DE1558217A1

DE1558217A1 - Verfahren zum waagerechten Giessen von Metallen,insbesondere Stahl,und Stranggiessanlage zur Durchfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE1558217A1
Application number: DE19671558217
Authority: DE
Inventors: Baumann Dr-Ing Hans G
Original assignee: Demag AG
Current assignee: Mannesmann Demag AG
Priority date: 1967-04-22
Filing date: 1967-04-22
Publication date: 1970-03-19

Description

DEMAG Aktiengesellschaft, 1RRR917 13· 4. I967 41 Duisburg, ^IOl)ö*" - 5258/DST-

Wolfgang-Reuter-Platz A/il

Verfahren zum waagerechten Gießen von Metallen, insbesondere Stahl, und Stranggießanlage zur Durchführung

des Verfahrens

Beim waagerechten Stranggießen von Metallen, insbesondere Stahl, besteht die Schwierigkeit darin, daß die Oberseite der gegossenen Strangschale einfällt, d.h. von der durch die Kokille gegebenen Form abweicht, weil die Wandung der Strangschale sieh nach unten absenkt. Diese Erscheinung ist darauf zurückzuführen« daS der noch flüssige Strangkern im Innern der Strangsohale keinen genügenden statischen Druck aufweist» Dadurch fehlt der nicht genügend erstarrten, noch weichen Strangschale im oberen Bereich die erforderliche Unterstützung, was zu ihrer Defarmierung führte

Die Verwirklichung des horizontalen Stranggießens von Metallen uad Stahl erfordert Vorkehrungen, um dieses Zusammenbrechen der noch nicht genügend festen Strangschale in ihrem oberen Bereich zu vermelden» Derartige Vorkenrungen erfordern nach dsm Grundgedanken der Erfindung eine Verstärkung des im Innern der Strangschale wirksamen statischen Druckes das noch flüssigen Stranglcerneso Ausgehend von dieser Erkenntnis besteht die Brfindungs&ufgabe darin, eine Verfahrensweise ■ zu

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schaffen, die dem flüssigen Strangkern einen so hohen ferrostatisohen Druck verleiht, so daß die Strangschale auch in ihrem oberen Bereich in einer ausreichenden Weise gestützt und dadurch am Einbrechen gehindert wird.

Um dies zu erreichen, wird erfinduncsgemäß eine Verfahrensweise zum waagerechten Gießen von Metallen, insbesondere Scahl, vorgeschlagen, bei welcher durch Einwirkung auf den noch flüssigen Strangkern mittels elektromagnetisch wirkender Kräfte ein in axialer Richtung zur Stran^achse auf die Sumpfspitze hin sich auswirkender, beliebig verstärk- oder verminderbarer ferrostatisoher Druck ausgeübt wird.

Dadurch wira eine ,ausreichende Abstützung der Strangschale auch in ihrem gefährdeten oberen Bereich ermöglicht, weil sich der beliebig regelbare Druck innerhalb der Strangsehale nach al,en Seiten hin auswirkt.

Unter der- Voraussetzung, daß der flüssige Strangkern als eine Flüssigkeit von örtlich völlig gleichmäßiger Viskosität angesehen wird, ergeben sich bei einer erfindunciigemüß ausgeübten Einwirkung an irgendeiner oder an mehreren Stellen auf diesen flüssigen Strangkern Erscheinungen* die teils auf den Einfluß der Gravitation, teils auf Legierungs- und Temperatureinflüsse zurückgeführt werden können. Daher beruht die weitere Erfindung auf der Erkenntnis, daß unter dem Einfluß der Gravitation eine Abschwächung der örtlich ausgeübten Druckwirkung über die Weglänge des fLüssigen Strarigkernoa auftritt. Dies wird nach der weiteren Erfindung dadurch vermieden, daß durch eine örtlich verteilte und exteprechemi dem sich einstellenden Druckabfall bemessene und diesen kompensierende Einwirkung der

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elektromagnetischen Kräfte auf den flüssigen Strangkern ein über die gesamte Weglänge des flüssigen Strangkernes gleichmäßiger ferrostatischer Druck erzeugt und aufrechterhalten wird. Die Einflüsse der Legierungs-Zusammensetzung, die Temperatur des sich daraus ergebenden Flüssigkeitsgrades des flüssigen Strangkernes ergeben nach der weiteren Erkenntnis der Erfindung eine unterschiedliche Phase zwischen ^8!fest" und ^K flüssig" und daher ifird erfindungsgemäß eine Kompensation dieser unterschiede durch eine örtlich verteilte und entsprechend bemessene Einwirkung der elektromagnetischen Kräfte auf den flüssigen Strangkern erreicht und damit ein über die gesamte Weglänge des Strangkernes gleichmäßiger ferrostatischer Druck erzeugt und aufrechterhalten.

Der Grundgedanke der Erfindung ist in seiner Ausgestaltung nicht nur auf eine solche Verfahrensweise beschränkt, die es gestattet^ einen Ib axialer Richtung zur Strangachse auf die Sumpfspitse hin sich auswirkenden, beliebig verstärk-» oder- verrainderbaren ferrostatisehen Druck auszuüben« .Dursh entsprechende Richtungsorientierung der elektromagnetischen Kräfte kann in einer anderen Gestaltungsireise des Verfahrens auf den noch flüssigen Strangkern auch ein in axialer Richtung zur Einlaufseite hin sich auswirkender, beliebig verstärk™ oder verminderbarer ferrostatischer Druck ausgeübt werden» Diese Verfahrenswelse kann zur Druckregulierung örtlich angewandt werden, sie kann jedoch auch in einer weiteren erfindungsgemäßen Gestaltung so ausgeübt werden, daß bei Beginn des Stranggießvorganges die elektromagnetischen Kräfte in Richtung auf die Sumpfspitze hin und darauf durch Riehtsingsusakehr auf die Einlaufseite hin gerichtet 'zur Wirkung gebracht werden, und daß durch Hinaustreiben der noch flüssigen Phase des Strangkernes aus der Strangschale entgegen-

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gesetzt zur Förderrichtung des Stranges die Strangschale entleert und dadurch ein Rohr gebildet wird. Ein auf diese Weise hergestelltes stranggegossenes Rohr sigt eine Oberflächen-Beschaffenheit der inneren Rohrwandung, die je nach Legierung, nach Gießgeschwindigkeit, Temperatur ·.· einen verschieden starken Rauhigkeit sgrad aufweist.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist es möglich, den Rauhigkeitsgrad zu beeinflussen und eine glattere Rohrinnenfläche zu erzeugen. Erfindungsgemäß besteht diese Verfahrensweise darin, daß von außen peripher um den Strang herum örtlich elektromagnetische Kräfte auf die flüssige Phase in der Weise zur Einwirkung gebracht werden, daß eine in axialer oder radialer Richtung wirkende laminare oder turbulente Bewegung der flüssigen Phase relativ zur Strangschale erzeugt wird. Durch die turbulente oder laminare Bewegung der flüssigen Phase relativ zur Innenoberfläche der Strangschale wird ein Auswaschungsvorgang hervorgerufen, der die Rauhigkeit vermindert und zu einer glatteren Oberflächenbeschaffenheit führt.

Eine Besonderheit der Verfahrensweise des Einwirkens mittels der elektromagnetisch wirkenden Kräfte auf den noch flüssigen Strangkern in axialer Richtung zur Einlaufseite hin, besteht nach der weiteren Erfindung noch darin, daß infolge des dadurch hervorgerufenen Austreibens der flüssigen Phase aus der Strangschale ein Hohlraum geschaffen und in diesem ein gegenüber der Atmosphäre verminderter Druck hervorgerufen wird, durch den dem in flüssigem oder teigigem Zustand befindlichen Metall oder Stahl Gase entzogen werden. Mit dieser Ausgestaltung der Verfahrensweise wird somit ein EntgasungsVorgang eingeleitet und durchgeführt, der mit eiern bekannten Vakuum-Entgasen vergleichbar ist,

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Eine Weiterentwicklung dieser Verfahrensweise besteht nach der zusätzlichen Erfindung noch darin, daß mit der in Richtung auf die Einlaufseite hin getriebenen flüssigen Phase die Seigerungselemente und Verunreinigungen mitgeführt werden, sich an der Einlaufseite sammeln, vor einer vorzeitigen Erstarrung bewahrt werden und bei Beendigung des Gießvorganges einen zuletzt erstarrenden Seigerungskopf bilden.

Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung in seinen verschiedenen Abwandlungen wird vorgeschlagen, daß zur induktiven oder konduktiven Erzeugung eines ferrostatischen Druckes im flüssigen Strangkern an der Peripherie des Stranges radial verteilte oder den Strang radial umfassende, axial zum Strang sich erstreckende oder örtlich verteilte regelbare und in ihrer Wirkungsrichtung umsteuerbare Elektromagnete, Magnetspulen oder dergleichen Einrichtungen angeordnet sind» Dabei können diese Einrichtungen bereits^v unmittelbar nach dem Eingießgefäß und vor der Kokille angeordnet sein, sie können sich auch im Bereich des Rollen- oder GleitfÜhrungshefctes zwischen der Kokille und der Ausziehmaschine bzw. dem Verformungsgerüst erstrecken.

In der Zeichnung ist eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende Stranggießanlage als Ausführungsbeispiel sohematisch dargestellt, die im folgenden näher erläutert isti

Aus einer Gießpfanne oder dem Ausflußrohr einer Vakuum-Entgasungsanlage (nicht dargestellt) gelangt das schmelizflüssige Metall X in das Eingießgefäß 2, wird von der Senkrechten in die Horizontale umgelenkt und gelangt in ein ZufUhrungsrohr 4. Zur Förderung des • Metallstroraes dient eine elektromagnetische Pumpe 5.

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Das Metall wird in die Kokille 6 gefördert, die in bekannter Art als mehrkammergeklihlte Kupferkokille ausgebildet sein kann. Am Eingang der Kokille 6 wird durch einen Spalt 7 ein Schmiermittel 8 aus einem Schmiermittelbehälter 9 zugeführt und zwischen die Oberfläche des Metallstromes und die Innenwand der Kokille 6 gedrängt.

Der aus der Kokille 6 austretende, zunächst aus der erstarrten Strangschale 11 und dem flüssigen Strangkern 11a gebildete Strang ist in einem Rollen- oder. Gleitbett geführt, örtlich verteilt in Längsrichtung und am Umfang sind die elektromagnetisch auf den flüssigen Strangkern auf induktive und/oder konduktive Weise einwirkenden Vorrichtungen 5 angeordnet. Hinter dem letzten Abschnitt des Rollen- oder Gleitbettes befindet sich die Strangausziehma3chine l6 mit anstellbaren Oberrollen 17 und angetriebenen Unterrollen 18. Dieses Gerüst kann auch als Verformungsgerüst ausgebildet sein, wobei die Anstellung von Ober- und Unterrollen 17 bzw. 18 veränderlich gestaltet sein kann· Hinter der Ausziehmaschine 16 befindet sich die Strangschneideinrichtung 19, falls einzelne Strangabschnitte auf einem Rollgang 20 welter zu transportieren sind.

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Claims

DEMAG Aktiengesellschaft* 1 5 5 R ? 1 7 1^5. 4. 1967 Duisburg, ■ · ^JJO£" -' 5258/bST

Wolfgang-Reuter-Platz fr A/il

Patentansprüche

1. Verfahren zum waagerechten Gießen von Metallen., insbesondere Stahl«

dadurch gekennzeichnet*

daß durch Einwirken auf den noch flüssigen S&rangkern mittels elektromagnetisch wirkender Kräfte ein in axialer Richtung zur Stramgachse auf- die Sumpf=· spitze hin sich auswirkender¹, beliebig verstärk- oder - verminderbarer ferrostatiseher Druck ausgeübt wird»

2. Verfahren nach Anspruch l_s
dadurch gekennzeichnet^

daB durch eine örtlich v@rteilfee ^foad entsprechend dem sich einstellenden Druckabfall bemessene und diesen kompensierende Einwirkung der elektromagnetischen Kräfte auf den flüssigen Strangkern ein über die gesamte Weglänge des flüssigen Strangkernes gleichmäßiger ferrostatischer Druck erzeugt νχιύ, aufrechterhalten

Verfahren nach Anspruch I₀
dadurch gekennzeichnet^

daB durch eine örtlich verteilte und entsprechend der infolge- der veränderlichen AggregatzustMside Je nach LegierungszussssmensS'tsung unö/oöer siseli Flüssigkeitsgrad und Temperatur unterschiedlichen -Phase zwischen ^tffest'⁸ und "flüssig⁸⁸ bemessen© wia dies® linde rungen kompensierende linxfjirkung der elekferoiBsgiisfe IS¹Efte auf den flüssigen Sfcrsngfcern sin WjQjc Gis g samt© liegläng© des Strasgkern©s ghzlutm&Mlm^ i'Si-s¹ statischer Druck erzeugt und anfpeeiTöeriialfeea uirtU

4. Verfahren zum waagerechten Gießen von Metallen, insbesondere Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einwirken auf den noch flüssigen Strangkern mittels elektromagnetisch wirkender Kräfte ein in axialer Richtung zur S.trangachse zur Einlaufseite hin sich auswirkender, beliebig verstärk- oder verminderbarer ferrostatischer Druck ausgeübt wird·

5· Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß bei Beginn des Stranggießvorganges die elektromagnetischen Kräfte in Richtung auf die Sumpfspitze hin und darauf durch Richtungsumkehr auf die Einlaufseite hin gerichtet zur Wirkung gebracht werden, und daß durch Hinaustreiben der noch flüssigen Phase des Strangkernes aus der Strangschale entgegengesetzt zur Förderrichtung des Stranges die Strangschale entleert und dadurch ein Rohr gebildet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,

daß von außen peripher um den Strang herum örtlich elektromagnetische Kräfte auf die flüssige Phase in der Weise zur Einwirkung gebracht werden, daß eine in axialer oder radialer Richtung wirkende laminare oder turbulente Bewegung der flüssigen Phase relativ zur Strangschale erzeugt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß durch Einwirken auf den noch flüssigen Strangkern mittels der elektromagnetisch wirkenden Kräfte in axialer Richtung zur Einlaufseite hin und das dadurch erzeugte Austreiben der flüssigen Phase aus der Strangschale ein Hohlraum geschaffen und in diesem ein gegenüber der Atmosphäre verminderter Druck

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hervorgerufen wird, durch den dem in flüssigem oder teigigem Zustand befindlichen Metall oder Stahl Gase entzogen werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,

daß mit der in Richtung auf die Einlaufseite hin getriebenen flüssigen Phase die Seigerungselernente und Verunreinigungen mitgeführt werden, sich an der Einlaufseite sammeln, vor einer vorzeitigen Erstarrung bewahrt werden und bei Beendigung des Gießvorganges einen zuletzt erstarrenden Seigerungskopf bilden.

9. Stranggießanlage, bestehend aus Eingießgefäß, Zuführungsrohr zur Waagerecht-Kokille sowie Rollenoder Gleitbett zum Austragen des Stranges zur Durchführung der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

daß zur induktiven oder konduktiven Erzeugung eines ferrostatischen Druckes im flüssigen Strangkern an der Peripherie des Stranges (11) radial verteilte oder den Strang radial umfassende, axial zum Strang sich erstreckende oder örtlich verteilte regelbare und in ihrer Wirkungsrichtung umsteuerbare Elektromagnete, Magnetspulen oder dergleichen Einrichtungen (5) angeordnet sind.

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