DE1288760B - Verfahren zur Steuerung von Temperatur und Stahlanalyse beim Stranggiessen und Vorrichtung dazu - Google Patents

Description

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Es ist eine Eigenart des Stranggießverfahrens, ins- auch der Raum über der Verteilerrinne durch Brenbesondere beim Vergießen von Stahl, daß die Gieß- ner, die mit Heizgas oder Öl betrieben werden, zur geschwindigkeiten allgemein niedriger liegen als beim Verminderung der Temperaturverluste aufgeheizt, üblichen Kokillenguß. Das geringe Schluckvermögen Diese Brenner blasen aber auf die Schlackendecke, der Stranggießkokille beruht darauf, daß infolge der 5 wodurch dieselbe, die- weder im Gleichgewicht mit langsamen Erstarrungsgeschwindigkeit das Strang- dem Stahl noch mit dem feuerfesten Werkstoff der innere in Gestalt eines nach unten spitz zulaufenden Behälter steht, noch heißer und reaktiver, also schäd-Sumpfes auch unterhalb der Kokille noch flüssig licher wird. Gleichzeitig bringen die Verbrennungsbleibt. Eine Erhöhung der Gießgeschwindigkeit produkte Wasserdampf auf die Schlacke und damit würde eine unerwünschte Verlängerung des Sumpfes io Wasserstoff in den Stahl. Die Beheizung des Stahles zur Folge haben, Aus diesem Grunde werden trotz mit derartigen Brennern muß als unvollkommen des höheren Aufwandes an Bauteilen Viel-Strang- bezeichnet werden. Elektrisch betriebene Verfahren anlagen bevorzugt gebaut, die für den einzelnen haben sich nicht durchsetzen können. Maßnahmen, Strang eine geringere Gießgeschwindigkeit, aber für die Änderung der Stahlzusammensetzung zu verdie gesamte Anlage ein großes Schluckvermögen 15 hindern, bestehen heute im wesentlichen darin, in besitzen. Denn der in der Gießpfanne befindliche den Gießstrahl Aluminium in Form von Draht Stahl, der bekanntlich seine Temperatur laufend ver- zuzugeben. Dieser Stand der Technik ist ausführlich ringert, muß innerhalb einer bestimmten Zeit aus in: Hütte, Taschenbuch für Eisenhüttenleute, 5. Auf-Gründen günstiger Gießbedingungen vergossen sein. lage, S. 675 bis 678, beschrieben. Eine näherungsweise Berechnung ergibt, daß das 20 Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Maximum der Gießdauer für eine Pfanne, ausge- beim Stranggießen von Stahl die Gießtemperatur auf drückt in Minuten, gleich ist dem Pfanneninhalt in günstigste Werte zu steuern, wobei hauptsächlich Tonnen plus 25. Jedoch soll bei größeren Stahl- Temperaturverluste ausgeglichen werden, mengen der Grenzwert von einer Stunde nicht über- Ferner bezweckt die Erfindung, die Analyse der

schlitten werden. Für unberuhigte oder teilberuhigte 25 Schmelze während des Gießens auf günstigste, gleich-Stähle sind sogar kürzere Zeiten zu wählen. mäßige Werte zu bringen und Abbrandverluste, die

Diese Temperaturverluste können aber bei Gieß- durch lange Gießzeiten auftreten, auszugleichen, zeiten bis zu einer Stunde sehr erheblich sein. Für Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem

die Qualität des Stahles sowie für den reibungslosen Verfahren zum Steuern von Temperatur und Stahl-Ablauf des Stranggusses sind aber gleichmäßige 30 analyse des in einer Verteilerrinne einer Stranggieß-Temperaturen von großer Bedeutung. Durch die anlage befindlichen Stahles dadurch gelöst, daß die langen Gießzeiten ist aber die Einhaltung einer Schmelze in der Verteilerrinne durch Plasmagase günstigen und gleichmäßigen Gießtemperatur nur beheizt wird und daß den Plasmagasen Legierungssehr schwer möglich. elemente zugeben werden. Auch kann die Aufgabe,

Ein weiterer bemerkenswerter Nachteil der langen 35 wenn erforderlich, dadurch gelöst werden, daß mit Verweilzeit des Stahles in der Pfanne ist die Ver- der Schmelze reagierende Plasmagase verwendet änderung der chemischen Zusammensetzung. Diese werden.

kommt dadurch zustande, daß vornehmlich Stoffe Plasmagase besitzen den Vorteil einer hohen

mit einer großen Affinität zu Sauerstoff abgebaut Temperatur, so daß nur eine verhältnismäßig geringe werden, wie z. B. Aluminium, Silizium, Vanadium, 40 Menge Gas zur Temperaturkompensation benötigt Titan, Bor usw. Da diese Stoffe üblicherweise nur in wird. Ein erfindungsgemäß in der Verteilerrinne Bruchteilen von Prozenten im Stahl enthalten sind, angeordnetes Thermoelement bewirkt die automagreift bereits ein geringfügiger Abbau verändernd in tische Steuerung der Energiezufuhr zu den Plasmacharakteristische Stahleigenschaften ein, wie austeni- brennern, so daß der Stahl immer mit der gleichen tische Korngröße, Härteverhalten, Alterung, Warm- 45 Temperatur in die Kokille fließt, festigkeit, Bearbeitbarkeit usw. oder aber wie vor- Durch das völlig neutrale Verhalten bestimmter

nehmlich bei nicht vollberuhigten Stählen, in Lage Plasmagase, wie z. B. Argon, gegenüber Stahl ist eine und Ausbildung der Seigerung. Weiterhin treten Schlackendecke mit ihren Nachteilen in der Verteilerwährend der langen Gießzeit Reaktionen des Stahles rinne nicht erforderlich, und die Plasmagase übermit der Schlacke auf, die sich sowohl als Stahl- 50 nehmen die Funktion der Abdeckschlacke. Da diese abdeckung in der Pfanne als auch im Verteiler für Gase gegenüber Wasserstoff, Kohlenoxyd und Stickdie einzelnen Gießstränge befindet. Diese Schlacken- stoff den Partialdruck Null besitzen, wird zusätzlich reaktionen können ebenfalls die Stahlzusammen-, nach der Erfindung bewirkt, daß bei einer blanken Setzung ändern. _r Schmelze in der Verteilerrinne diese stahlschädigen-

Da bei den meisten Qualitätsstählen die auf^den ₅₅ den Gase aus dem Stahl gezogen werden. Guß folgenden Weiterverarbeitungen, wie Wärme- Das erfindungsgemäße Verfahren bewirkt auch,

behandlung, Verformbarkeit in warmem und kaltem die Zusammensetzung des Stahles konstant zu halten Zustand, Bearbeitbarkeit usw., nach streng fest- und Abbrandverluste, die durch die lange Verweilgelegten Programmen ablaufen, ist eine völlige zeit des Stahles in der Pfanne entstehen, auszu-Gleichmäßigkeit ein und derselben Schmelze von 60 gleichen. Durch die neuartigen Schnellverfahren ist überragender Bedeutung und wird in Zukunft in es möglich, das Analysenergebnis bereits schon immer stärkerem Maß gefordert werden. Es ist daher wenige Minuten nach der Probenahme zu erhalten, die geschilderte Ungleichmäßigkeit beim Strangguß Es wird zu diesem Zweck eine Stahlprobe aus der als ein großer qualitativer Nachteil anzusehen. Gießpfanne entnommen. Werden Abweichungen von

Es hat nicht an Bestrebungen gefehlt, diese Fehler- 65 der geforderten Analyse festgestellt, so werden die quellen auszuschalten. So wird in einigen Strang- fehlenden Stoffe den Plasmagasen auf bekannte Art gießanlagen die Pfanne und die Verteilerrinne mit zugeführt, aufgeschmolzen und bei der Beaufschla-Deckeln versehen oder sowohl der Pfannenraum als gung der Plasmagase auf das blanke Bad gut vom

Stahl aufgenommen. Es ist besonders hervorzuheben, daß diese erfindungsgemäße Analysensteuerung dadurch zuverlässig arbeitet, daß die zugegebenen Stoffe, auch wenn es sich um sehr hochschmelzende Stoffe handelt, in kürzester Zeit völlig verflüssigt werden und daß die Zugabe durch Überdruck in die blanke Schmelzoberfläche bei nur geringer Badtiefe erfolgt.

Zur Durchführung des erfinderischen Verfahrens ist eine Verteilerrinne brauchbar, der ein oder mehrere Plasmabrenner zugeordnet sind, wodurch erreicht wird, daß der Stahl nach dem Abstich nicht mehr mit der Atmosphäre in Berührung gelangt. Man kann zu diesem Zweck die Verteilerrinne mit einer bekannten Abdeckung versehen, in welche zweckmäßig die Plasmabrenner eingebaut werden. Vorteilhafterweise werden dazu Plasmabrenner verwendet, deren Gleichstrom durch Wechsel- oder Drehstrom überlagert ist. Sollten in der Verteilerrinne bei der Beaufschlagung der Plasmagase die üblichen Stopfenstangen stören, so können diese nach einem nicht zur Erfindung gehörenden Gedanken durch bekannte keramische Schieber und/oder durch eine bekannte elektrische Durchflußregelung ersetzt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Verbindung mit einer Zeichnung wird im folgenden näher beschrieben:

Der Stahl wird aus dem Schmelzofen auf übliche Art in die Gießpfanne 1 abgestochen und gleich danach für die Analyse eine Probe entnommen. Aus der Gießpfanne 1 fließt der Stahl an der Stranggußanlage durch einen bekannten verlängerten Ausguß 2, ohne mit Luft in Berührung zu kommen, in die Verteilerrinne 3, die durch den Deckel 4 verschlossen ist. Zu diesem Zeitpunkt liegen bereits die Ergebnisse der Schnellanalyse vor, und die Korrekturen können über die Plasmabrenner erfolgen, wobei die zugegebene Menge in der Zeiteinheit sich nach der gut bekannten Gießgeschwindigkeit zu richten hat. Für die Ausrechnung dieser Mengen wird üblicherweise eine Rechenmaschine benutzt. Liegen keine Erfahrungswerte über die Abbrandverluste vor, so können Proben aus der Verteilerrinne laufend entnommen werden.

Die Plasmabrenner 5 sind zweckmäßig am Dekkel 4 der Verteilerrinne 3 eingebaut. Über die Temperaturmessung des Thermoelementes 6 wird die Energiezufuhr zu den Plasmabrennern automatisch gesteuert, so daß die günstigste Gießtemperatur immer vorliegt. Der derart regulierte Stahl fließt durch die regelbaren Ausflüsse 7 in die wassergekühlten Stranggußkokillen 8.

Die Wirkungsweise eines Plasmabrenners wird als bekannt vorausgesetzt. Es kann ein Lichtbogenplasmabrenner mit wassergekühlter Wolframkathode und einer düsenförmigen wassergekühlten Kupferanode verwendet werden. Vorteilhafter und wesentlich wirtschaftlicher ist die gleichzeitige Verwendung von Gleichstrom und Wechselstrom. Hierbei besteht die Hauptmenge der elektrischen Energie aus überlagertem Dreh- oder Wechselstrom, und

ίο nur die Aufrechterhaltung des Plasmastrahles erfolgt durch Gleichstrom. Die elektrische Schaltung kann in diesem Fall sehr vielseitig sein. Hierzu wird auf das französische Patent 1 311 252 hingewiesen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß beim Stranggießen von Stahl Temperaturverluste, die besonders durch lange Gießzeiten auftreten, ausgeglichen werden, und daß die Schmelze auf eine gleichmäßige günstigste Temperatur für das Vergießen gehalten wird. Ein weiterer erzielter Vorteil

ao ist, daß noch nach dem Abstechen des Stahles aus dem Ofen eine Korrektur der Analyse auf die günstigsten Werte vorgenommen und durch lange Gießzeiten bedingte Abbrandverluste ausgeglichen werden. In diesem Sinne bewirkt auch die Erfindung, daß Schmelzen gleicher Qualitäten derart nach dem Abstich behandelt werden können, daß sie weitgehend in Analyse und arteigenem Verhalten übereinstimmen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Steuern von Temperatur und Stahlanalyse des in einer Verteilerrinne einer Stranggießanlage befindlichen Stahles, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze durch Plasmagase beheizt wird und Legierungselemente den Plasmagasen zugegeben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung des Stahles durch reaktive Plasmagase beeinflußt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteilerrinne (3) ein oder mehrere Plasmabrenner (5) zugeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Plasmabrenner, deren Gleichstrom mit Wechsel- oder Drehstrom überlagert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine in der Verteilerrinne (3) angeordnete Temperaturmeßeinrichtung (6).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen