DE2163928C3

DE2163928C3 - Stranggießverfahren sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2163928C3
Application number: DE2163928A
Authority: DE
Inventors: Philippe Sevres Barthelemy; Gerard Elancourt-Trappes Bentz; Jean Saint-Maur Galey; Michel Paris Mola
Original assignee: CIVILE D'ETUDES DE CENTRIFUGATION PARIS Ste
Current assignee: CIVILE D'ETUDES DE CENTRIFUGATION PARIS Ste
Priority date: 1970-12-24
Filing date: 1971-12-22
Publication date: 1975-09-18
Also published as: IT944283B; GB1372860A; FR2118867A1; FR2118867B1; JPS5310531B1; AU459852B2; DE2163928A1; US3776295A; CA959624A; DE2163928B2; SE384330B; AU3723871A

Description

1. Verwendung von Flüssiggas als Schutzgasatmosphäre bei einem Stranggießverfahren, bei dem die Schmelze um eine senkrechte Achse in Drehung versetzt wird, wobei das auf den Badspiegel in der Stranggießkokille zugeführte Flüssiggas inert ist.

2. Verwendung von flüssigem Stickstoff für eine Verwendung nach Anspruch 1.

3. Verwendung von flüssigem Arbon für eine Verwendung nach Ansprach 1.

4. Verwendung nach einem der Ansprüche I bis 3 bei einer Durchflußmenge des Flüssiggases, die zwischen 0,08 und 0.5 Liter pro Minute und pro Quadratzentimeter des Formquerschnittes liegt

5. Verwendung nach Anspruch 4 einer Durcnflußmenge von ungefähr 03 Litern pro Minute und pro Quadratdezimeter.

6. Vorrichtung für die Verwendung nach einem der Ansprüche I bis 5, gekennzeichnet durch dit Kombination einer gekühlten Drehstranggießkokil-Ie (I) mit senkrechter Achse, eines Ausgusses (6) zur Zuführung von geschmolzenem Metall in die Drehstranggießkokille (t) und einer oberhalb der Drehstranggießkokille (1) angeordneten Speiseleitung für Flüssiggas.

7. Vorrichtung zur Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Kombination einer feststehenden, gekühlten, kreisförmigen Stranggießkokille mit senkrechter Achse, eines Ausgusses (6) für die Zuführung von geschmolzenem Metali (7) in die Stranggießkokille, Einrichtungen zur Erzeugung von elektromagnetischen Feldern für die Drehung der Schmelze innerhalb der Stanggießkokille (1) und einer oberhalb der Stranggießkokille (1) angeordneten Speiseleitung für Flüssiggas.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausguß (6) tangential zur Kokille angeordnet ist, und daß die Speiseleitung (8) für das Flüssiggas exzentrisch zur Kokillenachse und in Drehrichtung der Schmelze hinter dem Ausguß (6) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseleitung (8) für das Flüssiggas in Drehrichtung der Schmelze vor einer Schmierölzuführung (10) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9. dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseleitung (8) für das Flüssiggas wärmeisoliert ist.

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Stranggießverfahren unter Verwendung einer Schutzgasatmosphäre sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Zylindrische Stahlrohlinge werden in vielen Fällen durch Stanggießen hergestellt. Diese zylindrischen Stahlrohlinge werden durch Einleiten flüssigen Stahls in eine gekühlte sich um eine senkrechte Achse drehende Gießkokille erzeugt, wobei der erzeugte Stahlstrang nach unten hin abgezogen wird und einer Drehbewegung mit einer Geschwindigkeit unterworfen wird, die gleich der Drehgeschwindigkeit der Gießkolille ist.

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verfahren von hohlen Stahlstängen so durchzufuhren, daß das geschmolzene Metall in eine sich drehende, mn „ eTnem Miitddorn versehene Gießkok.lle derart e.nge-Shrt wird daß gleichzeitig die Bildung von zwei festen konzen rechen Metallhäuten hervorgerufer,wird, /wisehen denen sich der rohrförmige Strang b.ldet.

Tiotz aller Verbesserungen, d.e bei dieser Art des Verfahrens erzielt wurden, weist d.e Innenwand des SiSSei "ranges in vie.en Fällen Fehler auf d,e auf dem Auftreten von Einschlüssen von Schlacke oder anderen Verunreinigungen in der Nähe dieser Haut oaer Wand beruhen und d.e weiterhin in dem Fall sehr sförend s.nd. in dem Stahlrohre mit hoher Qualität geschaffen werden sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verhörtes Stranggießverfahren sowie eine Vorrichtung zu DurchführuS des Verfahrens zu schaffen, das bzw. S eine Verbesserung der Qualität der gegossenen Suänge ermöglicht, und zwar in bezug auf ihren mittleren'tS wenn es sich i-m massive Stränge handelt, oder In bezug auf die Nähe ihrer Innenwand, wenn es sich

^ümolt'iuRtrdirfindungsg.m.ß durch die Verwendung von Flüssiggas als Schutzgasatmosphäre bei einem Stranggießverfahren, be. dem die Schmelze um e ne senkrechte Achse in Drehung versetzt wirdL getart, wobei das auf den Badspiegel in der Stranggießkokille zugeführte Flüssiggas inert ist. Hierbei kann be.sp.elsweise als Flüssiggas flüssiger Stickstoff oder fluss.ges Argon verwendet werden.

Die Menge des Flüssiggases, die dem Badspiegel in der Stranggießkokille zugeführt wird, kann innerhalb ziemlich großer Bereiche variieren. Sie hängt insbesondere vom Durchmesser der Gießkok.lle ab. in der die Erstarrung durchgeführt wird. Es ist jedoch festzustellen daß die maximale Durchflußmenge des Flüssiggases der Menge entspricht, die zugeführt werden kann. ohne den Zustand des Badspiegels zu stören und insbesondere ohne ein Aufkochen des Badspiegeis hervorzurufen In der Praxis bemerkt man bei Einführung einer anwachsenden Durchflüßmenge des Flüssiggases zunächst keine Änderung des Zustandes des Badspiegeis, während bei Überschreiten einer gegebenen Durchflußmenge ein Aufkochen auftritt, das sich verstärkt und eine Erscheinung darstellt, die bei der Erzielung von Metallsträngen mit guter Qualität nicht wün-

,ehens ist Andererseits ist es möglich, die minimale Figssiggasraenge, die dem Badspiegel zugeführt werten muß. dadurch zu beurteilen, daß der Zeitpunkt besanamt wird, von dem an der schwarze Rauch, der sich jHS der Einführung des Schmieröls in die S ranggießko fcjäle ergibt, aufhört, sichtbar zu sein. Beim Stranggießen von Stahl ist es üblich, eine geringe Menge eines 01s und insbesondere eines Pflanzenöls, wie z. B. Rapsöl einzuführen, und das Auftreffen dieses Öls au» die Stahlschmelze ergibt einen schwarzen Rauch, der dadurch zoni Voschwinden gebracht wird, daß eine ausreichende Flüssiggasmenge eingeleitet wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Dnrchflußmenge des Flüssiggases verwendet, die zwischen 0,08 und 0.5 Liier pro Minute und pro Quadratzentimeter des Formquerschnittes fiegt

Hierbei ergibt insbesondere eine Verwendung von ungefähr 03 Litern pro Minute und pro Quadratzentimeter allgemein gute Ergebnisse.

Durch die Verwendung von Flüssiggas ergibt sich eine wesentliche Verringerung der Schlacken und anderer Verunreinigungen, die normalerweise am Badspiegel geführt werden. Bei der Zuführung von Flüssiggas ist es in den meisten Fällen nicht mehr möglich, die geringste Schlackenmenge auf dem Badspiegel festzustellen. Dadurch wird die Erzielung von Strängen mit besserer Qualität die im wesentlichen frei von Fehlern sind, ermöglicht, während bei den üblichen Verfahren entweder in dem mittleren Teil von massiven Strängen oder auf dem Umfang der Innenflächen von Hohlsträngen starke Fehler auftreten können. Dieses vorteilhafte Ergebnis beruht insbesondere auf der Kombination der Zuführung des inerten Gases in flüssiger Form sowie der Drehung des Rohlings.

Es ist zwar bereits bekannt ein inertes Gas, insbesondere Stickstoff, in gasförmigem Zustand als Schutz gasatmosphäre zu verwenden. Dieses bekannte Verfahren bei der Verwendung von gasförmigem Stickstoff ergibt jedoch nicht das gewünschte Ergebnis.

Durch die Verwendung des Gases in flüssiger Form ergibt sich insbesondere bei dem Drehstranggießen e> ausgezeichnete Verteilung des Flüssiggases in dem Moment, in dem es mit dem Badspiegel in Berührung kommt.

Ein weiterer Vorteil der Verwendung des Flüssiggases besteht darin, daß die erforderliche Schmierölmen ge um ungefähr 50 % verringert werden kann.

Eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung für die Verwendung von Flüssiggas als Schutzgasatmosphäre umfaßt die Kombination einer gekühlten Drehstranggießkokille mit senkrechter Achse, eines Ausgusses zur Zuführung von geschmolzenem Metall in die Drehstranggießkokille und einer oberhalb der Drehstranggießkokille angeordneten Speiseleitung für Flüssiggas.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird eine Vorrichtung unter Verwendung von Flüssiggas geschaffen, die durch die Kombination einer feststehenden gekühlten kreisförmigen Stranggießkokille mit senkrechter Achse, eines Ausgusses für die Zuführung von geschmolzenem Metall in die Stranggießkokille, Einrichtungen zur Erzeugung von elektromagnetischen Feldern für die Drehung der Schmelze innerhalb der Stranggießkokille und einer oberhalb der Stranggießkokille angeordneten Speiseleitung für Flüssiggas gekennzeichnet ist

Bei beiden Vorrichtungen ist es vorteilhaft, wenn der

Ausguß tangential zur Kokille angeordnet ist und die Speiseleitung für das Flüssiggas exzentrisch zur Kokillenachse und in Drehrichtung der Schmelze hinter dem Ausguß angeordnet ist.

Dabei ist ?s weiterhin vorteilhaft, die Speiseleitung für das Flüssiggas in Drehrichtung der Schmelze vor einer Schmierölzuführung anzuordnen.

In allen Fällen ist es vorteilhaft wenn die Speiseleitung für das Flüssiggas wärmeisoliert ist

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieien zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens noch näher erläutert In der Zeichung zeigt

F i g. 1 eine schematische teilweise geschnittene Ansieht einer Vorrichtung zur Verwendung von Flüssiggas.

F i g. 2 eine Draufsicht der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung,

Fig.3 eine Schnittansicht entlang der Linie Hl-Hl nach Fig.4 einer abgeänderten Ausführungsform zur Herstellung von Hohlsträngen,

F i g. 4 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig.3

In Fig.) ist schematisch die Stranggießkokille 1 dargestellt, die durch eine Wasserströmung in dem Volumen 2 gekühlt ist, und in deren Innerem der Beginn der Erstarrung des massiven zylindrischen Stranges 3 erfolgt.

Die Stranggießkokille 1 wird durch eine beliebige, nicht dargestellte Vorrichtung um ihre senkrechte Achse in Richtung des Pfeiles F gedreht.

In F i g 1 sind weiterhin schematisch die Vorrichtungen 4 zur Zerstäubung von Wasser dargestellt, die den Strang kühlen, wenn dieser den unteren Teil der Stranggießkokille 1 verlassen hat

Schließlich sind am unteren Teil der F i g. 1 schematisch die Abziehrollen 5 dargestellt die die Verschiebung des Stranges 3 nach unten bewirken und die in sich drehbar angetrieben werden und sich insgesamt um die Achse des Stranges mit einer Drehbewegung drehen, die die gleiche Geschwindigkeit aufweist wie die Bewegung der Stranggießkokille, wie dies in gleicher Weise schematisch durch die Pfeile in den Zeichnungen dargestellt ist.

Am oberen Teil der F i g. 1 wird ein Strom 7 von geschmolzenem Stahl über einen Zulauf 6 Badspiegel an einem Punkt zugeführt der in bezug auf die Achse des Stranges exzentrisch ist.

Weiterhin ist ein wärmeisolierter Rohrstutzen 8 dargestellt, der das Flüssiggas in Form eines Strahls 7 mit kleinen Abmessungen zuführt.

Schließlich ist aus der Zeichnung die Leitung 10 zu erkennen, die eine geringe Schmierölmenge 11 zuführt, das beispielsweise Rapsöl ist

Aus F i g. 2 sind die Elemente zu erkennen, die sich an dem oberen Teil nach F i g. 1 befinden und es ist zu erkennen, daß die Zuführungsvorrichtungen einerseits des geschmolzenen Stahls 7, andererseits des Flüssiggases 9 und schließlich des Schmieröls 11 entsprechend der bevorzugten Ausführungsform in Drehrichtung der Stranggießkokille ausgerichtet sind und derart angeordnet sind, daß sich in bezug auf die Flüssiggasströmung der Metallstrom strömungsaufwärts und der Schmierölstrom strömungsabwärts befindet.

Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung wird eine Stranggießkokille 1 verwendet, die einen Innendurchmesser von 130 mm aufweist, die kontinuierlich einen massiven Stahlstrang mit im wesentlichen

dem gleichen Durehmesser erzeugt, der nach unten mit einer Lineargeschwindigkeit abgezogen wird, die zwischen 1,8 und 2*2 m pro Minute liegt. Erfindungsgemäß wird durch den Rohrstutzen 8 eine Durchflußmenge von flüssigem Stickstoff eingeleitet, die zwischen 0,3 und 0,5 Liter pro Minute liegt. Man kann sich mit einer Rapsöl-Durchflußmenge in der Größenordnung von 5 bis 6 «m³ pro Minute begnügen, was im wesentlichen der Hiälfte der Menge entspricht, die zugeführt werden muß, wenn kein flüssiger Stickstoff zugeführt wird.

Die Fig.3 und 4 entsprechen dem oberen Teil der F i g. 1 und der F i g. 2, jedoch mit der Ausnahme, daß eine Vorrichtung zum Drehstranggießen von Hohlsträngen 3' verwendet wird.

In der in den F i g. 3 und 4 dargestellten Ausführungsform sind gleichermaßen Zuführungen für das geschmolzene Metall, das Flüssiggas und das Schmiermittel gezeigt, die im wesentlichen gleichmäßig über den Umfang der Stranggießkokille verteilt sind.

Im Inneren der Stranggießkokille I befindet sich ein Dorn 12. der ebenfalls um seine senkrechte Achse

durch eine nicht dargestellte Vorrichtung gedreht wird und der außerdem in üblicher Weise durch eine Was^ serströmung in seinem Inneren gekühlt ist.

Diese Vorrichtung ermöglicht die Erzeugung von zwei erstarrten konzentrischen Metallhäuten oder -wänden im Bereich der Form, zwischen denen das geschmolzene Metall erstarrt und den Hohlstrang bildet.

In dieser Ausführungsform sind weitere Merkmale der Erfindung zu erkennen, die weiter oben beschrieben wurden:

Die beschriebene Verwendung von Flüssiggas ermöglicht die Erzielung von Metallsträngen und insbesondere von Stahlsträngen, die besonders befriedigende innere Eigenschaften aufweisen.

Es ist ein Vorteil des beschriebenen Verfahrens, daß es nicht auf die Verwendung von Stahl beschränkt ist. sondern daß alle Metalle oder Legierungen verwendet werden können, die ähnliche Eigenschaften wie Stahl aufweisen, insbesondere in bezug auf die Erstarrungstemperatur und die Erstarrungsbedingungen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

pc Ut Es ist

Patentansprüche:

schwierig, ein einwandfreies Me hl zu erzielen,

gearbeitet