DE2743026A1

DE2743026A1 - Verfahren zum verkleinern der breite eines stahlstranges beim stranggiessen

Info

Publication number: DE2743026A1
Application number: DE19772743026
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: DE2743026B2; FR2365391B1; FR2365391A1; GB1548849A; ATA683777A; AT361151B; US4105059A; JPS5340631A; JPS5433773B2; DE2743026C3

Description

KAWASAKI STEEL CORPORATION KOBE (JAPAN)

Verfahren zum Verkleinern der Breite eines Stahlstranges beim Stranggiessen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verkleinern 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, sobald wie möglich, verstellt und das Ausziehen kann fortgesetzt werden. Als nachteilig wirkt sich vor allem aus, dass durch das Anhalten 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 eine Schmalseite um deren untere Kante kippend zur Kokillenmitte verschwenkt wird, worauf nachfolgend die Schmalseite um deren obere Kante zur Kokillenmitte hin verschwenkt wird. Es müssen hier grosse Kräfte auf die Schmalseite gegen den ferrostatischen Druck ausgeübt werden und die Gefahr einer Rissbildung der weichen Strangkruste beim Verschwenken des unteren Teiles der Schmalseite zur Kokillenmitte hin ist sehr gross. Auch in die Stahlschmelze eingetauchte Verstärkungsplatten würden die Gefahr nur teilweise beseitigen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung zu schaffen, das ein ununterbrochenes Ausziehen des

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Stranges und ein Inbetriebbüeiben Jet Oszilliervorrichtung erlaubt, das Verformungskräfte auf die weiche Strangkruste äusserst klein hält, das eine unveränderliche Konizität ermöglicht und das schnell und unkompliziert durchgeführt werden kann.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schmalseite mit einer mittleren Geschwindigkeit von v^. f . S.tan σ zur Kokillenmitte hin intermittierend bewegt wird, derart, dass Bewegungs- und Stillstandszeitabschnitte von je l/2f Minute aufeinanderfolgen, wobei f die Frequenz, S die Hubhöhe und θ die Konizität darstellt.

Das Verfahren arbeitet unabhängig der eingangs eingestellte Konizität. Die Oszilliervorrichtung wird vorteilhafterweise im Betrieb gelassen, damit sie der Kokille Schwingungen erteilen kann. Dadurch, dass jedesmal die Schmalseite zur Kokillenmitte hin bewegt wird, wenn bei einem Schwingungszyklus ein entstehender Spalt zwischen dem Stahlstrang und der Schmalseite kompensiert wird, sind die Verformungskräfte auf die weiche Strangkruste sehr klein. Die Strangausziehgeschwindigkeit wird nicht geändert. Durch all dies ist das erfindungsgemässe Verfahren schnell und unkompliziert durchzuführen.

Mit Vorteil wird während der Verkleinerung der Strangbreite ein Zwischenraum von höchstens 0,5 mm zwischen der Schmalseite und der Längsseite der Kokille eingehalten, so dass Reibungskräfte auf die Schmalseite weitgehend eliminiert werden, obwohl Stahlschmelze nicht in den Zwischenraum eintreten kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht einer verstellbaren Kokille,

Fig. 2 graphisch die wechselseitige Beziehung zwischen Kokillenschmalseite und Stahlstrang,

Fig. 3a eine graphische Darstellung der durch die Schwingungen hervorgerufenen Lagenänderung der Kokille,

Fig. 3b eine graphische Darstellung der Bewegungs- und Stillstandszeitabschnitte und

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Fig. 4 einen Strangabschnitt mit ej.ner Uebergangsstrecke.

Fig. 1 zeigt eine verstellbare Kokille in einem festen Rahmen, wobei Spannvorrichtungen 1, die Hydrozylinder oder Federn aufweisen können , zwei parallele Schmalseiten 2 rechtwinklig gegen ein Paar vor parallelen Längsseiten 3 drücken. Die Schmalseiten 2 sind horizontal zwischen den Längsseiten 3 bewegbar, wenn die Spannvorrichtungen 1 derart entlastet sind, dass ein keine Metallschmelze durchlassender Zwischenraum von höchstens 0,5 mm zwischen Schmal- und Längsseite gebildet wird. Jede Schmalseite 2 weist bereits eine Konizität θ , einen Winkel der Seite 2 mit der Vertikalen, auf, die während des Verkleinerns nicht geändert werden braucht. Eine nicht dargestellte Oszilliervorrichtung erteilt der Kokille Schwingungen mit einer Frequenz f (Zyklen/min) und einer Hubhöhe bzw. Schwingungsbreite S (mm).

Bei einer Breitenverstellung werden, nachdem der Zwischenraum eingestellt ist, die Kokillenschmalseiten nahezu horizontal dem Schwingungszyklus entsprechend in Richtung der Kokillenmitte bewegt. Wenn der gewünschte Abstand zwischen den Schmalseiten erreicht ist, werden alle Kokillenseiten durch die Spannvorrichtungen 1 wieder aufeinander fixiert. Damit ist der Vorgang der Breitenverkleinerung beendet.

Fig. 2 zeigt zwischen der schrägen Schmalseite 2, die gerade in dem unteren Totpunkt 6 angekommen ist, und einem Stahlstrang 4 einen Spalt 5, der auftreten würde, wenn die Ausziehgeschwindigkeit G und ein Durchbiegen der Strangkruste des noch einen flüssigen Sumpf aufweisenden Stahlstranges 4 ausser acht gelassen wird. Die horizontale Breite des Spaltes 5 ist mit dx bezeichnet, die, auf eine Schwingung bezogen, die Gleichung dx = S. tan θ (Gleichung 1) ergibt. Es wird gleichzeitig auf Fig. 3a Bezug genommen, die eine graphische Darstellung der sinusförmigen Lagenänderung der Schmalseite 2 zeigt, wobei die Hubhöhe S auf der Ordinate und die Zeit t auf der Abszisse ablesbar ist. Die Zeitdauer einer Schwingung ist 1/f Minute. Wenn jetzt jede Schmalseite nur horizontal verschoben wird in der Zeit, in der die theoretische Breite dx von null bis zu ihrer Maximumwert anwächst, d.h. während der Abwärtsbewegung der Kokille, also während eines Bewegungszeitabschnittes 7, und zwar mit einer von der Lagenkurve gemäss Fig. 3a abgeleiteten Geschwindigkeit, die als sinusförmige Kurve I in Fig. 3b gezeigt

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ist, kann der Spalt 5 üterhaupt nicht entstehen, so dass einerseits der Stahlstrang 4 ununterbrochen an der Innenseite der Schmalseite 2 anliegt und anderseits keine Kräfte auf die Strangschale wirksam sind.

Es sind aber wegen der Durchbiegung der Strangkruste und des fortdauernden Ausziehens Kräfte auf die Strangkruste wirksam, die aber sehr klein sind. Auch entsteht eine sehr kleine zusätzliche Kraft auf die Strangschale wenn die Schmalseite während des Bewegungszeitabschnittes 7 mit einer gleichbleibenden, mittleren Geschwindigkeit gemäss der Kurve II in Fig. 3b verschoben wird (der Strang 4 bleibt aber immer anliegen). Die mittlere Geschwindigkeit während eines Bewegungszeitabschnittes 7 ergibt sich aus: dx = v¹ . l/2f (Gleichung 2), wobei die Zeitdauer einer halben Schwingung bzw. eines Bewegungszeitabschnittes 7 die Wert von l/2f Minute hat. Gleichstellung der Gleichung 1 und 2 liefert: v¹ = 2f. S. tan θ mm/min. (Gleichung 3). Kurven I und II der Fig. 3b, in welcher die Zeit t auf der Abszisse und die Geschwindigkeit ν auf der Ordinate ablesbar ist, zeigen zwei mögliche Geschwindigkeiten der Schmalseite 2. Die Kurven I und II zeigen einen intermittierenden Geschwindigkeitsverlauf, wobei ein Bewegungszeitabschnitt von einem Stillstandszeitabschnitt 8 gefolgt wird. Die Zeitdauer der Abschnitte 7 und 8 beträgt jeweils l/2f Minute. Während des Stillstandszeitabschnittes 8 verlaufen die Kurven I und II koaxial mit der Abszisse. Aus der Gleichung 3 folgt eine mittlere Geschwindigkeit v" über die ganze Zeitdauer der Seitenverschiebung der Schmalseite von: v" = f. S. tan σ mm/min (horizontale, durchgehende Kurve III in Fig. 3b). Eine Reihe von Versuchen haben gezeigt, dass selbst bei einem geradlinigen Verlauf gemäss der Kurve II der Fig. 3b bei einer intermittierenden ausgeführten Bewegung in der Praxis keinerlei nennenswerte Probleme auftreten. Die Versuche haben weiterhin gezeigt, dass eine Begrenzung der Giessgeschwindigkeit nicht notwendig ist. Die horizontale Verschiebung der Schmalseiten geschieht unabhängig von der Giessgeschwindigkeit. Da die jeweilige Formveränderung des Stahlstranges sehr klein ist, kann eine Breitenverstellung während des Giessens ohne Gefahr für einen Durchbruch ausgeführt werden.

Bei einem Versuch zum Verkleinern der Breite einer Stahlbramme mit einer Dicke von 220 mm wurde von einer anfänglichen Breite 171 = 1200 mm ausgegangen (Fig.4). Dabei war die Ausziehgeschwindigkeit G-= Im/min, die

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Frequenz f der Schwingungen - 75 Zyklen/min, die Hubhöhe der Schwingung S = 10 nun, die Konizität tan# = 0,35. Die Kokillenhöhe war 700 nun und die Badspiegelhöhe war 60Ό nun. Die mittlere Verschiebegeschwindigkeit zur Kokillenmitte hin war ν - 4,5 nun/min und die Kokillenschmalseiten wurden über eine Gesamtbreite von 50 nun verschoben, so dass die erzielte verkleinerte Breite W2 = 1150 nun wurde. Die Uebergangsstrecke K war 5600 nun. An den Kanten der Bramme wurden weder Längsrisse noch
Vertiefungen noch irgendwelche Unregelmässigkeiten beobachtet.

Mit kleinen Kräften auf die Kokillenschmalseiten kann die Strangkruste stufenweise und trotzdem schnell und sicher eingedrückt werden.

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Claims

PATENTANSPRUECHE

1. Verfahren zum Verkleinern der Breite eines Stahlstranges beim Stranggiessen, wobei wenigstens eine Schmalseite einer verstellbaren Kokille während des Giessvorganges bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmalseite mit einer mittleren Geschwindigkeit von v^f . S . tan θ zur Kokillenmitte hin intermittierend bewegt wird, derart, dass Bewegungs- und Stillstandszeitabschnitte von je l/2f Minute aufeinanderfolgen, wobei f die Frequenz, S die Hubhöhe und θ die Konizität darstellt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischenraum von höchstens 0,5 mm zwischen der Schmalseite und der Längsseite der Kokille eingehalten wird.

KAWASAKI STEEL CORPORATION

809813/1000 ORIGINAL INSPECTED