DE2902341A1

DE2902341A1 - Stranggiessverfahren, insbesondere fuer stahl sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens und nach diesem verfahren hergestellter hohl-rohling

Info

Publication number: DE2902341A1
Application number: DE19792902341
Authority: DE
Inventors: Michel Mola
Original assignee: Creusot Loire SA
Current assignee: Creusot Loire SA
Priority date: 1978-01-23
Filing date: 1979-01-22
Publication date: 1979-07-26
Also published as: GB2012635B; FR2414969B1; FR2414969A1; DE2902341C2; JPS54102239A; IT1102791B; ES477002A1; ATA921478A; GB2012635A; US4430388A; AT376591B; IT7831426A0

Description

Pate~tanwä-te Dipl.-Ing. C U rfWaTfach Dipl.-Ing. Günther Koch Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach If Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 22. Januar 1979

Unser Zeichen: 16 4-95 - Fk/Ne

Societe en nom oollectif dlte: CREUSOT-LOIRE-VALLOUREC

Paris / Frankreich

Stranggießverfahren, insbesondere für Stahl sowie
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und
nach diesem Verfahren hergestellter Hohl-Rohling

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Gießkokille kontinuierlich gekühlt wird, bei dem weiterhin eine Rotation des geschmolzenen Metalls in der Gießkokille mit Hilfe einer Anordnung von elektromagnetischen Feldspulen mit niedriger Frequenz hervorgerufen wird, die in oder in der Höhenlage der Gießkokille angeordnet sind und bei dem der Rohling kontinuierlich am unteren Teil der Gießkokille abgezogen wird .

Dieses Verfahren ermöglicht jedoch die Herstellung von Hohl-Rohlingen nur unter Verwendung eines in der Mitte angeordneten Dorns.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stranggießverfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, das die Herstellung von Hohl-Rohlingen mit ausgezeichneter Qualität der Innen- und Außenoberflächen bzw. Schalen ohne die Verwendung eines im Inneren angeordneten Dorns ermöglicht.

Diese Aufgabe wird ausgehend von dem eingangs genannten bekannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rohling im Verlauf seiner Erstarrung am unteren Teil der Kokille entlang einer gekrümmten Bahn abgezogen wird, daß eine Rotation des Metalls im mittleren Teil des Rohlings mit Hilfe einer zweiten Anordnung von elektromagnetischen Feldspulen hervorgerufen wird, deren Frequenz zwischen ungefähr 50 Hz und ungefähr 500 Hz liegt und die in der gekrümmten Gießbahn im wesentlichen in der Höhenlage der Gießkokille angeordnet sind und daß der Rohling oberhalb der zweiten Anordnung von elektromagnetischen Feldspulen in Abschnitte unterteilt wird.

Erfindungsgemäß wurde bei einer Viefeahl von Versuchen überraschend festgestellt, daß durch die Anordnung einer derartigen zweiten Anordnung von elektromagnetischen Feldspulen,

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die bei den angegebenen Frequenzen arbeiten, In der Höhenlage der Gießkokille am Ende der gekrümmten Bahn des Rohlings im Verlauf seiner Erstarrung ein Hohl-Rohling mit ausgezeichneter Qualität gewonnen wird.

Diese zweite Anordnung von elektromagnetischen Feldspulen ist derart ausgebildet, daß ein rotierendes horizontales Feld erzeugt wird, das dem flüssigen Metall eine Drehgeschwindigkeit von mehr als 100 Umdrehungen pro Minute und im allgemeinen in der Größenordnung von 200 Umdrehungen pro Minute und mehr erteilt wird.

Die starke Drehung des Metalls im Verlauf seiner Erstarrung ruft in der Mitte des Rohlings die Bildung eines langgestreckten Schachtes mit im wesentlichen parabolischem Querschnitt hervor, so daß der Teil des Rohlings in diesem Bereich des Schachtes dann die Form eines Hohl-Rohlings aufweist, wenn man ihn abzieht und wenn man ihn am Ende der zweiten Anordnung von Feldspulen in Abschnitte unterteilt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens umfaßt eine Stranggießkokille mit kreisförmigem Querschnitt und gekühlten Wänden, Einrichtungen zur Speisung der Stranggießkokille mit geschmolzenem Metall, insbesondere aus Stahl, Einrichtungen zum Abziehendes Rohlings im Verlauf seiner Erstarrung unterhalb der Stranggießkokille und eine Anordnung von elektromagnetischen Feldspulen mit niedriger Frequenz zum In-Drehung-Versetzen des Metalls in der Stranggießkokille, wobei diese Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß Führungseinrichtungen zum Führen des die Stranggießkokille verlassenden Rohlings auf einer gekrümmten Bahn und eine zweite Anordnung von elektromagnetischen Feldspulen vorgesehen Ist, deren Frequenz zwischen ungefähr 50 Hz und ungefähr 500 Hz liegt, und die das Metall im mittleren Teil des Rohlings während der Erstarrung in Drehung versetzen, daß diese zweite Anordnung

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von elektromagnetischen Feldspulen lader Höhenlage der Stranggießkokille gegen das Ende der gekrümmten Gießbahn angeordnet ist und daß Einrichtungen zum Zerteilen des Rohlings am Ausgang dieser zweiten Anordnung von elektromagnetischen Feldspulen vorgesehen sind.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf einen Hohl-Rohling, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt ist und der durch eine ausgezeichnete Qualität der inneren und äußeren Schalen und Oberflächen gekennzeichnet ist, die jeweils eine äquiaxiale Kristallisation aufweisen, wobei sich die dendritische Zone nicht bis zu den Oberflächen des Rohlings erstreckt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung noch näher erläutert.

In der Zeichnung ist eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt

In der Zeichnung ist ein schematischer Axialschnitt einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Stranggießverfahrens dargestellt. Diese Vorrichtung umfaßt eine zylindrische oder vorzugsweise leicht kegelstumpfförmige Gießkokille 1, die durch eine Innenwand 2, beispielsweise aus Kupfer, umgrenzt ist, hinter der sich ein kreisringförmiger Raum 3 erstreckt, in dem durch an sich bekannte Einrichtungen ein Wasserumlauf zur Kühlung der Wand 2 hervorgerufen wird. Eine Außenwand 4 kann beispielsweise zur Umgrenzung dieses kreisringförmigen Raums 3 vorgesehen sein.

Um die Gießkokille 1 herum ist mit vorgegebener Winkelversetzung eine gewisse Anzahl von Feldspulen 5, 6 angeordnet, die mit einem niederfrequenten Wechselstrom beispielsweise mit einer Frequenz von 4 bis 12 Hz gespeist werden.

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Die Feldspulen oder Induktoren 5, 6 können auch Im Inneren der Gießkokllle beispielsweise Im Raum 5 angeordnet sein, so daß sie Ihrerseits durch den Wasserumlauf* gekühlt werden.

Oberhalb der Gießkokille 1 ist eine Speisedüse 7 angeordnet, die beispielsweise unter einer Verteilergießpfanne oder einem Trichter oder unter einer Stahlgießpfanne angeordnet 1st. Die Düse kann vorzugsweise geneigt und derart ausgerichtet sein, daß ein geneigter Strahl 8 geliefert wird, der einen Winkel mit der Vertikalen bildet, der vorzugsweise zwischen 50 und 60° liegt.

Das Metall wie z.B. die Stahlschmelze, die auf diese Weise in die Gießkokille gegossen wird, kühlt sich an der Wand 2 ab und am unteren Teil der Gießkokille tritt ein Rohling mit kreisförmigem Querschnitt aus, der kontinuierlich abgezogen wird, beispielsweise mit Hilfe von Führungsrollen 9 und Äbzlehrollen 10, und der Rohling wird, wie dies In der Zeichnung dargestellt 1st, entlang einer gekrümmten Bahn abgezogen, wie dies bei Stranggießvorrichtungen üblich Ist. fJbllche Sekundär-Kühldüsen 11 sind auf der Gießbahn angeordnet.

Die elektromagnetischen Felder, die beispielsweise durch die Feldspulen 5, 6 erzeugt werden, rufen in dem geschmolzenen Metall Im Inneren der Gießkokille eine Drehung um die geometrische vertikale Achse der Gießkokllle hervor. Auf diese Welse wird ein Meniskus 12 an der Obaflache des Metalls In der Gießkokille gebildet. ·

Erfindungsgemäß werden zur Herstellung eines Hohl-Rohllngs am Ende der gekrümmten Stranggießbahn elektromagnetische Feldspulen angeordnet, die schematisch bei Ij5 und 14 angeordnet sind und die das Metall Im Verlauf seiner Erstarrung Im mittleren Teil des Rohlings In eine starke Drehung versetzen können, so daß in der Mitte des Rohlings ein Schacht

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mit relativ großer Länge und parabolischem Querschnitt gebildet wird, so daß der Rohling dann den Bereich der Feldspulen 15, 14 in Form eines Hohl-Rohlings verläßt, dessen Wandstärke durch die Größe des Schachtes und die Drehgeschwindigkeit des Metalls bestimmt 3sb, die diesem durch die Feldspulen erteilt wird.

Bei 16 ist schematisch eine Schnittlinie für Abschnitte des Rohlings dargestellt, die durch eine übliche Rohling-Abschneidvorrichtung hergestellt werden. Wenn der Abzug hinter der zweiten Anordnung von Feldspulen in Vertikalrichtung erfolgt, gewinnt man einen geradlinigen Rohling. Wenn der Abzug jedoch entlang einer gekrümmten Bahn hinter der zweiten Anordnung von Feldspulen erfolgt, erzielt man selbstverständlich gekrümmte Rohlinge.

Als Beispiel sei angegeben, daß das erfindungsgemäße Verfahren für den Strangguß auf gekrümmter Bahn von Hohl-Rohlingen aus Stahl mit einem Außendurchmesser von 223 mm verwendet wurde, wobei eine Gießkokille mit einer Gesamthöhe von 600 mm angewandt wurde und die Höhe der Feldspulen der Gießkokille 300 mm betrug. Die Höhe der am Ende der Gießbahn angeordneten Feldspulen betrug 600 mm. Der Radius der bogenförmigen Gießbahn betrug 4000 mm.

Die Feldspulen der Gießkokille wurden mit einem Zweiphasen-Wechselstrom mit einer Frequenz von 4Hz gespeist während die am Ende der Gießbahn angeordneten Feldspulen mit einem Dreiphasen-Wechselstrom mit einer Frequenz von 200 Hz gespeist wurden.

Hierbei konnten Hohl-Rohlinge mit einer Länge von 3 m und einer Wandstärke von 60 mm gewonnen werden. Die auf diese Weise hergestellten Hohl-Rohlinge wiesen ausgezeichnete Qualitäten sowohl der Innen- als auch der Außenschale oder -Oberfläche auf.

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AO

Leerseite

Claims

Patentanwalts Dipl.-Ing. Curt WaI lach Dipl.-Ing. Günther Koch Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d Datum: 22. Januar 197 Unser Zeichen: 16 495 - Fk/Ne Patentansprüche

1. Stranggießverfahren zur Herstellungen Metallrohlingen, bei denen die Metallschmelze, insbesondere aus Stahl in eine Kokille mit kreisförmigem Querschnitt gegossen, die Wand der Kokille in kontinuierlicher Weise gekühlt und eine Rotation des geschmolzenen Metalls in der Kokille mit Hilfe einer Anordnung von elektromagnetischen Feldspulen mit niedriger Frequenz hervorgerufen wird, die in oder an der Höhenlage der Kokille angeordnet sind und bei dem der Rohling kontinuierlich am unteren Teil der Kokille abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling im Verlauf seiner Erstarrung am unteren Teil der Kokille entlang einer gekrümmten Bahn abgezogen wird, daß eine Rotation des Metalls im mittleren Teil des Rohlings mit Hilfe einer zweiten Anordnung von elektromagnetischen Feldspulen hervorgerufen wird, deren Frequenz zwischen ungefähr 50 Hz und ungefähr 500 Hz liegt und die in der gekrümmten Gießbahn im wesentlichen in der Höhenlage der Gießkokille angeordnet sind und daß der Rohling oberhalb der zweiten Anordnung von elektromagnetischen Feldspulen in Abschnitte unterteilt wird.

2. Verfahren zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer kreisförmigen Stranggießkokille mit gekühlten Wänden, mit Einrichtungen zur Speisung der Stranggieß-

♦/. 909830/0803

kokille mit einer Metallschmelze, insbesondere aus Stahl, mit Einrichtungen zum Abziehen des Rohlings im Verlauf seiner Erstarrung unterhalb der Stranggießkokille und mit einer Anordnung von elektromagnetischen Feldspulen mit niedriger Frequenz zum In-Drehung-Versetzen des Metalls in der Stranggießkokille, dadurch gekennzeichnet , daß Führungseinrichtung en (9, 10) zum Führen des die Stranggießkokille (1) verlassenden Rohlings auf einer gekrümmten Bahn und eine zweite Anordnung von elektromagnetischen Feldspulen (Ij5, 14) vorgesehen ist, deren Frequenz zwischen ungefähr 50Hz und ungefähr 500 Hz liegt, und die das Metall im mittleren Teil des Rohlings während der Erstarrung in Drehung versetzen, daß diese zweite Anordnung von elektromagnetischen Feldspulen (1^, 14) in der Höhenlage der Stranggießkokille (1) gegen das Ende der gekrümmten Gießbahn angeordnet ist und daß Einrichtungen zum Zerteilen des Rohlings am Ausgang dieser zweiten Anordnung von elektromagnetischen Feldspulen 14) vorgesehen sind.

3. Nach dem Verfahren nach Anspruch 1 hergestellter metallischer Hohl-Rohling, dadurch gekennze lehnet , daß er eine ausgezeichnete Qualität der Außen- und Innenwände aufweist, die jeweils eine äqu!axiale Kristallisation aufweisen, wobei die dendritische Zone nicht bis zu den Oberflächen des Rohlings reicht.

4. Hohl-Rohling nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß er geradlinig ist.

5. Hohl-Rohling nach Anspruch ~5, dadurch gekennzeichnet ,daß er eine gekrümmte Form aufweist.

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Patentanwalts Dipl.-lng. C u rt Wall ac h Dipl.-lng. Günther Koch Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach Dipl.-lng. Rainer Feldkamp

Datum: 22. Januar I979

Unser Zeichen: l6 ^95 - Fk/Ne

Societe en nom collect if c3ite: CREUS OT -LO IRE -VALLOUREC

Paris / Frankreich

Die Erfindung bezieht sich auf ein Stranggießverfahren zur Herstellung von Hohl-Rohlingen aus Metall, insbesondere aus Stahl sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens und nach diesem Verfahren hergestellte Hohl-Rohlinge.

Es ist bisher nicht möglich, durch ein Stranggußverfahren metallische Hohl-Rohlinge herzustellen, die gute Qualitäten insbesondere der inneren Haut oder Oberfläche aufweisen.

In den französischen Patentschriften 70.II959 und 76.01411 der gleichen Anmelderin wurde bereits für die Herstellung von metallischen massiven Rohlingen ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem das geschmolzene Metall in eine Gießkokille mit kreisrundem Querschnitt und mit vorzugsweise im wesentlichen vertikaler Achse gegossen wird, bei dem die Wand der

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