DE1583578A1

DE1583578A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Schutz und zum Ausspuelen von Metallschmelzen bei Stranggussanlagen

Info

Publication number: DE1583578A1
Application number: DE19671583578
Authority: DE
Inventors: Boehm Dipl-Ing Dr Georg; Class Dr-Ing Dipl-Ing Immanuel
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1967-07-06
Filing date: 1967-07-06
Publication date: 1970-09-17
Also published as: AT283619B; FR1586666A; BE717524A; GB1221545A; CH469518A

Description

Bad:

Unser Zeichen: O. Z. 24 954 Ti/MB Ludwigshafen/Rhein, den 5.7.1967

Verfahren und Vorrichtung zum Schutz und zum Ausspülen von Metallschmelzen bei Stranggußanlagen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz und zum Ausspülen von Metallschmelzen bei Stranggußanlagen und die hierzu nötige Vorrichtung.

Es ist bekannt, daß beim Stranggießen von. Metallen und Stahllegierungensowohl der^x'¥ießstrahl als auch die in der Verteilerrinne bzw. in der Kokille befindliche Schmelze gierig Gase aus der Luft aufnehmen. Besonders unerwünscht ist dabei eine Wasserstoffaufnahme, die bei hoher Luftfeuchtigkeit immer stattfindet. Auch der Sauerstoffgehalt ist nachteilig, weil er zu starker Oxidbildung an der Schmelzoberfläche und bei aluminiumhaltigen Stählen zur Verstopfung der Gießrinne führt. Ähnlich wirkt der Stickstoffgehalt der Luft.

Ferner ist bekannt, beim Stranggießen von relativ leicht oxydierenden Metallen, wie z.B. von Messing, den Gießkopf mit einem brennbaren Gas, z.B. Leuchtgas, unter Verwendung eines Brenners zu überziehen. Der Brenner weist einen Ringschlitz auf und ist so über dem Gießkopf angeordnet, daß das Gas als

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zusammenhängender Film gegen die KoldJlXenwand geleitet wird. Ebenso ist bekannt, eine teilweise auseinandernehmbare, mit Schutzgas beschickte Haube über einem Zuflußstutzen an der Gießrinne und der Kokille anzuordnen. Der Nachteil dieser Anordnung ist die starre Ausbildung der Haube, die sich bei den Hubbewegungen der Kokille besonders nachteilig auswirkt·

Beim Stranggießen von Stahl werden, als Schutz auch desoxydierende Abdeckmittel verwendet. Bekanntlich neigen diese dazu, in die Kokille zu rutschen; sie bilden beim Abkühlen Einschlüs-' se in den Metallen. Ungünstig wirkt sich in dieser Richtung auch die Mitnahme von Schlackenteilchen aus der Pfanne in die Kokille aus. Diese werden heute manuell entfernt.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Schwierigkeiten und Störungen bei mit Verteilerrinne und Kokille arbei-

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tenden Stranggußanlagen zu vermeiden, und den Gasgehalt der Schmelze beim Stranggießen so klein wie möglich zu halten.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die Kombination folgender, für sich zum Teil bekannter Verfahrens schritte gekennzeichnet: .--"..

a) Die Oberfläche der fließenden Metallschmelze im Gießstrahl,

in der Verteilerrinne und zwischen Verteilerrinne und Kokil- * Ie wird mit Inertgas abgedeckt,

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b) Inertgas wird gleichzeitig in feinverteilter Form durch die .Schmelze in der Verteilerrinne hindurchgeführt.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus einer Gießpfanne, einer Verteilerrinne und einer Stranggußkokille und ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gießpfanne und Verteilerrinne ein unmittelbar über der Metallschmelze in der Verteilerrinne endender und mit Mitteln zur Zufuhr des Inertgases versehener Gießstrahlschutzzylinder, in der Verteilerrinne gasdurchlässige Spülsteine mit einer Einrichtung zur Zufuhr von Inertgas* und zwischen der Verteilerrinne und der Kokille ein Schutzrohr mit einem über der Kokille angebrachten Faltenbalg und mit einer Einrichtung zur Zufuhr von Inertgas angeordnet sind.

Zur Zufuhr des Inertgases in die Verteilerrinne sind eine Ausgleichskammer unterhalb der Verteilerrinne und in der oberen Wand zwischen der Verteilerrinne und der Ausgleichskammer Bohrungen angeordnet· ·

Zur Zufuhr des Inertgases in den Innenraum des Schutzrohres ist ein mit Bohrungen ausgerüstetes Rohr im Schutzrohr angeordnet, wobei ein Teil der Bohrungen in Richtung auf den Gießstrahl und der andere Teil in Richtung auf die Wand des Schutzrohres bzw. des Faltenbalges verläuft· .

In den Abbildungen ist die erfindungsgemäße Anlage beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt

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Fig. 1 einen Querschnitt durch die gesamte Stranggußanlage und" Fig. 2 einen.Querschnitt durch die Verteilerrinne.

Die flüssige'Schmelze wird zum Abguß in eine Gießpfanne 1 gefüllt, die mit einer durch einen Stopfen 2 verschlossenen Bodenöffnung 3 versehen ist (Fig.1). Unterhalb der öffnung 3 befindet sich ein Gießstrahlschutzzylinder 4 mit einem Rohr 5 zur Zufuhr von Schutzgas. .

Wk Unterhalb des Schutzzylinders 4 ist eine Verteilerrinne 6 mit Bodenöffnung 7 und Stopfen 8 angebracht. Auch hier ist mit der Öffnung 7 ein Schutzzylinder 9 verbunden, der an seinem unteren Ende in einen Faltenbalg 10 übergeht, an dessen anderem Ende sich eine Stranggußkokille 11 befindet. ■

In dem Zylinder 9 ist ein U-förmiges Rohr 12 mit Bohrungen 13 angeordnet, das, im Grundriß 'gesehen, doppelt halbkreisförmig gebogen ist.

™ Der Faltenbalg 10 ist gegen den Schutzzylinder 9 und die Kokille 11 abgedicht-et. Er besteht aus einem hitzebeständigen Werkstoff, z.B. aluminiumkaschiertem Asbestgewebe, und dient dazu, den Hubbewegungen der Kokille bei feststehender Verteilerrinne folgen zu können. Die Kokille 11 ist mit Rohrleitungen 14,15 zur Zu- und Abfuhr von Kühlwasser versehen.

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Für das Spülen der Schmelze in der Verteilerrinne 6 (Fig.2) werden in den Boden 16 der Rinne gasdurchlässige Spülsteine 17

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eingesetzt. Am Boden 16 der Rinne befindet sich eine Gasaus-,gleichskammer 18 mit einem Gaszuleitungsrohr 19» das gleichzeitig an das U-Rohr 12 im Zylinder 9 angeschlossen ist. Der ■ Boden 16 ist zur Durchleitung des Gases in die Spülsteine 17 mit Bohrungen 20 versehen.

Die aus der Gießpfanne 1 in die Rinne 6 herauslaufende Schmelze 21 wird von dem beweglichen Zylinder 4 umgeben und über das Rohr 5 mit Inertgas, z.B. Argon, bespült.

Das U-Rohr 12 im Zylinder 9 unterhalb der Rinne 6 umgibt den flüssigen Gießstrahl teilweise und schirmt ihn gleichfalls mittels Inertgas von der Atmosphäre ab. Aus diesem Grund sind die Bohrungen so angeordnet, daß sie einen Teil des Gases direkt auf den Gießstrahl, den Rest unter einem Winkel von etwa 45° geneigt in Richtung auf die Kokille lenken.

Pur einen sicheren Schutz der Schmelze ist es notwendig, schon vor dem Anheben des Gießstopfens 8 in die Verteilerrinne und in den Kokillenraum einige Minuten lang Argon einzublasen. Sobald ein angeschlossenes Analysengerät einen Sauerstoffgehalt von 0,25 io oder weniger im von Argon bespülten Bereich anzeigt, wird mit dem Abgießen in die Stranggußkokille begonnen. In Brammen, die mit oder ohne Argon behandelt wurden, sind sowohl die 'Gasgehalte als auch die Einschlüsse ermittelt worden.

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Die Ergebnisse zeigt folgende Zahlentafel:

Behandlung	Gasgehalt O₂ U₂	in ppm H₂	Einschlüsse als Oxide Sulfide	100
ohne Argon	~28 120	VJ)	100	30
mit Argon	29 70	4	20

Der abgegossene Stahl hatte folgende Zusammensetzung (in

C	Si	Mn	S	Al	Fe
0,15	0,25	0,8	0,012	0,08	Rest

Besonders vorteilhaft für die Entfernung der Gasgehalte aus Metallschmelzen ist das Inertgas-Spülen in der Verteilerrinne der Stranggießanlage. Hierzu wird das Spülgas, z.B. Argon, über das Zuleitungsrohr 19 in die Ausgleichskammer 18 und von da durch die Bohrungen 20 und die Spülsteine 17 in die Schmelze geleitet. Infolge der Partialdruclninterschiede zwischen dem Inertgas und den Gasblasen in der Schmelze diffundiert das in der Schmelze gelöste Gas solange in die Inertgasblasen hinein, bis ein Gleichgewichtszustand erreicht wird. Mit den aufstei- ^v genden Gasblasen wird die Schmelze entgast. Gleichzeitig wird mit Hilfe des Gießstrahlschutzzylinders und des darin befindlichen U-förmigen Rohres der Gießstrahl vor der Einwirkung der Luft geschützt.

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Bei einem Versuch wurden 2,5 Hm⁵ Argon/t Stahl in die Verteile rrinne eingeblasen· Dabei konnte eine bemerkenswerte Zunahme * des Reinheitsgrades festgestellt werden· Der Reinheitsgrad wurde in bekannter Weise (H. Diergarten: "Gefüge-Riehtreihen im Dienste der Werkstoffprüfung in der stahlverarbeitenden Industrie", 4. Auflage, 1960, VDI-Verlag, Düsseldorf) bestimmt. Es konnte festgestellt werden, daß man nach diesen Verfahren den Reinheitsgrad mit den kleinsten Zahlenwerten nicht erfassen kann. Danach wurde eine statistische Zählung nit Hilfe eines Fernsehmikroskopes vorgenommen. Hierbei wurden für einen Stahl vom Typ St 35 nach DIH 17 006 folgende Zahlenwerte bei der Argonspülung bzw. ohne Argon erzielt:

Anzahl der Einschlüsse

ohne Argon mit Argon

Oxid/cm² Oxid/cm²

0,18 0,04

Der so behandelte Stahl wies hervorragende Walz- und Zieheigenschaften auf. '■■"■■■

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Claims

• - 8 - O.Z. 24 954 Patentansprüche - ■ .-.·■'

1. Verfahren zum Schutz und zum Ausspulen von Metallschmelzen bei Stranggußanlagen mit Verteilerrinne und Kokille, gekennzeichnet durch die Kombination folgender für sich zum Teil · bekannter Verfahrensschritte:

ä) Die Oberfläche der fließenden Metallschmelze im Gießstrahl, in der Verteilerrinne und zwischen Verteilernt rinne und Kokille wird mit Inertgas abgedeckt,

b) Inertgas wird gleichzeitig in feinverteilter Form durch die Schmelze in der Verteilerrinne hindurchgeführt·

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer Gießpfanne, einer Verteilerrinne und einer Stranggußkokille, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gießpfanne und Verteilerrinne ein unmittelbar über der Metallschmelze in der Verteilerrinne endender und mit Mitteln

^ zur Zufuhr des Inertgases versehener Gießstrahlschutzzylinder, in der Verteilerrinne gasdurchlässige Spülsteine mit einer Einrichtung'zur Zufuhr von Inertgas und zwischen der Verteilerrinne und der Kokille ein Schutzrohr mit einem über der Kokille angebrachten Faltenbalg und mit einer Einrichtung zur Zufuhr von Inertgas angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zufuhr des .Inertgases in die Verteilerrinne eine Ausgleichs-

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kammer unterhalb der Verteilerrinne und in der oberen Wand zwischen der Verteilerrinne und der Ausgleichskammer Bohrungen angeordnet sind.

4. Vorrichtung- nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zufuhr des Inertgases in den Innenraum des Schutzrohres

. ein mit Bohrungen ausgerüstetes Rohr im Schutzrohr angeordnet ist, wobei ein Teil der Bohrungen in Richtung auf den Grießstrahl und,der andere Teil in Richtung auf die Wand .des Schutzrohres bzw. des Faltenbalges verläuft.

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG L·

Zeiohn,

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