DE2605146A1

DE2605146A1 - Verfahren zum kontinuierlichen giessen von stahlstraengen

Info

Publication number: DE2605146A1
Application number: DE19762605146
Authority: DE
Inventors: Thorwald Dipl Ing Dr Fastner
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1975-03-05
Filing date: 1976-02-10
Publication date: 1976-09-16
Also published as: JPS51107234A; CH594461A5; FR2302801B1; FR2302801A1; AT340621B; IT1056872B; US4040470A; SE7600523L; ATA168575A; CA1050728A; GB1520937A; BR7601321A; SE417678B

Description

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Vereinigte österreichische Eisen- und Stahlwerke - Alpine Montan Aktiengesellschaft Wien, Österreich

Verfahren zum kontinuierlichen Gießen von Stahlsträngen

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Gießen von Stahlsträngen auf Stranggießanlagen, wobei der Stahl durch ein oder mehrere unter den Gießspiegel reichende(s) Gießrohr(e) in die Kokille eingegossen und auf den Gießspiegel der Kokille laufend Gießpulver aufgebracht wird.

Risse an Stahlsträngen verursachen hohe Materialverluste und vermindern den das Stranggießverfahren gegenüber anderen Gießverfahren auszeichnenden Ausbringensvorteil. Die Risse müssen entfernt werden, bevor der Strang verarbeitet wird, weil sonst das Endprodukt eine unbrauchbare Oberfläche aufweist.

Es gibt verschiedene Faktoren, weiche Risse verursachen. Beispielsweise können diese dadurch entstehen,, daß die Strangführung nicht der vorgeschriebenen Geometrie entspricht. Der Strang ist dann erhöhter Verformungsbeanspruchung ausgesetzt« Weiters wirken Spannungen, die durch die Wasserkühlung des Stranges verursacht werden, rißfördernd. Auch die Korrosion der Strangoberfläche durch Zunder und Gießschlacks trägt zur Rißbildung- bei» Schließlich hängt das Auftreten von Rissen, auch von der chemischen Zusammensetzung des Werkstoffes wesentlich ab.

Die genannten Einflußgrößen können nicht ausgeschaltet, sondern nur bis zu einem gewissen Grad abgeschwächt werden, was jedoch einen hohen Aufwand hinsichtlich der Wartung der Gießanlage und ein exaktes Einhalten bestimmter Gießbedingungen erforderlich macht. Trotz dieser Maßnahmen bleibt aber die Rißgefahr immer noch bestehen.

Die Erfindung bezweckt die Vermeidung der geschilderten Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, ein Gießverfahren zu schaffen, bei dem Stahlstränge weitgehend unabhängig von den Gießbedingungen rißfrei erzeugt werden können und bei dem die Wartung der Gießanlage großzügiger gehandhabt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Gießverfahren der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Gießpulver verwendet wird, welches eine oder mehrere von der Strangoberfläche aufzunehmende Legierungskomponente(n) enthält. Vorzugsweise werden als Legierungskomponenten eines oder mehrere der folgenden Elemente; Nickel, Molybdän und Chrom in Mischung mit dem Gießpulver verwendet.

Die Legierungskomponenten werden vorteilhaft in einer Gesamt-

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menge von mindestens 5 Gew.-% und höchstens 70 Gew.-% dem Gießpulver zugefügt. Es hat sich als besonders günstig erwiesen, die Legierungskomponenten in feinteiliger Form mit einer maximalen Korngröße von 3 mm, vorzugsweise mit einer maximalen Korngröße von 1 mm, dem Gießpulver zuzufügen.

Das während des Gießens auf den Gießspiegel der Kokille gebrachte Gießpulver schmilzt auf und fließt zwischen Kokille und Strang ab.Um eine Schlackendecke aufrecht zu erhalten,wird laufend Gießpulver zugeführt. Wenn .dem Gießpulver gemäß der Erfindung eine Legierungskomponente beigefügt wird, wird diese durch den Aufschmelzvorgang des Gießpulvers an den Badspiegel herangeführt, kommt dort mit dem flüssigen Stahl in Berührung und legiert den Stahl in diesem Bereich. Da die Oberfläche des Stranges aus Stahl des Gießspiegelbereiches gebildet wird, besteht die Strangoberfläche aus legiertem Stahl; der Strang ist somit allseitig von legiertem Stahl überzogen. Selbstverständlich wird auch ein Teil des flüssigen, legierten Stahls durch die Stahlströmung vom Gießspiegel ins Stranginnere abgeführt. Diese Mengen sind aber gering und führen zu keiner merkbaren Analysenänderung über den Gesamtquer schnitt. Durch das Gießpulver wird in ausreichendem Maß Legierungsmetall nachgeliefert, sodaß die Konzentration der im Gießspiegelbereich gebildeten Legierung erhalten bleibt.

Die erforderliche Menge an Legierungskomponenten auf die Stahlmenge bezogen ist äußert gering. Auf eine Tonne Stahl entfallen etwa 0,01 - 0,1 kg. Diese geringen Mengen sind nicht nur aus wirtschaftlichen Erwägungen von Vorteil, sondern auch deshalb, weil der Stahltyp durch den Legierungszusatz nicht geändert wird.

Die Rißneigung kann durch die Elemente Nickel, Molybdän und Chrom weitgehend ausgeschaltet werden. Nickel und Molybdän erhöhen bekanntlich die Warmfestigkeit. Chrom wirkt vor allem dem Korrosionsangriff entgegen. Die genannten Elemente werden in metallischer Form, insbesondere in Form von Metallegierungen dem Gießpulver beigefügt. Der Schmelzpunkt solcher Legierungen liegt wesentlich höher als der des Gießpulvers, wodurch diese erst gelöst werden, wenn sie mit dem flüssigen Stahl in Berührung kommen.

Um die Rißempfindlichkeit der Stränge zu verringern, sollen mindestens 5 Gew.-% Legieruhgselemente im Gießpulver enthalten sein. Zunehmende Gehalte verstärken den Effekt. Mehr als 70 Gew.-% des

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Gesamtgemisches sollen aber nicht aus Legierungselementen bestehen, v/eil sonst das Fließverhalten des aufgeschmolzenen Gießpulvers beeinträchtigt wird, was Gießschwierigkeiten zur Folge hätte. Die Legierungskomponenten können dann nicht mehr in dem Maß, in dem sie durch das Gießpulver nachgeliefert werden, vom Stahl gelöst werden. Der optimale Gehalt an. Legierungselementen im Gießpulver hängt von den jeweiligen Gießbedingungen ab. In der Praxis geht man so vor, daß man zuerst mehrere Gießpulver mit steigendem Gehalt an Legierungselementen erprobt und dann jenes wählt, bei dem durch eine weitere Steigerung des Legierungsanteiles keine Verbesserung der Oberfläche mehr zu erreichen ist.

Wie erwähnt, reicht das Legieren- der Oberfläche nach diesem Verfahren aus, um den Strang hinreichend unempfindlich gegenüber Rißbildung an der Oberfläche zu machen. Die Schicht an der Oberfläche des Stranges, in der das Legierungsmetall angereichert ist, kann so dünn sein, daß sie durch Verzunderung während des Verarbeitungsprozesses fast vollständig abgebaut wird und daher in der Folge auf die mechanischen Eigenschaften des Endproduktes keinen Einfluß ausübt.

Als Träger für die Legierungskomponenten kann jedes bekannte Gießpulver verwendet werden. Dem Gießpulver werden vor Verwendung die pulverförmigen bzw. die im körnigen Zustand befindlichen Legierungskomponenten, beigefügt und gut vermischt. Die Korngröße der Legierungskomponenten soll möglichst gering sein, damit diese sofort aufschmelzen, wenn sie mit dem flüssigen Stahl in Berührung kommen. Vorzugsweise sollen die Teilchen einen Durchmesser, der kleiner als 1 mm ist, aufweisen. Teilchen über 3 mm Durchmesser sind abzuscheiden.

Die Erfindung hat sich in der Praxis als sehr vorteilhaft erwiesen. Rißempfindliche Stähle, wie zum Beispiel unlegierter Stahl mit etwa 0,14 % Kohlenstoff und mikrolegierte Stähle, können mit großer Sicherheit rißfrei erzeugt werden. Weiters braucht auf die Gleichmäßigkeit der.Kühlung, nicht mehr so großer Wert gelegt werden. Einzelne verlegte Spritzdüsen beeinträchtigen die Qualität nicht. Auch kann eine verstärkte Kühlung zur Verringerung der Seigerungsintensität angewendet werden, ohne daß Rißgefahr besteht. Die Stränge sind wesentlich weniger empfindlich auf Abweichungen von der vorgeschriebenen Strangführung. Die nach diesem Verfahren er-

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zeugten Stränge haben auch den Vorteil, daß sie nur örtlich ,etwa 1 % der Gesamtfläche - geflammt zu werden brauchen. Ein merkbarer Flämmverlust ist nicht zu verzeichnen. Beispiel:

Auf einer Brammenstranggxeßanlage wurde Stahl vergossen; die Strangführung war bereits ein Jahr im Einsatz, sodaß an den Stützrollen der Strangführung bereits Verschleißerscheinungen feststellbar waren. Der Stahl wurde aus einem 50-t-Konverter entnommen und hatte folgende Zusammensetzung: 0,14 Gew.-% C, 0,09 Gew.-% Si, 0,37 Gew.-% Mn_? 0,015 Gew.-% P, 0,022 Gew.-% S_f 0,044 Gew.-% Al, Rest Eisen. Die Kokille war auf ein Format von 1500 χ 210 mm eingestellt. Der Stahl mit einer Gießtemperatur von .1540 C wurde über Tauchrohre in die Kokille geleitet. Die Gießgeschwindigkeit des Stranges betrug 1,1 m/min. Für die Kühlung des Stranges in der Sekundärkühlzone bis zur Durcherstarrung wurden 0,8 1 Wasser pro kg Stahl benötigt. Auf den Gießspiegel in der Kokille wurde Gießpulver aufgegeben, weiches die folgenden Bestandteile enthielt: 0,3 Gew.-% Fe₁-O.,, 29,0 Gew.-% SiO₂, 6,9 Gew.-% Al₃O₃, 22,0 Gew.-% CaO, 0,4 Gew.-% MgO, 2,3 Gew.-% Na₃O, 12,0 Gew.-% CaF₃, 7,8 Gew.-% C _esamt/ 19,3 Gew.-% FeCr. Der Chromgehalt des FeCr betrug 72%. Die Korngröße lag unter 1 mm. Auf eine Tonne Stahl wurden 0,7 kg Gießpulver verwendet. Die erzeugten Brammen brauchten nur örtlich geputzt werden. Es trat kein nennenswerter Materialverlust auf.

Demgegenüber enthielten Brammen unter vergleichbaren Bedingungen gegossen - allerdings mit einem Gießpulver ohne Metallegierung, sonst aber gleicher Zusammensetzung - zahlreiche Oberflächenrisse, die vom schlechten Zustand der Strangführung herrührten. Um die Risse zu beseitigen, mußte die gesamte Oberfläche geflammt werden, wodurch ein Materialverlust von 2% entstand.

Unter gleichen Bedingungen vergossene Brammen,, jedoch unter Verwendung eines Gießpulvers, das statt 19,3 Gew.-% FeCr etwa 25 Gew.-% FeMo enthielt, sonst jedoch die gleiche Zusammensetzung hatte, wie oben angegeben, waren ebenfalls im wesentlichen frei von Oberflächenrissen.

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Claims

.ς Patentansprüche

1. Verfahren zum kontinuierlichen Gießen von Stahlsträngen auf Stranggießanlagen, wobei der Stahl durch ein oder mehrere unter den Gießspiegel reichende.(s) Gießrohr (e) in die Kokille eingegossen und auf den Gießspiegel der Kokille laufend Gießpulver aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gießpulver verwendet wird, welches eine oder mehrere von der Strangoberfläche aufzunehmende Legierungskomponerite (n) enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als 1^2-gierungskomponenten eines oder mehrere der folgenden Elementes Nickel, Molybdän und Chrom in Mischung mit dem Gießpulver verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, äaf: die Legierungskomponenten in einer Gesamtmenge von mindestens 5 Gew.-% und höchstens 70 Gew»-% dem Gießpulver zugefügt werden.

4. Verfahren-nach den Ansprüchen 1 bis. 3, dadurch gekennzeichnet.·.-daß die Legierungskomponenten in feinteiliger Form mit einer maximalen Korngröße- von 3 mm ^ vorzugsweise mit einer maximalen Korngröße von 1 mm, dem Gießpulver zugefügt werden..

/ ti

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