DE2461127C3

DE2461127C3 - Verfahren zum Richten eines rechteckigen Stahlstranges

Info

Publication number: DE2461127C3
Application number: DE2461127A
Authority: DE
Inventors: Irving Morristown N.J. Rossi (V.St.A.)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-01-03
Filing date: 1974-12-23
Publication date: 1979-04-05
Also published as: DE2461127B2; JPS5235611B2; CA1038594A; FR2256791B1; US3945424A; FR2256791A1; GB1472336A; IT1027180B; JPS5099920A; DE2461127A1

Description

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Die Erfindung betrifft den Strangguß von Stahlsträngen mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt, wie Barren, oder Knüppel. Die beim Stahlguß angewandten Methoden unterscheiden sich von denen, die beim ^K Gießen von Nichteisenmetallen benutzt werden, da die Stahlschmelze eine hohe Temperatur hat und eine große Wärmemenge abgeführt werden muß, um den gegossenen Strang vollständig erstarren zu lassen.

Der aus einer Stranggießkokille austretende Stahl- ^x strang besteht aus einer erstarrten Kruste, die einen Sumpf umschließ Der Strang wird in der anschließenden Sekundärkühlzone durch Kielwasser, gewöhnlich in Form von Hochdruckstrahlen, beaufschlagt, das direkt auf die Kruste geleitet vrird. !* der Sekundärkühl- ^Μ zone wird Wärme von dem Strang abgeführt, wodurch die Strangkruste allmählich dicker wird, bis der Sumpf vollständig erstarrt ist.

In typischen Stahlstranggießmaschinen wird der aus der Stranggießkokille austretende Strang durch eine als Bogenführung ausgebildete Sekundärkühlzone geführt bis er gerichtet wird, um in einer im wesentlichen waagerechten Richtung weiterzulaufen. Die gewünsch te Krümmung kann dem Strang entweder durch Verwendung einer Stranggießkokille mit gebogenem ^4S formgebendem Raum oder durch Biegen des Stranges nach dem Austritt aus einer Stranggießkokille mit geradem formgebendem Raum verliehen werden.

Es ist auch ein Vorschlag bekannt, den Strang durch verschieden starke Kühlung auf zwei gegenüberliegen- ^M den Seiten zu biegen, wobei die stärker gekühlte Seite länger werden soll.

In jedem Fall muß der Stahlstrang gerichtet werden, bevor er die Schneidstation erreicht Gewöhnlich wird der Strang mittels einer Reihe von Richtwalzen gerichtet welche üblicherweise wenigstens ein Paar Hebelwalzen, ein Paar Biegewalzen und ein Paar Reaktionswalzen aufweisen. In typischen Maschinen müssen solche Richtwalzen groß und schwer sein und sind in schweren Lagern gehalten, welche den beim ^w Richten von Stahlsträngen von 102 bis 305 mm Stärke auftretenden schweren mechanischen Spannungen widerstehen können.

Aus der US-PS 27 46 430 ist es bekannt, einen aus der Stranggießkokille senkrecht nach unten austretenden Metallstrang unmittelbar nach dem Austritt bei Abweichungen von der Lotrechten thermisch zu richten, indem durch eine Regelvorrichtung, die unmittelbar von dem nach der einen oder anderen Seite aus der Lotrechten abweichenden Strang gesteuert wird, jeweils die Kühlwasserzufuhr zu einer von zwei auf den beiden Seiten angeordneten Sprühdüsen verringert wird, so daß der Strang auf dieser Seite heißer und somit länger bleibt und sich in Richtung auf die (kürzere) kühlere Seite krümmt Es wird also bezweckt die Temperaturverteilung im Strang so symmetrisch zu halten, daß er gerade bleibt Mir diesem Verfahren ist aber ein Richten eines eine Bogenführung durchlaufenden Stranges nicht möglich.

Im Gegensatz hierzu lehrt die US-PS 33 39 623, einen aus einer geraden Kokille senkrecht austretenden Strahlstrang, der noch einen flüssigen Kern aufweist dadurch thermisch in einer Bogenführung zu biegen, daß die Oberfläche des Stranges, die einen größeren Krümmungsradius erhalten soll, durch Kühlwasser stärker direkt gekühlt wird, damit diese Seitenfläche länger wird und man eine bleibende Krümmung des Stranges erhält

Bisher war es aber nicht bekannt einen heißen gebogenen rechteckigen Stahlstrang nach Durchlaufen der Bogenführung durch differentielle thermische Einwirkung gerade zu richten, und des mußte bei der Größe der zu beherrschenden Kräfte und Massen und angesichts der erwähnten Widersprüchlichkeiten des Standes der Technik hinsichtlich der bei differentieller Abkühlung zu erwartenden Wirkungen auch zweifelhaft erscheinen, ob und wie ein thermisches Geraderichten eines gebogenen teilerstarrten Stahlstranges überhaupt technisch möglich sei.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Richten von rechteckigen gegossenen Stahlsträngen zu schaffen, das keine Richtwalzen benötigt sondern den Strang auf thermische Weise richtet wobei im Strang Wärmespannungen erzeugt werden, durch die der Strang sich selbst geraderichtet

Diese Aufgabe wird gelöst durch das im Patentanspruch 1 näher gekennzeichnete Verfahren. Eine bevorzugte Ausführungsform ergibt sich eus dem Unteranspruch.

Die Erfindung wird erläutert durch die folgende Beschreibung, die sich auf die Figur bezieht worin schematisch eine Maschine für Stahlstrangguß gezeigt ist worin der gegossene Strang einer Bogenführung folgt

Die in der Figur gezeigte Maschine weist eine wassergekühlte Stranggießkokille I mit einem gebogenen formgebenden Raum 2 auf. in den kontinuierlich eine Metallschmelze gegossen wird, und aus dem ein teilweise erstarrter Strang 3 kontinuierlich abgezogen wird.

Der teilweise erstarrte gebogene Strang folgt einer Bogenführung durch eine Sekundärkühlzone 4. in der der Strang auf einer Mehrzahl von Walzen S gelagert ist. In der Sekundärkühlzone wird Kühlwasser direkt auf die obere und untere Oberfläche des Stranges durch eine Vielzahl von Sprühdüsen 6 aufgebracht die in Abständen längs des Weges des Stranges so angeordnet sind, daß sie Kühlwasserstrahlen gegen die Strangober flächen richten. Am Ende der Bogenführung wird der Strang, wie gezeigt, durch übliche Abziehwalzen 7 erfaßt.

Nach dem Durchlaufen der Abzugswalzen würde der Strang in einem gebogenen Weg weiterlaufen, wie in der Zeichnung strichpunktiert mit 8 angegeben ist. Erfindungsgemäß soll der Strang aber gerichtet werden, bevor er die Schneidestation erreicht.

Der Strang wird erfindungsgemäß dadurch geradegerichtet, daß zwischen seinen gegenüberliegenden Oberflächen eine Temperaturdifferenz erzeugt wird. So ist ersichtlich, daß der gebogene Strang obere und untere gekrümmte Oberflächen 9 bzw. IO von verschiedenem Krümmungsradius aufweist, wobei der Krümmungsradius der unteren gekrümmten Oberfläche 10 größer als der der oberen gekrümmten Oberfläche 9 ist. Beispielsweise ist bei einer typischen Anlage für Strangguß, der L". Form einer Bramme mit einer Stärke von 305 mm anfällt, der Krümmungsradius der unteren gebogenen Oberfläche etwa 8,53 m, während der Krümmungsradius der oberen Oberfläche 8,23 m ist

Erfindungsgemäß wird nun auf die einen größeren Krümmungsradius aufweisende Oberfläche Kühlwasser aufgebracht, um eine Schrumpfung des Metalls an und nahe dieser Oberfläche zu bewirken, während gleichzeitig das Aufbringen von Kühlwasser auf die entgegengesetzte Oberfläche unterbrochen oder wesentlich verringert wird, wodurch eine Temperaturdifferenz über den Strang hinweg erzeugt wird. So endet beispielsweise die Gruppe von Sprühdüsen 6, die oberhalb des Stranges angeordnet sind, kurz vor den Abzugswalzen, während die Sprühdüsen 11 Kühlwasser gegen die untere gekrümmte Oberfläche an Punkten jenseits der Abzugswalzen sprühen.

Infolge einer solchen Anwendung des Kühlwassers und der daraus folgenden Temperaturdifferenz wird das Metall an und nahe der unteren Oberfläche 10 thermisch induzierten Kompressionsspannungen unterworfen, während das Metall an und nahe der gegenüberliegenden oberen Oberfläche 9 unter Zugspannung steht, was teilweise auf das Kraftmoment zurückzuführen ist, das von der Masse des Stranges jenseits des Richtpunktes ausgeübt wird, die durch den Strang als Hebel wirkt Nachdem der Strang gerichtet ist, bleibt er gerade und zwar nicht nur wegen der erwähnten Hebelwirkung, sondern auch weil die Temperaturen über den Strang sich ausgleichen und die Temperaturdifferenz verringern und schließlich aufheben.

Das Aufbringen des Kühlwassers auf den Strang in der zweiten Kühlzone wird vorzugsweise so gesteuert daß die Temperatur des Stranges, gemessen an seinen Oberflächen, im Bereich der beginnenden Richtwirkung in der Gegend von 538 bis 982° C liegt In dieser Gegend ist die Mitte des Stranges noch flüssig oder halbflüssig, und das zum Richten des Stranges erforderliche Biegen erfolgt leichter als bei vollständig erstarrtem Strang. Die TemperaturcSfferenz zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen des Stranges sollte im Bf. ·; ich von 553 bis 278°C und vorzugsweise im Bereich von ?ti bis J67°C liegen.

Wenn der Strang gerichtet ist kann er von einer Halteeinrichtung aufgenommen und gestützt werden, wie einer Reihe von Walzen 12 längs derer der Strang zur nicht gezeigten Schneidestation geführt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Richten eines rechteckigen Stahlstranges, der nach der Stranggießkokille in einer Bogenführung direkt gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bereich der Bogenführung, wo die Oberflächentemperatur des Gußstranges zwischen 538° C und 982° C liegt, auf die einen größeren Krümmungsradius aufweisende (untere) Oberfläche des Stranges zum Geraderichten desselben Kühlwasser in solcher Menge aufgebracht wird, daß eine Temperaturdifferenz von 55,5° C bis 278° C zwischen der kühleren unteren und der heißeren oberen Strangoberfläche erzielt wird.

Z Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturdifferenz im Bereich von 11Γ C bis 167° C gehalten wird