DE2743025A1

DE2743025A1 - Verfahren zum erweitern der strangbreite eines stahlstranges beim stranggiessen

Info

Publication number: DE2743025A1
Application number: DE19772743025
Authority: DE
Inventors: Hisashi Ohmori; Masayuki Ohnishi; Kurashiki Okayama; Yoshiji Yamamoto
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1976-09-27
Filing date: 1977-09-24
Publication date: 1978-03-30
Also published as: DE2743025B2; US4134441A; FR2365390B1; AT394817B; GB1548329A; DE2743025C3; JPS5433772B2; ATA683677A; JPS5340630A; FR2365390A1

Description

KAWASAKI STEEL CORPORATION KOBE (JAPAN)

Verfahren zum Erweitern der Strangbreite eines Stahlstranges beim Stranggiessen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erweitern der Breite eines Stahlstranges beim Stranggiessen, wobei wenigstens eine Schmalseite einer verstellbaren Kokille während des Giessvorganges bewegt wird.

Es ist bereits ein einschlägiges Verfahren bekannt, bei welchem eine in einen oberen und einen unteren Teil geteilte Schmalseite Verwendung findet. Bei einer Breitenänderung wird der obere, nicht benetzte Teil auf das gewünschte Mass verstellt und das Ausziehen des Stahlstranges sowie die Oszilliervorrichtung wird gestoppt. Der Badspiegel steigt bis in den oberen Teil der Kokille an. Nachdem sich eine ausreichende Krustendicke gebildet hat, wobei die Schmelzenzufuhr in die Kokille wenigstens gedrosselt werden muss, wird der untere Teil verstellt und das Ausziehen kann fortgesetzt werden.

Durch das Stoppen der Oszillation muss jedoch ein vermehrtes Kleben der Schmelze an der Kokillenwand in Kauf genommen werden. Als nachteilig wirkt sich vor allem aus, dass durch das Stoppen des Stahlstranges die Abkühlverhältnisse geändert werden, was metallurgisch unerwünscht ist, weil dann eine konstante Qualität über die ganze Stranglänge nicht mehr gewährleistet ist.

Es ist ebenfalls ein Verfahren bekannt,' bei dem die Schmalseiten, ohne dass die Schmelzenzufuhr in die Kokille angehalten wird, ganz langsam vom Strang weg horizontal seitlich verschoben werden. Da jedoch eine Spaltbildung zwischen der Strangkruste und den senkrechten Schmalseiten unvermeidbar ist, sind mit Durchbruchgefahr verbundene Ausbauchungen innerhalb des ersten, durch die Kokille gebildeten Längsabschnittes der Strangbahn nicht auszuschliessen. Des weiteren hat die langsame Verschiebung einen grösseren Zeitaufwand und demzufolge eine grössere Uebergangsstrecke, d.h. den Längsabschnitt des

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Giessstranges, innerhalb dessen <lie Breitenänderung stattgefunden hat, zur Folge. 3 2743025

Folgende Zahlenwerte, einem herkömmlichen Verfahren entnommen, mögen zur Verdeutlichung der Zusammenhänge zwischen Giessgeschwindigkeit, Verschiebegeschwindigkeit der Schmalseite und Grosse der Ausbauchung dienen:

Giessgeschwindigkeit

0.5 m/min 1.0 m/min 1.0 m/min

Geschwindigkeit des Zurückziehens der Schmalseite der Kokille 5 mm/min 5 mm/min 8 mm/min

Grosse der Ausbauchung

1 - 2 mm 10 - 15 mm 15 - 20 mm

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung zu schaffen, das ein ununterbrochenes Ausziehen des Stranges erlaubt, das Ausbauchungen der weichen Strangkruste über die Kokillenlänge ausschliesst, und das einen kleineren Zeitaufwand erfordert.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schmalseite während einer ersten Stufe durch Verschwenken um deren unteren Endbereich vom Strang weg aus der Ausgangsstellung in eine schräge Verschiebestellung gebracht, nachfolgend während einer zweiten Stufe parallel vom Strang weg horizontal verschoben und danach während einer dritten Stufe durch Verschwenken um deren oberen Endbereich vom Strang weg aus der Verschiebestellung in die Endstellung gebracht wird, wobei die während der zweiten Stufe wirkende Verschiebegeechwindigkeit derart abhängig von der jeweiligen Giessgeschwindigkeit gewählt wird, dass ein Anliegen des Metalls an der gesamten, benetzten Fläche der Schmalseite gewährleistet ist.

Dieses Verfahren ermöglicht eine kontinuierliche, stetige Schmelzenzufuhr In die Kokille. Durch die Schrägstellung der Schmalseite ist eine grössere Verschiebegeschwindigkeit möglich. Die Schrägstellung ermöglicht ebenfalls ein ständiges Stützen der Strangkruste an der Kokillenwandung, wodurch Ausbauchungen im Kokillenbereich vermieden werden. Das Ausziehen des Giessstranges kann während der Breitenver-

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stellung ungehindert weicercjehen, so dass eine konstante Stahlqualität des Giessstranges durch die gleichbleibende Abkühlverhältnisse erreicht wird. Durch den kleineren Zeitaufwand entsteht nur eine kleine Uebergangsstrecke, wodurch der Wirkungsgrad verbessert und die Ausschussquote verringert wird.

Versuche haben eine vorteilhafte Verschiebegeschwindigkeit von 10 nun/ min bis 50 mm/min ergeben.

Jede verstellbare Schmalseite hat üblicherweise eine obere und eine untere Verstellspindel. Damit die Antriebsmotoren dieser Spindel nur auf eine Geschwindigkeit ausgelegt werdem müssen, was billiger und weniger kompliziert ist, ist es vorteilhaft, die horizontalen Komponenten der Verschwenkgeschwindigkeit des oberen bzw. unteren Endbereiches der Schmalseite gleich der Verschiebegeschwindigkeit zu wählen.

Zur Herabsetzung einer Rissbildungsgefahr und zur besseren Heilung allfälliger Risse ist es weiterhin empfehlenswert, wenn die Verschwenkbewegungen der ersten und der dritten Stufe mit gleichmässigen Geschwindigkeiten, jedoch jeweils intermittierend ausgeführt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht einer verstellbaren Kokille, Fig. 2a - Fig. 2c eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Erweiterung der Strangbreite eines

Stahlstranges und
Fig. 3 einen Stranglängsabschnitt mit einer Uebergangsstrecke.

Fig. 1 zeigt eine verstellbare Kokille mit zwei parallelen Längsseiten 1 in einem festen Rahmen 2. Zwei parallele Schmalseiten 3, das sind Wandteile, die seitlich zwischen einem Paar von anderen Wandteilen bewegbar sind, verlaufen rechtwinklig zu den Längsseiten 1. Mit Gewinde versehenen Spindeln 12, 13 verbinden jeweils eine Schmalseite 3 mit einer Verstelleinrichtung 4, beispielsweise einer angetriebenen

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Mutter. Vor der eigentlichen Verstellung muss zuerst die Fixierung der Schmalseiten 3 in bezug auf die Längsseiten 1 gelockert werden. Dazu werden Spannvorrichtungen 5, Hydraulikzylinder oder Federn, entlastet und der ferrostatische Druck drückt dann die verstellbare Längsseite 1 gegen Anschläge 6. Es hat sich gezeigt, dass die verstellbare Längsseite 1 maximal über einen Abstand 8 von 0,5 mm verschoben werden kann, ohne dass die Gefahr besteht, dass Schmelze zwischen den Längs- und Schmalseiten eindringt.

Die Fig. 2a zeigt eine erste Stufe, in welcher die Schmalseite 3 aus der gegebenenfalls senkrechten Ausgangsstellung vom Strang weg in eine schräge, strichpunktiert dargestellte Verschiebestellung geschwenkt wird. Die Schwenkachse geht durch die untere, horizontale, am Strang anliegende Kante C der Schmalseite 3. Der Verschwenkweg p, gemäss welchem ein Punkt A am obersten Ende auf der Innenseite der Schmalseite 3 von der Ausgangsstellung in einen Punkt B der Verschiebestellung gelangt, darf wegen der Ueberlaufgefahr nicht zu gross gewählt werden. Die Verschwenkbewegung A-B wird intermittierend ausgeführt, indem die obere Spindel 12 vorteilhafterweise dreimal gestoppt wird (die untere Spindel 13 steht während der ersten Stufe still), so dass ein Punkt a der an der Innenseite der Schmalseite 3 anliegenden obersten Spitze der Strangkruste 10 und des Badspiegels der Metallschmelze 9 ohne Gefahr für Rissbildung dieser Strangkruste in einen Punkt b gelangen kann. Die Badspiegelhöhe H in der Kokille und die Ausziehgeschwindigkeit G werden nicht geändert. Die lineare Verschwenkgeschwindigkeit v, im wesentlichen horizontal ausgerichtet, soll aus praktischen Erwägungen heraus nicht mehr als 50 mm/min und vorzugsweise 20 mm/min betragen.

Während der zweiten Stufe, die in Fig. 2b dargestellt ist, wird die Schmalseite 3 horizontal planparallel vom Strang weg verschoben. Dazu werden die beiden Spindeln 12, 13 gleichzeitig in Drehung versetzt und sie sind so lange in Betrieb, bis etwa die gewünschte neue Strangbreite W2, die sich aus der Anfangsbreite Wl und dem Erweiterungswert Aw zusammensetzt, erreicht ist. Damit die gesamte benetzte Fläche der Schmalseite 3, im Vertikalschnitt der Fig. 2a durch das Linienstück b-C dargestellt, während dieser zweiten Stufe ständig gestützt wird, d.h. dass die Strangkruste 10 ständig an der Schmalseite 3 an-

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liegt, muss die folqende theoretische Beziehung zwischenHreii Verschiebegeschwindigkeit v¹ und der Ausziehgeschwindigkeit G eingehalten werden: ν ¹^ G χ tan β , wobei β der Winkel der Schmalseite 3 in der Verschiebestellung mit der Horizontalen ist. Die Wert v' muss aber, von der Praxis her, bedeutend kleiner gewählt werden, weil andere Faktoren, beispielsweise die Schrumpfung der Strangkruste 10, berücksichtigt werden müssen. Der Punkt b verfolgt dann auch keine senkrechte Bahn, sondern bewegt sich wegen der Schrumpfung etwas nach links (Linienstück b-b¹ in Fig. 2b). Nach einem Verschiebeweg p¹ der Schmalseite, wobei die Seite D-b¹ parallel der Seite B-C bleibt, muss der Punkt b¹ immer noch an der Schmalseite 3 anliegen. Eine Anwendung auf die erste Stufe, eine kontinuierliche, gleichbleibende Verschwenkgeschwindigkeit ν vorausgesetzt, ergibt: ν _ £ _ η

G H ^tanP

In der dritten Stufe, die in Fig. 2c gezeigt ist, wird, entgegengesetzt zu der ersten Stufe, den unteren Endbereich der Kokillenschmalseite 3 um den oberen Endbereich in Gegenuhrzeigersinn von der Verschiebestellung D-E in die Endstellung D-F gebracht, wobei die Schrägstellung D-F nicht identisch mit der Stellung A-C zu sein braucht.Die Endstellung kann sogar wieder senkrecht sein. Die Verschwenkbewegung kommt zustande, indem die Spindel 13 gedreht wird, während die Spindel 12 gestoppt ist. Die Spindeln 12, 13 haben nur eine Drehgeschwindigkeit, so dass die horizontale Komponente der Verschwenkgeschwindigkeit ν der ersten Stufe, die Verschiebegeschwindigkeit v¹, und die horizontale Komponente der Verschwenkgeschwindigkeit v" der dritten Stufe identisch sind.

Während eines Versuches, wobei die Ausziehgeschwindigkeit G - 1,0 m/ min und die Badspiegelhöhe H = 600 mm war, wurde die anfängliche Strangbreite Wl = 1200 mm um Δ W = 100 mm auf die neue Strangbreite W2 = 1300 mm erweitert (Fig. 3). In der Vorbereitungsstufe wurde der Spalt 8 auf 0,2 mm gehalten. Die Verschwenkstrecke ρ war 9 mm und die Geschwindigkeiten v, v¹ und v" betrugen 15 mm/min. Für die Breitenverstellung brauchte man 6 min. und 50 sek. und die Uebergangsstrecke K betrug 7000 mm.

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Claims

PATENTANSPRUECHE

1. Verfahren zum Erweitern der Breite eines Stahlstranges beim Stranggiessen, wobei wenigstens eine Schmalseite einer verstellbaren Kokille während des Giessvorganges bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmalseite während einer ersten Stufe durch Verschwenken um deren unteren Endbereich vom Strang weg aus der Ausgangsstellung in eine schräge Verschiebestellung gebracht, nachfolgend während einer zweiten Stufe parallel vom Strang weg horizontal verschoben und danach während einer dritten Stufe durch Verschwenken um deren oberen Endbereich vom Strang weg aus der Verschiebestellung in die Endstellung gebracht wird, wobei die während der zweiten Stufe wirkende Verschiebegeschwindigkeit derart abhängig von der jeweiligen Giessgeschwindigkeit gewählt wird, dass ein Anliegen des Metalls an der gesamten, benetzten Fläche der Schmalseite gewährleistet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebegeschwindigkeit zwischen 10 mm/min und 50 mm/min gewählt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontalen Komponenten der Verschwenkgeschwindigkeit des oberen bzw. unteren Endbereiches der Schmalseite gleich der Verschiebegeschwindigkeit gewählt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschwenkbewegung der ersten und der dritten Stufe mit gleichmässigen Geschwindigkeiten, jedoch jeweils intermittierend ausgeführt werden.

KAWASAKI STEEL CORPORATION

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ORIGINAL INSPECTED