DE3100137A1 - Stranggiessverfahren und stranggussform - Google Patents

Stranggiessverfahren und stranggussform

Info

Publication number
DE3100137A1
DE3100137A1 DE19813100137 DE3100137A DE3100137A1 DE 3100137 A1 DE3100137 A1 DE 3100137A1 DE 19813100137 DE19813100137 DE 19813100137 DE 3100137 A DE3100137 A DE 3100137A DE 3100137 A1 DE3100137 A1 DE 3100137A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mold
vibration
continuous casting
thinned
steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19813100137
Other languages
English (en)
Other versions
DE3100137C2 (de
Inventor
Katsuhiro Kitakyushu Fukuoka Kawashima
Mitsuo Munakata Fukuoka Murata
Mituhiro Kimitsu Chiba Oota
Tsuyoshi Nakama Saeki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to DE19813100137 priority Critical patent/DE3100137A1/de
Publication of DE3100137A1 publication Critical patent/DE3100137A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3100137C2 publication Critical patent/DE3100137C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/053Means for oscillating the moulds

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Form
  • zum Stranggießen, wobei die Form insbesondere zum vertikalen Stranggießen von Metallen oben offen ist, Stranggußverfahren werden seit einiger Zeit in der Stahlindustrie zur Mechanisierung bei der Stahlverfestigung eingesetzt, um die Erzeugnisausbeute zu verbessern und die Herstellungskosten zu vermindern. Es bestehen jedoch weiter hin verschiedenartige Probleme, insbesondere hinsichtlich einer Verbesserung der Oberflächengüte der Gußstücke.
  • Beim Gießen neigt ein Guß stück aufgrund der Hitze zum Festfressen oder Festklemmen an der Form. Es würde sich dann ein Riß bilden, wenn der festgefressene Teil durch Transportwalzen von unten abgezogen wird. Dadurch würde der geschmolzene Stahl durch den Riß herausspritzen und einen ernstlichen Unfall verursachen. Um ein derartiges Festklemmen oder Festfressen zu verhindern, wird bisher entweder ein das Festfressen verhinderndes Mittel zwischen dem Stahlstück verwendet, oder es wird zusätzlich zu diesem das Festklemmen verhindernden Mittel die Form in Schwingungen versetzt.
  • Beim Vibrieren der Form neigt jedoch das Stahlstück zum Ausbilden von Oberflächensprüngen oder -rissen, was die Ausbeute verringert.
  • Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Stranggußform zu schaffen, die die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, wobei die Lösung insbesondere von dem folgenden Grundgedanken ausgeht: Jeder Formabschnitt, der einer Stelle entspricht, wo sich der geschmolzene Stahl beim Stranggießen zu verfestigen beginnt, ist so ausgebildet, daß dort die Wanddicke verringert ist, d.h. dünner ist als die anderen Teile der Form.
  • An den verdünnten Abschnitt der Form wird eine hohe Schwingungsfrequenz angelegt, um das Festklemmen oder Festfressen eines Stahlgußstücks aufgrund dessen Temperatur zu verhindern, um die Oberflächengüte des so erhaltenen Stahlgußstücks zu verbessern.
  • Erfindungsgemäß wird das Festfressen oder Festklemmen dadurch verhindert, daß jeder Abschnitt der Form, wo dieses Festklemmen besonders wahrscheinlich ist, dünner ausgebildet wird, als die anderen Teile der Form, d.h. der verdünnte Abschnitt ist an einer Stelle ausgebildet, wo der geschmolzene Stahl sich zu verfestigen beginnt, sowie in der Nähe dieser Stelle, z.B. innerhalb von 300 mm vom oberen Ende der Form; ferner wird an den verdünnten Abschnitt der Form eine höhe Schwingungsfrequenz angelegt.
  • Die sich bei den bekannten Verfahren einstellenden Probleme sowie die Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die anliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer üblichen Stahlstranggußanlage, Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Festklemmvorganges aufgrund der Wärmeentwicklung an einer Stelle, wo sich der geschmolzene Stahl zu verfestigen beginnt, sowie mit einem durch das Festfressen hervorgerufenen Riß, Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Ausbildung einer das Festfressen verhindernden Substanz zwischen einer sich verfestigenden Stahischicht und einer Form, Fig. 4 eine schematische Darstellung des üblichen Verfahrens zur Vibration der Form; Fig. 5 eine schematische Darstellung von Pulver, das an einem Schwingungsknoten festgehalten wird, Fig. 6a eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen, zusammengesetzten Form, deren Oberfläche an den Seiten mit einer hohen Frequenz in Schwingungen versetzt wird, die zu dem gegossenen Metall weisen, Fig. 6b eine Querschnittsansicht der Form gemäß Fig. 6 a Fig, 7 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Position und der Amplitude eines Stahlstücks, Fig. 8 eine schematische Darstellung der Hochfrequenzschwingung der Form gemäß Fig. 6, Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine vorspringende Schwingungsübertragerplatte mit dem Boden eines mit einer Nut versehenen -Abschnitts ausgebildet ist, wobei an der Platte ein Oscillator befestigt ist; Fig. 10a eine graphische Darstellung-der Beziehung zwischen der Horizontallage der Form gemäß Fig. 9 sowie der Amplitude, wenn die Schwingungsfrequenz 15 kz und die Eingangsleistung 500 W betragen, Fig. 10b eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Vertikallage bei der gleichen Form zur Amplitude, Fig. 11 ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Oscillator direkt am Boden des mit einer Nut versehenen Abschnitts der Form befestigt ist, Fig. 12a schematische Ansichten einer Ausführungsform an bis 12f einer gekrümmten Stranggußanlage mit einer oben offenen, wassergekühlten Kupfer form, Fig. 13 schematische Ansichten einer Längsseite einer üb-und 14 lichen bzw. einer erfindungsgemäßen Form; Fig. 15 eine schematische Ansicht einer Prüfanordnung zum Vergleichen einer erfindungsgemäßen mit einer üblichen Form und Fig. 16 eine Fotographie zur Darstellung der durch die Schwingungen hervorgerufenen Zeichnung.
  • Beim üblichen Stahlstranggießen (vgl. Fig. 1) wird der etwa von einem Konverter erhaltene, geschmolzene Stahl 101 in eine Pfanne 2 gegeben und dann über eine Düse 3 in eine Zwischenpfanne 4 gegossen. Der eingegossene, geschmolzene Stahl 102 kann durch ein Tauchrohr 5 in eine Form 6 fließen, die mit durch einen Kühlbehälter 21 strömendem Wasser gekühlt wird. Der geschmolzene Stahl 70 innerhalb der Form 6 wird durch deren niedrige Temperatur abgekühlt und beginnt sich an der Stelle 8 zu verfestigen. Dadurch beginnt sich dort eine verfestigte Schicht 71 auszubilden. Der geschmolzene Stahl bewegt sich weiter nach unten, während er durch Stütz- oder Transportwalzen 9 sowie andere Walzen 10 gezogen wird. Die Temperatur des geschmolzenen Stahls erniedrigt sich weiter mit fortschreitender Abwärtsbewegung des geschmolzenen Stahls 70. Die verfestigte Schicht 71 verstärkt sich somit bis der flüssige Teil des Stahls verschwindet und sich der gesamte Stahl zu einem Stahlstück verfestigt.
  • Manchmal wird jedoch die verfestigte Schicht 71 aufgrund ihrer Hitze an der Form 6 festgeklemmt, und zwar an der Stelle, wo der geschmolzene Stahl sich zu verfestigen beginnt, und kann daher von der Form 6 kaum abgelöst werden.
  • Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Oberteils der Form 6 sowie einen umliegenden Bereich; hier zeigt sich ein derartiges Festklemmen oder Festfressen sowie das sich hieraus ergebende Problem. Wie vorstehend ausgeführt, wird der aus dem Tauchrohr eingegossene, geschmolzene Stahl 70 abgekühlt, wenn er an der Stelle 8 mit der Form 6 in Berührung kommt. Der geschmolzene Stahl 70 beginnt sich dann sofort zu verfestigen. Die verfestigte Schicht neigt jedoch zur Ausbildung eines Belags 75 an der Oberfläche der Form.
  • Wenn der verfestigte Stahl im festgefressenen Zustand durch die Transportwalzen 9 von unten abgezogen wird, würde sich in einem dünnen Teil 76 in der verfestigten Schicht 71 ein Riß 77 bilden. Der geschmolzene Stahl 70 würde dann durch den Riß 77 von innen heraus spritzen, Unter diesen Bedingungen ist ein Stranggießen nicht mehr möglich, und der geschmolzene Stahl wird um die Anlage herum ausgeworfen und verursacht ernstliche Unfälle.
  • Um dies zu verhindern, muß entweder die Möglichkeit zur Ausbildung eines Belags 75 eliminiert oder die Transportwalzen müssen zur Vermeidung der Zugwirkung angehalten werden. Die Zugwirkung der Transportwalzen 9 ist jedoch wegen des kontinuierlich vorliegenden geschmolzenen Stahl unbedingt erforderlich, der nacheinander kontinuierlich von oben eingegossen und unten in Form eines Stahlstücks 12 abgenommen wird. Die Transportwalzen 9 können daher nicht angehalten werden. Bei dem bekannten Stranggießen müssen daher die nachstehenden zwei Schutzmaßnahmen ergriffen werden: 1) Es wird eine dritte Substanz 14 auf der Oberfläche der sich verfestigenden Schicht 71 ausgebildet, um zu verhindern, daß diese Schicht 71 direkt mit der Form 6 in Berührung kommt (vgl. Fig. 3); 2) Gemäß Fig. 4 wird die Form 6 in vertikale Schwingungsbe-16 wegungenersetzt, um zu verhindern, daß die sich verfestigende Schicht 71 ausreichend Zeit hat, an der Form 6 einen Belag zu verursachen.
  • Ferner werden die nachstehenden Detailmaßnahmen zur Verhinderung des Belags ergriffen: Bei der vorstehenden Maßnahme 1 wird gemäß Fig. 3 ein feines Pulver 13 (nachstehend als "Pulver" bezeichnet) über die Oberfläche des geschmolzenen Stahls innerhalb der Form 6 gestreu,t.
  • Das Pulver 13 fließt durch einen zylindrischen Raum zwischen dem geschmolzenem Stahl 70 und der Form 6 und bedeckt die Oberfläche des geschmolzenen Stahls 70 in Form einer Beschichtung oder Umhüllung 14, wenn der geschmolzene Stahl 70 sich verfestigt. Dadurch kann verhindert werden, daß sich die Oberflächensubstanz der verfestigten Schicht 71 mit der Oberflächensubstanz der Form 6 verkleben oder an dieser haften kann.
  • Bei der vorstehenden Maßnahme 2 gemäß Fig. 4 wird die Form 6 einer vertikalen mechanischen Schwingung 16 ausgesetzt. Dadurch ergibt sich eine relative vertikale Bewegung zwischen der sich befestigenden Schicht 71 und der Form 6, so daß verhindert wird, daß eine Stelle der Form 6 über einen längeren Zeitraum mit einer Stelle der sich verfestigenden Schicht 71 in Berührung bleibt. So ist ein Punkt A auf der Oberfläche der Form 6, der die vertikale Schwingungsbewegung erteilt wird, zu einem bestimmten Zeitpunkt in Kontakt mit einem Punkt A0 der sich verfestigenden Schicht 71. Danach bewegt sich der Punkt auf der sich verfestigenden Schicht 71, der den Punkt A berührt, nach oben und wird so zu den Punkten Al, A2, A3, ... wenn sich die Form 6 gegenüber der Schicht 71 nach oben bewegt. Wenn sich umgekehrt die Form 6 gegenüber der Schicht 71 nach unten bewegt, so geht der Punkt der Schicht 71, der den Punkt A auf der Form 6 be- rührt, zu den Punkten Al', A2', A3', ... über, d.h. die Berührungspunkte der Form 6 und der Schicht 71 ändern sich laufend. Durch diese Anordnung können die Form 6 und die Schicht 71 nicht miteinander verkleben, so daß die Ausbildung eines Belags wirksam verhindert werden kann.
  • Wie vorstehend ausgeführt, wird die Ausbildung eines Belags zwischen der Form 6 und der Schicht 71 aufgrund von Hitze durch die Verwendung des Pulvers 13 in Verbindung mit einer mechanischen Schwingung 16 der Form 6 verhindert. Von diesen beiden Maßnahmen beinhaltet jedoch die Anwendung einer mechanischen Schwingung 16 auf die Form 6 ein Problem, da die Vibration zur Ausbildung von Sprüngen oder Rissen auf dem Stahlstück 12 führen kann und daher die Ausbeute verringert: Durch die Vibration werden nämlich auf der Oberfläche des Stahlgußstücks in regelmäßigen Abständen 26 in Längsrichtung Aussparungen 20 gebildet (vgl. das Foto gemäß Fig. 16). Die Intervalle 26 dieser Aussparung 20 werden durch die Frequenz der mechanischen Schwingung 16 sowie durch die Zuggeschwindigkeit beim Stranggießen bestimmt. Diese Ungleichmäßigkeit wird als Schwingungszeichnung bezeichnet. Die Schwingungszeichnung zeigt, daß die sich verfestigende Haut intermittierend an periodischen Intervallen gebildet wird, die mit der Frequenz der vertikalen, mechanischen Schwingung der Form koinzidiert. Die Tiefe der Aussparung wird unter anderem sowohl durch die Viskosität als auch die Schmelztemperatur des verwendeten Pulvers, die Zugabemenge des Pulvers, die Schmelzgeschwindigkeit, die Zuggeschwindigkeit des Stahlgußstücks, die Formschwingungsfrequenz sowie die Schwingungsamplitude bestimmt. Die Ausbildung der Schwingungszeichnung zeigt somit an, daß die Oberfläche des Guß stücks ungleichmäßig ist. Insbesondere besteht ein ernsthaftes Problem darin, daß das Pulver innerhalb des Stahlgußstücks an den Aussparungen zunehmend eingefangen wird. Da ferner der Txühlzustand im vorstehehden Teil und im zurückspringenden Teil unterschiedlich ist, führt dieser Unterschied zu Rissen.
  • Fig. 5 zeigt ein Beispiel, bei dem Pulver in einem zurückspringenden Teil (Aussparung) des Stahlgußstücks festgehalten wird. An dieser Stelle bildet sich häufig ein Riß. Ein so gebildeter Riß kann nur selten durch Druck geheilt werden, der beim anschließenden Walzen ausgeübt wird, und verbleibt als oberflächlicher Sprung oder Riß auf dem Erzeugnis.
  • Derartige Risse verringern die Erzeugnisausbeute erheblich.
  • Wenn ferner die Gußerzeugnisse einer genauen Untersuchung der Oberflächenbedingungen unterworfen werden, so muß selbst dann, wenn das Pulver 13 bohne Rißbildung lediglich an der Oberfläche anhaftet, die gesamte Oberfläche eines derartigen Stahlgußstücks häufig durch Anschmelzen geglättet werden, um die das Pulver in diesem Zustand enthaltende Schicht zu entferneun. Der Grund hierfür ist folgender: Verbleibt das Pulver in diesem Zustand, so besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit dafür, daß das so erhaltene Erzeugnis schließlich Riefen oder ein streifenartiges Muster erhält, was die Qualität des Produkts verschlechtert. Dies verringert häufig die Ausbeute um bis zu 2 % oder mehr.
  • Bekanntlich ist es schwierig, einen schweren Körper bei hoher Frequenz in stabile Schwingungen zu versetzen. Gemäß Fig. 1 ist die zum Stranggießen von Stahl verwendete Form 6 einstückig mit einem Kühlgefäß 21, das an der Rückseite der Form mittels Bolzen fest mit dieser verbunden ist. Ferner strömt nicht dargestelltes Kühlwasser im Innenraum des Kühlgefäßes 21. Das Gewicht einer derartigen Formanordnung erreicht 15 bis 20 t. Es ist kaum möglich, diese Form unter dieser Bedingung mit hoher Frequenz in Schwingung zu versetzen. Wenn jedoch die Wand der Form 6 gemäß Fig. 6 teilweise verdünnt ist, so kann dieser verdünnte Abschnitt 2 durch eine hochfrequente Schwingbewegung der Form in Vibrationen versetzt werden, während andere Teile 221 und 222 der Form aufgrund der hochfrequenten Schwingung nur gering vibrieren.
  • Dies bedeutet, daß gemäß Fig. 10b die zugeführte Schwingungsenergie hauptsächlich auf den verdünnten Abschnitt 22 konzentriert ist und praktisch nicht auf die dickeren Teil 221 und 222 übertragen wird. Daher schwingt lediglich ein Teil der Form 6 mit der hohen Frequenz.
  • Daher ist gemäß Fig. 6b der Teil der Form 6, der dem geschmolzenen Stahl 70 ausgesetzt ist, d.h. der Teil in der Nähe eines Punktes, wo sich der geschmolzene Stahl zu verfestigen beginnt, dünner als die anderen Teile der Form. Mit dieser Anordnung mit einer hochfrequenten Schwingungsbewegung 18 am verdünnten Abschnitt der Form 6 senkrecht zur Oberfläche 61 der Form wird ein Belag in der nachstehenden Weise verhindert: Gemäß Fig. 8, die eine vergrößerte Ansicht des verdünnten Abschnitts B in Fig. 6a zeigt, ist die Innenwandfläche 61 der Form 6 am neutralen Punkt 180, wenn die Form 6 nicht in Schwingung versetzt wird. Wirken jedoch auf die Form 6 die Schwingungen ein, so führt die Innenwandflache 61 wiederholt eine Hin- und Ilerbewegung zwischen den Positionen 181 und 182 aus. Wenn sich die Innenwandfläche 61 der Form 6 aus der Lage 182 zur anderen Lage 181 auf die verfestigte Schicht 71 des geschmolzenen Stahls hin bewegt, so macht die Schicht 71, die mit der Innenwandfläche 61 der Form in Berührung steht, in der gleichen Richtung wie diese Innenwandfläche 61 eine Nontraktionsbewegung. brenn umgekehrt die Innenwandfläche 61 sich von der Lage 181 zur Lage 182 hin ausdehnt, so kann die Schicht 71 aufgrund ihres hohen Gewichts nicht der Innenwandfläche 61 folgen. Wenn daher die Form 6 mit hoher Frequenz vibriert, so führt die sich verfestigende Schicht 71 innerhalb der Form 6 nicht die gleiche Bewegung wie die Form 6 aus, sondern nimmt eine Form 711 an, die etwa entlang der Lage verläuft, die die Innenwandfläche 61 der Form 6 einnimm1t, wenn deren Schwingungsbewegung zum innersten Punkt kommt.
  • Dadurch kann die Schicht 71 in Berührung mit der Innenwandfläche 61 nur während eines sehr kurzen Zeitraums kommen, bevor und nachdem die Innenwandfläche 61 die Position 181 bei der Maximalamplitude der Schwingungsbewegung einnimmt. Mit Ausnahme dieses Zeitraums liegt die Schicht 71 während des größten Teils der verbleibenden Zeit von der Form 6 fern.
  • Dieser kurze Berührzeitraum schließt die Möglichkeit der Bildung eines Belags 75 aufgrund der Wärme praktisch aus.
  • Wie vorstehend ausgeführt, werden Oberflächenrisse häufig durch eine Schwingungszeichnung ausgelöst, da die Relativbewegung zwischen der Form 6 und der Schicht 71 aufgrund einer niederfrequenten, vertikalen Schwingungsbewegung 16 der Form 6 bewirkt, daß das Pulver 13 in teilweise konzentriertem Zustand auf der Oberfläche der sich verfestigenden Schicht ungleichmäßig verbleibt. Dieser ungleichmäßige, teilweise konzentrierte Zustand des Pulvers 13 resultiert aus folgendem: Die Fließbewegung,. des Pulvers 13 nach unten durch den Zwischenraum zwischen der Form 6 und dem geschmolzenen Stahl 70 erfolgt synchron mit der Schwingung der Form 6. Dadurch verursacht die niederfrequente Schwingung 16 mit etwa einigen Hz unvermeidlich eine ungleichmäßige Verteilung des Pulvers.
  • über die Oberfläche des Stahlgußstücks 12.
  • Demgegenüber wird erfindungsgemäß die Form mit wesentlich höherer Frequenz in Schwingung versetzt als mit der vorstehend beschriebenen niedrigen Frequenz. Daher wird die Strömungsdauer für das Pulver ersichtlich vergleichmäßig. Daher wird das Pulver 13 gleichmäßig über die Oberfläche des Gußstücks 12 in dessen Längsrichtung verteilt.
  • Die Lokalisierung des Abschnitts, in dem die Form erfindungsgemäß dünn ausgebildet ist, ist folgendermaßen: Die Wirkung der hochfrequenten Schwinging liegt in der Verhinderung des Belags 75 sowie in einer verminderten Anzahl von oberflächlichen Rissen oder Sprüngen in dem Stahlgußstück. Diese Wirkung der hochfrequenten Schwingung variiert mit der Lokalisierung des verdünnten Abschnitts der Form.
  • Da das Auftreten von oberflächlichen Rißbildungen an dem Stahlgußstück minimalisiert werden kann, indem das Pulver 13 in den Zwischenraum 15 zwischen der Form 6 und dem geschmolzenen Stahl 70 gleichförmig nach unten fließt, muß die Vibration in der Nähe des Niveaus der Schmelzbadoberfläche liegen.
  • Da ferner der durch die Hitze verursachte Belag verhindert werden kann, indem der Zeitraum, während dem die sich verfestigende Schicht 71 in Berührung mit der Innenwandfläche 61 der Form 6 steht, durch hochfrequente Schwingungsbewegung verkürzt wird, kann man die beste Wirkung in der Weise erzielen, indem man die Schwingungsbewegung an einer Stelle ausführt, wo die Vibration innerhalb der sich verfestigenden Schicht 71 am leichtesten stattfindet. Wie vorstehend im Zusammenhang mit der Diskussion des Standes der Technik ausgeführt, beginnt die Ausbildung der sich verfestigenden Schicht 71 an einer Stelle 8 in der Nähe des Niveaus der Schmelzbadoberfläche, und mit fortschreitender Absenkung nimmt die Dicke der sich verfestigenden Schicht zu und ihre Temperatur ab. Daher ist ein höherliegender Teil der Schicht 71 leichter beweglich als ein niedriger liegender Teil. Wenn eine Oscillation unter den gleichen Bedingungen einwirkt, so erhält man eine kaplitudenverteilung der sich verfestigenden Schicht etwa gemäß Fig. 7.
  • Erfindungsgemaß wird die hochfrequente Schwingungsbewegung der Form vorzugsweise in einer Richtung senkrecht zur Innenwandfläche der Form erteilt, jedoch ist diese Schwingungsrichtung nicht unbedingt erforderlich.
  • Vorstehend ist die Belagverhinderung im Zusammenhang mit Oscillationen beschrieben, die senkrecht zur Innenwandfläche 61 der Form anliegen. In diesem Fall besteht die Schwingung der Innenwandfläche 61 hauptsächlich aus einer Komponente senkrecht zur Innenwandfläche der Form und allenfalls kleinen Komponenten in anderen Richtungen. Aus dem Vorstehenden er- gibt sich, daß bei der erfindungsgemäßen Form die Oscillation vorzugsweise in einer nicht senkrechten Richtung erfolgt. Im Rahmen der Erfindung können jedoch auch Oscillationen in Vertikalrichtung vprteilhaft sein, wie dies nachstehend näher erläutert wird: Um das Pulver 13 in den ungleichmäßigen, teilweise konzentrierten Zustand mit Hilfe des Mechanismus zu überführen, der im Zusammenhang mit der Schwinqungszeichnung erläutert worden ist, ist ein Zeitraum von mindestens etwa 0,1 Sekunden erforderlich. Esi"indungsgemiB wird jedoch der Form 6 eine hochfrequente Schwingungsbewegung erteilt, die diese Ansprechgeschwindigkeit übersteigt. Selbst wenn die Vibration in Vertikalrichtung erfolgt, können daher die sich verfestigende Schicht 71 und das Pulver 13 keinen ausreichenden Versciiiebezeitraum aufweisen, so daß verhindert wird, daß das Pulver lokal konzentriert wird.
  • Ferner ist es bevorzugt, die Hochfrequenzschwingung an der Form 6 in einem bestimmten Zyklus zu variieren. Wenn die auf die Form 6 von außen einwirkende Schwingung in stabilepra Zustand, etwa sinusförmig, ist, so würde die Schwingung, die an der Innenwandfläche 61 der Form 6 erfolgt, als stehende Wellen auftreten. Wenn daher die Innenwandfläche 61 ein Maximum der Welle annimmt, (Position 188 gemäß Fig. 8), so werden die erfindungsgemäßen Wirkungen in dem Teil der sich verfestigenden Schicht 71, der in Kontakt mit dem Wellenmaximum steht, besonders stark eintreten, während ein anderer Teil der Schicht 71, der mit dem Wellenminimum 189 oder in Kontakt kommt (Position 182 gemAB Fig. 8), nur in geringem Umfang die erfindungsgemäßen Wirkungen erfährt. Die Oberfläche des Gußstücks 12 weist somit einige Abschnitte auf, an denen die erfindungsgemäße Wirkung, besonders stark eintritt, während bei anderen Abschnitten diese Wirkungen nur schwach eintreten. Diese stark bzw. schwach beeinflußten Abschnitte erscheinen als vertikal gestreiftes Muster mit Intervallen von der halben Wellenlänge der stehenden ;ellen. Dies kann entweder dadurch verhindert werden, daß man die Frequenz der an der Form 6 anliegenden hochfrequenten Spannung innerhalb eines vorgegebenen Bereichs kontinuierlich ändert oder indem man eine auf den verdünnten Abschnitt der Form 6 aufgeprägte Beschränkung mit vorgegebener Periode derart variiert, daß sich die Lage der Maxima und Minima der stehenden Elellen, die an der Innenwandfläche 61 der Form auftreten, ändert.
  • Wird erfindungsgemäß die Wanddicke der Form 6 teilweise vermindert und an diesen verdünnten Abschnitt eine hochfrequente Schwingung angelegt, so werden die Formvibrationen auf diesen verdünnten Abschnitt konzentriert. Dies ergibt sich insbesondere aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.
  • Gemäß Fig. 9 wird eine 65 mm dicke Kupferform 6 verwendet.
  • An einer Außenseite der Form 6 ist eine Nut 22 vorgesehen, deren Wanddicke auf 20 mm verringert ist. Mit Hilfe vieler, nicht dargestellter Schrauben ist ein Kühlbehälter 21 mit der Form verbunden, und zwar nicht im Bereich des mit der Nut versehenen oder verdünnten Abschnitts. Der verdünnte Abschnitt erstreckt sich nach außen und bildet eine Schwingungsübertragerplatte 0, die dünner ist als der verdünnte Abschnitt. Ein vertikal schwingender Oscillator 31 ist mit der Schwingungsübertragerplatte 30 verbunden. Die Schwingungsfrequenz des Oscillators 31 beträgt 15 kHz bei 500 W Eingangsleistung. Dann vibriert die Form gemäß den Fig. 10a und 1Ob, die die Schwingungsamplitude der Form 6 in Richtung der Nut bzw. senkrecht zur Nut zeigen. Hieraus ergibt sich, daß der verdünnte Abschnitt mit einer Amplitude von 3 bis 5 am schwingt, während die Schwingungsamplitude in anderen Abschnitten der Form auf unter 1 ßm abnimmt. Dies zeigt deutlich, daß die induzierte Schwingung auf den verdünnten Abschnitt konzentriert ist. In Versuchen ist bestätigt worden, daß ähnliche Ergebnisse für den Schwingungsbereich von 10 bis 30 kkiz erhalten werden.
  • Erfindungsgemäß kann die Form 6 mit dem verdünnten Abschnitt mit Hilfe verschiedener Verfahren in Schwingungen versetzt werden. Bei den vorstehenden Ausführungsbeispiel wird die Schwingung durch die Schwingungsübertragerplatte 30 aufgeprägt. Bei einem anderen Verfahren, etwa gemäß Fig. 11, erhält man die gleiche Schwingung durch eine Anordnung 32 mit direktem Anschluß. In diesem Fall ist eine Nut 22 mit 25 mm Tiefe in einer 40 mm dicken Form 6 ausgebildet. Ein Oscillator 31 ist direkt an dem verdünnten Abschnitt 22 befestigt. Mit dieser Anordnung wird eine Schwingung mit einer Frequenz von 18 kHz aufgeprägt.
  • Der verdünnte oder mit einer Nut versehene Abschnitt der Form ist erindungsgemäß und bevorzugt in der folgenden Form ausgebildet und an der folgende Stelle angeordnet: Die bevorzugte Dicke des verdünnten Teils beträgt 5 bis 30 mm.
  • wie vorstehend ausgeführt, erhält man gute Ergebnisse bei einer Dicke des verdünnten Teils zwischen 15 und 20 mm. Eine Dicke von weniger als 5 mm ist wen 19er praxisgerecht, und zwar aus den folgenden Gründen: Die Wärmetransmission variiert ungleichmäßig mit der Position; die Bearbeitung wird sehr schwierig; und die Betriebslebensdauer wird wegen geringerer Schleifmöglichkeiten relativ kurz. Umgekehrt ermöglicht eine Dicke von über 30 mm nur eine geringere Amplitude und, wie sich in Versuchen gezeigt hat, ermöglicht nicht die gewünschte Wirkung. Daher beträgt die Dicke des verdünnten Abschnitts der Form vorzugsweise von 5 bis 30 mm- Ferner kann der verdünnte Abschnitt mit einer oder mehreren Verstärkungsrippen versehen sein, die entweder in Richtung der Nut oder senkrecht zu dieser angeordnet sind.
  • Die Nut ist vorzugsweise innerhalb von 300 mm vom oberen Ende der Form angeordnet. Während im Hinblick auf das Arbeits- prinzip die Nut (der verdünnte Abschnitt) in Horizontalrichtung ausgebildet sein sollte, ist die bevorzugte Lage der Nut innerhalb von 300 mm von der Oberseite der Form, da, qualitativ betrachtet, in der Nähe des Anfangspunktes 8 für die Verfestigung die maximale Schwingungswirkung eintritt. Aufgrund von Untersuchungen zur Temperaturverteilung in Vertikalrichtung der Form scheint der anfangspunkt 8 für die Verfestigung etwa 150 mm bis 250 mm von der Oberseite der Form entfernt zu liegen. Dabei kann die Lage der Schmelzbadoberfläche bis auf einen Bereich von + 10 mm gesteuert werden. Unter Berücksichtigung von Toleranzen wird angenommen, daß die geeignete Lage der Nut innerhalb von 300 mm von der Oberseite der Form ist. Ferner ist die Nut entweder nur in jeder der Längsseiten-der Form oder sowohl in den Längsseiten als auch in den kurzen Seiten der Form ausgebildet.
  • Die Breite der Nut beträgt vorzugsweise 50 bis 150 mm. Untersuchungen wurden durchgeführt unter Verwendung zweier verschiedener Formen aus Kupfer, die jeweils 32 m dick waren.
  • die eine Form war mit einer Nut von 100 mm Breite und die andere mit einer Nut von 80 mm Breite versehen. Unter Verwendung einer Anordnung mit einer Schwingungsübertragerplatte wurden diesen Formungen Schwingungen von 18 kHz bei 150 W aufgeprägt. In beiden Fällen zeigte sich eine Amplitude vom 15 bis 20 ßm, d.h., es ergaben sich keine erheblichen Unterschiede zwischen den beiden Formen. Wenn jedoch die Breite der Nut weniger als 50 mm beträgt, besteht die Möglichkeit, daß die Nut außerhalb des Variationsbereiches des Schmelzbadniveaus kommt. Wenn andererseits die Breite der Nut 150 mm übersteigt, breitet sich die Schwingungsenergie zu stark aus, und man erhält keine ausreichende Schwingungswirkung.
  • Für die Schwingungsfrequenz besteht an sich kein bestimmter oberer Grenzwert. ;;enn jedoch die Frequenz über 30 kHz be- trägt, ermöglicht die Oscillatortechnik bislang keine ausreichende Ampl itudengröße für praktische Anwendungen.
  • Andererseits würde eine Frequenz unter 10 kliz für die Arbeiter nachteiligen Lärm verursachen. Ein Betrieb mit einer Frequenz unter 10 kHz ist daher nicht wünschenswert.
  • Die Merkmale und die Vorteile der Erfindung werden nachstehend noch im Zusammenhang mit einer weiteren Ausführungsform naher erläutert: Die Fig. 1Za bis 12f zeigen eine erfindungsgemäße Form für eine gekrümmte Stranggußanlage, wobei die Form oben offen und mit Wasser gekühlt ist und aus Kupfer besteht. Gemäß Fig. 12f ist die Form vierseitig zusammengesetzt, und besteht aus einem Paar einander gegenüberliegender langer Seitenwände 312 und aus einem Paar einander gegenüberliegender kurzer Seitenwände 313. Die Form besteht aus einer 60 mm x 80 m großen Kupferpiatte 303 und aus einer verstärkenden Stahlplatte 306. Im Innern der Form sind liühlwasserkanäle 304 vorgesehen, die jeweils am einen Ende einen Kühlwassereinlaß 301 und am anderen Ende einen Kühlwasserauslaß 302 aufweisen. 100 mm unterhalb des oberen Endes der Kupferplatten 303 ist ein verdünnter Abschnitt 307 vorgesehen, der in Vertikalrichtung 120 mm breit ist. An dem verdünnten Abschnitt 307 ist ein Oscillator 311 über eine Basisplatte 308 mit Hilfe einer Verbindungsschraube 309 befestigt. Zwischen der Kupferplatte 303 und der verstärkenden Platte 306 sowie zwischen dem Oscillator 311 und der Wandung einer in der verstärkenden Platte vorgesehenen Bohrung ist eine Manschette oder Abdichtung 305 vorgesehen, Die Tabelle I vergleicht die erfindungsgemäße Form mit einer bekannten Form.
  • Tabelle 1 Aufbau und ASnnessungen der Form übliche Form erfindungsgemäße Form Art der Form: zusammengesetzt aus zusammengesetzt aus vier Seitenteilen vier Seitenteilen 1. Form des lan(J*ren Seitenteil Länge 1900 mm 1900 mm Höhe 800 mm 800 mm Dicke der Kühl kupferplatte 60 mm 60 mm Dicke des verdünnten Abschnitts - 15 mm Breite des verdünnten Abschnitts - 120 mm Länge des verdünnten Abschnitts - 1700 mm Kühlwasserkanal Kupferplatte mit Verdünnter Abschnitt Nut von 5x45 mm ohne Schlitz, Wasserkanal 2 mm 2. Form des kürzeren Seitenteils Lunge 250 mm 250 mm Höhe 800 mm 800 mm Dicke der Kühlkupferplatte 60 mm 60 mm Dicke des verdünnten Abschnitts - 15 mm Breite des verdünnten Abschnitts - 120 mm Lange des verdünnten Abschnitts - 190 mm Kühlwasserkanal (wie beim langen (wie beim langen Seitenteil) Seitenteil) 3. Verbindung des Schwin- mit der Kupfer- an dem verdünnten gungsstabes: platte verschraubt Abschnitt über eine Basisplatte befestigt Mit den vortehenden Formen wurden Versuche durchgeführt.
  • Bei jedem der Versuche war die Schmelzbadoberfläche jeweils 150 mm unterhalb des oberen Endes der Form. Der Guß erfolgt tc bei einer Hochfrequenzschwingung mit den Eingangsdaten gemäß Tabelle II. Der Oberflächenzustand jeder so erhaltenen Bramme wurde untersucht hinsichtlich des Flächenanteils, der einen Oberflächenschliff erforderte. Die Ergebnisse sind in Tabelle II dargestellt.
  • Tabelle II Prozentsatz der einen Oberflächenschliff erfordernden Brammen Oberflächengüte Index * übliches Verfahren erfindungsgemä-~ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ßes Verfahren 1 90 % 100 % 2 8 0 3 2 0 Hochfrequenz-Eingangsbedingung bei 18 kllz: Längere Seite: 1,9 kW/Seite x 2 Seiten Kurze Seite: 0,5 kW/Seite'x 2 Seiten *: Index 1: Weniger als 1 % Flächenanteil, der einen Oberflächenschliff erfordert 2: 1 bis 5 % Flächenanteil, der einen Oberflächenschliff erfordert '3: Uber 5 z Flächenanteil, der einen Oberflächcschliff erfordert.
  • Zur weiteren Bestätigung der erfindungsgemäßen Wirkung werden zum Vergleich je eine lange Seite der erfindungsgemäßen bzw. der bekannten Form gemäß Fig. 14 bzw. Fig 13 hergestellt. Diese werden gemäß Fig. 15 zusammengebaut. Dann werden die Schwingungsübertragerplatten jeder dieser Seiten mit 15 kHz und 500 W Eingangsleistung in Schwingung versetzt, um eine Stahlbramme mit einer Abmessung von 200 mm x 1980 mm zu erhalten. Die Schwingung wird nur an die längeren Seiten und nicht an die kürzeren Seiten der Anordnung angelegt. Mit Ausnahme der Ausbildung der Form erfolgt der Guß unter den gleichen Bedingungen wie beim bekannten Cießen.
  • Die Tabelle III zeigt die Oberflächenbedingungen des so erhaltenen Gußstücks sowie die Formoberflächenamplitude an einer Stelle entsprechend dem Anfangspunkt für die Verfestigung des geschmolzenen Stahls bei der erfindungsgemäßen Form (vgl.
  • Seite N gemäß Fig. 15) im Vergleich mit den entsprechenden Werten bei der bekannten Form (vgl. Seite S gem. Fig. 15).
  • Tabelle III Form Seite Amplitude (Ab- Häufigkeit von stand der Seite Oberflächenrissen zenwerte) (Flächenanteil, der einen Oberflächen schliff ~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ~~~~ erfordert, uo! erfindungsgemaße N 3 - 5 m 0,3 Form bekannte Form S nicht meßbar 5,1 Aus den vorstehenden Versuchen ergibt sich, daß die mit der erfindungsgemäßen Form erhaltene Stahlbramme eine ausgezeichnete Oberflächengüte aufweist.

Claims (8)

  1. " Stranggießverfahren und Stranggußform Patentansprüche 1. Form zum Stranggießen von geschmolzenem Metall, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Form (6) am Anfangspunkt der Verfestigung des geschmolzenen Metalls verdünnte Abschnitte (22) aufweist, die durch einen Schwingungsantrieb (31) in Schwingung versetzbar sind.
  2. 2. Form nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder verdünnte Abschnitt (22) 5 bis 30 mm dick ist
  3. 3. Form nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich jeder verdünnte Abschnitt (22) in Horizontalrichtung erstreckt und hierzu senkrecht 50 bis 150 mm breit ist.
  4. 4. Form nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsantrieb (31) direkt an jedem der verdünnten Abschnitte (22) befestigt ist.
  5. 5. Form nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsabtrieb (31) mit jedem der ver- dünnten Abschnitte (22) über einen Schwingungsübertrager verbunden ist.
  6. 6. Form nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der verdünnten Abschnitte (22) innerhalb eines Bereichs von 300 mm vom oberen Ende der Form angeordnet ist.
  7. 7. Form nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die verdünnten Abschnitte (22) an einander gegenüberliegenden Längsseiten der Form vorgesehen sind.
  8. 8. Verfahren zum Stranggießen von geschmolzenem Metall unter Verwendung einer Form nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die mit einer Frequenz von 10 bis 30 kHz betrieben wird.
DE19813100137 1981-01-05 1981-01-05 Stranggiessverfahren und stranggussform Granted DE3100137A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19813100137 DE3100137A1 (de) 1981-01-05 1981-01-05 Stranggiessverfahren und stranggussform

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19813100137 DE3100137A1 (de) 1981-01-05 1981-01-05 Stranggiessverfahren und stranggussform

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3100137A1 true DE3100137A1 (de) 1982-09-09
DE3100137C2 DE3100137C2 (de) 1987-04-16

Family

ID=6122222

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19813100137 Granted DE3100137A1 (de) 1981-01-05 1981-01-05 Stranggiessverfahren und stranggussform

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3100137A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1679170A1 (de) 2005-01-07 2006-07-12 Société d'Applications Thermiques Schleudergussvorrichtung zur Herstellung von Formstücken aus Kunststoff, mit einem Drehtisch für Formwerkzeuge und einem Drehtisch für Pulverbehälter
EP2905093A1 (de) * 2014-02-07 2015-08-12 SMS Concast AG Kokillenanordnung zum Stranggiessen von metallischen Produkten

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE500794A (de) *

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE500794A (de) *

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Herrmann, Handbook on Continuous Casting, 1980, S. 260, 266, 276, 277, 502 *
Herrmann, Handbuch des Stranggießens, 1958, S. 225, 226, 228, 229 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1679170A1 (de) 2005-01-07 2006-07-12 Société d'Applications Thermiques Schleudergussvorrichtung zur Herstellung von Formstücken aus Kunststoff, mit einem Drehtisch für Formwerkzeuge und einem Drehtisch für Pulverbehälter
EP2905093A1 (de) * 2014-02-07 2015-08-12 SMS Concast AG Kokillenanordnung zum Stranggiessen von metallischen Produkten
WO2015118050A1 (de) * 2014-02-07 2015-08-13 Sms Concast Ag Kokillenanordnung zum stranggiessen von metallischen produkten

Also Published As

Publication number Publication date
DE3100137C2 (de) 1987-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019092238A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur schichtweisen additiven fertigung von bauteilen mittels eines kontinuierlichen und eines gepulsten laserstrahls und zugehöriges computerprogrammprodukt
DE69530567T2 (de) Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen giessen von metallschmelze
DE19637402C2 (de) Bandgießen
DE3100137A1 (de) Stranggiessverfahren und stranggussform
DE2952978C1 (de) Vorrichtung zur gasdynamischen Durchmischung von fluessigem Metall und gleichzeitiger Raffination mit einem Behandlungsgas in einem Behaelter
DD284175A5 (de) Verfahren zum kuehlen eines metallischen gegenstandes waehrend des stranggiessens
DE60007570T3 (de) Bandgiessverfahren
DE19814988C2 (de) Gießverfahren für ein dünnes Metallband
DE2653170A1 (de) Verfahren zum kontinuierlichen giessen geschmolzenen metalls sowie vorrichtung zum durchfuehren des verfahrens
DE2853868C2 (de) Verfahren zum Stranggießen von Stahl sowie dementsprechend hergestellter Stahlstrang
DE2853867A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum stranggiessen geschmolzenen metalls
DE2156382C3 (de) Verfahren zum Führen einer auf dem Badspiegel innerhalb einer Stranggießkokille schwimmenden Schlackenschicht
DE3615856C2 (de)
DE3047652A1 (de) Stranggiesskokille
DE2758350A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur behandlung der schmelze von metallen und metallegierungen mittels makroschalls
EP1691944A2 (de) Verfahren zum herstellen eines gussteils aus einer metallschmelze
DE3040960C2 (de)
DE2655865A1 (de) Verfahren zum kontinuierlichen giessen von stahl
DE705767C (de) Verfahren zum Ununterbrochenen Giessen von Verbundmetallstraengen
DE2944159C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Brammen-Stranggießen mit elektromagnetischer Rührung
CH363129A (de) Verfahren zum kontinuierlichen Giessen von Metallsträngen und Kokille zum Durchführen des Verfahrens
DE3332349C2 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Horizontalstranggießen von Metallen
DE2903245A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum aendern der breite eines gusstranges
DE1608152A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen von exakten Mengen hoeher schmelzender Metallkomponenten in niedriger schmelzende Basismetalle unter Einwirkung von Schallschwingungen
DE10304893B4 (de) Gussverfahren

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee