DE1583594C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Stahlstranges mit verschiedener Stahlzusammensetzung im Kern- und Randbereich - Google Patents

Description

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faßt alle Arten des Desoxydierens und Legierens und besteht die Möglichkeit, den Zwischenbehälter so ihre Kombinationen. Der Stahl wird dann in mehre- auszubilden, daß ein Überlaufen des Stahles von einer ren, beim Gießen einer Bramme in drei Strahlen in Sektion zur anderen geschehen kann, wodurch nur die gekühlte Kokille abgegossen. Im letzteren Falle eine Pfanne mit einem Ausguß benötigt wird. Ein wird die chemische Zusammensetzung der beiden 5 Teil oder die gesamte Menge des zur Erzielung der äußeren Strahlen gegenüber der des mittleren unter- gewünschten Eigenschaften benötigten Aluminiums schiedlich gehalten. Durch nur geringe Eindringtiefe kann dem Stahl einer Sektion im Zwischenbehälter, dieser beiden äußeren Strahlen in den flüssigen Kern vorzugsweise in der Nähe des Ausgusses zugegeben und horizontaler Ausbreitung ihrer Strömung im werden, so daß der mittlere der drei aus dem Badspiegelbereich erstarrt vorwiegend der Stahl der io Zwischenbehälter austretenden Strahlen metallisches äußeren Strahlen an der Kokillenwand, wodurch eine Aluminium enthält und dieses Aluminium im flüssigen Randzone mit einer für die Weiterverarbeitung be- Kern des Stranges gleichmäßig verteilt wird. In vornötigten Dicke durch den Stahl dieser beiden äußeren teilhafter Weise wird jedoch eine Teilmenge des zuzu-Strahlen gebildet wird. setzenden Aluminiums in den Zwischenbehälter, der

Diese Bildung wird verstärkt, wenn dem mittleren 15 Rest in den vom Tauchrohr umhüllten mittleren

Strahl eine größere Eindringtiefe erteilt wird. Dies Gießstrahl eingebracht. Diese Verfahrensweise ergibt

kann vorzugsweise durch Einführen dieses Strahles den Vorteil, daß sich die mit dem Sauerstoff gebil-

mittels eines Tauchrohres erfolgen, das unter den deten Reaktionsprodukte zumindest teilweise im

Badspiegel eintaucht und dessen Ausflußöffnung den Zwischenbehälter abscheiden können. Tritt eine

Stahl mit vorwiegendem Strömungsverlauf in Rieh- 20 Störung der Aluminiumzufuhr in dem mittleren Gieß-

tung der Stranglängsachse unter den Badspiegel aus- strahl auf, so kann trotzdem Aluminium über den

treten läßt. Ferner behindern die Strömungen der Zwischenbehälter in den flüssigen Kern des Stranges

beiden äußeren Strahlen diejenige des mittleren Gieß- eingebracht werden.

Strahles in Richtung Badspiegel und damit eine BiI- Bei der Herstellung von legierten Stählen können

dung der Kruste aus unerwünschtem Material. Da 25 die Legierungselemente in bekannter Weise in den

die beiden äußeren Strahlen auf den Badspiegel in Ofen oder bei geringen Zusätzen in die Pfanne zuge-

der Kokille auftreffen, wird außerdem die oft beob- geben werden. Mit dem Verfahren können daher z. B.

achtete Bildung einer erstarrenden Schicht im Bad- bei Anwendung von zwei Gießgefäßen mit unter-

spiegelbereich bei Verwendung eines eingetauchten schiedlich legiertem Stahl Stränge erzeugt werden,

Ausgusses vermieden. 30 deren Kern und Randzone aus unterschiedlich

Sollte beispielsweise beruhigter Stahl mit einem legiertem Stahl bestehen.

Gehalt an metallischem Aluminium erzeugt werden, Eine äußerst vorteilhafte Verfahrensweise dieser so kann aus dem Zwischenbehälter Stahl gleicher Erfindung besteht nun darin, daß der zur Bildung chemischer Zusammensetzung ausfließen und Alu- des Randbereiches bestimmte Stahl unberuhigt und minium gleichzeitig unter den Badspiegel in der 35 der für den Kernbereich bestimmte Stahl durch Kokille eingebracht werden. Dieses Einbringen erfolgt Aluminium voll beruhigt gegossen wird. Somit vorzugsweise in den mittleren der drei Gießstrahlen, können die Eigenschaften des unberuhigten Stahles wobei unter Gießstrahl auch seine Strömung im mit denen des beruhigten Stahles in einem Gußflüssigen Kern verstanden wird. Das eingebrachte produkt verbunden werden. So wird bei der Her-Aluminium wird durch die Einwirkung des Strahles 40 stellung von Brammen für tiefziehfähige, alterungs* gleichmäßig im flüssigen Kern verteilt. Bei Zugabe beständige Bleche zur Bildung der Randzone unbevon Aluminium in einem Tauchrohr in Drahtform ruhigter Stahl, zur Bildung des Kernes beruhigter schützt das Tauchrohr das eingeführte Aluminium Stahl vergossen. Die Vorteile gemäß der Erfindung gleichzeitig vor Oxydation. Durch diese Verfahrens- bestehen darin, daß der unberuhigte Stahl mit einer weise ergeben sich qualitative und wirtschaftliche 45 für die weitere Verarbeitung günstigen reinen Ober-Vorteile, weil Aluminium in gewünschter Menge in fläche und Randzone erstarrt und das beim Verden Stahl eingebracht werden kann, ohne daß sich gießen eines unberuhigten Stahles nachteiliges Überdurch Oxydation mit dem Luftsauerstoff schädliche schäumen nicht auftritt, da der mit Aluminium ange-Aluminiumoxide bilden. Die zur Erzielung der ge- reicherte Kern aus vollberuhigtem Material das Entwünschten Stahleigenschaften, wie z. B. Alterungs- 50 stehen von CO-Blasen im Übergangsbereich zur gebeständigkeit, benötigte Aluminiummenge ist bedeu- bildeten Randzone zumindest größtenteils verhindert, tend geringer als die nach den üblichen Verfahren Dadurch werden zusätzliche Schneidverluste am erforderliche, da fast das gesamte Aluminium in Blech vermieden, die beim üblichen Sauerstoffmetallischer Form im Stahl bleibt. Außerdem bleibt schneiden von unberuhigten Brammen durch die die Randzone frei oder zumindest arm an Aluminium 55 dabei stattfindende Oxydation der Gashohlräume und dessen Oxid. auftreten.

Mit Vorteil kann auch ein anderer Weg zur Her- Aluminium wird dem zur Bildung des mittleren

stellung von beruhigten aluminiumhaltigen Brammen Strahles bestimmten Stahl entweder im Zwischen-

beschritten werden: behälter oder im Tauchrohr bzw. in beiden zuge-

Der Stahl wird vom Ofen in eine Pfanne abge- 60 geben, so daß im Kern ein durch Aluminium voll-

stochen und in einen Zwischenbehälter eingefüllt. beruhigter Stahl entsteht, der auch alterungsbeständig

Dieser Zwischenbehälter ist in Sektionen unterteilt, ist. Die zuzusetzende Aluminiummenge kann bis

aus denen der Stahl in drei Strahlen in die Kokille etwa 800 g/t Stahl betragen und ist bedeutend

gegossen wird, wobei die zwei äußeren eine gleiche geringer als die üblicherweise benötigte Menge,

und vom mittleren Gießstrahl unterschiedliche 65 Vorzugsweise kann die Stahlmenge mindestens

chemische Zusammensetzung aufweisen. eines Strahles reguliert werden. Die Güte des Guß-

Die Stahlzuführung kann durch eine Pfanne mit und Endproduktes wird nicht nur von der Reinheit

zwei Ausgüssen oder zwei Pfannen erfolgen. Auch der Oberfläche und Randzone, sondern auch von der

Dicke dieser Randzone bestimmt. Diese Dicke läßt sich bei gegebenen Gießparametern beispielsweise durch das gegenseitige Mengenverhältnis des durch die beiden äußeren Strahlen zum mittleren Strahl zugeführten Stahles sowie der Eintauchtiefe des Tauchrohres bzw. durch die Ausflußtiefe unter den Badspiegel des den Kern bildenden Stahles bestimmen. So kann es von Vorteil sein, daß die Menge des durch den mittleren, die Kernzone bildenden Strahl zugeführten Stahles größer ist als die Menge des durch die übrigen Strahlen zugeführten Stahles. Es kann ferner zur Einstellung der gewünschten Eintauchtiefe das zentrale Tauchrohr in der Höhe zum Kokillenbadspiegel verstellbar sein.

Claims (9)

gegossenen Stränge nicht gegeben, da diese Fehler Patentansprüche: durch die anschließende Formgebung nicht mehr be seitigt werden können; Eine häufig auftretende

1. Verfahren zur Herstellung eines Stahlstranges Fehlerursache sind nichtmetallische Einschlüsse mit verschiedener Stahlzusammensetzung im 5 exogener und endogener Natur, deren Abscheidung Kern- und Randbereich durch Vergießen in im Verlauf des Stahlherstellungsverfahrens nicht vollmehreren Strahlen, dadurch gekenn- ständig gelingt. Solche nichtmetallischen Einschlüsse zeichnet, daß in eine für das Vergießen nur sind vorwiegend Desoxydationsprodukte, wie z. B. einer Stahlzusammensetzung üblichen Stranggieß- Aluminiumoxid. Kommen diese Oxide in die unkokille für den Randbereich bestimmter Stahl in io mittelbare Randzone, so bilden sie Schwächestellen den Badspiegelbereich mit vorwiegend horizon- im Gefüge, an denen Oberflächen- und Randzonentaler, auf die Kokillenwand gerichteter Strömung fehler entstehen.

und gleichzeitig für den Kernbereich bestimmter Es ist oft notwendig, zur Erzielung bestimmter

Stahl in den flüssigen Kern mit einem Strömungs- Eigenschaften Zusätze an Metallen zur Legierung

verlauf in Richtung der Stranglängsachse einge- 15 oder Verbesserung des Stahles vorzunehmen. So ist

bracht wird. es beispielsweise üblich, Aluminium wegen gewünsch-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- ter Alterungsbeständigkeit, Desoxydation, Feinkennzeichnet, daß einem Stahl von in der Gieß- körnigkeit usw. dem Stahle zuzugeben.

pfanne einheitlicher chemischer Zusammen- Es bestehen jedoch Schwierigkeiten, bestimmte

Setzung oberhalb des Kokillenbadspiegels durch 20 Eigenschaften der Randzone mit anderen des Kernes

metallurgische Behandlung die für den Rand- in einem Gußprodukt zu verbinden. Daraus ent-

bzw. Kernbereich gewünschte unterschiedliche wickelte sich die Notwendigkeit, Gußstücke als

Zusammensetzung gegeben wird. Verbundguß herzustellen, um damit einem Gußstück

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge- örtlich verschiedene Eigenschaften zu geben,
kennzeichnet, daß bei Verwendung von Tauch- 25 Es ist bekannt, Verbundgußstücke nach dem rohren zur metallurgischen Behandlung Alu- Stranggießverfahren herzustellen, indem der aus einer minium ins Tauchrohr eingeführt wird. Form austretende, erstarrte Strang durch eine weitere

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, Form geleitet wird, um dort als Grundkörper für den dadurch gekennzeichnet, daß der zur Bildung des Verbundstrang zu dienen. Ein weiteres Verfahren Randbereiches bestimmte Stahl unberuhigt und 30 besteht darin, einen Hohlstrang zu gießen, der der für den Kernbereich bestimmte Stahl durch wiederum als Kokille für den mittleren Teil des Aluminium voll beruhigt vergossen wird. Stranges dient. Es ist auch schon vorgeschlagen

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worden, Verbundgußkörper durch Gießen des Kerndadurch gekennzeichnet, daß die Stahlmenge Werkstoffes zwischen Blechen oder Platten herzumindestens eines Strahles reguliert wird. 35 stellen. Alle diese Verfahren ergeben Schwierigkeiten

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch ge- auf Grund unterschiedlicher Schrumpfung und kennzeichnet, daß die Menge des durch den Schwindung und ungenügender Verbindung der zwei mittleren, die Kernzone bildenden Strahl züge- gegossenen Materialien. Außerdem müssen die aufführten Stahles größer ist als die Menge des durch tretenden Gußspannungen durch eine Wärmebehanddie übrigen Strahlen zugeführten Stahles. 40 lung beseitigt werden.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- Aufgabe der Erfindung ist es, kontinuierlich rens nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet Stahlstränge herzustellen, bei denen Randzone und durch mindestens zwei Zuführungen für den Kern verschiedene Eigenschaften aufweisen und Stahl Stahl des Wandbereiches. mit diesen Eigenschaften in einem gemeinsamen

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeich- 45 Gießvorgang gleichzeitig unter optimaler Verbindung net durch auf die Kokillenwandungen gerichtete und ohne Schwindungsfehler vergossen wird.
Ausfließöffnungen der Stahlzuführungen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in eine

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeich- für das Vergießen nur einer Stahlzusammensetzung net durch ein der Höhe zum Kokillenbadspiegel üblichen Stranggießkokille für den Randbereich beverstellbares, zentrales Tauchrohr. 50 stimmter Stahl in den Badspiegelbereich mit vorwiegend horizontaler, auf die Kokillenwand gerichteter Strömung und gleichzeitig für den Kernbereich

bestimmter Stahl in den flüssigen Kern mit einem

Strömungsverlauf in Richtung der Stranglängsachse 55 eingebracht wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren Die Erfindung sieht ferner eine Vorrichtung vor,

und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Stahl- die gekennzeichnet ist durch mindestens zwei Zufühstranges mit verschiedener Stahlzusammensetzung im rungen für den Stahl des Wandbereiches. Vorteilhaft Kern- und Randbereich durch Vergießen in mehreren sind die Ausflußöffnungen der Stahlzuführungen auf Strahlen. 60 die Kokillenwandungen gerichtet.

Die Qualität der aus gegossenen Strängen herge- Die Herstellung des Stahlstranges mit verschiedener

stellten Endprodukte ist abhängig von der Qualität Zusammensetzung im Kern- und Randbereich kann sowohl der Oberfläche und der Randzone des Guß- so vorgenommen werden, daß einem Stahl von in der Produktes als auch seines Kernes. Für die Weiter- Gießpfanne einheitlicher chemischer Zusammensetverarbeitung, meist in einem Verformungsprozeß, ist 65 zung oberhalb des Kokillenbadspiegels durch metalleine rißfreie, reine Oberfläche und Randzone uner- urgische Behandlung die für den Rand- bzw. Kernläßlich. Treten Risse oder andere Oberflächenfehler bereich gewünschte unterschiedliche Zusammenauf, ist eine befriedigende Weiterverarbeitung der Setzung gegeben wird. Die mögliche Behandlung um-