Draht- dem System eines Schneidbrenners gebildet sein, bei

Zuführungsrohres oder um dieses herum angeordnet 30 dem im Gas-Sauerstoff-Kanal der Draht und in der

sind. Brenn-Sauerstoff-Leitung das Gas zugeführt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Der Versorgerkopf 21 weist ein Mundstück 22 auf.

Hand von Zeichnungen erläutert. Es zeigt Dieses Mundstück wird in Fig. 3 näher beschrieben.

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Draht- Eine biegsame Leitung 23 versorgt den Versorger-Zuführungsvorrichtung mit Kühlgas-Zuführungsvor- 35 kopf 21 mit dem notwendigen Gas.
richtung, Diese Anordnung erlaubt, das Mundstück 22 nahe

F i g. 2 eine andere Vorrichtung, bei der der Ver- beim Gießstrahl 4 anzuordnen. Dadurch wird ein

sorgerkopf auf der Kokille befestigt ist, Abbiegen des Drahtes 1 verhindert und eine gleich-

F i g. 3 einen Schnitt durch ein mit Gas gekühltes mäßige Dosierung sowie eine gute Verteilung des

Mundstück und 40 Reaktionsmittels oder dessen Produkte erhalten. Der

Fig. 4 einen Schnitt durch ein wassergekühltes geneigte Vorderteil des Versorgerkopf es 21 bewirkt Mundstück eines Versorgerkopfes. eine gute Verteilung des aus dem Mundstück 22 ausin F i g. 1 ist mit 1 ein von einer Drahtrolle ab- tretenden Schutzgases über dem Badspiegel,
gezogener Aluminiumdraht bezeichnet, welcher Fig. 3 zeigt die Vergrößerung des Mundstückes zwischen Förderrollen 2 eingeklemmt und von diesen 45 22, bei dem ein Draht 41 aus einer Öffnung 42 ausüber ein Rohr 3 einem Gießstrahl 4 zugeführt wird. tritt, welche von einer Vielzahl von Bohrungen 43 Die Rollen 2 werden über ein Getriebe 5 von einem umgeben ist. Diese Bohrungen 43 sind konzentrisch Motor 6 angetrieben, dessen Geschwindigkeit stufen- zu der öffnung 42 angeordnet und mit einem Ringlos geregelt werden kann. Durch diese stufenlose kanal 44 in Verbindung. Durch diese Bohrungen 43 Regelung ist eine stufenlose Dosierung der Zugabe- 50 strömt das Gas zur Kühlung des Drahtes 41. Der menge möglich. Die Rollen 2 samt dem Getriebe 5 Draht 41 ist von einer Zuleitung 45 umgeben, die mit und dem Motor 6 bilden eine Einheit, welche auf dem Schlauch 20 in Verbindung steht. Der Ringeiner Gießbühne 7 angeordnet ist. Der Stahl fließt kanal 44 ist mit der Gasleitung 23 verbunden,
aus einer Pfanne 8 über ein Gießgefäß 9 in eine Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch das Mundstück Kokille 10. Der Kokille 10 wird über Rohre 11 55 eines anderen Versorgerkopfes. Mit 30 wird ein Kühlwasser zugeführt. Der in der Kokille 10 sich Rohr zur Zuführung eines Drahtes 31 bezeichnet, bildende Strang wird in bekannter Weise durch Aus- während ein Zuführungsrohr 32 für das Gas vorgeziehwalzen ausgezogen und in einer Sekundär- sehen ist. Dieses Gas strömt durch eine entsprechend kühlzone bis zur völligen Erstarrung gekühlt. Das ausgebildete öffnung 33 aus dem Rohr 32 und bil-Rohr 3 weist einen Gasanschluß 12 auf, welcher mit 60 det einen Schutzmantel 34, in welchem der Draht 31 einem entsprechenden, nicht gezeichneten Gas- dem Gießstrahl zugeführt wird. Dadurch wird der behälter in Verbindung steht. Als Gas zur Erzeugung Draht gekühlt und von der Wärme des flüssigen Medes Schutzmantels 15 kann nichtoxydierendes Gas, tails teilweise abgeschirmt. Die Rohre 30, 32 sind z. B. inertes oder reduzierendes Gas, verwendet von einem weiteren Rohr 35 umgeben, das über werden. Dieses Gas tritt zusammen mit dem Draht 1 65 Längswände 36 mit den Rohren 30, 32 verbunden durch ein Mundstück 13 aus und kühlt diesen Draht ist. Durch die Wände 36 und die miteinander versowie das Rohr. Dies erlaubt die Einstellung einer bundenen Rohre 30, 32 wird der vom Rohr 35 gegeringen Entfernung zwischen dem Rohrmundstück bildete Raum in zwei Teile geteilt, die durch öffnun-

Claims

gen 37 miteinander verbunden sind, wobei der eine Teil an seinem nicht gezeichneten Ende mit einer Kühlwasserzuführung und der andere mit einer Wasserabführung versehen ist. Auf diese Art und Weise wird im Rohr 35 eine Zirkulation des Wassers und damit eine separate Kühlung des Kopfes erhalten. In den angeführten Beispielen ist pro Gießstrahl nur eine Zuführungsvorrichtung vorgesehen. Für gewisse Zwecke können auch mehrere Zuführungsvorrichtungen vorgesehen sein. Patentansprüche:

1. Verfahren zum Einbringen von Zusatzstoffen beim Stranggießen, wobei der Zusatzstoff in Drahtform in den Gießstrahl oder in dessen Bereich eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht zumindest in der Nähe des flüssigen Metalls mit einem strömenden Kühlgas umgeben wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Draht-Zuführungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Draht-Zuführungsvorrichtung (3, 20, 30, 42) eine Kühlgas-Zuführungsvorrichtung (12, 23, 32, 44) zu einer Baueinheit verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlgas-Zuführungsvorrichtung eine oder mehrere Düsen (33, 43) aufweist, die an der Austrittsöffnung eines Draht-Zuführungsrohres (3, 30, 45) oder um diese herum angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 840 427;
österreichische Patentschrift Nr. 179 025;
belgische Patentschrift Nr. 493 231;
schweizerische Patentschrift Nr. 233 415;
USA.-Patentschriften Nr. 1 968 917, 2 882 571.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 679/447 10.67 6 Bundejdruckerei Berlin