DE1807435A1 - Verfahren und Einrichtung zum Metall-,insbesondere Stahl-Stranggiessen - Google Patents

Description

• Verfahren und Einrichtung zum Metall-, insbesondere Stahl-Stranggießen Das Hauptpatent (Patentanmeldung P 17 83 060.3 bzw. ? vom 16.10.1968) beschäftigt sich mit einem Verfahren zum Metall-, insbesondere Stahl-Stranggießen, bei dem zwecks raschen Abkühlens und Durchmischens des in der Durchlaufgießform vorhandenen flüssigen Teils bzw. zum Entgasen und Homogenisieren elektrodynamisch bewirkte, in einzelnen Querschnittszonen gegenläufige Kräfte hervorgerufen werden.
• Um dne schon seit langer Zeit erwünschte, Jedoch nie erreichte Wirtwng des Randbespülenü auf einer großeren Strecke wie beispielsveise derjenigen der Durchlaufgießformlänge hervorzurufen, vermittelt das Hauptpatent die Anweisung, daß Drehstrom-Wanderfelder die Randbereiche des Inhalt es der Durchlaufgießform in Strangbewegungsrichtung derart beeinflussen, daß beständig in den Querschnittsrandbereichen erzeugte, vorwãrtslaufende Strõmungen des Flüssigmetalls das Erstarrungsprofil nahezu einebnen.
• Tritt ein besonders widriger Umstand auf, der sich absetzende Randschichten erstarrten Gießwerkstoffes bewirkt, so könnte die Energie des Drehstrom-Wanderfeldes für den vorgesehenen Zweck eine Schwächung erfahren. Dem älteren Erfindungsvorschlag folgend führt ein ergänzender Verfahrensschritt zu einer grundsätzlichen Verbesserung der Verhältnisse. Die Ergänzung baut auf dem Grundgedanken auf, ferromagnetische Störschichten bei Vorhandensein einer relativen Permeabilität von nahezu 1 ohne Schwierigkeiten durchdringen zu können. Mindestens in Intervallen werden danach so hohe elektromagnetische Feldstärken angewendet, daß gegebenenfalls sich ansetzende ferromagnetische Störschichten magnetisch gesättigt werden. Dann wird die relative Permeabilität Die magnetische Flußdichte B hängt von der an die Spulen gelegten Spannung ab und von den Eigenschaften des zu durchdringenden Werkstoffes. An und für sich gebietet der Verlauf der Magnetisierungskurven von Eisenlegierungen, die Spannung nicht mehr über ein Maximum sinnvoll steigern zu können. Die Verhältnisse ändern sich Jedoch mit wechselnden Temperaturen unter Umständen einschneidend. Beispielsweise tritt sofort bei Bildung von Zementit im Gefüge eine Stabilisierung der Magnetisierungsfähigkeit ein. In einem heterogenen Gefüge ist die magnetische Sättigung proportional der Menge des magnetischen Anteils. Zementit ist zwar auch ferromagnetisch, jedoch sind seine Sättigungswerte geringer als die des reinen Eisens. Der Kohlenstoff dagegen verhält sich magnetisch indifferent. Je nach Verteilung von Begleitstoffen im Grundwerkstoff erhält man danach insbesondere unterhalb des Curiepunktes Störungen unterschiedlicher Größe. Die zu wählende Spannung richtet sich nach den aufgezeigten Gegebenheiten.
• Eine hohe Feldstärke und damit das Erreichen des angestrebten auszugleichenden Verhältnisses von Induktion und Feldstärke bestizint sich durch eine hohe Stromstärke. Eine solche kann aus technischen Gründen nicht ohne weiteres annehmbar sein. Zumindest setzen die beim Stranggießen in Stahlwerken vorhandenen Möglichkeiten eine Grenze. Für besonders große GieBquerschnitte, d.h. Brammenquerschnitte und für kleinere Querschnitte, die dicht nebeneinander angeordnet abgegossen werden müssen, um von einer einzigen Gießpfanne gespeist werden zu können, empfiehlt sich eine Herabsetzung des die Schaltmittel und Leitungsnetze belastenden Spitzenwertes des Stromes. Eine hohe Feldstärke kann demnach für kleine Gießquerschnitte unangenehm sein, Jedoch für große Brammenquerschnitte unbedingt erforderlich werden.
• Die Anweisung nach dem Haupt patent löst im Grunde das Problem, den magnetischen Widerstand durch Veränderung der Permeabilität zeitweise herabzusetzen und 60 den Magnetfluß ungehindert hindurchtreten zu lassen, ohne eine Abschiriwirkung seitens bestimmter Gießwerkstoff-Zustände hinnehmen zu massen.
• Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, eine Verbesserung hinsichtlich der nachteiligen Folgen von Ablagerungen ferromagnetischer Schichten an den Wänden der Durchlaufgießform zuserreichen. Zur tiberwindung von Schwierigkeiten unterschiedlichen Verhaltens des Gießwekstoffes nebst seinen in ihm mehr oder weniger geldsten Begleitstoffen wie Kohlenstoff, Schwefel, Silizium, Phosphor usw. in Kombination des Zusaimentreffens mit einer Durchlaufgießform ganz bestimmter Eigenschaften sollen Maßnahmen vorgeschlagen werden.
• Erfindungsgemäß besteht zur Erreichung der Zielsetzung eine der Maßnahmen in dem Verfahren, daß in und/oder außerhalb des Wirkzeitraumes der Drehstrom-Wanderfelder diesen eine Gleichstrommagnetisierung überlagert wird.
• Entweder benUtzt man diese zur Steigerung der Gesamtkraft, intensiv auf Abscheidungen Jeglicher Ursache einzuwirken oder aber man nutzt den Vprteil bei Impulsbetrieb der Drehstrom-Wanderfelder, die Pausen zwischen den Impulsen zu überbrücken und nach Möglichkeit die übermäßig hohen Feldstärken abzubauen.
• Im Speziellen erfolgt die einrichtungsmäßige Ausgestaltung des Grundgedankens derart, daß ein überwiegend in der positiven oder negativen Wanderfeldrichtung verlaufendes Gleichfeld einer so großen Intensität angewendet wird, daß Sättigung gegebenenfalls vorhandener ferromagnetischer Abscheidungen innerhalb der Durchlaufgießform erzielbar ist.
• Eine andere Erfindungsmaßnahme kennzeichnet sich dadurch, daß neben den Spulen für die Drehstromwanderfelder im Abstand dgerforderlichen Isolation, Spulen für das Gleichstromfeld innerhalb des gekühlten Teils der Durchlaufgießform angeordnet sind, wobei die Drehstrom-Wanderfeldspulen innen, die Gleichstromfeld-Spulen außen liegen. Die Spulen bilden zusammen mit dem Kühlkammersystem der Wasserführung eine kompakte Einheit und befinden sich unter Verschluß, so daß den Erfordernissen des Hüttenwerksbetriebs; genügend Sicherheit der elektrischen Einrichtung zu gewährleisten, Rechnung getragen ist.
• In der beigefügten Zeichnung ist die erfindungsgemäße Einrichtung schematisch dargestellt und im folgenden näher erläutert.
• Die einzige Figur der Zeichnung stellt einen vertikalen Achsenschnitt durch die Durohlaufgießform dar unter Verzicht auf alle Teile, die nicht zur Erfindung gehören.
• In der Durchlaufgießform 1 bildet sich der Gießstrang 2.
• Hierzu fließt aus der Verteilerrinne 3 durch die beiden Tauchrohre 4 und 5 das flüssige Gießmetall 6 bis unter den Gießspiegel 7, dessen Fläche gegen Reoxydation mittels einer Schlackenschicht 8 geschützt ist. Die Durchlaufgießform 1 weist relativ dünne Wandplatten 10 auf. Nur durch einen engen Wasserspalt 11 getrennt liegen die Drehstromwanderfeld-Spulen 12 bis 17. Die Schaltung der Spulen ist wie eingezeichnet R T' S R' T S'.
• Daraus resultiert die Kraftwirkung parallel zur Strangbewegungsrichtung, Jeweils durch die Pfeile 18 bezeichnet, die auf den Strömungslinien 20 des Drehstrom-Wanderfeldes liegen. Ebenfalls mit Isolations-Abstand bzw. mit Wasserspalt 19 angeordnet, befinden sich die Gleichstromspulen bzw. Spulen 21 um die Drehstrom-Wanderfeldspulen 12 bis 17 gelegt. Diese erzeugen ein Gleichfeld, etwa durch die Feldlinien 22 gekennzeichnet. Dieses Gleichfeld muß so stark sein, daß sich gegebenenfalls absetzende Schichten 23 magnetisch sättigen. Die Richtung des Gleichfeldes im Innern der Durchlaufgießform 1 muß überwiegend in die positiv und negativ zu zählende Wanderfeld-Richtung fallen. Durch die Richtungsforderung erfolgt Wirbelstrombremsung der Rührbewegung durch die Wirkung der Wanderfeld-Linien 20 nur im Kopf- und Fußteil der Durchlaufgießform 1. Im Kfteil ergeben sich daraus besondere Vorteile.
• Wie gezeichnet, beeinflussen sich.die positiven Wanderfeldlinien 20 und die entsprechenden Gleichfeldlinien 22 gemäß der obigen Beschreibung, so daß eine allgemeine Temperatursenkung der flüssigen Teile 6 bis in einen Bereich 24 stattfindet, wobei die Wärme durch'den gekühlten Teil 25 der Durchlaufgießform 1 mit abgeführt wird.
• In Betracht gezogene Druckschriften: Keine.

Claims (3)

PatentansprUche

1. Verfahren zum Metall-, insbesondere Stahl-Stranggießen, bei dem zwecks raschen Abkühlens und Durchmischens des in der Durchlaufgießform vorhandenen flüssigen Teils bzw. zum Entgasen und Homogenisieren elektrodynamisch bewirkte, in einzelnen Querschnittszonen gegenläufige Kräfte hervorgerufen werden, indem Drehstromwanderfelder die Randbereiche des Inhaltes der Durchlaufgießrorm in Strangbewegungsrichtung derart beeinflussen, daß bestEndig in den Querschnittsrandbereichen erzeugte, vorwärtslaufende strömungen des Flssigretalls das Erstarrungsproiil nahezu einebnen, wobei mindestens in Intervallen so hohe elektromagnetische Feldstärken angewendet werden, daß gegebenenfalls 3kh ansetzende ferromagnetische Störschichten magnetische Sättigung erfahren, nach Patent Nr.

......... (Patentanmeldung P.17 83 060.3) (oder Patentanmeldung .....? vom 16.10. 68) dadurch gekennzeichnet, daß in'und/oder außerhalb des Wirkzeitraumes der Drehstrom-Wanderfelder diesen eine Gleichstrommagnetisierung überlagert wird.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch die Anwendung eines überwiegend in der positiven oder negativen Wanderfeldrichtung (20) verlaufenden Gleichfeldes (22) einer so großen Intensität, daß Sättigung gegebenenfalls vorhandener ferromagnetischer Abscheidungen (23) innerhalb der Durchlaufgießform (1) erzielbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß neben den Spulen (12 bis 17) für die Drehstromwanderfelder (20) im Abstand (19) der erforderlichen Isolation, Spulen (21) für das Gleichstromfeld (22) innerhalb des gekühlten Teils der Durchlaufgießform (1) angeordnet sind, wobei die Drehstrom-Wanderfeldspulen (12 bis 17) innen, die Gleichstromfeld-Spulen (21) außen liegen.