DE2117647B2 - PROCESS FOR SEMI-CONTINUOUS CONTINUOUS CASTING OF METALS - Google Patents
PROCESS FOR SEMI-CONTINUOUS CONTINUOUS CASTING OF METALSInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum halbkontinuierlichen Stranggießen eines Metallrohres oder eines Metallblocks mit einer rohraitigen Außenschale bei dera eine Schmelze von einem Gießbehälter iß eine gekühlte Stranggießkokille eingeleitet und zwischen dem Strang und der Kokille eine Relativbewegung ausgeführt wird.The invention relates to a method for semicontinuous continuous casting of a metal pipe or a block of metal with a raw shell at which a melt from a casting vessel is introduced into a cooled continuous casting mold and a relative movement is carried out between the strand and the mold.
Es besteht heute Bedarf an zweimetaluschen Strängen, Blöcken, Platten oder ähnlichen Gegenständen, die aus einem Kern mit einem Material oder Metall und aus einer Schale oder einem dicken Oberzug mit einem anderen Metall bestehea Zu diesem Zweck ist es bekannt. Metalle durch Plattieren zu verbinden. Die bekannten Plattierverfahren sind jedoch aufwendig und gestatten keine Massenfertigung.Today there is a need for two-metal strands, Blocks, plates or similar objects, which are made of a core with a material or metal and made a shell or a thick cover with another metal is made for this purpose known. To connect metals by plating. However, the known plating methods are expensive and do not allow mass production.
Kaltgewalzte, kohlenstoffarme Stahlbleche machen heute einen großen Teil der Stahlproduktion aus. Dabei nimmt der unberuhigte Stahl einen großen Anteil bei der Stahlblechherstellung ein. Durch Stranggießen hergestellter unberuhigter Stahl ist jedoch nicht in der Lage, den hohen Qualitätsanforderungen zu genügen, die von der Karosserie- und Fahrzeugbauindustrie gestellt werden. Der unberuhigte Stahl hat einen hohen Eisenoxid- und einen niedrigen Kohlenstoffgehalt. Der aufgelöste Sauerstoff bildet Kohlenstoffoxidgase (CO und CO2). Beim Abkühlen wandern der Kohlenstoff, der Schwefel und der Phosphor von dem Rand des Blocks nach innen und bilden eine Seigerung \< >n Metalloiden. Dadurch entsteht an der Außenschicht des Blocks ein Rand, der nahezu frei von Kohlenstoff, Schwefel und Phosphor ist. Infolge des Abkühlungsvorgangs entstehen gerade unterhalb des Randes längliche Gasblasen. Gasblasen, die beim nachfolgenden Walzen nicht zugeschweiß» werden, liegen im allgemeinen unter der Oberfläche, so da3 sie keine Fehler hervorrufen.Cold rolled, low carbon steel sheets make up a large part of steel production today. The unkilled steel takes up a large part in sheet steel production. However, unkilled steel produced by continuous casting is unable to meet the high quality requirements set by the body and vehicle construction industries. The unkilled steel is high in iron oxide and low in carbon. The dissolved oxygen forms carbon oxide gases (CO and CO 2 ). As it cools, the carbon, sulfur and phosphorus migrate inward from the edge of the block and form a segregation of metalloids. This creates an edge on the outer layer of the block that is almost free of carbon, sulfur and phosphorus. As a result of the cooling process, elongated gas bubbles arise just below the edge. Gas bubbles which are not welded shut during subsequent rolling are generally below the surface so that they do not cause any defects.
Wenn unberuhigter Stahl nach herkömmlichen Stranggußverfahren hergestellt wird, werden die Gasbiasen und Metalloide in der teigigen Zone gerade unterhalb des Randes gefangen. Da keine Relativbewegung zwischen der erstarrten Schale und dem flüssigen Kern stattfindet, sind nach dem Erstarren des Blocks die Gasblasen und Metalloide nur wenig von der Oberfläche entfernt und brechen beim Walzen die Oberfläche auf. Aufgrund der Metalloide und der Porosität ist unberuhigter stranggegossener Stahl für Karosseriebleche nicht geeignet.When unkilled steel is made by conventional continuous casting processes, the Gas bubbles and metalloids trapped in the pasty zone just below the rim. There is no relative movement takes place between the solidified shell and the liquid core, are those after the solidification of the block Gas bubbles and metalloids are only slightly removed from the surface and break the surface during rolling on. Due to its metalloids and porosity, unkilled continuously cast steel is used for body panels not suitable.
1 crner hat man bisher Rohre, insbesondere Stahlrohre, dadurch hergestellt, daß der Block durchlocht oder durchstoßen und anschließend auf einem Dorn gewalzt wurde. Dies ist jedoch ein zeitraubender und aufwendiger Vorgang.1 crner has so far been pipes, especially steel pipes, produced by piercing or piercing the block and then rolling it on a mandrel became. However, this is a time consuming and laborious process.
Um die obigen Nachteile und Unzulänglichkeiten zu vermeiden, ist ein Verfahren zum kontinuierlichen Gießen eines länglichen Metallrohrs oder Metallstrangs mit einer rohrförmigen Außenschale nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ein geschmolzenes Metall von einem Behälter in eine gekühlte, am Boden geschlossene Kokille gegossen wird und die Kokille und der Behälter mit einer solchen mittleren Gießgeschwindigkeit relativ voneinander wegbewegt werden, daß sich eine erstarrte rohrförmige Schale ausbildet.In order to avoid the above disadvantages and shortcomings, a method for continuous Casting an elongated metal pipe or metal strand with a tubular outer shell according to the invention characterized in that a molten metal is transferred from a container to a cooled one at the bottom closed mold is poured and the mold and the container with such an average casting speed are relatively moved away from each other that a solidified tubular shell is formed.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und wirtschaftliches Verfahren zum Gießen von Metallrohren und von VerbundmetallsträngenThe invention is based on the object of a simple and economical method for casting of metal pipes and composite metal strands
anzugeben.to specify.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das eingangs beschriebene Verfahren nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die mit einem geschlossenen Boden versehene Kokille und der Gießbehälter relativ voneinander wegbewegt werden und daß der Oberfläche des Stranges während des Gießens so viel Wärme entzogen wird, daß nur das Metallrohr bzw. die Äußenschale gebildet wird und die Schmelze durch diese erstarrte ?trangkruste nachfiießt "In order to achieve this object, the method according to the invention described at the outset is characterized by this characterized in that the mold provided with a closed bottom and the casting container relative are moved away from each other and that the surface of the strand during casting so much heat is withdrawn that only the metal tube or the outer shell is formed and the melt through this solidified? trang crust flows up "
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand von Figuren beschrieben.Preferred exemplary embodiments of the invention are described with reference to figures.
Die Fig. 1 bis 3 sind Längsschnitte durch eine Stranggießvorrichtung bei verschiedenen Betriebszustand«!, und zwar beim Angießen, bei der Zugabe eines zweiten oder anderen Metalls und bei der Beendigung des Gießvorganges.1 to 3 are longitudinal sections through a continuous casting device in different operating states! namely when pouring, when adding a second or different metal and when finishing of the casting process.
Die Fig.4 zeigt einen Längsschnitt durch einen Teil eines gegossenen Stranges.4 shows a longitudinal section through a part of a cast strand.
Die F i g. 5 ist ein Querschnitt durch den in der F i g. 4 dargestellten Strang.The F i g. 5 is a cross-section through the FIG. 4 strand shown.
In der Fig. 1 ist eine Gießpfanne 10 (nicht maßstabsgetreu) dargestellt, aus der ein erster geschmolzener Stahl 11 in einen Zwischenbehälter 12 fließt. Ein zum Angießen dienendes Anfangsstrangstück 13 erstreckt sich in eine am Boden geschlossene Kokille 14, die eine von einem Kühlmittel 16 durchströmte Kammer 15 aufweist. Die Kokille 14 und der Zwischenbehälter 12 werden voneinander wegbewegt und der Oberfläche des Stranges wird so viel Wärme entzogen, daß zunächst nur eine Strangkruste gebildet wird, durch die Schmelze nachfließt, wie es in der eigenen DT-PS 20 24 747 beschrieben ist.In Fig. 1, a ladle 10 (not to scale) is shown, from which a first molten Steel 11 flows into an intermediate container 12. An initial piece of strand that is used for casting 13 extends into a mold 14 which is closed at the bottom and through which a coolant 16 flowed Has chamber 15. The mold 14 and the intermediate container 12 are moved away from one another and so much heat is extracted from the surface of the strand that initially only a strand crust is formed is, flows through the melt, as it is described in its own DT-PS 20 24 747.
Wie es aus der F i g. 2 hervorgeht, bewirkt die Kokille 14, daß das geschmolzene Metall zu einer Schale 17 erstarrt, durch die weiteres geschmolzenes Metall zu der sich von dem Zwischenbehälter 12 entfernenden Kokille 14 fließt. Düsen 19 besprühen oder bespritzen die erstarrte Schale mit geregelten Wasserstrahlen, um zu verhindern, daß die erstarrte Schale 17 schmilzt.As shown in FIG. 2, the mold 14 causes the molten metal to form a shell 17 solidified, through the further molten metal to the distance from the intermediate container 12 Mold 14 flows. Nozzles 19 spray or sprinkle the solidified shell with regulated jets of water to to prevent the solidified shell 17 from melting.
Wenn beispielsweise ein vorgegebener Stahlblock mit einer Breite von 0,9 m, einer Stärke von 0,3 m und einer Länge von 45 m gegossen werden soll, kann man das Volumen der Schale 17 bei einer Stärke von etwa 38 mm sehr leicht berechnen. Dieses Volumen eines ersten geschmolzenen Stahls 11 wird aus der Gießpfanne 10 in den Zwischenbehälter 12 gegossen. Das Kernvolumen des Blocks oder des Stranges kann man ebenfalls leicht berechnen. Dieses Volumen eines zweiten geschmolzenen Stahls 18 ist in einer Gießpfanne 20 enthalten, aus der es in den Zwischenbehälter 12 gegossen wird, wie es in der Fig. 2 dargestellt ist. Der zweite geschmolzene Stahl 18 fließt durch den Zwischenbehälter 12 und schließt sich an den ersten geschmolzenen Stahl 11 an. Dabei entsteht eine Mischzone 21.For example, if a given steel block is 0.9 m wide, 0.3 m thick and a length of 45 m is to be poured, you can the volume of the shell 17 at a thickness of about Calculate 38 mm very easily. This volume of first molten steel 11 goes out of the ladle 10 poured into the intermediate container 12. The core volume of the block or strand can be one also calculate easily. This volume of second molten steel 18 is in a ladle 20 included, from which it is poured into the intermediate container 12, as shown in FIG. Of the second molten steel 18 flows through the tundish 12 and joins the first molten steel 11. This creates a mixing zone 21.
Wenn der Inhalt der Gießpfanne 20 ausgegossen ist, bildet der erste Stahl 11 die erstarrte Schale 17 des gegossenen Stranges und der zweite Stah! 18 einen geschmolzenen Kern, der erstarrt, wobei der kegelförmige Erstarrungsbereich 25 von der Kokille 14 in Richtung auf den Zwischenbehälter 12 wandert, um einen erstarrten Kern 26 zu bilden, wie es in der F i g. 3 gezeigt ist. Der in den F i g. 4 und 5 dargestellte Block oder Strang 30 weist einen Kern 26 aus einem Stahl und eine Schale 17 aus einem anderen Stahl auf. Nach Beendigung des Gießvorganges werden die Endabschnitte des Stranges 30 abgetrennt, um den Strang von dem Zwischenbehälter zu lösen und die kurze durchmischte Zone 21 bei der Kokille 14 zu entfernen.When the contents of the ladle 20 has been poured out, the first steel 11 forms the solidified shell 17 of the cast strand and the second steel! 18 a molten core that solidifies, the conical Solidification area 25 migrates from the mold 14 in the direction of the intermediate container 12 to form a solidified core 26 as shown in FIG. 3 is shown. The in the F i g. 4 and 5 block shown or strand 30 has a core 26 made of one steel and a shell 17 made of another steel. To Completion of the casting process, the end sections of the strand 30 are severed in order to remove the strand from to solve the intermediate container and to remove the short mixed zone 21 at the mold 14.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird unberuhigter Stahl in einem hinreichendem Volumen gegossen, so daß dieser Stahl die Schale 17 eines Stranges bildet In der Gießpfanne 10 verbleibt eine hinreichende Stahlmenge, die ausreicht, um den Kern zu gießen. Dieser verbleibende Stahl wird dadurch beruhigt, daß dem geschmolzenen Metall in der Gießpfanne 10 ein passendes Beruhigungs- oder Desoxydationsmittel zugegeben wird, beispielsweise Aluminium, Silicium ocLdgL Dadurch werden stabile Oxide gebildet, so daß der Kern einen homogenen Aufbau zeigt Die aus diesem Stahl hergestellten Blöcke oder Platten sind zum Karosseriebau bei der Kraftfahrzeugherstellung geeignet und finden ähnliche Anwendungen. Sie haben nämlich die Oberflächeneigenschaften von unberuhigtem Stahl, die Ziehgüte von beruhigtem Stahl und weder die herkömmlichen Nachteile von unberuhigtem noch beruhigtem Stahl.In one embodiment of the invention, unskilled steel is in a sufficient volume cast so that this steel forms the shell 17 of a strand. In the ladle 10 remains a Sufficient amount of steel enough to hold the core to water. This remaining steel is calmed down by the molten metal in the A suitable sedative or deoxidizer is added to the ladle 10, for example Aluminum, silicon ocLdgL This will make them stable Oxides formed so that the core shows a homogeneous structure. The blocks made from this steel or panels are suitable for body construction in the manufacture of automobiles and have similar applications. They have the surface properties of unkilled steel, the drawing quality of killed steel and neither the traditional drawbacks of unkilled nor killed steel.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird eine Schale 17 aus legiertem Stahl mit höchstens 0,08% C, höchstens 2.00% Mn, höchstens 1,00% Si. höchstens 0,04 % P, höchstens 0,03 % S, 18,0 bis 20,0% Cr und 8,0 bis 11,0% Ni und ein Kern aus Kohlenstoffstahl mit 0,13 bis 0,18% C, 0,30 bis 0,60 % Mn, höchstens 0,04 % P, höchstens 0,05 % S und 0,10 bis 0,20 % Si gegossen. Die Kühlung der Schale 17 durch die Düsen 19 wird derart vorgenommen, daß die Schale 17 eine gleichmäßige Stärke aufweist.In another embodiment of the invention, an alloy steel shell 17 with at most 0.08% C, at most 2.00% Mn, at most 1.00% Si. at most 0.04% P, at most 0.03% S, 18.0 to 20.0% Cr and 8.0 to 11.0% Ni and a core of carbon steel with 0.13 to 0.18% C, 0.30 to 0.60% Mn, at most 0.04% P, at most 0.05% S and 0.10 to 0.20% Si as cast. The cooling of the shell 17 through the nozzles 19 is carried out in such a way that the shell 17 has a uniform thickness.
In Abhängigkeit von der Zusammensetzung der gegossenen Stähle oder Metalle, von der Gießzeit und von der Abkühlungsgeschwindigkeit kann man zwischen der Schale 17 und dem Kern 26 eines Blocks 30 eine Schicht aus einer gewünschten Legierung ausbilden. Depending on the composition of the cast steels or metals, on the casting time and the rate of cooling can be seen between the shell 17 and the core 26 of a block 30 form a layer of a desired alloy.
Für manche Verwendungszwecke kann man Kerne aus Kupfer, Bronze, Aluminium oder Aluminiumlegierungen in unlegierte oder in nichtrostende Stahlschalen gießen. Zusammensetzungen aus NE-Metallen kann man ebenfalls gießen. Wenn man den Abkühlungsvorgang richtig regelt, kann man nach dem erfindungsgemäßen Verfahren einen Strang gießen, dessen Kernmeta!l einen höheren Schmelzpunkt als das Schalenmetall hat. Unter dem Ausdruck Strang sollen Blöcke, Barren, Stangen, Platten und andere Formen verstanden werden, die kontinuierlich gegossen werden können.For some uses, cores can be made of copper, bronze, aluminum or aluminum alloys Pour into unalloyed or stainless steel bowls. Compositions of non-ferrous metals can one also pour. If you regulate the cooling process correctly, you can according to the invention Method of casting a strand, the core metal of which has a higher melting point than the shell metal Has. The term strand is intended to mean blocks, bars, rods, plates and other shapes that can be continuously cast.
Weiterhin ist es erwünscht, hohle Körper zu gießen. Das Gießen von Hohlformen hat den Vorteil, daß man nahtlose Rohre herstellen kann, ohne vorher ein Durchbohren oder Durchstoßen vornehmen zu müssen. Zum Herstellen von Rohren werden der Zwischenbehälter oder Metallvorratsbehälter und die am Boden geschlossene Kokille längs einer geneigten oder schrägen Bahn voneinander getrennt, wobei die Kokille die untere Stellung einnimmt, wie es in der F i g. 8 der obengenannten Patentanmeldung gezeigt ist. Das flüssige Metall fließt dann von dem Zwischenbehälter n^ch unten in Richtung auf die Kokille. Wenn der flüssige Metallvorrat in dem Zwischenbehälter aufgebraucht ist, wird die relative Bewegung der Kokille und des Zwischenbehälters beibehalten. Die Ausbildung der erstarrten Gußschale in der Kokille dauert daher an. Dabei dient das flüssige Metall innerhalb der Schale als Metallvorrat. Der Stand des flüssigen Metalls innerhalb der erstarrten Schale senkt sich kontinuierlich ab, bis das gesamte flüssige Metall in der sich von dem Zwischenbehälter entfernenden Kokille zur SchaleIt is also desirable to cast hollow bodies. The casting of hollow molds has the advantage that you Can produce seamless tubes without having to drill or pierce beforehand. The intermediate container or metal storage container and the one on the ground are used to manufacture pipes closed mold separated from one another along an inclined or inclined path, the mold assumes the lower position, as shown in FIG. 8 of the above patent application is shown. That Liquid metal then flows from the intermediate container n ^ ch down in the direction of the mold. If the liquid metal supply in the intermediate container is used up, the relative movement of the mold and of the intermediate container. The formation of the solidified casting shell in the mold therefore continues. The liquid metal within the shell serves as a metal supply. The level of the liquid metal within The solidified shell is continuously lowered until all of the liquid metal in it is removed from the The mold removes the intermediate container to the shell
erstarrt ist.has frozen.
Nach diesem Verfahren ist es beispielsweise auch möglich, zweimetallische Hohlformen herzustellen. Dazu wird zunächst ein erstes geschmolzenes Metall in den Zwischenbehälter gegeben. Dieses Metall fließt durch das Angießstück und erstarrt in der Kokille zu einer Außenschale. Wenn ein gewünschtes Volumen des ersten geschmolzenen Metalls durch den Zwischenbehälter geflossen ist, wird das restliche Volumen im Vorrats- oder Zwischenbehälter durch Legierungszugaben angeändert oder der Metallvorrat durch ein zweites flüssiges Metall ersetzt. Das zweite flüssige Metall fließt durch den Zwischenbehälter, das Angießstück und die aus dem ersten Metall bestehende, erstarrte Schale. Das erste und das zweite Metall werden durch eine Mischzone innerhalb der erstarrten Schale getrennt. Diese Mischzone bewegt sich in Richtung auf die Kokille, wenn das erste flüssige Metall in der Kokille zu der Strangschale erstarrt. Der Abschnitt der erstarrten Schale, der das zweite flüssige Metall enthält, wird stärker gekühlt, so daß die Schale eine dickere Wandstärke erhält. Dies kann durch eine größere Kühlwassermenge erreicht werden. Dadurch erstarrt im Anschluß an die erstarrte Schale aus dem ersten Metall eine Schicht aus dem zweiten flüssigen Metall. Wenn der Vorrat des zweiten flüssigen Metalls in dem Zwischenbehälter aufgebraucht ist, wird die relative Bewegung zwischen der Kokille und dem Zwischenbehälter fortgeführt. Dadurch wird der Erstarrungsvorgang des ersten Metalls in der Kokille zu der Außenschale fortgeführt, und hinter der sich wetterbewegendenUsing this method, it is also possible, for example, to produce two-metal hollow shapes. To do this, a first molten metal is first placed in the intermediate container. This metal flows through the sprue and solidifies in the mold to form an outer shell. When a desired volume of the first molten metal has flowed through the intermediate container, the remaining volume is in the Storage or intermediate container changed by alloying additions or the metal supply by a second one replaces liquid metal. The second liquid metal flows through the intermediate container, the sprue and the solidified shell consisting of the first metal. The first and second metals are through a Mixing zone separated within the solidified shell. This mixing zone moves towards the Mold when the first liquid metal solidifies in the mold to form the strand shell. The section of the froze The shell containing the second liquid metal is cooled more so that the shell becomes thicker Wall thickness. This can be achieved with a larger amount of cooling water. This solidifies in the Connection to the solidified shell made of the first metal is a layer made of the second liquid metal. If the The supply of the second liquid metal in the intermediate container is used up, the relative movement continued between the mold and the intermediate container. Thereby the solidification process of the first metal in the mold to the outer shell, and behind the weather-moving
ίο Mischzone aus den beiden Metallen setzt sich die Erstarrung der Innenschicht aus dem zweiten Metal fort. Der Stand des zweiten flüssigen Metalls in dei erstarrten Schale fällt kontinuierlich ab, bis das gesamte erste flüssige Metall zu einer Außenschalenschicht unc das gesamte zweite flüssige Metall zu einer lnnenscha lenschicht erstarrt ist.ίο The mixed zone of the two metals is set The inner layer of the second metal continues to solidify. The level of the second liquid metal in the The solidified shell falls off continuously until all of the first liquid metal forms an outer shell layer unc all of the second liquid metal has solidified to form an inner shell layer.
Beim Stranggießen von Rohren nach dem obiger Verfahren ist es nicht notwendig, daß der Metallvorra in dem Zwischenbehälter vollkommen aufgebrauch wird. Es genügt auch, den Ausfluß von flüssigem Metal aus dem Zwischenbehälter zu unterbinden.When continuously casting pipes according to the above method, it is not necessary that the metal stock is completely used up in the intermediate container. It is also sufficient to control the outflow of liquid metal to prevent from the intermediate container.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (7)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US2760770A | 1970-04-13 | 1970-04-13 | |
| US2760770 | 1970-04-13 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2117647A1 DE2117647A1 (en) | 1971-10-28 |
| DE2117647B2 true DE2117647B2 (en) | 1977-03-10 |
| DE2117647C3 DE2117647C3 (en) | 1977-10-20 |
Family
ID=
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB1351856A (en) | 1974-05-01 |
| FR2086015B1 (en) | 1975-06-06 |
| US3625277A (en) | 1971-12-07 |
| FR2086015A1 (en) | 1971-12-31 |
| DE2117647A1 (en) | 1971-10-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |