DE1902116A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Stranggiessen - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit dem Stranggiessen und betrifft insbesondere eine Vorrichtung, mit der verhindert wird, daß nichtmetallische Stoffe, Schaum oder Schlacke in der Oberfläche eines durch Stranggiesseh hergestellten Stahlkö'rpers eingeschlossen werden.

Geschmolzener Stahl entwickelt entweder eine gewisse Menge unerwünschter, nichtmetallischer Stoffe während seiner Herstellung und seines Transports oder er nimmt diese unerwünschten Stoffe auf, von denen sich der überwiegende Teil als Schaum oder Schlacke bemerkbar macht und unter der Wirkung des spezifischen Gewichts bestrebt ist, zur Oberfläche des geschmolzenen Stahls aufzusteigen,

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys, Sebastian Herrmann

¥enn die Stahlschmelze in eine gewöhnliche Brammenform gegossen wird, beginnt sie sofort, sich längs der Kokillenwände zu verfestigen, und die vorhandene Oberflächenschlacke wird in Richtung auf das sich verfestigende Metall gezogen und in den äußeren, senkrechten Oberflächen der Bramme eingeschlossene Um diesen Sehlackeneinschluß in den äußeren, senkrechten Oberflächen der Bramme zu verhindern oder auf ein Mindestmaß zu beschränken und zu bewirken, daß sich die Schlacke nur auf der Kopfoberflache sammelt, wo sie leichter entfernt werden kann, werden verschiedenartige Pormauskleidungen benutzt.

Das gleiche Problem ergibt sich, nur daß es in diesem Fall in "einem noch stärkeren Maße auftritt, wenn Stahl im Stranggießverfahren vergossen wird. Fenn in den Oberflachen eines Stranggußabschnitts, wenn er geformt wird, sehr viel Schlacke eingebettet wird, so ergibt diese Schlacke Schwächungsflecken in der Oberfläche oder Haut, die den Bruch oder Ausbrüche des geschmolzenen Kerns verursachen können. Selbst wenn dies nicht geschieht, müssen die eingebetteten Schlackenmengenduteh Putzen entfernt werden. Pormauskleidungen, wie sie in den gewöhnlichen Brammenformen verwendet werden, haben sich bei der Verhinderung von Schlackeneinschluß in den Oberflächen der Stranggießabschnitte nicht bewährt.

Erfindungsgemäß wird deshalb ein Verfahren zum Stranggiessen von Stahl vorgeschlagen, sowie eine zur Durchführung dieses Verfahrens besonders geeignete Kokillenform, die die obengenannten Schwierigkeiten weitgehend beseitigen. Erfindungsgemäß wird eine neuartige, zweiteilige Kokille verwendet, die aus einem hitzebeständigen, erwärmten Oberteil und einem gewöhnlichen, rohrförmigen, wassergekühlten Durchflußbodenteil besteht. Außerdem werden in dem geheizten -Oberteil der Kokille eine oder mehrere Ausgußtüllen

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vorgesehen, so daß zu starke Schlackenanhäufunge'n entfernt werden können. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das geschmolzene Metall beim Abgiessen in das geheizte Oberteil der Kokille in einem vollständig geschmolzenen Zustand gehalten, so daß die Sehlacke, die sich entwickelt hat oder in die Schmelze aufgenommen worden ist, auf der Kopfoberfläche gesammelt werden kann und nicht in einer Oberfläche eingeschlossen wird, die dann in, den gekühlten unteren Abschnitt der Kokille absteigt, wo sich durch Verfestigung eine Haut bildet, die die noch flüssige Mitte umschließt, bis diese Mitte sich soweit abgekühlt hat, daß sie sich vollständig verfestigt hat.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfinduiigsgegenstandes ist in der Zeichnung, auf die sich die folgende Beschreibung bezieht, schematisch dargestellt. In der'Zeichnung, zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht durch die Mitte einer Kokille, aus der die Führungsrollen und die Kühlmittelstrahlen unter der Kokille für die sich abwärts bewegende Bramme ersichtlich sind sowie die Gießpfanne über der ν Kokille,

Fig. 2 eine ähnliche Schnittansicht der neuartigen Kokille in einem vergrößerten Maßstab und

Figo 3 eine perspektivische Ansicht des Kopfes des Kokillenoberteils.

Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, weist die Stranggießkokille 10 ein beheiztes, hitzebeständiges Oberteil 11 und ein wassergefülltes Unterteil 12 auf, auf dem das Oberteil sitzt und auf dem es befestigt ist. Eine Gießpfanne 13 über der Kokille gibt einen oder mehrere Metallschmelzenströme an die Kokille ab, die durch die Stopfstange 14 oder eine ähnliche Vorrichtung zur Dämpfung der Strömung gesteuert

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werden. Unter der Kokille umsehließen Führungswalzen 15 die austretende Bramme 16, und aus Düsen 17 treten Kühlwasserstrahlen aus, die auf die Bramme auftreffen.

Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, weist das Oberteil 11 der Kokille 10 einen hitzebeständigen Block 18 auf, der auf dem oberen Ende des Unterteils 12 aufsitzt und durch den sich ein Formenhohlraum erstreckt. Der Block 18 besteht vorzugsweise aus Aluminium oder einem anderen Material mit ähnlichen Eigenschaften ader er kann aus einem hitzebeständigen Material und Graphit oder einem anderen hitzebeständigen elektrischen Leiter zusammengesetzt sein. Der Block 18 ist mit einer engsitzenden Heizmanschette 19 versehen, die eine elektrische Heizspule 20 aufweist, die entweder eine Widerstands- oder eine Induktionsspule ist und in der Manschette eingebettet ist. Die Spule 20 würde eine Induktionsspule sein, wenn sie in Verbindung mit einem Block 18 verwendet würde, der ein hitzebeständiger elektriscler Leiter ist. Die Manschette 19 kann aus dem gleichen Material bestehen wie der Block 18. Die Heizspule 20 ist vorzugsweise aus Siliziumkarbid, Molybdändisilizid oder Graphit (Kohlenstoff) gefertigt. Wenn sie eine Induktionsspule ist, dann würde sie normalerweise ein wassergekühltes Kupferrohr sein.

Das Unterteil 12 der Kokille 10 entspricht den üblichen Stranggxeßkokillen, d.h. es besteht aus einer Metallplattenkonstruktion und ist in den Wänden mit Räumen oder Spalten für die Kühlwasserzirkulierung versehen. Die Walzen 15 sowie die Düsen 17 entsprechen ebenfalls herkömmlicher Bauweise.

Das Oberteil 11 der^Kokille 10 weist Schlackenablauftüllen 21 auf, die vorzugsweise in den Stirnwänden ange- "~- ordnet sind, wie dies in Figur 3 gezeigt ist.

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Bei der Verwendung der beschriebenen Stranggießkokille zur Durchführung des neuartigen Verfahrens wird znnächst die Heizspule 20 erregt, um das Kokillenoberteil 11 auf eine Temperatur vorzuheizen, die annähernd der Gießtemperatur des Metalls, also im Falle von Stahl 1566°C entspricht. Das geschmolzene Metall kann dann in die Kokille abgegossen werden, wobei dessen unteres Ende in der bekannten Weise zunächst durch einen zeitweiligen Verschluß zurückgehalten wird. Sobald die Kokille gefüllt ist und der Gußkörper beginnt, sich von der Kokille aus abwärts zu bewegen, werden im allgemeinen stabile Betriebsbedingungen erreicht und beibehalten. Das Oberteil 11 der Kokille hält das in ihr befindliche Metall im wesentlichen auf der Temperatur, mit~der es vergossen wurde, d.h. es tritt im wesentlichen keine Kühlung des flüssigen Metalls auf, bis das Metall auf ein Niveau hinabgewandert ist, das unter dem Kopf des Kokillenunterteils 12 liegt. Im allgemeinen wird hierbei eine Metalltiefe von 10 bis 20 cm über diesem Niveau aufrechterhalten. Dadurch wird ermöglicht, daß irgendwelche überschüssigen Schlacken- oder Schaummengen in Richtung auf die Tüllen 21 geschoben werden, ge mehr Metall aus der Gießpfanne 13 in die KoMlIe einläuft. Nachdem die Schlacke beseitigt ist, wird der Abstieg des flüssigen Metalls unter den Kopf des Kokillenunterteils von einer raschen Verfestigung einer Haut 22 begleitet, deren Dicke mit zunehmender Abwärtsbewegung immer größer wird.

Das Kokillenunterteil 12 kann, falls gewünscht, aus Graphit mit massiven Wänden bestehen, um dadurch zu vermeiden, daß die wassergekühlten Metallwände in der bekannten Weise geschmiert . werden müssen.

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Aus dem obigen ist ersichtlich, daß mit Hilfe des neuartigen Verfahrens sich durch Stranggießen Brammen verbesserter Qualität herstellen lassen, weil mit dem Verfahren die Schlacke gesammelt werden kann, ohne daß sie in die Oberflächen des Gußkörpers eingebettet wird, wenn letzterer sich im Unterteil der Stranggießkokille durch Verfestigung des flüssigen Metalls an den gekühlten Kokillenwänden bildet» ⁵

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Claims (1)

Patentanmeldung; Verfahren und Vorrichtung zum Stranggiessen. an

1. Verfahren zum Stranggieseen von geschmolzenem Metall in einer Stranggießkokille, dadurch gekennzeichnet, daß in dee Oberteil der Kokille ein wesentlicher Wärmeverlust verhindert wird und dadurch eine erhebliche Tiefe des vollständig geschmolzenen Metalls über dem Niveau aufrechterhalten wird, auf dem die Verfestigung des Metalls durch Abstieg in tiefere Höhenlagen der Kokille eingeleitet wird, und daß das Oberteil der Kokille von außen erwärmt wird.

2, Stranggießkokille zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen wassergekühlten, unteren Verfestigungsteil (12), der von einem Kokillenoberteil (ii) überlagert ist, mit dem sich der Wärmeverlust des in ihm befindlichen flüssigen Metalls begrenzen läßt und durch Einrichtungen (19,20) zur Wärmezufuhr zu dem isolierenden Oberteil (ll).

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtedi.-lng. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

Oppenauer Büro: PATENTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT

3* Stranggießkokille nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberteil (ll) alt einer Abfiu6tUlle (21) versehen ist, mit der von der Oberfläche des Metalls alle Überschüssigen Anhäufungen der «ich auf der.Oberfläche irawielnden Schlacke ablihrbar sind.

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