DE2652943A1

DE2652943A1 - Verfahren und anlage zur erzeugung flacher, horizontal liegender stahlbloecke mit groesserer breite als hoehe

Info

Publication number: DE2652943A1
Application number: DE19762652943
Authority: DE
Inventors: Lars Tiberg
Original assignee: Fagersta AB
Current assignee: Fagersta AB
Priority date: 1975-12-05
Filing date: 1976-11-22
Publication date: 1977-06-16
Also published as: SE7513756L; JPS5269825A; FR2333596A1

Description

MERTENS & KEIL PATENTANWÄLTE

Frankfurt am Main

19. November 1976 0 80 P 21 K/Pn

Fagersta Aktiebolag Postfach

S-773 01 Fagersta

(Schweden)

"Verfahren und Anlage zur Erzeugung flacher, horizontal liegender Stahlblöcke mit größerer Breite als Höhe"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Gießanlage für die Herstellung flacher, horizontal liegender Stahlblöcke mit größerer Breite als Tiefe, wobei der Stahl von einer Gießpfanne in längliche, horizontal liegende Gießformen, welche nach oben offen sind, in einer im wesentlichen sauerstoff-freien Schutzgasatmosphäre gegossen wird, während sich gleichzeitig die jeweilige Form relativ zu der Gießpfanne bewegt.

Ein Verfahren zur Erzeugung flacher Stahlblöcke mit geringer Querschnittsfläche, insbesondere von seigerungsempfindlichem Stahl, besteht u.a. darin, daß der Stahl in längliche,

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horizontal liegende Gießformen gegossen wird, welche offene obere Oberfl-ächen haben, welche auf einer solch hohen Temperatur gehalten werden, daß der Stahl fest wird, aber noch genügend plastisch bleibt, so daß ein Setzen stattfindet, wenn das Pestwerden und Schrumpfen im Inneren des Blockes fortschreitet. Es wurd jedoch gefunden, daß bestimmte Stahlarten, und insbesondere relativ niedrig legierte Stähle mit relativ hohem Kohlenstoffgehalt sich für das Gießen nach diesem Verfahren mit verzögerter Abkühlung an der oberen Oberfläche nicht so eignen. Während der sogenannten A-Typ-Seigerung treten Lunker- oder Saugtrichter der Oberfläche des Blockes in Richtung seines Inneren auf, wobei diese Lunker- oder Saugtrichter mit Material eines niedrigeren Schmelzpunktes als der des übrigen Teiles des Blockes ausgefüllt sind. Wenn sich die Blockoberflächen mit Ausnahme der oberen Oberfläche verfestigt haben, welche tatsächlich fester geworden ist, aber immer noch genügend plastisch für den Setzvorgang ist, so tritt stufenweise ein Unterdruck in der Mitte des Blockes infolge des Schrumpfens auf, welches während-der Verfestigung stattfindet. Wenn die Seigerungslunker oder -saugtrichter dann noch nicht mit Schmelze gefüllt sind, wird die Schmelze in Richtung der Mitte des Blockes nach unten gesogen, so daß eine offene Verbindung zu der oberen Oberfläche auftritt. Dies führt dazu, daß sich ein großes Loch oder eine große Pore bildet, welche mit der Umgebungsatmosphäre in Verbindung steht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anlage zur Erzeugung flacher Stahlblöcke mit größerer Breite als Höhe herzustellen, bei welchem diese

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Art der Lochbildung in oder der Durchbrechung der oberen Oberfläche vermieden ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Block in der Gießform gekühlt wird, nachdem das Abgießen abgeschlossen ist, indem die obere Oberfläche des Blockes mit einem Kühlmedium, beispielsweise Wasser oder eine andere Flüssigkeit, beispielsweise flüssigem Stickstoff, gespült wird.

Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird die obere Oberfläche des Blockes mit dem Kühlmittel innerhalb der Zeitdauer von 1 bis 120 Sekunden, vorzugsweise innerhalb der Zeitdauer von 10 bis 60 Sekunden, nach Beendigung des Abgießens gespült.

Bei einer weiter-bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die obere Oberfläche des Blockes mit Wasser innerhalb der Zeitdauer von 30 bis 60 Sekunden nach Vollendung des Abgießens für eine Zeitdauer von 8 bis 12 Sekunden gespült.

Die obere Oberfläche des Blockes kann beispielsweise auch mit flüssigem Stickstoff gespült werden, während die Gießform sich noch in der Schutzgasatmosphäre befindet.

Nachdem die obere Oberfläche des Blockes mittels des " Kühlmediums gespült wurde, kann der Block zusammen mit der Gießform um l80° um seine Längsachse gedreht werden, so daß mögliche Poren im Inneren des Blockes mehr zentral orientiert werden. In den Fällen, in welchen der Block nach dem Spülen der oberen Oberfläche nicht gedreht wird, wird letztere zweckmäßigerweise auf einer Temperatur gehalten, die sie genügend plastisch

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für das Absetzen macht, wenn die Verfestigung im Inneren des Blockes fortschreitet.

Die Gießanlage nach der vorliegenden Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Gießtunnel, welcher mit Schutzgas gefüllt ist, welcher Verschlüsse an seinen Enden aufweist, um das Eindringen von Luft in den Tunnel abzuhalten, eine Fördereinrichtung für die Längsbewegung der Gießformen durch den Tunnel, eine Gießpfanne zum Abgießen des Stahls in die Gießformen, wobei die Gießpfanne dicht mit dem Gießtunnel zusammengebaut ist, und Mittel, welche die obere Oberfläche der Blöcke auf einer solch hohen Temperatur halten, daß sie sich tatsächlich verfestigt, aber genügend plastisch bzw. formänderungsfähig bleibt, so daß ein Setzen stattfindet, wenn die Verfestigung im Inneren des Blockes fortschreitet.

Es wurde gefunden, daß beim Walzen oder Schmieden von Blöcken, welche mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden und welche unter rechtem Winkel abgeschnittene Enden haben, eine Ausnehmung in der Mitte der Blockenden und ein überkippen bzw. überschieben der Seiten des Blockes erhält. Um dieses Problem zu lösen, werden die Enden der Gießformen wenigstens an ihrer Innenseite nach außen ausgebaucht, wobei die Ausbauchung etwa 10 bis 50% der Breite der Gießform ausmacht.

Ein Ausführungsbeispiel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Gießanlage nach der Erfindung wird im einzelnen anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben.

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Eine Anlage zum Gießen von Stahlblöcken mit geringer Querschnittsfläche oder sogenannter horizontal liegender Blöcke enthält eine Stahlwerksgießpfanne 1 und eine Zwischengießpfanne 2, wobei letztere mit einem Gießtunnel 3j beispielsweise mittels eines Sandverschlusses (nicht dargestellt), dicht zusammengebaut ist. Gießformen 4 werden kontinuierlich durch den Gießkanal 3 mit Hilfe eines Förderers 5 gefördert. Schutzgas wird dem Tunnel 3 zugeführt, vorzugsweise Stickstoff oder Argon, um eine Oxidation des Stahls während des Abgießens und Verfestigens zu verhindern. An beiden Enden des Tunnels 3 sind (nicht dargestellte) Verschlüsse angeordnet, die ein Eindringen von Luft in den Tunnel 3 verhindert. Es ist ferner eine Vorrichtung 6 vorgesehen, mit Hilfe derer ein Kühlmedium zugeführt und die obere Oberfläche der Blöcke mit diesem Kühlmedium gespült wird. Wenn Wasser als Kühlmedium verwendet wird, soll eine gesonderte Kammer angeordnet sein, in welcher das Abspülen stattfindet, so daß die Schutzgasatmosphäre in dem Gießtunnel nicht beeinträchtigt wird. Wenn jedoch beispielsweise flüssiger Stickstoff als Kühlmedium verwendet wird, kann das Abspülen stattfinden, während sich die Gießform in dem Schutzgasabschnitt des Tunnels 3 befindet. In dem Verfestigungsabschnitt des Gießtunnels kann eine Vorrichtung 7 vorgesehen sein, mit welcher Hitze auf die obere Oberfläche der Blöcke in dem erforderlichen Maß aufgebracht wird. Unterschiedliche Stahlarten benötigen ein unterschiedliches Maß an Hitzezufuhr und bestimmte Stahlarten können auch ohne jegliche Hitzezufuhr abgespült werden. Die Hitzezufuhr findet üblicherweise nach dem Abspülen der oberen Oberfläche der Blöcke mit dem Kühlmedium statt.

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Beim Gießprozeß nach der Erfindung wird Stahl zu der Anlage von einem Stahlwerkshochofen in die Stahlwerksgießpfanne 1 gegeben und wird von dieser zu der Zwischengießpfanne 2 abgegossen. Von der Zwischengießpfanne 2 wird der Stahl direkt in die Gießformen 4 in den Gießtunnel 3, welcher mit Schutzgas gefüllt ist, eingefüllt. Die Gießformen 4 werden dabei kontinuierlich in dem Tunnel 3 an der Abgießstation 8 vorbei und in die Abspül- und Verfestigungsabschnitte gefördert. In dem Abspülabschnitt des Tunnels 3> der aus einer besonderen Kammer besteht, wenn Wasser zum Abspülen benutzt wird, wird die obere Oberfläche des Blockes mit dem Kühlmedium innerhalb eines Zeitraumes von 1 bis 120 Sekunden, vorzugsweise innerhalb eines Zeitraumes von 10 bis 60 Sekunden, nach Abschluß des Abgießens in die Gießform abgespült. Wenn Wasser zum Abspülen benutzt wird, findet das Abspülen innerhalb eines Zeitraumes von 30 bis 60 Sekunden nach Beendigung des Abgießens und für eine Zeitdauer von 8 bis 12 Sekunden statt. In den Fällen, in denen beispielsweise flüssiger Stickstoff als Abspülmittel verwendet wird, kann das Abspülen erfolgen, während sich die Gießform mit dem Block in der Schutzgasatmosphäre befindet, da letztere durch Stickstoffgas nicht beeinträchtigt wird, wie dies bei Wasser der Fall wäre. Nach dem Abspülen mit dem Kühlmedium werden die Gießformen 4 mit den Blöcken zu dem Verfestigungs- bzw. Erstarrungsabschnitt des Tunnels 3 bewegt, in welchem Hitze der oberen Oberfläche der Blöcke, soweit erforderlich, zugeführt wird. Unterschiedliche Stahlarten erfordern ein unterschiedliches Maß an Hitzezufuhr und bestimmte Stahlsorten benötigen überhaupt keine Hitzezufuhr. Nach Vollendung des Festwerdens wenigstens der äußeren Teile des Blockes werden diese aus dem Gießtunnel 3 transportiert und entsprechend einer besonderen Ausführungsform der

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Erfindung um 18O° um ihre Längsachse rotiert. Aufgrund dieser Rotation werden mögliche Poren zentraler orientiert als bei Blöcken, die nicht gedreht wurden. Die Rotation hat auch eine günstige Wirkung auf die Zersetzungsseigerungen, da die Seigerung während der Sedimentation und der Strömung, die durch Gravitation bedingt sind, verringert wird.

Nach dem Herausnehmen der Blöcke, aus den Gießformen 4 werden letztere gekühlt, gereinigt, inspiziert und gestrichen, worauf sie erneut auf den Förderer 5 gestellt und in den Gießtunnel 3 transportiert werden.

Das Gießverfahren nach der vorliegenden Erfindung kann gut automatisiert werden. Um ein Gießen von Blockrohlingen mit engen Gewichtstoleranzen zu erreichen, wird die Gießform 4 während des Abgießens gewogen. Eine Wägeeinrichtung (nicht gezeigt) zeigt dabei, wie das Gewicht des Stahles in der Gießform U ansteigt, während das Abgießen durchgeführt wird. Eine genaue Einstellung des Blockgewichtes ist dabei möglich, entweder von einer Bedienungsperson 9, welche das· Abgießen unterbricht, wenn das gewünschte Gewicht erreicht ist, oder mit Hilfe einer automatischen Steuerung, welche das Abgießen unterbricht, wenn das gewünschte Gewicht erreicht wurde.

Beim Walzen oder Schmieden horizontal liegender Blöcke, welche rechtwinklig abgeschnittene Enden haben, wurde gefunden, daß eine Ausnehmung in der Mitte der Blockenden und eine überkippung oder Überschiebung der Seiten des Blockes auftreten können. Eine Überkippung oder Überschiebung verursacht Schwierigkeiten beim weiteren Prozeß und muß daher weggeschnitten werden, wodurch ein

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Materialverlust von etwa 1 bis 2% des Blockgewichtes eintritt. Entsprechend einer speziellen Ausführungsweise der vorliegenden Erfindung werden daher die Enden 10 der Gießform 4 mit auswärts ausgebauchten Endflächen ausgestattet, so daß den Endflächen des Blockes eine Konvexität gegeben wird, die 10 bis 50% der Breite des Blockes einnimmt. Aufgrund dieser Maßnahme wird eine überkippung oder Überschiebung an den Seiten des Blockes während des Walzens oder Streckens vermieden.

Zuvor wurde eine spezielle Ausführungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens und eine besondere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellung flacher Stahlblöcke mit größerer Breite als Höhe, sogenannter horizontal liegender Blöcke, beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf dies ■? spezielle Aus führungs form beschränkt.

- 9 Patentansprüche:

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Leerseite

Claims

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Patentansprüche :

1. "Verfahren zur Erzeugung von flachen, horizontal liegenden Stahlblöcken mit größerer Breite als Höhe, wobei der Stahl von einer Gießpfanne in längliche, horizontal liegende Gießformen mit einer offenen oberen Oberfläche in einer im wesentlichen sauerstofffreien Schutzgasatmosphäre abgegossen und gleichzeitig die Gießform relativ zu der Gießpfanne bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Block in der Gießform (4) gekühlt wird, nachdem das Abgießen beendet ist, indem die obere Oberfläche des Blockes mit einem Kühlmedium, beispielsweise Wasser oder einer anderen Flüssigkeit, z.B. flüssigem Stickstoff, abgespült wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e -

k e η η ζ ei c hn et, daß die obere Oberfläche des Blockes mit dem Kühlmedium innerhalb einer Zeitspanne von 1 bis 120 Sekunden, vorzugsweise 10 bis 60 Sekunden, nach Beendigung des Abgießens abgespült wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Oberfläche

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des Blockes mit Wasser in einer Zeitspanne von 30 bis 60 Sekunden nach Beendigung des Abgießens und für eine Zeitdauer von 8 bis 12 Sekunden abgespült wird.

k. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Oberfläche des Blockes mit flüssigem Stickstoff abgespült wird, während die Gießform (4) mit dem Block sich noch in der Schutzgasatmosphäre befindet.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Abspülen der oberen Oberfläche des Blockes mit dem Kühlmedium der Block mit der Gießform (4) um l80° um seine Längsachse gedreht wird, so daß mögliche Poren in dem Block mehr zentral orientiert werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche Ibis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Abspülen der oberen Oberfläche des Blockes mit dem Kühlmedium die obere Oberfläche auf einer Temperatur gehalten xvird, welche diese für ein Absetzen genügend plastisch macht, wenn die Verfestigung des Inneren des Blockes fortschreitet.

7. Gießanlage zur Erzeugung flacher Stahlblöcke, gekennzeichnet durch einen Gießtunnel (3), welcher mit Schutzgas gefüllt ist, welcher Gießtunnel (3) an seinen Enden Verschlüsse hat, welche ein Eindringen von Luft in den Gießtunnel (3)

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verhindern, einen Förderer (5) für die Längsbewegung länglicher, horizontaler Gießformen (¹O mit größerer Breite als Tiefe durch den Gießtunnel (3)> eine Gießpfanne (2) zum Abgießen von Stahl in die Gießformen (4), wobei die Gießpfanne (2) dicht mit dem Gießkanal (3) zusammengebaut ist, und durch Mittel, welche-die obere Oberfläche der Blöcke auf einer solch hohen Temperatur hält, daß diese sich verfestigt, aber für ein Absetzen genügend elastisch bleibt, wenn die Verfestigung des inneren Blockes fortschreitet.

8. Anlage nach Anspruch 7» dadurch g e kenr zeichnet, daß die Enden (10) der Gießformen (4) wenigstens an der Innenseite ihrer Enden (10) ausgebaucht sind, wobei die Ausbauchung etwa 10 bis 505? der Breite der Gießform (4) einnimmt.

9. Anlage nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, mit Hilfe welcher ein Kühlmedium, beispielsweise flüssiger Stickstoff oder Wasser, zugeführt und mit Hilfe welcher die obere Oberfläche des Blockes mit dem Kühlmedium abgespült wird.

10. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, g e kennzeichnet durch eine Wägeeinrichtung, mit Hilfe welcher die Gießform (4) während des Abgießens des Stahls gewogen wird, wodurch die Wägeeinrichtung den Anstieg des Gewichts des Stahls in der Gießform (4) erfasst und das Abgießen unterbrochen wird, wenn das gewünschte Blockgewicht erreicht ist.

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