DE2340291A1 - PROCESS FOR CONTINUOUS CASTING OF WIDTHS, IN PARTICULAR ABOVE 1000 MM WIDTH SLABS - Google Patents
PROCESS FOR CONTINUOUS CASTING OF WIDTHS, IN PARTICULAR ABOVE 1000 MM WIDTH SLABSInfo
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- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/10—Supplying or treating molten metal
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Description
Z Stuttgart N, Menzetstraße 40Z Stuttgart N, Menzetstrasse 40
Vereinigte Österreichische Eisen- und Stahlwerke - Alpine Montan Aktiengesellschaft in Wien, ÖsterreichUnited Austrian Iron and Steel Works - Alpine Montan Aktiengesellschaft in Vienna, Austria
Verfahren zum kontinuierlichen Gießen von breiten, insbesondere über 1000 mm breiten BrammenProcess for the continuous casting of wide, in particular slabs over 1000 mm wide
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Gießen von breiten, insbesondere über 1000 mm breiten Brammen aus insbesondere zur Seigerung neigenden Stählen unter Verwendung einer vertikalen, vorzugsweise geraden, wassergekühlten Kokille, in die der Stahl einfließen gelassen und aus der der einen flüssigenThe invention relates to a method for continuous Casting of wide, in particular more than 1000 mm wide slabs from slabs that are particularly prone to segregation Steels using a vertical, preferably straight, water-cooled mold into which the Let steel flow in and from the one liquid
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Sumpf und eine erstarrte Randschicht aufweisende Gußstrang ausgezogen wird.Swamp and a solidified outer layer having cast strand is pulled out.
Seigerungen im Kern von Gußsträngen entstehen bekanntlich deshalb, weil verschiedene Elemente, wie C, Mn und S, im flüssigen Stahl eine höhere Löslichkeit haben als im festen Stahl; diese Elemente reichern sich daher bei der Erstarrung in der Restschmelze an. In Zonen, wo der Stahl zuletzt erstarrt, beispielsweise im Kern von durch kontinuierliches Gießen erzeugten Gußsträngen, können daher wesentlich höhere Gehalte dieser Elemente nachgewiesen werden als in der Randzone.Segregations in the core of cast strands are known to arise because different elements, such as C, Mn and S, a higher solubility in liquid steel have than in solid steel; these elements therefore accumulate in the residual melt during solidification. In zones where the steel solidifies last, for example in the core of those produced by continuous casting Cast strands, therefore, significantly higher contents of these elements can be detected than in the edge zone.
Seigerungen bewirken eine Verminderung der Qualität der aus Gußsträngen hergestellten Walzprodukte; geseigerte Bleche zeigen niedrigere Dehnungsund Kerbschlagwerte. Auch ihre Verformbarkeit wird durch die Seigerungen verschlechtert. Bei geschweißten Konstruktionen können Innenrisse in den Schweißnähten auftreten. Diese Nachteile werden besonders bei C- und Mn-hältigen Stählen beobachtet, aus denen Bleche mit hoher Festigkeit hergestellt werden, wie sie vor allem im Maschinenbau und Stahlbau, insbesondere Rohrleitungsbau, eingesetzt werden.Segregations cause a reduction in the quality of the rolled products made from cast strands; Segregated sheets show lower elongation and impact values. Also their deformability will be deteriorated by the segregation. In the case of welded constructions, there may be internal cracks in the weld seams appear. These disadvantages are particularly observed in the case of C and Mn-containing steels, from which sheets are manufactured with high strength, as they are especially in mechanical engineering and steel construction, in particular Pipeline construction, are used.
Es besteht das Bestreben, Seigerungen zu vermeiden bzw. soweit als möglich zu vermindern, und es wurde zu diesem Zweck die Einhaltung einer möglichstThere is an effort to avoid segregation or to reduce it as far as possible, and it for this purpose was adhering to a possible
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niedrigen, knapp über der Liguiduslinie liegenden Gießtemperatur des Stahles, eine verstärkte Kühlung des auszuziehenden Gußstranges und eine, möglichst niedrige Äbsenkgeschwindigkeit des Stranges vorgeschlagen. Bei großtechnischer Produktion ist es jedoch nicht möglich, diese Bedingungen einzuhalten. Es ist oft unvermeidlich, Stahl mit höherer Gießtemperatur zu vergießen. Es ist auch nicht möglich, eine Stranggießanlage mit extrem niedriger Strangabsenkgeschwindigkeit zu betreiben, da die Absenkgeschwindigkeit des Gußstranges auf die Schmelzenfolge der Stahlerzeugungsanlage abgestimmt werden muß. Schließlich ist bei der Kühlung von Gußsträngen in erster Linie darauf zu achten, daß Risse bei der Erstarrung vermieden werden, weshalb es nicht möglich ist, die Kühlung über ein gewisses Maß hinaus zu steigern, wie dies zur Verminderung von Seigerungen erwünscht wäre.low, just above the liguidus line Casting temperature of the steel, increased cooling of the cast strand to be drawn out and, if possible suggested low lowering speed of the strand. In the case of large-scale production, however, it is not possible to comply with these conditions. It is often inevitable to cast steel with a higher casting temperature. It is also not possible to use a continuous caster with an extremely low strand lowering speed operate, since the lowering speed of the cast strand is matched to the melt sequence of the steelmaking plant must become. Finally, when cooling cast strands, it is primarily important to ensure that Cracks during solidification are avoided, which is why it is not possible to cool over a certain amount To increase the extent to which it would be desirable to reduce segregation.
Aufgabe der Erfindung ist es, die geschilderten Nachteile und Schwierigkeiten zu vermeiden und ein Stranggießverfahren zu schaffen, das die Herstellung von seigerungsarmen Stranggußbrammen aus Stählen, die üblicherweise stark zum Seigern neigen, ermöglicht. Ein besonderes Ziel der Erfindung besteht darin, Stähle auf einer Stranggießmaschine hoher Leistung rißfrei herstellen zu können, ohne daß die Gießtemperatur in engen Grenzen gehalten und zu starke Sekundärkühlung angewendet werden muß.The object of the invention is to avoid the disadvantages and difficulties described and a Continuous casting to create the production of low-segregation continuous cast slabs from steels, usually strongly tend to seigern, enables. A particular object of the invention is to produce steels on a Continuous casting machine of high performance to be able to produce crack-free, without the casting temperature within narrow limits must be maintained and excessive secondary cooling must be applied.
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Die Erfindung besteht bei einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art darin, daß die Geschwindigkeit des in vertikaler Richtung in den flüssigen Sumpf eindringenden Gießstrahles in Abhängigkeit von der Länge des flüssigen Sumpfes auf einem Wert gehalten wird, der höher ist als ein im Bereich von 60 bis 110 cm/sec liegender durch Kurve C der.Fig. 2 der Zeichnung, wie im folgenden erläutert, repräsentierter unterer Grenzwert. Zweckmäßigerweise können für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens an sich bekannte, unter den Gießspiegel in der Stranggießkokille eintauchende feuerfeste Gießrohre verwendet werden, die unten offen sind, so daß der frei ausströmende Gießstrahl möglichst tief in den flüssigen Sumpf des Stranges eindringen kann. Bisher wurde die Ansicht vertreten, daß ein tiefes Eindringen des Gießstrahles in den flüssigen Kern schädlich sei und vermieden werden soll, weil sich infolge der sich im flüssigen Sumpf ausbildenden Strömung eine unregelmäßige Dicke der erstarrten Randschicht und damit die Gefahr einer Rißbildung ergeben könne {vgl. z. B. "RADEX-Rundschau" 1971, Heft 5, Seite 595/599). Man war der Meinung, daß ein tiefes Eindringen auch deshalb unerwünscht sei, weil die im Stahl enthaltenen nichtmetallischen Einschlüsse tief in den Sumpf gefördert werden und von dort kaum mehr an die Sumpfoberfläche gelangen könnten. Demzufolge wurden allgemein Gießrohre verwendet, bei denen das flüssige Metall durch seitliche, horizontal oder schräg nach unten oder schräg nach oben gerichtete Öffnungen ausströmt.The invention consists in a method of the type mentioned in that the speed of the pouring stream penetrating the liquid sump in the vertical direction as a function of the length of the liquid Sump is kept at a value which is higher than a lying in the range of 60 to 110 cm / sec Curve C of Fig. 2 of the drawing, as explained below, represented lower limit value. Appropriately, for carrying out the method according to the invention known refractory pipes immersed under the meniscus in the continuous casting mold are used that are open at the bottom, so that the free flowing pouring stream as deep as possible into the liquid The swamp of the strand can penetrate. So far it has been considered that a deep penetration of the pouring stream into the liquid core is harmful and should be avoided because of the in the liquid sump forming flow an irregular thickness of the solidified surface layer and thus the danger could result in cracking {cf. z. B. "RADEX-Rundschau" 1971, issue 5, page 595/599). One was that Opinion that deep penetration is also undesirable because the non-metallic contained in the steel Inclusions are pumped deep into the sump and from there could hardly reach the sump surface. As a result, pouring tubes have generally been used, in which the liquid metal through lateral, horizontal or obliquely downward or obliquely upwardly directed openings flows out.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit besonderem Vorteil für die Herstellung von Gußbrammen aus einem beruhigten Stahl folgender Zusammensetzung angewendet werden;The inventive method can with particular Advantage for the production of cast slabs from a killed steel of the following composition be applied;
C 0,15 bis 0,22 % Si 0,20 bis 0,40 %
Mn 1,0 bis 1,5 % P max. 0,025 % S max. 0,030 % . Al max. 0/1 %
Rest im wesentlichen Eisen.C 0.15 to 0.22 % Si 0.20 to 0.40% Mn 1.0 to 1.5% P max. 0.025% S max. 0.030%. Al max. 0/1%
The remainder is essentially iron.
Dieser Stahl wird im allgemeinen mit Si und Al beruhigt, wobei der Si-Gehalt um 0,3 % und der Al-Gehalt unter 0,1 % liegt. Der P- und S-Gehalt soll so niedrig wie möglich sein; er liegt bei je etwa O,020 %. Fallweise können zur Erzielung besonderer technologischer Eigenschaften verschiedene Legierungselemente, wie Nb, V, Cr, Ni, Ti und Mo, in einer Menge bis zu 2 % zugesetzt werden. In der nachstehenden Tabelle ist die Zusammensetzung (Gußanalyse) verschiedener Schmelzen angegeben, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden sind, ohne daß die Qualität von aus diesen Gußsträngen hergestellten Blechen vermindernde Einflüsse festgestellt worden sind.This steel is generally killed with Si and Al, the Si content being around 0.3% and the Al content below 0.1 % . The P and S content should be as low as possible; it is around 0.020 % each. In some cases, various alloying elements such as Nb, V, Cr, Ni, Ti and Mo can be added in an amount of up to 2% to achieve special technological properties. The table below shows the composition (casting analysis) of various melts which have been produced by the process according to the invention without any influences reducing the quality of metal sheets produced from these cast strands having been ascertained.
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Schmelze Nr.Melt no.
0!
0
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I 0 i
I.
i O j
i
- ,. I.1
-,. I.
Vorteilhaft werden diese Stähle auf Stranggießanlagen mit vex'tikaler, gerader Kokille vergossen, an die sich eine vertikale, gerade Fuhrungsstrecke anschließt, nach der der Strang allmählich in die Horizontale gebogen. werden kann- Bei Verwendung von Anlagen mit gebogener Kokille könnte die Strangschale auf der Strangunterseite durch den senkrecht eindringenden Gießstrahl zu stark ausgewaschen werden; als Folge davon könnten .Risse und Stahldurchbrüche auftreten. Grundsätzlich ist es auch möglich, den Stahl in die Stranggießkokille frei fallend einfließen zu lassen.. Zur Vermeidung des Entstehens nichtmetallischer Einschlüsse als Folge der Einwirkung der Atmosphäre auf den Gießstrahl einerseits und zur besseren Führung des Gießstrahles zwecks Erzielung einer größeren Tiefenwirkung anderseits wird man aber in der Regel Gic.3-These steels are advantageously cast on continuous casters with a vertical, straight mold which is followed by a vertical, straight guide section, after which the strand gradually bent horizontally. - When using systems with a curved mold the strand shell on the underside of the strand could become too strong due to the pouring stream penetrating vertically to be washed out; as a result, cracks and steel breakthroughs could occur. Basically it is too possible to let the steel flow freely falling into the continuous casting mold .. To avoid the formation non-metallic inclusions as a result of the action of the atmosphere on the pouring stream on the one hand and for the better Guiding the pouring stream for the purpose of achieving a greater depth effect on the other hand, however, as a rule, Gic.3-
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rohre verwenden.use pipes.
Für Brammen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden, ist charakteristisch, daß deren in der geseigerten Kernzone ermittelte Härte um höchstens 30 % über der in der ungeseigerten Randzone ermittelten Härte liegt.It is characteristic of slabs which are produced by the process according to the invention that their hardness determined in the segregated core zone is at most 30 % higher than the hardness determined in the unsegulated edge zone.
Es ist zu bemerken, daß das erfindungsgeraäße Verfahren nicht für alle Strangquerschnitte geeignet ist, sondern nur für das Gießen von.Brammen mit einer Breite von mindestens 1000 mm angewendet werden kann. Diese Breite ist deshalb erforderlich, damit sich durch den tief in den Sumpf eindringenden Strahl eine ausgeprägte Ausgleichsströmung ergibt, was bei schmalen Brammen oder Knüppeln nicht möglich wäre. Es wurde festgestellt, daß die erfindungsgemäß erreichte Verminderung der Seigerung von keinerlei qualitativen Nachteilen begleitet ist, insbesondere sind keine Risse an der Oberfläche der Brammen und Strangdurchbrüche aufgetreten; bezüglich des Gehaltes an nichtmetallischen Einschlüssen wurde kein Unterschied gegenüber Gußsträngen festgestellt, die nach den üblichen Verfahren hergestellt worden sind. Bei' dem vorzugsweise verwendeten Stahltyp liegen die Desoxydationsprodukte im wesentlichen als Mangan-Silikate vor, die beim- Gießen flüssig sind, rasch koagulieren und daher schon zum größten Teil in der Gießpfanne oder im Zwischengefäß ausgeschieden werden; in die Stranggießkokille ge-It should be noted that the inventive device Process is not suitable for all strand cross-sections, but only for the casting of slabs with one width of at least 1000 mm can be used. This width is therefore necessary so that the The jet penetrating deep into the sump produces a pronounced equalizing flow, which is the case with narrow slabs or clubs would not be possible. It was determined, that the reduction in segregation achieved according to the invention is not accompanied by any qualitative disadvantages is, in particular, no cracks on the surface of the slabs and strand breakthroughs have occurred; in terms of the content of non-metallic inclusions, no difference was found compared to cast strands have been manufactured according to the usual procedures. At' the type of steel preferably used, the deoxidation products are essentially in the form of manganese silicates, the are liquid when pouring, coagulate quickly and therefore already for the most part in the pouring ladle or in the intermediate vessel be eliminated; in the continuous casting mold
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langt nur noch ein kleiner Teil, weshalb in diesem Fall Art und Intensität der Strömung im Strangsumpf keinen bemerkenswerten Einfluß auf den Einschlußgehalt des Stranges haben.only a small part is enough, which is why in this case the type and intensity of the flow in the sump have no noticeable effect on the inclusion content of the strand.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung sind in der beigefügten Zeichnung näher erläutert.Further features and details of the invention are explained in more detail in the accompanying drawing.
Fig. 1 ist ein Vertikalschnitt durch den Oberteil einer Stranggießanlage, die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders vorteilhaft ist. Fig. 2 zeigt den Zusammenhang zwischen der Austrittsgeschwindigkeit ν des Gießstrahles aus dem Gießrohr bzw. der Eintrittsgeschwindigkeit des Gießstrahles in den flüssigen Sumpf des Stranges und der Sumpflänge L. Fig. 3 ist ein Diagramm, welches den Zusammenhang zwischen der Härtezunahme als Folge der Seigerungen im Strangkern und der Gießtemperatur veranschaulicht. Fig. 4 zeigt ein aus der Strangmitte entnommenes, geseigertes Probestück, an dem die Härtezunahme in der Seigerungszone im Vergleich zur ungeseigerten Zone bestimmt wird.Fig. 1 is a vertical section through the top of a continuous caster used for carrying out the invention Method is particularly advantageous. Fig. 2 shows the relationship between the exit speed ν of the pouring stream from the pouring tube or the entry speed of the pouring stream into the liquid swamp of strand and swamp length L. Fig. 3 is a diagram showing the relationship between the increase in hardness as a result of segregation in the strand core and the casting temperature. Fig. 4 shows a segregated sample taken from the center of the strand, on which the increase in hardness in the segregation zone in comparison is determined to be the unsegiated zone.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Zwischengefäß bezeichnet, aus dem der flüssige Stahl 2 durch ein feuerfestes Gießrohr 3 senkrecht in Richtung des Pfeiles in eine gerade, vertikale wassergekühlte Kokille 4 gefördert wird. Die Austrittsgeschwindigkeit ν des flüssigen Stahles aus dem Gießrohr 3 wird durch einen heb- und senkbaren feuerfestenIn Fig. 1, 1 denotes an intermediate vessel, from which the liquid steel 2 through a refractory pouring pipe 3 is conveyed vertically in the direction of the arrow into a straight, vertical water-cooled mold 4. the The exit speed ν of the liquid steel from the pouring pipe 3 is controlled by a refractory that can be raised and lowered
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Stopfen 5 geregelt. Mit 6 und· 7 sind Horizontälebenen durch den Gießspiegel in der Kokille 4 bzw. durch die Unterkante des Gießrohres 3 bezeichnet; das Gießrohr 3 taucht einige cm unter den mit einem Gießpulver abgedeckten Gießspiegel ein, sodaß der Stahl nicht mit der Atmosphäre in Berührung gelangen kann.Mit 8 ist der flüssige Kern des eine erstarrte Randschicht 9 aufweisenden Gußstranges bezeichnet, der kontinuierlich durch die Rollen 10, 11 und gestützt und geführt wird. Die Rollen 10 bilden zusammen mit der geraden Kokille eine vertikale, gerade Strangführung von etwa 2 bis 3 m, an die sich eine durch die Rollen 11 gebildete Biegeeinrichtung und eine aus den Rollen 12 gebildete kreisbogenförmige Strangführung anschließt. Am Ende der kreisbogenförmigen Strangführung sind eine nicht dargestellte Richteinrichtung und eine Vorrichtung zum Ausziehen des horizontal auslaufenden Gußstranges vorgesehen. Die Sumpfspitze 13 kann sich in Abhängigkeit von der Gießgeschwindigkeit und dem Anlagentyp bis zum Ende der kreisbogenförmigen Strangführung erstrecken. Die Geschwindigkeit ν des frei aus dem Gießrohr 3 ausströmenden bzw. in den flüssigen Sumpf 8 eindringenden Gießstrahls 14 - gemessen im Bereich der Ebene 7 - wird so eingestellt, daß die Tiefenwirkung mit zunehmender Sumpflänge L steigt. Dadurch wird im Sumpf 8 eine Turbulenz und eine Strömung verursacht. Während in Strangmitte eine starke Abwärtsbewegung des Stahles auftritt, strömt der Stahl insbesondere im Randbereich, also im Bereich der Schmalseiten der Bramme, nach oben. Diese Ausgleichsströmung ermöglicht einPlug 5 regulated. With 6 and · 7 are horizontal planes denoted by the meniscus in the mold 4 or by the lower edge of the pouring tube 3; the pouring pipe 3 is immersed a few cm below the mold level, which is covered with a casting powder, so that the steel does not enter the atmosphere The liquid core of the cast strand, which has a solidified edge layer 9, is denoted by 8, which is continuously supported and guided by the rollers 10, 11 and. The rollers 10 form together with the straight mold has a vertical, straight strand guide of about 2 to 3 m, to which one formed by the rollers 11 is attached Bending device and a circular arc-shaped strand guide formed from the rollers 12 connects. At the At the end of the circular arc-shaped strand guide are a straightening device (not shown) and a device for Pulling out the horizontally expiring cast strand provided. The sump tip 13 can vary depending on the casting speed and the type of plant extend to the end of the circular arc-shaped strand guide. the Speed ν of the pouring jet flowing freely out of the pouring tube 3 or penetrating into the liquid sump 8 14 - measured in the area of level 7 - is set so that the depth effect increases with increasing swamp length L. This causes turbulence and a flow in the sump 8. While there is a strong downward movement in the middle of the strand of the steel occurs, the steel flows in particular in the edge area, i.e. in the area of the narrow sides of the Slab, to the top. This equalizing flow enables a
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tiefes Eindringen des Gießstrahles in den Sumpf. Bei Brammen mit einer Breite von mindestens 1000 mm ist die Ausgleichsströmung in ausreichendem Maße vorhanden. Die Aufwärtsströmung ist schematisch durch die Pfeile 15 angedeutet. Im Bereich der starken Strömung werden Anreicherungen der seigernden Elemente, wie C, Mn und S, verhindert. Dies bedeutet/ daß sich der flüssige Stahl im Sumpf 8 um so weniger an diesen Elementen anreichern kann, je tiefer der Gießstrahl in den flüssigen Sumpf 8 eindringt.deep penetration of the pouring stream into the sump. For slabs with a width of at least 1000 mm the equalizing flow is present in sufficient measure. The upward flow is shown schematically by the arrows 15 indicated. In the area of strong currents, there are accumulations of the segregating elements such as C, Mn and S, prevented. This means / that the liquid steel in the sump 8 is less affected by these elements can enrich the deeper the pouring stream penetrates into the liquid sump 8.
In Fig. 2 ist in einem Diagramm auf der Abszisse die Sumpflänge L in m und auf der Ordinate die Austrittsgeschwindigkeit ν des Gießstrahles aus dem Gießrohr 3 in cm/sec dargestellt. Mit 16 und 17 sind Grenzlinien bezeichnet, innerhalb derer die Erfindung mit Vorteil angewendet wird. Innerhalb dieser Grenzlinien 16, 17 soll erfindungsgemäß die Austrittsgeschwindigkeit ν über der unteren Grenzkurve C, d.h. im schraffierten Bereich B, dessen obere Grenze etwa durch den Kurvenzug 18 definiert ist, liegen. Demnach soll bei einer Sumpflänge L von 8 m die Austrittsgeschwindigkeit ν mindestens 60 cm/sec betragen und allmählich bis auf mindestens 110 cm/sec erhöht werden, wenn sich die Sumpflänge zufolge einer höheren Absenkgeschwindigkeit des Stranges bis auf 15 m vergrößert. Richtwerte für die obere Grenze der zu wählenden Geschwindigkeit ν sind nach der Darstellung in Fig. 2 120 bzw. 180 cm/sec. Würde die Austrittsgeschwindigkeit ν unterhalb des Feldes BIn FIG. 2, in a diagram, the marsh length L is on the abscissa and the exit speed is on the ordinate ν of the pouring jet from the pouring tube 3 is shown in cm / sec. With 16 and 17 border lines are designated, within which the invention is used with advantage. According to the invention, the Exit velocity ν above the lower limit curve C, i.e. in the hatched area B, its upper limit approximately is defined by the curve 18, lie. Accordingly, the exit velocity should be at a swamp length L of 8 m ν be at least 60 cm / sec and gradually increased to at least 110 cm / sec as the swamp length increases increased to 15 m due to a higher lowering speed of the line. Guide values for the upper According to the illustration in FIG. 2, the limit of the speed ν to be selected is 120 or 180 cm / sec. Would the Exit velocity ν below field B
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im Bereich A liegen, so treten starke Seigerungen im Kern der Gußbrammen auf, die zu einer Qualitätsverschlechterung führen.lie in area A, strong segregations occur in Core of the cast slabs, which lead to a deterioration in quality.
Ein Zusammenhang zwischen Gießtemperatur und Seigerung ist in Fig. 3 dargestellt. Auf der Abszisse ist die Gießtemperatur in 0C - gemessen im Zwischengefäß 1 und auf der Ordinate die Härtezunahme im geseigerten Bereich der Stahlbramme in % der Härte des ungeseigerten Bereiches aufgetragen, üblicherweise liegt die Gießtemperatur bei dem erfindungsgemäß bevorzugten Stahltyp innerhalb der Grenzlinien 19, 20, d.h. zwischen 1510 und 1530 ° C, Wenn dieser Stahl unter üblichen Bedingungen - d.h. mit einer im Feld A der Fig. 2 liegenden Geschwindigkeit ν vergossen wird -, ergibt sich eine Härtezunahme im geseir gerten Bereich der Bramme, die innerhalb eines durch die Linien 21, 22 begrenzten Feldes A1 liegt. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens - d.h. bei einer im Bereich B der Fig. 2 liegenden Geschwindigkeit ν liegt die Härtezunahme innerhalb des durch die Linien 23, 24 begrenzten Feldes B'. Mit D ist eine horizontal verlaufende Grenzlinie bezeichnet, die bei 30 % Härtezunahme liegt. Es wurde gefunden, daß eine Härtezunahme bis zu 30 % noch keine qualitativen Nachteile in den aus solchen Gußsträngen hergestellten Blechen zur Folge hat. Bei stärker geseigerten Stranggußbrammen weisen die daraus hergestellten Bleche niedrigere Dehnungs- und Kerbschlagwerte auf, und die Verformbarkeit ist geringer; bei einerA relationship between casting temperature and segregation is shown in FIG. 3. The casting temperature in 0 C is plotted on the abscissa - measured in the intermediate vessel 1 and on the ordinate the increase in hardness in the segregated area of the steel slab in% of the hardness of the unsegregated area; the casting temperature for the steel type preferred according to the invention is usually within the limit lines 19, 20, ie between 1510 and 1530 ° C. If this steel is cast under normal conditions - ie with a speed ν lying in the field A of FIG , 22 limited field A 1 lies. When using the method according to the invention - ie at a speed ν lying in the area B of FIG. 2, the increase in hardness lies within the field B ′ delimited by the lines 23, 24. A horizontally extending borderline is designated by D, which is 30% increase in hardness. It has been found that an increase in hardness of up to 30% does not result in any qualitative disadvantages in the metal sheets produced from such cast strands. In the case of more strongly segregated continuously cast slabs, the sheets produced from them have lower elongation and impact values, and the deformability is lower; at a
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Härtezunahme von über 45 % werden außerdem fallweise Innenrisse in den Nähten zusammengeschweißter Bleche bzw. Blechproben beobachtet. Wie man aus Fig. 3 sieht, beeinflußt die Gießtemperatur sehr stark die Seigerungsintensität, wenn mit im Bereich A liegenden Strahlaustrittsgeschwindigkeiten ν gearbeitet wird. Bei Einhaltung von Geschwindigkeiten v, die erfindungsgemäß im Bereich des Feldes B liegen, ist jedoch der Einfluß der Gießtemperatur auf die Seigerung wesentlich geringer: Die Linien 23, 24 verlaufen wesentlich flacher als die Linien 21, 22, und das Feld B' liegt unter der Grenzlinie D. Folglich kann bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch bei Vorhandensein eines verhältnismäßig großen Temperaturbereiches ein Gußstrang erzeugt werden, bei dem die Seigerung keinen die Qualität der daraus hergestellten Bleche vermindernden Einfluß hat. Bei üblicher Arbeitsweise müßte hingegen die Gießtemperatur immer unter 1515° C liegen, um mit Sicherheit eine Härtezunahme von 30 % nicht zu überschreiten. Dies ist aber in der Praxis kaum möglich.In addition, an increase in hardness of more than 45% occasionally results in internal cracks in the seams of welded sheets or sheet metal samples observed. As can be seen from Fig. 3, the casting temperature has a very strong influence on the segregation intensity, if with jet exit velocities in area A. ν is worked. If speeds v are observed, which according to the invention are in the area of field B are, however, the influence of the casting temperature on the segregation is much less: the lines 23, 24 run much flatter than lines 21, 22, and the field B 'lies below the boundary line D. Consequently, when using of the method according to the invention even if it is present A cast strand can be produced in a relatively large temperature range in which the segregation does not occur Quality of the sheet metal produced therefrom has a reducing influence. In the normal way of working, however, the The casting temperature should always be below 1515 ° C in order not to exceed an increase in hardness of 30%. However, this is hardly possible in practice.
Um die Härtezunahrae zu ermitteln, wird aus dem Gußstrang ein Probestück herausgeschnitten, wie in Fig. 4 schaubildlich dargestellt ist. Das Probestück wird aus dem Bereich der Längsachse 25 der Bramme herausgeschnitten und zwar bei etwa der halben Stranglänge; die Vertikalachse durch die Strangmitte ist mit 26 bezeichnet. Das Probestück hat zweckmäßigerweise eine Breite 27 von 200 mm und eine Dicke, die der Strangdicke d entspricht. Seine Querschnittsfläche 28 wird geschliffen und mitIn order to determine the approximate hardness, a test piece is cut out of the cast strand, as shown in Fig. 4 is shown graphically. The test piece is cut out of the area of the longitudinal axis 25 of the slab at about half the length of the strand; the vertical axis through the center of the strand is denoted by 26. The test piece expediently has a width 27 of 200 mm and a thickness which corresponds to the strand thickness d. Its cross-sectional area 28 is ground and with
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15 %iger heißer Salzsäure tiefgeätzt, wobei in der Kerhzone 29 Seigerungen 30 sichtbar werden. Diese Seigerungen 30 - etwas übertrieben dargestellt - erscheinen dunkel und heben sich deutlich von der Struktur des übrigen Querschnittes ab; je stärker die seigernden Elemente in der Kernzone angereichert sind, umso dunkler erscheinen die Seigerungen 30 nach der Tiefätzung. In den geseigerten Zonen 30 werden bei strangvergossenen Stählen, die zur15% hot hydrochloric acid deeply etched, whereby in the Kerhzone 29 segregations 30 become visible. These segregations 30 - shown somewhat exaggerated - appear dark and stand out clearly from the structure of the rest of the cross-section; the stronger the segregating elements in the core zone are enriched, the darker the segregations appear after the deep etching. In the signed Zones 30 are cast in continuous steels that are used for
Seigerung neigen, G-Gehalte im Gußstrang festgestellt, die bis 2U 1OO % über dem Wert der Gußanalyse liegen. Außerdem werden dort bis zu 30 % höhere Mn- und bis zu 50 % höhere S-Gehalte nachgewiesen. Der erhöhte C-Gehalt im geseigerten Bereich ist auch als Ursache für das Entstehen der dunklen Flecken nach dem Tiefätzen anzusehen; geseigerte Zonen enthalten einen höheren Perlitanteil als seigerungsfreie, und ein Gefüge mit höherem Perlitanteil verhält sich beim Ätzen anders als ein Gefüge mit kleinerem Perlitanteil. Durch die Zunahme des C- und Mn-Gehaltes in der Kernzone 29 ist auch dort die Härte des Stahles größer als im übrigen Gußwerkstoff. Daher kann bei diesen Stählen die Härtezunahme im geseigerten Bereich als guter Indikator für die Intensität der Seigerung angezogen werden. Durch die geseigerten Zonen 30 wird entlang einer Linie 31 nach Abschleifen der Oberfläche 28 an den Meßstellen 32, die in Abständen von jeweils 10 mm angeordnet sind, die Härte geprüft. Die Linie 31 wird parallel zur Linie 29 so geführt, daß jeweils ein möglichst großer Teil ihrer Längserstreckung in geseigerten Zonen 30 liegt; die Linie 31Segregation tend to determine the G-contents in the cast strand up to 2U 100% above the value of the casting analysis. In addition, there are up to 30% higher Mn and up to 50% higher S-contents detected. The increased C content in the liquor The area is also to be seen as the cause of the formation of the dark spots after the deep etching; denied Zones contain a higher percentage of pearlite than segregation-free, and a structure with a higher percentage of pearlite behaves when etched differently than a structure with a smaller percentage of pearlite. Due to the increase in the C and Mn content in the In the core zone 29, the hardness of the steel is greater there than in the rest of the cast material. Therefore, with these steels the increase in hardness in the segregated area can be used as a good indicator of the intensity of segregation. By the segregated zones 30 are along a line 31 after grinding the surface 28 at the measuring points 32, which in At intervals of 10 mm each, the hardness is checked. Line 31 is guided parallel to line 29 so that that in each case the largest possible part of their longitudinal extent lies in segregated zones 30; the line 31
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kann, muß aber nicht mit der Linie 29 zusammenfallen. Für die Prüfung der Härte kann z.B. die Vickers-Härteprüfung (HV 5) angewendet werden, wobei der Mittelwert aller Meßstellen 32 mit dem Mittelwert dreier'Meßstellen 33 im sexgerungsfreien Bereich, die sich beispielsweise in einem Abstand d/4 von der Gußstrang- (Proben-) Oberfläche befinden,verglichen wird.can, but does not have to coincide with line 29. The Vickers hardness test, for example, can be used to test the hardness (HV 5) are used, the mean value of all measuring points 32 with the mean value of dreier'Meßstellen 33 in the sex-free area, which is for example at a distance d / 4 from the cast (sample) surface is compared.
Dieser Unterschied bzw. die Härtezunahme in den geseigerten Zonen 3O, in % ausgedrückt, ist auf der Ordinate der Fig. 3 aufgetragen.This difference or the increase in hardness in the segregated zones 3O, expressed in%, is on the Plotted on the ordinate of FIG.
Die Erfindung wird weiters durch zwei Au.sfüh-rungsbeispiele erläutert.The invention is further illustrated by two exemplary embodiments explained.
Beispiel 1: Auf einer Braminenstranggießanlage wurde ein Stahl mit folgender chemischer Zusammensetzung vergossen (Gußanalyse):Example 1: A steel with the following chemical composition was produced on a continuous slab caster potted (casting analysis):
Das Kokillenformat betrug 1600 χ 225 mm, die Absenkgeschwindigkeit des Stranges 0,6 m/min. Daraus ergibt sich eine Gießleistung von 1,55 t/min. Die Sumpflänge L läßt sich aus den BeziehungenThe mold format was 1600 × 225 mm, the lowering speed of the strand 0.6 m / min. This results in a casting capacity of 1.55 t / min. The swamp length L leaves out of relationships
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21 = c . 11 ~... (mm)2 1 = c. 11 ~ ... (mm)
L = a . t
bzw. L = a. t
respectively.
■ L = a .("2"c■ L = a. ("2" c
berechnen. Dabei ist d die Strangdicke in mm, c der Erstarrungsfaktor, der mit 27 mm/min eingesetzt wurde, t die Erstarrungszeit in min und a die Absenkgeschwindigkeit des Stranges in mm/min.to calculate. Where d is the strand thickness in mm, c is the solidification factor, which was used at 27 mm / min, t the solidification time in min and a the lowering speed of the strand in mm / min.
Im vorliegenden Beispiel wurde die Sümfplänge L mit 10,4 m errechnet. Die Stahltemperatur (Gießtemperatur) - gemessen im ZwischengefäS 1 - betrug 1530° C. Zur Vermeidung störender Seigerungen ist nach Kurve C in Fig. 2 eine Mindestaustrittsgeschwindigkeit des Stahles aus dem Gießrohr 3 von 68 cm/sec erforderlich. Es wurde daher ein unten offenes Gießrohr mit einem lichten Durchmesser von 60 mm verwendet. Aus dem Zusammenhang "Gießleistung (in cm /see) ist gleich dem Produkt aus Gießrohrguerscnnitt (in cm ) und Austrittsgeschwindigkeit ν (in cm/sec)" errechnet sich für dieses Beispiel eine Austrittsgeschwindigkeit v. von 127 cm/sec (Punkt 34 in Fig. 2). Aus halber Stranglänge wurde eine Probe entnommen, tiefgeätzt und dieIn the present example, the swamp length L calculated with 10.4 m. The steel temperature (casting temperature) - measured in intermediate vessel 1 - was 1530 ° C. To avoid this disturbing segregation is, according to curve C in FIG. 2, a minimum exit speed of the steel from the pouring pipe 3 of 68 cm / sec required. It was therefore a pouring tube open at the bottom with a clear diameter of 60 mm used. From the context "pouring performance (in cm / see) is equal to the product of pouring pipe cross-section (in cm) and exit velocity ν (in cm / sec) "calculated For this example, an exit velocity v. of 127 cm / sec (point 34 in Fig. 2). For the sake of it A sample was taken, deep-etched and the strand length
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Seigerung beurteilt; sie hebt sich nur geringfügig vom seigerurigsfreien Brammenquerschnitt ab, was auf eine geringe Seigerungsintensität hinweist. Der bei der Vickers-Härteprüfung nach dem vorbeschriebenen Verfahren ermittelte Wert von 210 kp/mm lag um nur 25 % höher als der Vergleichswert an den Meßstellen 33 (Punkt 35 in Fig. 3); diese Härtezunahme liegt also innerhalb des Bereiches B* bzw. unterhalb der Grenzlinie D, was besagt, daß keine seigerungsbedingte QualitätsVerschlechterung der aus einem solchen Gußstrang hergestellten Bleche festzustellen ist. Die Tiefätzproben und die zur Ermittlung der Schwefelverteilung angefertigten Baumann-Abzüge zeigten überdies parallel zur Strangoberfläche verlaufende Linien, die - für die. Qualität des Gußstranges bzw. der Bleche ohne Bedeutung anzeigen, daß" eine starke Strömung im Sumpf 8 des Stranges vorhanden war.Segregation judged; it only stands out slightly from the Seigerurigs-free slab cross-section, which indicates a low Indicates segregation intensity. The one in the Vickers hardness test The value of 210 kp / mm determined by the method described above was only 25% higher than the comparison value at the measuring points 33 (point 35 in Fig. 3); this increase in hardness is therefore within the range B * or below the boundary line D, which means that no segregation-related deterioration in quality of the such cast strand produced sheets can be determined. The deep etching samples and those for determining the sulfur distribution Baumann prints made also showed parallel Lines running to the strand surface which - for the. Show the quality of the cast strand or the sheets without meaning, that "there was a strong current in the sump 8 of the strand.
Die Ergebnisse dieser Schmelze wurden verglichen mit einer anderen Schmelze, die bei sonst völlig gleichen Bedingungen unter Anwendung der bisher üblichen Gießtechnologie vergossen worden war, nämlich unter Verwendung eines Gießrohres mit zwei seitlich, unter einem Winkel von 45° schräg nach unten geneigten Austrittsöffnungen von je 42 mm Durchmesser, Dadurch wurde zwar wohl eine Strahlaustrittsgeschwindigkeit von 130 cm/sec erreicht, aber ein tiefes Eindringen des Gießstrahles in den flüssigen Sumpf 8 vermieden, was für die Arbeitsweise mit diesen Fohren charakteristisch ist. Eine aus der Strangmitte ent-The results of this melt were compared with another melt, which were otherwise completely identical Conditions had been cast using the casting technology customary hitherto, namely using a pouring pipe with two laterally inclined downwardly at an angle of 45 ° each 42 mm in diameter, this probably resulted in a jet exit speed of 130 cm / sec, but a deep penetration of the pouring stream into the liquid sump 8 is avoided, which is important for the operation with these Fohren is characteristic. One from the center of the
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nommene Probe zeigte erwartungsgemäß eine deutlich stärkere Seigerung. Die Härtezunahme gegenüber dem seigerungsfreien Werkstoff betrug 45 % (Punkt 36 der Fig. 3). Die aus diesem Stahl hergestellten Bleche waren von minderer Qualität und zeigten deutlich schlechtere technologische Eigenschaften als die Bleche/ die aus dem erfindungsgemäß gegossenen Strang gewalzt worden sind.As expected, the sample taken showed a significantly stronger segregation. The increase in hardness compared to the non-segregation Material was 45% (point 36 of FIG. 3). The sheets made from this steel were of inferior quality Quality and showed significantly poorer technological properties than the sheets / those from the invention cast strand have been rolled.
Beispiel 2:' Auf derselben Stranggießanlage wurde eine weitere Schmelze mit folgender chemischer Zusammensetzung vergossen {Gußanalyse):Example 2: Another melt with the following chemical composition was produced on the same continuous caster potted {casting analysis):
0,16 % C 0,015 % P0.16% C 0.015% P
0,30 % Si 0,022 % S0.30% Si 0.022% S
1,20 % Mn 0,010 % Al Rest Eisen.1.20% Mn 0.010% Al balance iron.
Die Kokille war auf einen Strangquerschnitt von 1000 χ 250 mm eingestellt, die Absenkgeschwindigkeit des Stranges betrug 0,70 m/min. Daraus ergibt sich eine Gießleistung von 1,26 t/min. Die Sumpflänge betrug zufolge der höheren Gießleistung 15 m. Bei dieser Sumpflänge muß erfindungsgemäß gemäß Kurve C der Fig. 2 ein unterer Grenzwert für die Austrittsgeschwindigkeit des Gießstrahles von 110 cm/sec überschritten werden, um eine seigerungsarme Gußbramme zu erhalten. Es wurde daher ein unten offenes Gießrohr mit einer vertikalen Bohrung von 55 mm Durchmesser verwendet, so daß die Austrittsgeschwindigkeit ν 120 cm/sec betrug (Punkt 37 der Fig. 2). Die im Zwischengefäß 1 ge-The mold was set to a strand cross-section of 1000 × 250 mm, the lowering speed of the Strand was 0.70 m / min. This results in a casting performance of 1.26 t / min. As a result of the higher casting capacity, the sump length was 15 m according to curve C of FIG. 2, a lower limit value for the exit speed of the pouring stream of 110 cm / sec must be exceeded to a low segregation Obtain cast slab. The result was a pouring pipe that was open at the bottom and had a vertical bore of 55 mm in diameter used so that the exit velocity ν was 120 cm / sec (point 37 of FIG. 2). The in the intermediate vessel 1
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messene Gießtemperatur betrug 1525 C. Die Vickershärte der in gleicher Weise geprüften, aus der Strangmitte ent-The measured casting temperature was 1525 C. The Vickers hardness the same tested, originating from the center of the
nommenen Probe ergab 17O kp/raa , welcher Wert um nur 20 % über dem in der seigerungsfreien Zone festgestellten Härtewert lag (Punkt 38 der Fig. 3). taken sample resulted in 17O kp / raa, which value by only 20% was above the hardness value determined in the segregation-free zone (point 38 of FIG. 3).
Für Vergleichszwecke wurde eine Schmelze mit einem ebenfalls unten offenen Gießrohr vergossen, dessen vertikale Bohrung aber einen Durchmesser von 70 mm aufwies, wodurch sich eine Äusfcrittsgeschwindigkeit ν von nur 76 cm/sec einstellte (Punkt 39 der Fig. 2). Als Folge dieser niedrigen, im Bereich A liegenden Austrittsgeschwindigkeit wurde eine wesentlich stärkere Seigerung in der Kernzone dieser GuBbrairjne festgestellt. Dementsprechend wurde ein Härteanstieg von 35 % ermittelt (Punkt 4o der Fig. 3}, und die aus dieser Bramme hergestellten Bleche hatten niedrigere Defoirangs- und Kerbschlagwerte.For comparison purposes, a melt was poured with a pouring tube, which is also open at the bottom, whose vertical bore however had a diameter of 70 mm, resulting in an exit speed ν of only 76 cm / sec set (point 39 of FIG. 2). As a result of this low exit velocity in area A. a much stronger segregation was found in the core zone of this GuBbrairjne. Accordingly a hardness increase of 35% was determined (point 4o of FIG. 3}, and the slab produced from this slab Sheets had lower Defo Angle and Impact values.
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