DE2442326C3 - TauchausguB für eine Stranggießkokille - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Tauchausguß für eine Stranggießkokille mit geschlossenem unteren Ausgußteil und zwei Auslauföffnungen am Außenumfang des Ausgusses, die zu den Kokillenwandungen hin divergieren.

Abhängig von den Unterschieden der Form und der Konstruktion eines derartigen Tauchausgu:ses, der z. B. durch die US-PS 35 17 726 bekannt ist, kann der Stahl bzw. das geschmolzene Metall innerhalb der Kokille unterschiedliche Strömungsformen annehmen.

In dem einzuspritzenden geschmolzenen Strahl kann ein Deoxidationsprodukt oder ein nichtmetallischer Einschluß durch die Oxydation von Luft vorhanden sein. Beispielsweise zirkuliert in einem mit Aluminium beruhigten Stahl mit niedrigem Kohlenstoffanteil Aluminiumoxid innerhalb der Kokille zusammen mit dem geschmolzenen Stahlfluß und wird in der Oberflächenschicht eines Gußstücks im Verlauf der Koagulation festgehalten, wodurch Fehlstellen auf der Oberfläche eines Walzprodukts erzeugt werden.

Der nichtmetallische Einschluß kann unterschiedliche Zustände haben, die jeweils den Unterschieden der Strömungsform und der Fließgeschwindigkeit des geschmolzenen Stahls entsprechen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen TauchausguS ^u schaffen, der die Strömung geschmolzenen Metalls innerhalb einer Kokille so steuert, daß ein ^₀ nichtmetallischer Einschluß durch ein Pulver an der Oberfläche des Bades absorbiert werden kann, so daß der Einschluß in einer- koagulierten Haut oder insbesondere in der Oberflächenschicht eines Gußstücks auf dessen langer Seite vermieden wird. ^₅

Ein TauchausguT der eingangs genannten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß die Austrittsöffnungen einen H-förmigen Umfang aufweisen und daß ihnen innerhalb der Kokille Ablenkvorrichtiftjgen gegenüberstehen, die einen auf die jeweilige AMSt^|isöifnung weisenden pfeilspitzenförmigen Horizöat1|qitjjerschniu haben.

Durch die Erfindung wird ein Strömungsbild erzielt, welches die Reaktion des geschmolzenen Metalls mil einem auf dem Badspiegel befindlichen Pulver beschleunigt und dabei die absolute Menge nichtmetallischer Einschlüsse in der Schmelze verringert Dies ist darauf zurückzuführen, daß das geschmolzene Metall erheblicft gleichmäßiger als bei der bisher bekannten Anordnung ausströmt

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigt

F i g. l ein Ausgührungsbeispiel eines Tauchausgusses nach der Erfindung ohne Ablenkvorrichtungen,

Fig.2 die Seitenansicht des Tauchausgusses nach F i g. 1. von der kurzer. Kokillenseite her gesehen,

F i g. 3 einen Tauchausguß nach der Erfindung mit Ablenkvorrichtungen und

F i g. 4 den Schnitt IV-IV aus F i g. 3.

Bei dem in F i g. 1 und 2 gezeigten Ausführungspiel sind am Seitenumfang des unteren eingetauchten Teils des Tauchausgusses 1 H-förmige Austrittsöffnungen 2 vorgesehen, die auf die langen Seitenwände 4 ausgerichtet sind. Wahlweise können ^uch vertikal verlaufe ide längliche Austrittsöffnungen 5 vorgesehen sein, die auf die kurzen Seitenwände der Form ausgerichtet sind. Die Seitenwandungen dieser Austrittsöffrungen 2 und 5 sind geringfügig gegenüber der Horizontalen aufwärts geneigt, so daß der Badspiegel innerhah der Kokille in Wellenbewegung versetzt wird, um die Reaktion des geschmolzenen Metalls bzw. Stahls, mit einem auf dem Badspiegel befindlichen Pulver zu beschleunigen. Auf diese Weise wird die leichte Absorption des nichtmetallischen Einschlusses in der Schmelze durch das Pulver begünstigt.

Der Neigungswinkel β der Seitenwände der Austrittsöffnunpen 2 und 5 ist abhängig beispielsweise von den Abmessungen der Kokille und des Tauchausgusses 1 sowie von der jeweils zugeführten Metallmenge gewählt, normalerweise liegt er zwischen 10 und 20°, vorzugsweise bei 15°. Der Divcrgenzwinkel der Austrittsöffnungen 2 in diesem Ausfuhrungsbeispiel ist kleiner als bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel und beträgt 60 bis 100°, vorzugsweise 80°.

Infolge der beschriebenen Ausbildung des Tauchausgusses wird die Reaktion des geschmolzenen Stahls bzw. Metalls mit dem auf dem Badspiegel befindlichen Pulver bereits beschleunigt, und die absolute Menge nichtmetallischer Einschlüsse in der Schmelze wird verringert. Ferner wird durch die Form der Austrittsöffnungen das geschmolzene Metall gleichmäßig die koagulierte linienförmige Schicht gewissermaßen spülen und somit die Einlagerung nichtmetallischer Einschlüsse an diesen Flächen verhindern.

Die Anzahl von Fehlstellen auf der Oberfläche von Gußstücken bei Verwendung eines Tauchausgusses nach der Erfindung einerseits und bei Verwendung einer bisher üblichen Anordnung mit zwei Austrittsöffnungen andererseits wurde beim Gießen eines mit Aluminium beruhigien Stahls mit niedrigem Kohlenstoffgehalt festgestellt, und es wurden beide Größen miteinander durch einfache Betrachtung verglichen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 aufgeführt, wobei der Wert Null keine Fehlstellen, der Wert 1 den Grad fleckenförmig verteilter Fehlstellen und der Wert 3 auf der gesamten Oberfläche verteilte Fehlstellen angibt.

Tabelle 1

Erfindung

Bisherige Technik

Randteil
Mittelteil

U 0,1

3.0

3,0

Wie aus dieser Tabelle hervorgeht, ergaben sich bei einer Einrichtung bisher üblicher Art in den Randteilen und im Mittelteil des Gußstücks verteüte Fehistellen, deren Anzahl sich bei Verwendung eines Tauchausgusses vorstehend beschriebener Art so verringerte, daß sie im Randteil fleckenförmig und im Mittelteil nur leicht gefleckt verteilt waren.

Bei der in Fig.3 und 4 gezeigten Anordnung sind parallel zum Tauchausguß 1 vertikal ausgerichtete Ablenkplatten 7 unter einem geringen Abstand vor der jeweiligen H-förmigen Austrittsöffnung 2 vorgesehen. Die Austrittsöffnungen 2 sind auf die kurzen Seitenwände 6 der Kokille ausgerichtet und im eiteren Teil des Tauchausgusses 1 angeordnet Die Ab/ertkp/atten 7 haben einen pfeilspitzenförmigen Querschnitt, wie sich aus dem in Fig.4 gezeigten Schnitt IV-IV aus Fig. 3 ergibt. Die vordere Spitze 8 des jeweiligen Querschnitts steht der jeweiligen Austrittsöffnung 2 gegenüber, während der hintere Teil des Querschnitts auf die kurze Seitenwandung 6 der Kokille ausgerichtet ist. Auf diese Weise stimmt der Divcrgenzwinkel der H-förmigen Austrittsöffnung 2 mit demjenigen der zuvor beschriebenen Anordnung überein.

Der geschmolzene Stahl strömt aus den Austriusöffnungen 2 schnell längs der Seitenwandungen 4 der Kokille 3. wie dies in Fig.4 durch Pfeile dargestellt ist. Dies wird durch die Wirkung der Ablenkplatten 7 verursacht. Die nichtmetallischen Einschlüsse in dem geschmolzenen Stahl werden abgespült, ohne daß sie an der koagulierten Außenhüllc längs der Formwandungen eingeschlossen werden. Sie sammeln und koagulieren sich an den Rückseiten der Ablenkplatten 7 oder im mittleren Teil des Gußstücks.

Die folgende Tabelle 2 zeigt Vergleichergebnisse, die durch bloße Betrachtung festgestellt wurden, und zwar für Aluminiumoxid-Anzlysemengen und Oberflächenfehlstellen in einem Gußstück aus mit Aluminium beruhigtem Stahl niedrigen Kohlenstoffgehalts, das nach dem Stranggießverfahren einerseits unter Verwendung eines herkömmlichen Tauchausgusses mit zwei Austritlsöffnungen, andererseits unter Verwendung eines Tauchausgusses mit Ablankplattcn hergestellt wurde.

Tabelle 2

Aluminiumoxid
Anteil

Oberflächenfehler

Bisherige Technik 0,0015%
Erfindung 0,0014%

verteiltauf
Gesamtfläche
leicht gefleckt

Aus der vorstehenden Tabelle geht hervor, daß die absoluten Mengen des im Produkt enthaltenen Alumi niumoxids nicht so unterschiedlich sind, jedoch sind die Oberflächcnfehlstellen auf der gesamten Oberfläche bei verwendung eines Tauchausgusses bisher üblicher Art verteilt, während sie bei einem Tauchausguß nach der Erfindung nur fleckenförmig leicht verteilt und offensichtlich in geringerer Zahl vorhanden sind. Dies bedeutet, daß ein nichtmetallischer Einschluß, beispielsweise Aluminiumoxid, nicht auf der Gußstückoberfläche, sondern in dessen mittlerem Teil vorhanden ist.

Der Tauchausguß nach der Erfindung hat also eine ausgezeichnete Steuerwirkung auf die Mctallströmung innerhalb der Kokille, so daß nichtmetallische Einschlüsse positiv durch das Pulver an dem Badspiegel absorbiert werden und ein Einschluß in der Oberflächenschicht des Gußstücks verhindert wird. Wenn ein Tatichausguß nach der Erfindung beim Stranggießen beispielsweise eines mit Aluminium beruhigten Stahls niedrigen Kohlenstoffgehalts oder eines ähnlichen Materials verwendet wird, so kann daraus ein kaltgewalztes Blech mit hohem Oberflächenreinheitsgrad hergestellt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   j. Tauchausguß für eine Stranggießkokille mil geschlossenem unteren Ausgußteil und zwei Auslauföffnungen am Außenumfang des Ausgusses, die zu den Kokillenwandungen hin divergieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (2) einen H-förmigen Umfang aufweisen und daß ihnen innerhalb der Kokille (3) Ablenkvorrichtungen (7) gegenüberstehen, die einen auf die jeweilige Austrittsöffming weisenden pferlspitzenförmigen Horizontalquerschniu haben.
2. 2. Tauchausguß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die H-förmigen Austrittsöffnungen (2) auf die kurzen Seitenwände (6) einer Kokille (3) ausgerichtet sind.
3. i. Tauchausguß nach Anspruch 2, -,ladurch gekennzeichnet, daß der Divergenzwinkel der Austrittsöffnungen (2) 60 bis 100°, vorzugsweise 80° beträgt.
4. 4. Tauchausguß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (2) gegenüber der Horizontalen nach außen hin leicht geneigt angeordnet sind.
5. 5. Tauchausguß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel 10 bis 20° beträgt.