DE2449812A1 - PROCESS FOR CONTINUOUS CASTING OF STEEL BARS, IN PARTICULAR SLABS, IN A CONTINUOUS CASTING PLANT - Google Patents
PROCESS FOR CONTINUOUS CASTING OF STEEL BARS, IN PARTICULAR SLABS, IN A CONTINUOUS CASTING PLANTInfo
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Description
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DfpL-litg. Walter Jackisch . ' Ά 3 4 3 O DDfpL litg. Walter Jackisch. 'Ά 3 4 3 O D
Stuttgart N, Menzelstraße 40 Fi ^ 'Stuttgart N, Menzelstrasse 40 Fi ^ '
18. Okt. 1974Oct 18, 1974
Vereinigte österreichische Eisen- und Stahlwerke - Alpine Montan AktiengesellschaftUnited Austrian iron and steel works - Alpine Montan Aktiengesellschaft
Sitz Wien, Werksgelände, 4-O4O Linz/ÖsterreichHeadquarters Vienna, factory premises, 4-O4O Linz / Austria
„Verfahren zum kontinuierlichen Gießen von Stahlsträngen, insbesondere Brammen, in einer Stranggießanlage "“Process for the continuous casting of steel strands, in particular Slabs, in a continuous caster "
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Gießen von Stahlsträngen, insbesondere Brammen, in einer Stranggießanlage, wobei der Strang aus einer gekühlten oszillierenden Kokille, die eine von einer Schlacken- bzw. Gießpulverschicht abgedeckte Stahlschmelze enthält, ausgezogen und in einer auf die Kokille folgenden Sekundärkühlzone weiter gekühlt wird.The invention relates to a method for continuous casting of steel strands, in particular slabs, in a continuous caster, the strand from a cooled oscillating mold, which contains a steel melt covered by a layer of slag or casting powder, drawn out and placed on the mold following secondary cooling zone is further cooled.
Bei Verfahren dieser Art wird die Gießschlacke zwischen der Kokille und der sich bildenden Strangschale abgeführt. Es wurde festgestellt, daß diese der Strangoberfläche anhaftende Gieß-In this type of process, the casting slag is discharged between the mold and the strand shell that is being formed. It was found that this casting material adhering to the strand surface
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schlacke nachteilige Wirkungen hat, indem sie in den Oszillationsmarken verbleibt. Flüssige Phasen der Schlacke dringen zwischen die Korngrenzen der erstarrten Strangschale ein und üben eine korrodierende Wirkung aus. Dies .ist die Ursache von Querrissen, die auf der Strangoberfläche quer zur Absenkrichtung entstehen. Die Querrisse, welche Oberflächenfehler darstellen, müssen vor der Weiterverarbeitung der Stränge im Walzwerk durch Flämmen entfernt werden, was mit einem Materialverlust verbunden ist. Oft sind die Fehlstellen an der Strangoberfläche, die durch die Korrosion der Gießschlacke verursacht werden, so gering, nur einige Zehntel mm, daß sie mit freiem Auge nicht sichtbar sind. Sie stellen jedoch gefährliche Schwachstelleri dar, die durch Spannungskonzentration leicht zu groben Oberflächenfehlern, d.h. zu Rissen bis zu 10 mm Tiefe, führen können.slag has adverse effects by being in the oscillation marks remains. Liquid phases of the slag penetrate between the grain boundaries of the solidified strand shell and have a corrosive effect. This is the cause of transverse cracks on the surface of the strand at right angles to the lowering direction develop. The transverse cracks, which represent surface defects, must pass through before the strands are further processed in the rolling mill Flaming are removed, which is associated with a loss of material. Often it is the imperfections on the surface of the strand that are caused by the corrosion of the casting slag caused is so slight, only a few tenths of a millimeter, that it is not visible to the naked eye. However, they represent dangerous weak points which, due to the concentration of stress, can easily lead to gross surface defects, i.e. can lead to cracks up to 10 mm deep.
Für das Stranggießen sind verschiedene Gießpulver bekannt. Ihre Hauptbestandteile sind im allgemeinen CaO,' SiO2 und Flußmittel, wie Flußspat, Soda und Borax. Bei den aus den Gießpulvern entstehenden Schlacken liegen die Erweichungstemperaturen, oberhalb welcher flüssige Phasen auftreten, zwischen 750 und 1150 C.Various casting powders are known for continuous casting. Their main components are generally CaO, SiO 2 and fluxes such as fluorspar, soda and borax. In the case of the slag produced from the casting powders, the softening temperatures above which liquid phases occur are between 750 and 1150 C.
Die Oberflächentemperatur des Stranges in der Stranggießanlage wird von der zur Kühlung des Stranges auf die Strangoberfläche gespritzten Kühlwassermenge bestimmt. Im oberen Teil der Sekundärkühlzone, also im Bereich unterhalb der Kokille, werden normalerweise Temperaturen, zwischen 950 und 1250° C gefahren. Im unteren Teil der Sekundärkühlzone wird eine Temperatur zwischen 800 und 1100° C eingehalten. Die Oberflächentemperatur des Stranges ist üblicherweise im oberen Teil der Sekundärkühlzone am höchsten und fällt nach unten zu allmählich ab.The surface temperature of the strand in the continuous caster depends on the temperature used to cool the strand on the strand surface the amount of cooling water sprayed is determined. In the upper part of the secondary cooling zone, i.e. in the area below the mold, are normally Temperatures between 950 and 1250 ° C driven. In the lower part of the secondary cooling zone, a temperature between 800 and 1100 ° C complied with. The surface temperature of the Strand is usually in the upper part of the secondary cooling zone highest and falls too gradually downwards.
Vergleicht man die Erweichungstemperaturen der Schlacken mit den Oberflächentemperaturen des Stranges, so ist es verständlich,If one compares the softening temperatures of the slags with the surface temperatures of the strand, it is understandable
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daß es unter vielen in der Praxis vorkommenden Betriebsbedingungen möglich ist, daß flüssige Schlacke mit verhältnismäßig hoher Temperatur verhältnismäßig lange auf die Strangoberfläche, insbesondere im Bereich der Oszillationsmarken, einwirken kann, was dann die Ursache der Oberflächenfehler ist.that it occurs under many operating conditions occurring in practice it is possible that liquid slag at a relatively high temperature for a relatively long time on the strand surface, especially in the area of the oscillation marks, which is then the cause of the surface defects.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung der geschilderten Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, die Verfahrensparameter, insbesondere die Temperatur der Strangoberfläche und die Erweichungstemperatur der Schlacke so aufeinander abzustimmen, daß ein Korrosionsangriff durch flüssige heiße Schlackenteilchen vermieden bzw. die Einwirkungszeit in ungefährlichen Grenzen gehalten wird.The invention aims to avoid the disadvantages and difficulties outlined and has the task of adjusting the process parameters, in particular the temperature of the strand surface and to coordinate the softening temperature of the slag so that a corrosion attack by liquid hot slag particles is avoided or the exposure time is safe Limits are kept.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Oberflächentemperatur des Stahlstranges in der Sekundärkühlzone, die 1250 - 800° C beträgt, und die Erweichungstemperatur des Gießpulvers bzw. der Gießschlacke, die 1150 - 750° C beträgt, so aufeinander abgestimmt werden, daß während der Durchlaufzeit des Stranges durch die Sekundärkühlzone jede Stelle der Strangoberfläche eine Temperatur aufweist, die höchstens 150 über der Erweichungstemperatur der Schlacke liegt, oder, falls diese 150 -Grenze überschritten wird, die Dauer der Überschreitung jeder Stelle der Strangoberfläche nicht mehr als 2 Minuten beträgt. .This object is achieved in that the Surface temperature of the steel strand in the secondary cooling zone, which is 1250 - 800 ° C, and the softening temperature of the Casting powder or the casting slag, which is 1150 - 750 ° C, so be coordinated that during the processing time of the Strand through the secondary cooling zone every point of the strand surface has a temperature which is at most 150 above the Softening temperature of the slag, or, if this 150 limit is exceeded, the duration of the exceedance each point on the surface of the strand does not exceed 2 minutes. .
Zweckmäßig kann die Erweichungstemperatur des Gießpulvers bzw. der Gießschlacke durch Variation der chemischen Zusammensetzung, insbesondere des Gehaltes an Flußmittel, eingestellt werden.The softening temperature of the casting powder or the casting slag can expediently by varying the chemical composition, in particular the content of flux can be adjusted.
Die Oberflächentemperatur des gegossenen Stahlstranges kann am einfachsten durch Regelung der Kühlwassermenge erfolgen.The surface temperature of the cast steel strand can be on the easiest way to do this is to regulate the amount of cooling water.
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Vorzugsweise werden mehrere Temperaturmeßstellen entlang der Sekundärkühlzone vorgesehen, um die Oberflächentemperatur des Stranges laufend zu messen, und in Abhängigkeit davon wird die Kühiwassermenge unter Einhaltung der Temperatur- bzw. Berührungszeitgrenze geregelt.Preferably, several temperature measuring points are provided along the secondary cooling zone in order to measure the surface temperature of the Strands to measure continuously, and depending on this, the amount of cooling water is in compliance with the temperature or contact time limit regulated.
Bei Einhaltung dieser Arbeitsweise wird die Korrosionsgefahr ausgeschaltet, denn der chemische Angriff ist bei Temperaturlagen der Strangoberfläche bis zu 1500C über der Erweichungstemperatur der Schlacke noch als gering zu bezeichnen. Es werden keine Schwachstellen verursacht, die Risse auslösen. Die Schlackenphasen sind bei diesen Oberflächentemperaturen des Stranges fest oder so zähflüssig, daß die Korngrenzen noch nicht angegriffen werden. Liegt die Oberflächentemperatur höher als die angegebene Grenztemperatur, so darf die Einwirkungsdauer im Bereich der Sekundärkühlzone höchstens 2 Minuten betragen, ohne daß mit einer gefährlichen Korrosion gerechnet werden muß, die in der Folge zu Rissen führt.In compliance with this procedure, the risk of corrosion is eliminated, since the chemical attack is to call in case of temperature layers of strand surface up to 150 0 C above the softening temperature of the slag still considered low. No weak points are created that could cause cracks. At these surface temperatures of the strand, the slag phases are solid or so viscous that the grain boundaries are not yet attacked. If the surface temperature is higher than the specified limit temperature, the exposure time in the area of the secondary cooling zone may not exceed 2 minutes, without dangerous corrosion which subsequently leads to cracks having to be expected.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist im Diagramm erläutert, in welchem auf der Abszisse die Erweichungstemperatur und auf der Ordinate die Strangoberflächentemperatur aufgetragen ist. Die Geraden 1 und 2 grenzen den Bereich zwischen 750 und 1150° C ein, in welchem die Erweichungstemperaturen von Schlacken, die durch den Einsatz verschiedener, bekannter Gießpulver entstehen, liegen. Den Bereich für die Oberflächentemperaturen des Stranges in der Gießanlage zwischen 800 und 1250 C geben die Geraden und 5 an.The method according to the invention is explained in the diagram, in which on the abscissa the softening temperature and on the The ordinate shows the strand surface temperature. The straight lines 1 and 2 limit the range between 750 and 1150 ° C one, in which the softening temperatures of slag that arise through the use of different, known casting powders, lie. The range for the surface temperatures of the strand in the casting plant between 800 and 1250 C is given by the straight lines and 5 on.
Feld A wird von Feld B durch die Gerade 4 getrennt. Die Gerade 4 entspricht einer Temperatur von 150 C über der Erweichungstemperatur der Schlacke; sie gibt jene Temperatur an einer StelleField A is separated from field B by straight line 4. The straight line 4 corresponds to a temperature of 150 ° C. above the softening temperature the slag; it gives that temperature in one place
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der Strangoberfläche an, oberhalb welcher bei einer längeren Einwirkungsdauer als 2 Minuten mit korrosionsbedingten Rissen im Strang gerechnet werden muß.the strand surface, above which in the case of a longer one Exposure time of 2 minutes with corrosion-related cracks in the strand must be expected.
Die Erweichungstemperatur der Gießschlacke wird zweckmäßig durch Entnahme einer Schlackenprobe aus der Kokille bestimmt, weil die Erweichungstemperatur des Gießpulvers und der- Schlacke normalerweise nicht gleich sind, denn beim Aufschmelzen des Gießpulvers in der Kokille ändert sich die chemische Zusammensetzung, wobei flüchtige Bestandteile entweichen und Desoxydationsprodukte aufgenommen werden. Die Erweichungstemperatur wird üblicherweise nach DIN 51730 bestimmt.The softening temperature of the casting slag becomes appropriate determined by taking a slag sample from the mold, because the softening temperature of the casting powder and the slag are usually not the same, because when the casting powder is melted in the mold, the chemical composition changes, volatile components escape and deoxidation products are absorbed. The softening temperature becomes usually determined according to DIN 51730.
Die Oberflächentemperatur des Stranges in der Gießanlage kann auf verschiedene Art und Weise, beispielsweise pyrometrisch, gemessen werden.The surface temperature of the strand in the casting plant can be measured in various ways, for example pyrometrically.
Die Abstimmung der Temperatur der Strangoberfläche auf die Erweichungstemperatur der Schlacke oder umgekehrt, macht in der Praxis keine Schwierigkeiten. Die Temperatur der Strangoberfläche kann in einem verhältnismäßig großen Bereich eingestellt werden; wenn die Erweichungstemperatur der Schlacke als Regelgröße verwendet wird, so kann aus der im Handel befindlichen Vielfalt bekannter Gießpulver mit unterschiedlicher Erweichungstemperatur das passende ausgesucht werden, oder es kann bei vorgegebenem Gießpulver die Erweichungstemperatur durch Zugabe von Flußmitteln variiert werden.Matching the temperature of the strand surface to the softening temperature the slag or vice versa does not cause any difficulties in practice. The temperature of the strand surface can be set in a relatively large range; if the softening temperature of the slag is used as a control variable is, so can be found in the variety of known casting powders with different softening temperatures The right one can be selected, or with a given casting powder, the softening temperature can be adjusted by adding fluxes can be varied.
Das erfindungsgemäße Verfahren bringt besonders beim Gießen von Brammen mit einer Breite von mehr als 800 mm große Vorteile, weil diese besonders anfällig für die Entstehung von Querrissen sind. Dies beruht darauf, daß bei größeren Stfangbreiten in der Strang-The method according to the invention brings great advantages particularly when casting slabs with a width of more than 800 mm, because these are particularly prone to the development of transverse cracks. This is due to the fact that with larger strand widths in the strand
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schale höhere Spannungen auftreten, als bei den kleineren -Strangbreiten. Wie eingangs erwähnt, fördern die Spannungen den chemischen Angriff. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für das Gießen von legierten und unlegierten Stählen.shell higher tensions occur than with the smaller strand widths. As mentioned at the beginning, promote tension the chemical attack. The method according to the invention is suitable for the casting of alloyed and unalloyed steels.
Das erfindungsgemäße Verfahren und seine Vorteile gegenüber der bekannten Arbeitsweise ist durch das folgende Beispiel näher erläutert:The method according to the invention and its advantages over the known procedure is illustrated by the following example explained in more detail:
An einer Brammenstranggußanlage wurden 50 t Stahl, der in einem LD-Tiegel erschmolzen wurde, mit folgender chemischer Zusammensetzung vergossen:On a continuous slab caster, 50 t of steel were produced in one LD crucible was melted, with the following chemical composition potted:
C Si Mn P S Al .05 .05 .35 .013 .017 .035 %C Si Mn P S Al .05 .05 .35 .013 .017 .035%
Die Gießanlage wies eine gerade Kokille auf. Der Strang wurde in einer Biegezone in einen Gießbogen gebogen und in einer Richtzone in die Horizontale umgelenkt. Die Kokille hatte die Abmessung 1300 χ 225 mm. Die Absenkgeschwindigkeit betrug 1,2 m/min. Im Zwischengefäß wies der Stahl eine Temperatur von 1555 C auf. Der Stahl wurde vom Zwischengefäß durch Tauchrohre in. die Kokille geleitet. Auf den Gießspiegel der Kokille wurde Gießpulver mit folgender chemischer Zusammensetzung aufgegeben:The casting plant had a straight mold. The strand was bent into a casting arch in a bending zone and in a straightening zone diverted to the horizontal. The mold had the dimensions 1300 × 225 mm. The lowering speed was 1.2 m / min. in the The steel had a temperature of 1555 ° C. in the intermediate vessel. Of the Steel was fed from the intermediate vessel through dip tubes into the mold. Molding powder with the following was applied to the mold level of the mold chemical composition abandoned:
Fe3O3 MnO SiO2 , Al2O3 MgO CaO ' 2.36 0.05 27.72 1.38 0.96 26.35 8.20Fe 3 O 3 MnO SiO 2 , Al 2 O 3 MgO CaO '2.36 0.05 27.72 1.38 0.96 26.35 8.20
K2O CaF2 Ges" C G1«v· B2°3 0.40 10.80 4.42 12.26 4.19K 2 O CaF 2 Ges " C G1 « v · B 2 ° 3 0.40 10.80 4.42 12.26 4.19
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"7" 24A9812" 7 " 24A9812
Aus der Kokille wurde eine Schlackenprobe entnommen, von der die chemische Zusammensetzung lautet:A slag sample was taken from the mold, the chemical composition of which is:
7.20 0.90 10,19 1.20 1.0 2.457.20 0.90 10.19 1.20 1.0 2.45
Die Erweichungstemperatur der Schlacke nach DIN 51730 betrug 985° C. Das in der Sekundärkühlzone zur Kühlung des Stranges aufgewendete Wasser wurde durch Flachstrahldüsen auf den Strang aufgebracht. Die verwendete Kühlwassermenge betrug 0.7 l/kg Stahl. 4 Min. lang war der Strang über eine Stranglänge von 5 m einer Temperatur zwischen 1135 und 1170 C ausgesetzt.The softening temperature of the slag according to DIN 51730 was 985 ° C. That in the secondary cooling zone for cooling the strand The water used was applied to the strand through flat jet nozzles. The amount of cooling water used was 0.7 l / kg Stole. The strand was exposed to a temperature between 1135 and 1170 C over a strand length of 5 m for 4 minutes.
Bei dieser Arbeitsweise wurden also sowohl die 150 -Temperaturgrenze als auch die maximale Überschreitungszeit von 2 Minuten, die das erfindungsgemäße Verfahren vorschlägt, überschritten. Die Folge davon war, daß die erzeugten Brammen in den Oszillationsmarken Risse aufweisen, zu deren Entfernung ein Flämmen mit einem Verlust von 3% erforderlich war.In this way of working, both the 150 temperature limit as well as the maximum exceeding time of 2 minutes, which the method according to the invention suggests, is exceeded. The result of this was that the slabs produced have cracks in the oscillation marks, which were also scarfed to remove a loss of 3% was required.
Demgegenüber wurden aus Stahl gleicher Zusammensetzung auf der gleichen Anlage mit gleicher Gießtemperatur und Absenkgeschwindigkeit wie zuvor Brammen gegossen, wobei unter Beibehaltung des gleichen Gießpulvers mit gleicher Erweichungstemperatur der Schlacke die Kühlung verstärkt wurde, indem eine Kühlwassermenge von 0.75 l/kg Stahl aufgespritzt wurde. Dadurch kam die höchste Temperatur der Strangoberfläche auf 1125 C zu liegen, die unterhalb der kritischen 150 -Temperaturgrenze liegt. Die erhaltenen Brammen waren frei von Rissen und erforderten kein Flämmen.In contrast, steel of the same composition was used on the same system with the same casting temperature and lowering speed As before, slabs were cast, while maintaining the same casting powder with the same softening temperature Slag the cooling was strengthened by spraying a cooling water quantity of 0.75 l / kg steel. This gave rise to the highest Temperature of the strand surface to be 1125 C, which is below the critical temperature limit of 150. The received Slabs were free from cracks and did not require scarfing.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8141 | Disposal/no request for examination |