DE1952996A1 - Flussmittelzusammensetzung zur Verwendung beim Stranggussverfahren und Verfahren zum Stranggiessen von geschmolzenem Metall - Google Patents

Description

DR.E. WIEGAND DIPU-ING. W. NiEMANN DR. M. KÖHLER DlPUNG. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG

55547« 8000 MÖNCHEN 15, 21 ,Oktober X969

TELEGRAMME. KARPATENT · NUSSBAUMSTRASSE 10

W. 14 532/69 15/Nie

Foseco Trading AG Chur, Graubünden (Schweiz)

Plußmittelzusammensetzung zur Verwendung beim Stranggußverfahren und Verfahren zum Stranggießen von geschmolzenem Metall

Die Erfindung bezieht sich auf Flußmittel zur Verwendung beim kontinuierlichen Vergießen von geschmolzenem Metall, d.h. beim Stranggußverfahren.

Beim kontinuierlichen Vergießen oder Stranggießen von geschmolzenen Metallen, insbesondere von Stahlmassen, zur Bildung eines Stranggusses ist es in der Praxis allgemein Üblich, das geschmolzene Metall in die kontinuierliche Gußform durch eine Schicht von Flußmittel zu vergießen, die auf der oberen Oberfläche des geschmolzenen Metalls schwimmend vorhanden ist. Die Anwesenheit des Flußmittels unterstützt die Erzielung einer reinen und fehlerfreien Oberfläche auf dem Gußstrang.

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Bisher wurden viele verschiedene Arten von Flußmitteln für diesen Zweck verwendet, wobei -jedoch zahlreiche von diesen Arten nicht vollständig geeignet waren. Ein besonderer Nachteil von vielen derartiger Flußmittel war die Neigung zum Mitreißen in das geschmolzene Metall selbst.

Beim kontinuierlichen Vergießen wurde festgestellt, daß die Auswahl eines Flußmittels für das Vergießen von irgendeiner gegebenen Stahlschmelze, das bei der Gießtemperatur eine richtige und geeignete Viskosität aufweist, über einen geeigneten Temperaturbereich flüssig ist und leicht schmilzt, wichtig 1st. Obgleich Flußmittel gewählt werden können, die^ diese Erfordernisse erfüllen, war es häufig notwendig, vollständig verschiedene Arten von Flußmitteln für verschiedene Arten von Stahlmassen, die vergossen werden, zu verwenden. Dies ist im allgemeinen unbequem.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines neuen Flußmittels, bei welchem die vorstehend geschilderten Eigenschaften nicht auftreten.

Gemäß der Erfindung werden Flußmittelzusammensetzungen für das kontinuierliche Gießen oder für das Stranggußverfahren geschaffen, die die folgenden Bestandteile in den nachstehend angegebenen Gewichtsmengen enthalten:

Portlandzement oder ähnlicher Zement 10 - 70 $ Feuerfestes Material vonJeichtem Gewicht 10 - 50 # Niedrigschmelzendes Flußmittel 10 - 60 %

Das niedrigschmelzende Flußmittel (vorzugsweise mit einem Schmelzpunkt im Bereich von 700 bis 1300°C) kann aus einer großen Mannigfaltigkeit» die in der Metallgußpraxis bekannt ist, ausgewählt werden, es wird jedoch bevorzugt

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aus Gläsern, Borax, Natriumfluorid und Natriumcarbonat gewählt. Flußspat kann verwendet werden,, wird jedoch im allgemeinen aufgrund der damit verbundenen Gesundheitsgefährdung nicht bevorzugt. Vorzugsweise enthält das Flußmittel 5 bis 3o# Natriumcarbonat und 5 bis 3o$ Borax. Das Natriumcarbonat kann in Form von Sodaasche verwendet werden. Der verwendete Borax soll wasserfrei sein.

Außer Portlandzement selbst können ähnliche hydraulische Zemente oder Mörtel verwendet werden, z.B. Hochofenzement oder Hüttenzement (ein Gemisch von etwa 8o Gew.^ Hochofenschlacke und 2o Gew.# von verschiedenen Metalloxyden) oder auch zerkleinerte Hochofenschlacke selbst.

Das feuerfeste Material von leichtem Gewicht, das bevorzugt verwendet wird, besitzt eine Dichte von weniger als 1 g/cm und geht vorzugsweise insgesamt durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von etwa 353 Mikron (44-BSS-mesh). Insbesondere gehen vorzugsweise wenigstens 5o Gew.56 des feuerfesten Materials von leichtem Gewicht durch ein , Sieb mit einer lichten Maschenweite von etwa 53 Mikron (3oo BSS-mesh). Der bevorzugte feuerfeste Füllstoff von leichtem Gewicht ist Flugasche, wobei jedoch auch, andere Materialien, z.B. expandierter Vermiculit oder Perlit, Bimsstein, Kalk oder verschiedene Aluminosilicate verwendet werden können·

Eine Steigerung des Gehaltes an niedrigschmelzendem Flußmittel mit Bezug auf den Gehalt an Zement und.feuer-festem Füllstoff erhöht die Fließfähigkeit des Flußmittels bei einer gegebenen Temperatur. Eine Steigerung des Gehaltes an Zement und/oder feuerfestem Füllstoff setzt die Fließfähigkeit für eine gegebene Temperatur herab. Der Gesamtanteil von Zement und feuerfestem Füllstoff für eine gegebene Fließfähigkeit des Flußmittels bei einer gegebenen Temperatur für einen gegebenen Gehalt an niedrigschmelzendem

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Flußmittel wird Innerhalb dieser Begrenzung festgelegt, wobei die Anteile oder Verhältnisse von Zement und feuerfestem Füllstoff Jeweils auf Kosten des ander.en variiert werden können, ohne irgeindeinen wesentlichen Einfluß auf die Eigenschaften der betreffenden Flußmittelzusammensetzung.

Das Anwendungsausmaß des Flußmittels liegt vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 0,5 bis 1,5 kg/ etwa 1 t von gegossenem Metall. Niedrigere Ausmaße neigen zu einer ungenügenden Bedeckung der Metalloberfläche, wähisid höhere Ausmaße unnötig sind. .

Gemäß einer besonderen Ausführungsform wird das geschmolzene Metall durch eine Decke oder Schicht von geschmolzenem Flußmittel mit einer Dicke von 0,5 bis 1,0 cm gegossen.

Die optimale Flußmittelzusammensetzung zur Verwendung in irgendeinem besonderen Fall hängt nicht nur von der Art des zu vergießenden Metalls und der Gießtemperatur (wie nahstehend erläutert) ab, sondern euch von dem Abzugsausmaß oder der Abzugsgeschwindigkeit des gegossenen Metalls 'aus derForm. Beispielswelse kann beim Vergießen in eine Form mit den Abmessungen von etwa 30,5 cm χ 30,5 cm (12 in. χ 12 in.) das Abziehen in einem Ausmaß von 50,8 bis 63,5 cm (20 bis 25 in.) je Minute erfolgen, um zufriedenstellende Ergebnisse bei einer besonderen Stahlqualität und bei einer geeigneten Flußmittelzusammensetzung zu erzielen. Wenn je-. doch der gleiche Stahl in eine Form mit den Abmessungen von etwa 10,15 cm χ 10,16 cm (4in* χ 4 in.) bei einem Abzugsausmaß von etwa 76,2 bis 88,9 cm (30 bis 35 in.) je Minute vergossen werden soll, soll die Fließfähigkeit des Flußmittels etwas erhöht werden, indem man das Verhältnis oder den Anteil des niedrigschmelzenden Flußmittels, z.B. von Borax und/oder Natriumcarbonat, innerhalb des für diese Stahlqualität vorgeschriebenen Bereichs erhöht.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert. Die ersten vier Beispiele veranschaulichen geeignete Bereiche vonZusaimnensetzungen zur Verwendung mit vier Arten von Stahl» der im Strangguß vergossen werden soll. Sämtliche Anteile und Verhältnisse sind auf Gewicht bezogen.

Beispiel 1 Hochlegierte Stähle und/oder rostfreie Stahlqualitäten

Derartige Stähle gehören zu den viskosesten Arten von Stahl und erfordern eine Plußmittelzusammensetzung innerhalb des Bereichs:

Zement 25 - 40 £

Plugasche " 20 - 25 %

Natriumcarbonat 20 - 25 %

Borax 20 - 25 #

Stähle in diesem QualitätsbereicH werden bei einer Temperatur in der Größenordnung von 1520 bis 1530⁰C gegossen.

Beispiel 2 Niedriglegierte Stähle

Derartige Siäile besitzen eine . etwas größere Fließfähigkeit als die vorstehend in Beispiel 1 genannten und werden bei einer Temperatur von I580 bis 159O°C gegossen* Die optimale Plußmittelzusammensetzung für eine derartige Qualität ist:

Zement 25 - 50 #

Plugasche 23 - 50 #

Natriumcarbonat 15 - 20 %

Borax 10 - I5 $>

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Beispiel 3

Kohlenstoff arme Stähle (0,12 # Koh'lenstoff oder weniger)

Diese Stahlqualitäten sind von höherer Fließfähigkeit als diejenigen in Beispiel 2, obgleich die Gießtemperatur wiederum bei 158O bis 1590⁰C liegt. Die optimale Flußmit-■telzusammensetzung ist:

Zement 40 - 50 $>

Plugasche 30 - 35 #

Natriumcarbonat %Q - V5 $

Beispiel 4

Stähle mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt (oberhalb 0,12 % Kohlenstoff)

Diese StahlquaHtäten sind vaigröflBr Pließfähigkeit und die Gießtemperaturen liegen gewöhnlich in der^ Größenordnung von. 1530 bis 1540^QG, Die Flußmtttelzusammensetzung ist vorzugsweise innerhalb des Bereichsj Zement 45^55^^

Plugasche 30 - 40β

Natriumcarbonat , 3 - 8■%■

Borax 5-10 %

wobei eine besondere brauchbare Zusammensetzung die folgende ist:

Portlandzement · 52 % Plugasche 35 %

Natriumcarbonat 5#

Borax β % , >

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Beispiel 5

Es wurden Stähle, die die nachstehend aufgeführten Komponenten in den nachstehend angegebenen Mengen enthielten, ge-

Kohlenstoff 0,06 - 0,2.

Mangan · 0,25 - 1,20

Silicium , 0,25 - 0,35

Aluminium 0,1 - 0,5

Chrom . 0,1 - 0,25

Die Gießtemperatur für derartige Stähle beträgt vorzugsweise I535 bis 155O⁰C bei einer Gießgeschwindigkeit von 0,8 bis 0,85 m/min. Eine Mehrzweck-Flußmittelzusammen setzung, die für sämtliche Stahlarten innerhalb des vorstehend angegebenen Bereichs geeignet ist, ist die nachstehende:

Zement 40 %

Flugasche 40 %

Natriumcarbonat - 10 %

Borax ' 10 %

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Flußmittelzusanmensetzung zur Verwendung beim Stranggußverfahren dadurch gekennzeichnet, daß ale die nachstehend aufgeführten Bestandteile In den nachstehend angegebenen Gewichtemengen enthältt ' ·

   .Portlandzement"oder ein ähnlicher Zement« z.B. F prtländzeaent, Hochofenzement oder Hüttenzement 10 - 70 %

   Feuerfestes Material von leichte» G β wicht, z.B. . Flugasche; expandierter Vermiculit, expandier·» f ter Perlit, Bimsstein, Kalk 10 - 50 j*

   Nledersohaelzendes Flußmittel, z.-B*-Gläser,

   Katriumfluorld und Natriumcarbonat 10 - 60 $ „

   2. Flutait^elsiasaBnsnsetEung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Material von leichtem Gewicht eine Dichte von weniger als 1 g/cer besitzt und daß mehr als 50 Gew.-Ji dee feuerfesten Materials von leichtem Gewicht durch ein Sieb alt einer lichten Maschenweite von etwa 53 /U (3Ö0 BSS-meeh) hindurchgehen·

   3* Fluealttelzusasnensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie 5 bis 30 % Natriumcarbonat und 5 bis 30 Ji Borax enthält.

   k. Verfahren zum Stranggießen von geschmolzenem Metall, bei» spielsweise Stahl, dddurch gekennzeichnet,daß man eine Fluß-Mittelzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 verwendet.

   5· Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gkennzelchnet, daß man das Flußaittel in einem Ausmaß von 0,5 bis 1,5 kg je 1 t (per ton) dee Gießmetalls verwendet.

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   6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das geschmolzene Metall durch eine Decke oder Schicht von geschmolzenem Flußmittel mit einer Dicke von 0,5 bis 1,0 cm hindurohgiefit.

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