DE1558174C3 - Verfahren zum Stranggießen hochschmelzender Metalle, insbesondere unlegierter oder legierter Stähle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggießen hochschmelzender Metalle, insbesondere unlegierter oder legierter Stähle, wobei der gegossene Strang mit Hilfe einer zwischen der Stranggießkokille und der natürlichen Sumpfspitze angeordneten und eine Verkürzung der Sumpflänge bewirkenden Verformungseinrichtung verformt wird.

Beim Stranggießen von Stahl wird bekanntlich in der Kokille nur die Randzone des Stranges zur Erstarrung gebracht. Das flüssige Innere, der sogenannte flüssige Sumpf, reicht bei den heutigen Gießgeschwindigkeiten bis in eine Tiefe bzw. über eine Länge von etwa 5 bis 15 m. Es ist auch bekannt, daß im flüssigen Sumpf eine Konvektionsströmung vorhanden ist, die zunächst das Auftreten starker Seigerungen verhindert. Weil jedoch diese Konvektionsströmung ihre Wirksamkeit verliert, sobald die Sumpfdicke im Verlauf der weiteren Erstarrung auf 5 bis 30 mm abnimmt, weist der erstarrte Strang in seinem der genannten Sumpfdicke entsprechenden Kern Fehler wie Lockerstellen, Lunker und Seigerungen auf. Insbesondere diese Kernseigerungen können bei der Weiterverarbeitung der Stränge nicht mehr beseitigt werden. Dadurch ist in manchen Fällen die Verwendbarkeit der Stränge nur beschränkt möglich.

Zur Vermeidung der angeführten Fehler wird in der österreichischen Patentschrift 1 87 251 empfohlen, den Strang oberhalb der natürlichen Sumpfspitze durch Walzen so weit zusammenzudrücken, bis die inneren Wandungen der bereits verfestigten Strangschale in ihren Grenzschichten verschweißen, ohne daß dabei eine Veränderung ihrer Wandstärke durch streckende Verformung erfolgt. Auf diese Weise wird eine lange schlanke Sumpfspitze vermieden. Die Sumpfspitze liegt bei diesem bekannten Verfahren in der Achsenebene der Walzen. Das Erzeugnis nach diesem Verfahren ist ein Gußerzeugnis, dessen Erstarrungsstruktur und sonstigen Gußeigenschaften erhalten bleiben.

Mit Hilfe dieses Verfahrens kann das Ausmaß der angeführten Fehler vermindert werden. Unvermeidbar ist hierbei aber das Auftreten neuer Fehler, nämlich das Auftreten von Rissen im Stranginneren, die auch bei weitgehender Verformung der Stränge nicht mehr verschweißen.

Die Erfindung bezweckt die Überwindung dieser Nachteile und stellt sich die Aufgabe, zentrale Porosität und Seigerung im Strang sowie das Auftreten von nicht mehr verschweißbaren Rissen im Stranginneren zu vermeiden. Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß durch eine einstufige Streckverformung in einem Bereich, in dem bei Erstarrung ohne Verformung im flüssigen Sumpf noch eine Konvektionsströmung vorhanden wäre und die Sumpfdicke unabhängig von der Größe und Form des Strangquerschnittes 5 bis 30 mm betragen würde, die Sumpflänge so weit verkürzt wird, daß die Sumpfspitze vor jene Ebene zu liegen kommt, in welcher der durch diese Verformung gegebene Endquerschnitt erreicht und gleichzeitig der gesamte, bereits erstarrte Stranganteil streckverformt wird.

Durch diese Maßnahme gelingt es bei der kontinuierlichen Weiterverarbeitung endloser, gegossener Stränge aus hochschmelzenden Metallen Knüppel herzustel-Ien, die in ausreichender Weise frei von Innenfehlern und Rissen sind und die sich in qualitativer Hinsicht von Walz- oder Schmiedeknüppeln nicht unterscheiden, die in üblicher Weise aus gegossenen Blöcken hergestellt wurden.

In der Zeichnung ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wiedergegeben. Der gegossene Strang mit dem erstarrten Stranganteil 1 und dem flüssigen Sumpf 2 wird durch das Walzenpaar 3, 4 derart verformt, daß die Sumpfspitze vor die Ebene 5 des erwähnten Walzenpaares zu liegen kommt, in welcher der durch diese einstufige Streckverformung gegebene Endquerschnitt des gewalzten Knüppels 6 erreicht wird. Die Querschnittsfläche dieses Knüppels ist kleiner als die Querschnittsfläche des erstarrten Stranganteiles vor dem Beginn des Walzens.

Die erfindungsgemäß zu beachtenden Bedingungen können mit ausreichender Sicherheit eingehalten werden.

Die jeweilige Dicke der Strangschale bzw. des flüssigen Sumpfes ist auf Grund bekannter Formeln leicht zu errechnen, so daß auch die Entfernung zwischen Kokille und Verformungseinrichtung für einen bestimmten Strangquerschnitt leicht zu bestimmen ist. Vorzugsweise¹ se ist die erfindungsgemäße Verformung bei Stählen mit großem Erstarrungsintervall bei einer Sumpfdicke an der oberen Grenze und bei Stählen mit kleinem Erstarrungsintervall bei einer Sumpfdicke an der unteren Grenze des angegebenen Sumpfdickenbereiches von 5 bis 30 mm vorzunehmen.

Sollen auf der Anlage mehrere Querschnittsformen bzw. -größen gegossen werden, die üblicherweise unterschiedliche Sumpflängen ergeben, so kann jeweils durch Bemessung der Gießgeschwindigkeit oder der Kühlintensität die richtige Sumpfdicke eingestellt werden. Auch die Bemessung der notwendigen Größe der Verformung des erstarrten Stranganteiles des Gießquerschnittes ist ohne Schwierigkeiten vorzunehmen, weil der Querschnittsanteil des flüssigen Sumpfes ebenso berechnet werden kann, wie die jeweilige Sumpfdikke. Um durch Verformung die Sumpflänge so weit zu verkürzen, daß die Sumpfspitze vor jene Ebene zu liegen kommt, in welcher der durch diese Verformung ge-

gebene Endquerschnitt erreicht wird, ist es notwendig, den Verformungsgrad so groß zu wählen, daß er den Anteil des flüssigen Sumpfes überschreitet.

Besonders verbesserte Qualitätseigenschaften werden erhalten, wenn bei der erfindungsgemäßen einstufigen Streckverformung z. B. durch Walzen oder Schmieden, der Querschnitt des erstarrten Stranganteiles um mindestens 20% verkleinert wird.

Nach der erfindungsgemäßen Verformung ist die Temperatur des Werkstückes noch ausreichend hoch, um unmittelbar bei Bedarf in üblicher Weise kontinuierlich auf kleinere Abmessungen weiterverformen zu können.

Für die erfindungsgemäße Verformung können bekannte Verformungseinrichtungen verwendet werden, die üblicherweise für eine Streckverformung geeignet sind. Für das Walzen von Gußsträngen mit den hierbei erforderlichen geringen Walzgeschwindigkeiten wurden Walzen mit übermäßig großen Durchmessern empfohlen. Zur Erzielung der erfindungsgemäß erforderlichen großen Querschnittsabnahme ist jedoch die Verwendung eines Walzenpaars mit den in Walzwerken üblichen, vergleichsweise kleineren Walzendurchmessern zweckmäßig. Diese Walzen können auch bei der Verformung von Quadratsträngen Kaliberwalzen sein, wie dies an sich bekannt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Stranggießen hochschmelzender Metalle, insbesondere unlegierter oder legierter Stähle, wobei der gegossene Strang mit Hilfe einer zwischen der Stranggießkokille und der natürlichen Sumpfspitze angeordneten und eine Verkürzung der Sumpflänge bewirkenden Verformungseinrichtung verformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine einstufige Streckverformung in einem Bereich, in dem bei Erstarrung ohne Verformung im flüssigen Sumpf noch eine Konvektionsströmung vorhanden wäre und die Sumpfdicke unabhängig von der Größe und Form des Strangquerschnittes 5 bis 30 mm betragen würde, die Sumpflänge so weit verkürzt wird, daß die Sumpfspitze vor jene Ebene zu liegen kommt, in welcher der durch diese Verformung gegebene Endquerschnitt erreicht und gleichzeitig der gesamte, bereits erstarrte Stranganteil streckverformt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des erstarrten Stranganteiles durch die einstufige Streckverformung um mindestens 20% verkleinert wird.