DE1558224A1

DE1558224A1 - Verfahren und Vorrichtung zum horizontalen Stranggiessen von schmelzfliessenden Metallen,insbesondere Stahl

Info

Publication number: DE1558224A1
Application number: DE19671558224
Authority: DE
Inventors: Rummel Dr-Ing Theodor
Original assignee: Demag Elektrometallurgie GmbH
Current assignee: Demag Elektrometallurgie GmbH
Priority date: 1967-06-24
Filing date: 1967-06-24
Publication date: 1970-03-19
Also published as: DE1558224B2; DE1558224C3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und öle ju Je ac en Ausführung erforderliche Vorriclitunj ^um liori::onüale:. Strangciei3en von schr.ielsflüssi^en Metallen, insbesondere Stahl.

Beim horizontalen Str"an£;j;ie3en liejt die Unterseite des Stranges bekannterweise auf der unteren Koicillenvrand und nach Austreten aus der Kokille auf den Transportwagen auf. Info Ice der relativen V/eicj-jJiei'j des Stranges besteh"; die Gefahr von 'Deformationen*. Diese führen in der 7:er;el dazu, dai3 solcherart Straia^e aus den vreiteren 3earbeitun~sablauf ausgeschieden werden müssen.

Nachteilig wirkt sich beim horizontaler. Stranusieien auch der Erstarrungsschwund auf der Strangoberseiüe aus. Durch diese Erscheinung bildet sich zwischen der Oberseite des Stranges und der oberen Kokillenwandung ein Spalt, der sich mit Dampf blasen des Kühlmittels erfüllt, vrodurch die Wärmeabfuhr verzögert v;ird. Die Dampf blasen entstehen dabei vor allem dann, wenn der rotwarme Strang die Kokille verläßt und die in deren Nähe befindlichen Transportwagen mit Wasser besprüht werden. Während die Schrumpfung in der oberen Strangseite bereits noch in der Kokille durch das Strang-Eigengewicht, entsprechende Unterstützung erfährt, müssen die unteren Strangschichten die Last des zum Teil noch flüssigen, zum Teil teigigen Materials tragen, was zu den schon erwähnten Deformationen führt.

BAD ORiGiMAL

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Uüiv.eabfui.r¹, Sci.ru^pfui.v ε -..1^ aucin ProfilverlLnderunj sind . der.-.sufrdje coi::: Gießen -ori:::.r.-jaler S tr lingo Kriterien, die die S':ranjju^-o.uslit&t ne^-: tiv' *:u beeinflussen vermögen.

Zur Veiv.oir.uj.tj, ...ir.üec ;or.:j -;:er ::ur Vuri-i:.-,oritf-j Closer :.e=;ctivei. EinflUsse v.xirde sciidi. v':rjQS'jLii_;jeri, den Strang nach Ar^ der* Pilrersohri;;:.e-.ejun₍j v.ei*;e^::viziGi.cr., indem er vor ^eUe;.. ',.'ei-;er^lei;ei. -avs*; ein S ;üol: i.-:·.'^:. ril'jlr.rUrts ■.,o::ejt viru, ofi'er.car u... "."rUterjoi-end eii.er. -Jen. C^uorschnitt au?v:eitencen L'cerarucl·: ir.. I:.:.ere.- jv, or^eu^e-. Zu ciiesoir. Z^-'eck cell der S*:ran_o- r..i'; einen, aus ^ece.¹;. Lecueher.den ilrai'-speioher in Wirir/erbir.'/ur.j jotvasn-j vereun, ^er bei der v:r. der Schmelze "..'e^jjeriii-^e^en 2ev:0jjunj ..joiaden v;irc und der un :er Ent;lastui-^ den 3 .ranj zur Schmelze ninbev;ejt. Der S~r&r.j '..'ird Lei dieser. Beve^un^en von Kle;.r.uac;:Gn av.-.a.:^, an ^'eichen sich die Meiern abs*;üt=en*

Da die Pilijersohritteinri'ji.tunj sa.r.t iliei^v.bacicen und Federn in unr.it";elcarer Kähe der lloi:iile angeordnet Izz, lie^t es CU. der Hand, da2 der an dieser 3 eile noch i;.- fiüsGi„-teiijiGen Zustand cefindlicr.e 3-ran^ in erheblichem Urnfanrj iv.echanischen 3elastun^en ausleset"t ist, die zu De-'orrüierungen oder scgar zur. Acreilen Anla3 geben.

Die vorgeschlagene Srfindunj v.'ill derartige Mangel und Nachteile durch Anwendung eines weitaus moderneren und z-.;eckmäßl- ^eren Verfahrens ver.r.eiden. Sie besteht daher ir., -.-/esentlichen darin, daß das Gewicht des Stranges, vorviiegend in dessen zum Teil flüssigen, zum Teil teigigen Bereich, mittels vorzugsweise in seiner Längsrichtung fließender Gleich- oder Viechseiströme in Verbindung mit senkrecht auf diesen stehenden und horizontal verlaufenden Gleich- oder Wechselmagnetfeldern beeinflußt wird, wobei die Beeinflussung gegebenenfalles bis zur Kompensierung des Strang-Eigengev/ichtes und

darüber hinaus reicht. " ...

8AD ORIGINAL

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Eine sinnvolle Evjiin.JUxig und Vervollkommnung erJlU.rt das vorgeschlagene Verfahren cure L vor/^tigsv/eise Ary.iendun^ ν :χι Gleichotrui.i un-J eine:., senkrecht aui diese;., .stehenden üleiok-

Γθld. . . ".

Ein weiteres v/uöcntlioaeü Kerk.;;2l ies Verraiirens besteh-: darin, da."· :;ur Er^ieluiij; einer ü;;er Cen otran^Q-ers j.n:ltt. ijloich.jä.Di^en ILi'c.'t r.:iz .iöjlio^ct l.-....:ujenen 31eici....-jr.e';-relc.eni ijoa:'bci;o; vrii-ü.

In wrrich"\':.j^--^parati·. er Hinsicht ;;ird naor: eine... vrucenulichen Iüerl:..ial "er En'induiij v-.:;-^ecoLla_u-en, <"si ;Iie i.a^net-Telcei' mittels oisenlose;¹ oder eiceaar:;:er Spule:: erneujt -..'ei den. Eine:., vreltcrcr. Vcrrichtiir._t:;c..;ev;:...cl ^ui'-i^c rerie:. die Ma^netfelclei¹ ::il" :ü1c jeeioriete.·¹ IIaji:e;;;;co*:e ar. dei: G ;:'sn,_ heran^efüiirt.

Von v.'esentlicher Jeieuttui^ ist c-.ucl: J.as letzte i'iQrk.;.al der Erfindung, c'err.GUi'elge zur AoG':ax^-.f.E...essu.:₀' ui-d/^cier Regelung der mechanische:. und/c-:;er elei:tz*^..i£ijji:6^isoi-en GröSen,. insbesondere mir Llessinij ;^;er Stranjt-A:.sLeului;j, eine Reseleinrichttiii^: vorgesehen ist. c.ie vcrnujsvreice mit Uasserdruck-, Druckluft- oder Gasdruckstrahlen als Indikator arbeitet,

Wie leicht zu erkennen ist, gehen mit der vorgeschlagenen Erfindung beträchtliche Vorteile einher:

Das Verfahren läßt sich relativ leicht und kostenunaufv;ren-■ dig ausführen. Die zur Ausführung""'des Verfahrens erforderliche -Vorrichtuno' ist einfach im Aufbau und daher auch c.en Anforderungen im,Gießbetrieb gewachsen. Das horizontal und senkrecht sum Strang verlaufende Gleiclimagnetfeld lä£t sich im einfachsten Falle - verbunden mit großer Betriebssicherheit -- aus wassergekühlten Spulen geeigneter Formgebung herstellen^ die kein oder nur an gevrissen Stellen Eisen enthalten.

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BAD ORIGINAL

De:.iet ZTi - H/Schi ψ 22. 6. CJ - /-

Je nach der. technologischen Gegebenheiten läßt sich das Magnetfeld auch r.iit Eisendochen an der: Strang heranführen» Bei Anwendung von Gleichstrom ",-rönnen diese Joche auf recht einfache und sichere Vieise geschützt v/erden. Im allgemeinen ist dem Gleichfeldverfalrren der Vorzug zu geben, v/eil bei diesem nicht nur das Auftreten -/on Rüttelkräften vermieden wird, sondern auch eine gleichmäßigere Kraftwirkung über den Strangquerschnitt erreichbar ist.

Eine überschlägige Berechnung hat ergeben, da2 die Leistungsaufnahme pro laufenden Meter Strang in der Gefahrenzone für die völlige Gewichtsaufhebung, die jedoch zweckmäßigerweise nur bis zu etwa 95 % erreicht v/erden sollte, unter 1 kW/m bleibt und die Kupferverluste dabei ebenfalls in der gleicher. Größenordnung liegen. Der Energieaufwand ist schließlich - etwa iv. Vergleich zur.i vertikalen Stranggießen relativ niedrig, was auch für den gesamten technischen Aufwand i.vi Gllgerneinen gilt. Die Strome für einen Strang von etwa IC :..al 10 er=; Kantenlänge liegen in der Größenordnung von Kilo-Ampdre und die magnetische Feldstärke in der Größenordnung von einigen Kilo-Arnpdre pro Zentimeter.

Auch die Gefahr eines Durchbruchs bei Stromausfall oder dergleichen ist sehr gering. Irn äußersten Falle könnte eine - allerdings unerwünschte - Deformation des Stranges eintreten, die jedoch in keinem Verhältnis zu den wirtschaftlichen Schaden steht, die etwa bei einem Durchbruch auftreten.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Dabei zeigt:

Fig. 1 die schematische Schnitt-Darstellung einer Vorrichtung zum Gießen waagerechter Metallstränge, und

2 die Vorrichtung nach Figur 1 in der Draufsicht mit den parallel zum Gießstrang verlaufenden Mägnetspulen. ,.,

_Λ BAD ORIGINAL

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Demet 577 -H/Schi 22. 6. lft--?-

Aus einer nicht- dargestellten, weil, nicht zur Erfindung gehörenden Gießpfanne oder auch aus einem ebenfalls nicht dargestellten Vakuumgefäß gelangt das schnielzflüssige Metall 1 in das Samme1- und Verteilergefäß 2, in welchem es aus der vertikalen Gießrichtung in eine horizontale umgelenkt wird. An den Auslaufstutzen 2a des Gefäßes 2 schließt sich die Kokille J> an, zu deren Kühlung Wasser, an de:n unteren Pfeil in den Stutzen ein- und nach erfolgter Kühlung an dem oberen Pfeil-wieder austritt. Durch die Kokille ^. erhält der Strang s.eine Form. Die Formgebung wird- dabei durch die Wasserkühlung innerhalb der Kokille unterstützt. Die Punktierung des Stranges 4 soll in Figur 1 den flüssigen bzw. flüssigteigigen Zustand des Stranges symbolisieren; die unpunktierten Stellen des Stranges 4 sind hingegen bereits in festem Zustand.

Zwischen dem Austritt des Stranges k an der Stelle Ja und den Kontaktwalzen 5, 5a sind üblicherweise Transportrollen angeordnet, die jedoch in der Zeichnung aus Gründen übersichtlicher Darstellung weggelassen sind. Zur Kühlung werden diese -Waisen mit Wasser besprüht. Zweckmäßigerwelse werden diese Walzen ..sowie auch andere ins Feld ragende Teile aus unmagnetischem Material^hergestellt, um ^Feldverzerrungen zu vermeiden.,

In das im Sammel- und Verteilergefäß 2 befindliche flüssige Metall ragt die Elektrode 7 ein, die erforderlichenfalls gekühlt werden kann. Der der Gleichspannungsquelle 9 entnommene Strom gelangt über die Leitung 8 zur Elektrode 7 und von. dort über den Strang 4 zu den Kontaktwalzen 5* 5a,. von wo aus er über die Regeleinrichtung 10 zur Spannungsquelle 9 zurückfließt. Am Strang 4 ist ein Fühler 11 zur Messung der Strangausbeulung angeordnet; der Fühler steht dabei über die Leitung 8amit der Regeleinrichtung 10 in Verbindung. Diese Einrichtung besteht im wesentlichen aus einem Indikator, der mittels Wasserdruck-, Druckluft- oder Öasdruekstralilen arbeitetY

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Demet yn - H/Schi φ 22. C. Cj' -Jf-

Das horizontal zu.ii Sprang 4 verlaufende Gleichfeld ist mit c und die zugehörigen - gegebenenfalls wasser- oder luftgekühlten - Spulen mit ca bezeichnet, während das senkrecht zum Strang wirkende Fell die Bezeichnung P hat.

Die Erfindung bietet die grundsätzliche Möglichkeit, FeId- und Stromverlauf zu vertauschen, was jedoch in der technischen Ausführung nicht so vorteilhaft ist. Dem Stromverlauf längs des Stranges 4 ist daher der Vorzug zu geben, da eine solche die bequeme Möglichkeit bietet, mit nur zv.ei räumlich relativ begrenzten Kontakteinrichtungen auszukommen, während man bei dem Querstromverlaui' räumlich recht ausgedehnte Kontakteinrichtungen benötigte. Bei diesen wäre es sehr schwierig, insbesondere eine gleichmäßige Stromdichteverteilung im Strang 4 zu erzielen.

In Betracht gezogene Druckschriften; Schv/eizerisches Patent No. 402.294

^i₁D ORIGINAL

lif;

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Claims

DEMAG-Elektrometallurgie GmbH . 22. Juni I9G7

Duisburg ft Demet 377 - H/Schi

Königstraße 57 Γ *

Patentansprüche

1. Verfahren zum horizontalen Stranggießen von schwels-■■" fluss igen. ""Met a Ilen, insbesondere Stahl, dadurchgekennzeichnet,

daß das Gewicht des Stranges (4), vorwiegend in dessen ,sum Teil flüssigen, sum Teil teigigen Bereich, r.",ittels . - vörzus'sweise in seiner Längsriclruung fließender Gleichoder Wechsels tr öme in Verbindung nit senkrecht auf diesen stehenden (P) und horizontal (6) verlaufenden Gleich- oder V/echselmaghetf-eldern beeinflu3t v;ird, wo- -". ;■;. bei die Beeinflussung gegebenenfa lies bis zur'.Kornpen--. sierung .des Stranggevciehtes und darüber hinaus reicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
. gekennseiclinet durch -

vorsugsv.Teise Anviendung von GleichstrOi.i und einer, senkrecht äui* diesem stehenden Gleiciifeld (P).

J). "Verfahren"'"nach Anspruch 1 und 2, ■ dadurch gekennzeichnet, .

daß sur Erzielung einer über den Strangquerschnitt : gleichmäßigen Kraft mit möglichst homogenen Gleich-. ., magnetfeläern (6, P) gearbeitet wird.

4. - Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis J>_y
dadurch gekennseichne.t>

-daß die Magnetfelder (6, P) mittels eisenloser oder eisenarmer Spülen (6a) erzeugt werden.

BAD ORIGINAL

V- 009812/Ö69B

Demet 377 - H/Schi · 22. 6. 67 - /-

5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Magnetfelder (6, P) mittels geeigneter Magnetjoche an den Strang (4) herangeführt werden.

6, Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis J>_t

dadurch gekennzeichnet,

daß zur Abstandsmessung und/oder Regelung der mechanischen und/oder elektromagnetischen Größen, insbesondere zur Messung der Strangausbeulung, eine Regeleinrichtung (10) vorgesehen ist, die vorzugsweise mit Wasserdruck-, Druckluft- oder Gasdruckstrahlen arbeitet. ,

0 0 9 8 12/0696 BAD ORIGINAL