DE2612803C2

DE2612803C2 - Stranggießpulver

Info

Publication number: DE2612803C2
Application number: DE2612803A
Authority: DE
Inventors: Janusz T. Wien Koper
Original assignee: Dipl-Ing Bele Tisza & Co Vormals Muehlen-Industrie fur Zerkleinerung und Aufbereitung Wien At GmbH
Current assignee: Dipl-Ing Bele Tisza & Co Vormals Muehlen-Industrie fur Zerkleinerung und Aufbereitung Wien At GmbH
Priority date: 1975-04-16
Filing date: 1976-03-25
Publication date: 1985-02-21
Also published as: CH600970A5; FR2307597B1; CA1064653A; IT1058908B; DE2612803A1; BE840250A; AT342800B; BR7602351A; NL7603712A; GB1547922A; FR2307597A1; LU74768A1; JPS6017627B2; NL184310C; ATA289275A; US4102690A; NL184310B; JPS51126928A; HU172732B

Description

CaCO₃

CaF₂

Na₂CO₃ und/oder K₂CO₃

C (in Naturgraphit)

AI₂O₃

30 Gew.-%
40 Gew.-%
15Gew.-%
5 Gew.-%
7,5 Gew.-%
2,5 Gew.-o/o

2. Stranggießpulver bestehend aus einem mechanischen Gemisch auf der Basis von hochschmelzenden Oxyden, mit Kalziumfluorid ais Flußmittel und einem Kohlenstoffträger, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver folgende Zusammensetzung hat:

SiO₂ 27 Gew.-o/o

CaCO₃ 34 Gew.-%

CaF₂ 15Gew.-%

Na₂CO₃ und/oder K₂CO₃ 7 Gew.-o/o

C (in Nalurgraphit) 9 Gew.-%

Al₂O₃ 8 Gew.-%

3. Stranggießpulver nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch eine Körnung von im wesentlichen gleicher Korngröße mit einer Siebanalyse aufweist, bei welcher 30— 70% des Korns einen Durchmesser von 0,5—0,045 mm haben.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Stranggießpulver, das sich zum Stranggießen von Stählen aller Art, einschließlich von aluminiuniberuhigten Stählen, eignet und die Anwendung hoher Gießgeschwindigkeit erlaubt.

Für das Stranggießen von Stahl sind bereits verschiedenerlei Gießpulver vorgeschlagen worden. Bei Verwendung von Flugasche als Hauptkomponente läßt sich wegen der stark schwankenden Zusammensetzung eines darauf aufgebauten Produktes die für das Stranggießen geforderte gleichmäßige Einwirkung auf das Gießgut nicht erreichen. Es wurde auch schon ein in seiner Zusammensetzung genauer einstellbares Gießpulver auf Basis von Portlandzement, einem Flußmittel, wie kalzinierte Soda, und einem Kohlenstoffträger, wie Ruß, vorgeschlagen, bei welchem der Aluminiumoxydgehalt dieses Pulvers 2 bis 12 Gew.-% betragen soll und außerdem durch einen Zusatz von Quarzmehl ein bestimmtes Kalk-Kieselsäure-Verhältnis von 0,7 bis 1 eingestellt werden muß; als weitere Bedingung kommt hinzu, daß der Ruß eine Korngröße von unter 1 μ aufweisen muß. Es liegt auf der Hand, daß die Einhaltung aller dieser Voraussetzungen nicht leicht ist und einen verhältnismäßig hohen technischen und wirtschaftlichen Aufwand notwendig macht.

Für den Aufbau einer synthclischen schlackenbildenden Masse /um Stranggießen von Stahl ist auch ein Material bekanntgeworden, dessen Zusammensetzung laut chemischer Analyse 10 bis 55 Gew.-% Siliziunidioxyd, 5 bis 40 Gew.-% Kalziumfluorid, 5 bis 30 Gew.-% Natriumoxyd und/oder Kaliumoxyd, 0,5 bis 15 Gew.-% Lithiumoxyd und/oder Lithiumfluorid, bis zu 40 Gew.-% Kalziumoxyd und bis zu 30 Gew.-% Bortrioxyd, bei einer Mindestmenge an Bortrioxyd, Kalziumfluorid und Lithiumfluorid zusammen von 15 Gew.-% entspricht Die Masse selbst muß durch Erhitzen eines entsprechenden Ansatzmaterials unter bestimmten Temperaturbedingungen geschmolzen, hierauf gekühlt und gemahlen wenden, um schließlich eine synthetische Schlakke mit vorgegebenen Werten für die Fließfähigkeit und den plastischen Verformungspunkt zu erzielen. Dia feinverteilte Schlackenmasse kann auch mit 1 bis 10 Gew.-°/o feinverteiltem Kohlenstoff vermischt werden.

Die komplizierte Herstellung einer derartigen, beim Stranggießen als Pulver zuzusetzenden synthetischen Schlackenmasse ist sowohl in technischer als auch in kostenmäßiger Hinsicht besonders aufwendig.

Es ist auch schon ein Gießpulver für den Strangguß empfohlen worden, das aus einer mechanischen Mischung einer sehr großen Zahl von Komponenten besteht, wie sie im allgemeinen in einer Kalzium- und/oder Aluminiumsilikate sowie ungebundenen Kohlenstoff enthaltenden St.einkohlenflugasche, unter Zusatz von Soda als Flußmittel, vorliegen. Für diese Produkte, die außerdem noch Fe₂O₃, MnO₂, TiO₂ und Al₂O₃ in einem Mindestanteil von einem Sechstel der Gesamtzusammensetzung enthalten, ist auf die bereits weiter oben erwähnten stark schwankenden F.igenschaften des Gießpulvers und auf die mangelnde gleichmäßige Beeinflussung des mit dem Gießpulvers behandelten Gießstranges hinzuweisen.

Es ist auch ein Gießpulver für Strang- und Kokillenguß bekannt (DE-OS 23 50 244), das aus 44% Siliziumdioxyd, 41 % Kalziumoxyd, 6% Aluminiumoxyd und 2% Eisenoxyd sowie 4% Kalziumfluorid als Flußmittel besteht. Dieses bekannte Gießpulver soll kohlenstoffrei sein Es wird ihm eine Stickstoffverbindung als Gasbildner zugesetzt. Es soll nach dem Aufgeben auf den Gießspiegel eine wärmeisolierende Schicht bilden, die den Stahl vor Oxydation und Wärmestrahlung ohne Kohlenstoffbeigabe schützt. Dadurch soll vermieden werden, daß Kohlenstoff aus dem Gießpulver in den Stahl übergeht, und dadurch Kohlenstoffanreicherungen im Strang auftreten. Ferner soll verhindert werden, daß nicht ausreagierter Kohlenstoff zusammen mit nicht aufgeschmolzenen Teilchen der Pulverschicht zwischen der Strangoberfläche und der Kokillenwand mitgeführt wird.

Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ein in seiner Zusammensetzung einfach aufgebautes Gießpulver mit leicht und in gleichbleibender Qualität und Reinheit verfügbaren Komponente zu schaffen, das für das Stranggießen von großen Querschnitten bei hohen Geschwindigkeiten besonders dadurch geeignet ist, daß es einen gleichmäßigen Schmierfilm für den Strang und eine reduzierende Atmosphäre auf der Oberfläche der Schmelze bildet.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Zusammensetzung des Gießpulvers gelöst.

Das erfindungsgemäße Stranggießpulver stellt somit, im Vergleich zu den bekannten Gießpulveri. mit Flugasche oder Schlacken wechselnder Zusammensetzung

b'i als Grundkomponenten, ein Gemisch von reinen Rohstoffen mit leicht kontrollierbarer Zusammensetzung dar. Durch die Auswahl der erfindungsgemäß vorgesehenen Komponenten und die genaue Einstellung der

chemischen und/oder mineralischen Zusammensetzung derselben ist es nun leicht möglich, ein gleichbleibendes Schmelzverhalten des Pulvers und die angestrebten guten Ergebnisse bei dem durch Strangguß hergestellten Halbzeug zu verwirklichen. Beim Gebrauch des erfindungsgemäßen Stranggießpulvers kommt es bei einer optimalen Aufschmelzgeschwindigkeit zur Bildung eines dünnflüssigen Schmierfilmes von hoher Gleichmäßigkeit und dementsprechend zu einer sehr guten Oberflächenausbildung auf dem Gießgut. Durch die Zusammensetzung des Gießpulvers wird auf dem Badspiegel eine reduzierende Atmosphäre aufrechterhalten, und eine unerwünschte Oxydation vermieden; es kommt auch kaum zur Entstehung von Schlackenschnüren. Das Gießpulver zeichnet sich außerdem durch eine hohe Aufnahmefähigkeit für nichtmetallische Einschlüsse aus. Des weiteren simi eine geringe Flammenbildung im Gebrauch festzustellen, sowie der Umstand, daß höchstens flache Oszillationsmarken am Stranggießling entstehen.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäß zusammengesetzten Stranggießpulvers, namentlich da dessen Kalziumoxyd liefernde Komponente aus Kalziumkarbonat besteht, ist das Unterbleiben der sogenannten »Deckelbildung«. Darunter ist eine dichte gasundurchlässige, großteils geschmolzene Schicht des Gießpulvers zu verstehen, das seine Funktion nicht mehr richtig ausüben kann. Ist nämlich die Oberfläche des Metallspiegels zur Gänze mit einer solchen geschmolzenen Schicht des Pulvers (»Deckel«) bedeckt, so kommt es unvermeidlich zur Bildung von Einschlüssen in Metall. Der Gießvorgang muß dann zur Gänze unterbrochen und die Badoberfläche gereinigt werden, bevor das Gießen wieder aufgenommen werden kann. Man kann auch den Deckel mit Stangen in das Bad hineinstoßen, was aber tiefergehende Verunreinigungen der Schmelze zur Folge hat. Mit demEinsatz der Kalkkomponente als Kalziumkarbonat wird erreicht, daß die bei der Zersetzung des Karbonates freigesetzte Kohlensäure die Schicht des Gießpulvers auflockert und durch die dabei gebildeten Gaszwischenräume eine gute Wärmeisolierung ergibt. Diese im gesamten Verlauf des Gießvorganges locker bleibende Schicht des Gießpulvers gewährleistet auch, daß keine Einschlüsse entstehen.

In dem erfindungsgemäßen Stranggießpulver, das auf Grund seiner Zusammensetzung aus chemisch wohl definierten, reinen Ausgangsstoffen als »vollsynthetisches Gießpulver« zu bezeichnen ist, dienen die beiden Hauptkomponenten Kieselsäure und Kalk, z. B. in Form von Quarzmehl und Kalkstein, als Schlackenbildner. Das bei der Zersetzung von Kalziumkarbonat intermediär entstehende Kohlenmonoxyd zusammen mit dem bei der Verbrennung des Kohlenstoffträgers ebenfalls entstehenden Kohlenmonoxyd sorgen für die Aufrechterhaltung der für den Gießvorgang vorteilhaften reduzierenden Atmosphäre.

Als Kohlekomponente wird im Rahmen der Erfindung als Kohlenstoffträger Naturgraphit, z. B. mit 30 bis 99 Gew.-% C, verwendet Es können jedoch auch reine Kohlenstoffarten wie Ruß oder Steinkohle, z. B. Anthrazit, erfolgreich eingesetzt werden.

Der Umstand, daß das erfindungsgemäße Gießpulver einen relativ niederen Tonerdegehalt unter 8 Gew.-% AI₂O₃ aufweist, wirkt sich bei der Anwendung im Stranggießverfahren, namentlich bei der Verarbeitung von aluminiumberuhigten Stählen, günstig aus. Bekanntlich kann die Stahlschmelze bis zu 8 Gew.-% AI2O3 aufnehmen, was bei niedrigeren AI₂O3-Gehalten im Gießpulver das erwünschte Herauslösen von Tonerde aus dem Metallbad fördert Die günstigste Zusammensetzung des Gießpulvers hinsichtlich der Komponenten SiO₂, CaO und AI2O3 liegt offensichtlich dann vor, wenn im Dreistoffdiagramm ein relativ enger Bereich mit hohen Gehalten an SiO₂ und CaO und einem niederen Gehalt von etwa 2,5—8 Gew.-% AI₂O₃ eingehalten wird. Da Graphit in der Rege! etwas Tonerde enthält braucht bei Verwendung von Naturgraphit als Kohlenstoffträger zumeist eine geringe Aluminiumoxydkomponente zugesetzt zu werden, oder man kann sich mit einer, im Vergleich zu anderen Kohlenstoffträgern wesentlich verminderten Aluminiumoxydkomponente begnügen, z. B. mit maximal 6 Gew.-% AI₂O₃.
Das Gießpulver gemäß der Erfindung besitzt auch den Vorteil, daß es hinsichtlich der Korngrößenverteilung der Komponenten keinen so strengen Bedingungen unterliegt, wie dies bei bekannten Gießereimitteln zumeist der Fall ist. Es genügt im allgemeinen, wenn die zusammengemischten Komponenten etwa gleiche Korngrößen haben bzw. analoge Siebanalysen aufweisen; sie sollten auch in ihrem Schüttgewicht nicht zu weit voneinander abweichen, um der Gefahr einer Entmischung zu begegnen. Vorteilhaft ist z. B. eine Siebanalyse, gemäß welcher 30 bis 70% des Kornes einen Durchmesser von 0,5 bis 0,045 mm haben.

Die Erfindung ist anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele ohne sie hierauf zu beschränken, weiter erläutert.

Beispiel 1

Als Bestandteile für das Stranggießmittel werden Quarzmehl mit 98 Gew.-% SiO₂, Kalkstein (gemahlen), Flußspatpulver, Naturgraphit mit 60 bis 70 Gew.-% C (gemahlen) und kalzinierte Soda (Pulver) trocken miteinander vermischt, bis ein inniges Gemenge der Komponenten vorliegt. Die Körnung dieses Gemisches weist einen Anteil von 65% für den Korngrößenbereich von 0,5 bis 0,045 mm auf. Die Zusammensetzung ist laut chemischer Analyse wie folgt:

SiO?

CaCO₃

CaF₂

Na₂CO₃ und/oder K₂CO₃

C (in Naturgraphit)

AI₂O₃

30 Gew.-%
40 Gew.-%
15Gew.-%
5 Gew.-%
7,5 Gew.-%
2,5 Gew.-%

Die Anwendung dieses Gießpulvers beim Stranggießen geschieht folgendermaßen: Eine Schmelze von aluminiumberuhigtem Stahl wird zur Erzeugung von Brammen des Formates 1295 χ 225 mm mit einer Gießgeschwindigkeit von 0,32 bis 1,25 m/min abgegossen. Das vorgenannte Gießpulver wird auf die Oberfläehe des flüssigen Stahles in der Kokille gleichmäßig aufgegeben. Die dabei erhaltene lockere Pulverschicht ermöglicht die Ausbildung von Brammen mit fehlerfreier Oberfläche und ohne nennenswerte Einschlüsse. Der Verbrauch an Gießpulver beläuft sich auf etwa 0,48 kg/t Stahl.

Beispiel 2

Eine mit Silizium und Aluminium im theoretischen Gleichgewicht beruhigte Stahlschmelze wird zur Erzeugung von Brammen von 540 χ 135 mm in Form von zwei parallelen Strängen abgegossen. Es wird eine Gießgeschwindigkeit zwischen 1,5 und 2,5 m/min einge-

halten. Auf die Oberfläche der Stahlschmelze in beiden Kokillen wird ein Gießpulver gemäß der Erfindung aufgebracht, dessen Analyse die folgenden Werte aufweist:

SiO₂ 27 Gew.-%

CaCO₃ 34 Gew.-%

Na₂CO₃ und/oder K₂CO₃ 7 Gew.-%

CaF₂ 15 Gew.-%

C (in Naturgraphit) 9 Gew.-%

Al₂O₃ 8 Gew.-% ίο

Auch bei der hier angewendeten hohen Gießgeschwindigkeit bildet sich eine gleichmäßige Schlackenschicht, die eine ausgezeichnete Brammenoberfläche gewährleistet -

20

25

30

35

40

45

50

55

60

Claims

Patentansprüche:

1. Stranggießpulver bestehend aus einem mechanischen Gemisch auf der Basis von hochschmelzenden Oxyden, mit Kalziumfluorid als Flußmittel und einem Kohlenstoffträger, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver folgende Zusammensetzung hat: