DE3112947A1 - "verfahren und anlage zum bogenstranggiessen" - Google Patents
"verfahren und anlage zum bogenstranggiessen"Info
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Stranggießverfahren, insbesondere auf das Geradrichten eines Stahlstrangs
beim Bogenstranggießen. Die Erfindung bezieht sich ausserdem auf eine Bogenstranggießanlage zur Durchführung
dieses Verfahrens.
Das Stranggießen, bei dem geschmolzenes Metall kontinuierlich
unter Bildung eines Strangs gegossen wird, ist in jüngerer Zeit entwickelt worden und hat das
Blockherstel lungsverfahren, dem sich ein Vorwalzen anschließt,
in der Metallindustrie einschließlich der Stahlindustrie,
ersetzt. Der Anteil der Stahlprofile, die durch Stranggießen hergestellt werden, wobei die Stahlprofile
unmittelbar aus dem geschmolzenen Stahl durch Stranggießen dieses Stahls erhalten werden, nimmt beträchtlich
zu. Das Stranggießen ist dem herkömmlichen Blockherstellungs-Vorwalz-Verfahren aufgrund der großen
Produktionsleistung an Brammen, Blöcken und dergleichen und aufgrund der geringen Energiekosten zur Herstellung
von Brammen und dergleichen überlegen. Aus diesem Grunde nimmt der Anteil von stranggegossenen Stahlprofilen im
Vergleich zu den Blöcken zu. Die Stahlgüte, bei der das Stranggießverfahren durchgeführt werden kann, hat sich
in den letzten Jahren erheblich geändert.
Beim Stranggießen wird ein erwärmter Strang mit einem flüssigen Kern von der vertikalen Richtung in eine gekrümmte
Form gebogen und dann horizontal geradgerichtet. Auch wird ein erwärmter Strang mit einem flüssigen Kern
von einer gekrümmten Form in eine horizontale Gerade geradgerichtet. Nach dem Geradrichten wird der Strang
auf die gewünschte Länge geschnitten. Während des Gießens oder Geradrichtens tritt jedoch eine Spannung in dem
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Strang auf, die zur Bildung von Fehlern führt. Der horizontale Abschnitt des Strangs nach dem Geradrichten ist
nicht vollständig erstarrt und enthält deshalb beim heutigen Hochgeschwindigkeitsgießen noch den flüssigen
Kern, so daß das Auftreten von (a) einer Anschwellspannung
des Strangs, durch den ferrostatischen Druck des geschmolzenen Metalls (die nachstehend als Anschwellspannung
bezeichnet wird) sowie von (b) einer Spannung des Strangs, die durch das Geradrichten beim Geradrichteschritt (die
nachstehend als Geradrichtspannung bezeichnet wird) auftritt, zu einem sehr schwierigen Problem geworden ist,
was nachstehend im einzelnen erläutert wird.
Die stranggegossenen und abgeschnittenen Strangprofile
mit einer großen fühlbaren Wärme werden vorteilhafterweise dem Walzschritt zugeführt, wenn die Strangprofile noch
ihre große fühlbare Wärme aufweisen, wodurch die Wärmeenergie und die Kosten zur Herstellung des Walzens herabgesetzt
werden, verglichen mit einem Verfahren, bei dem die Strangprofile erst erwärmt und dann gewalzt werden.
Jedoch entsteht in dem gegossenen Strang eine Spannung aufgrund komplizierter Umstände und diese führt ihrerseits
zur Bildung von Rissen auf der Außenoberfläche und im Inneren des Strangs beim Stranggießen. Bei dem herkömmlichen,
in der Industrie angewendeten Verfahren müssen deshalb die Stahlprofile auf Raumtemperatur abgekühlt
und die Fehler beseitigt werden, bevor sie dem Walzschritt zugeführt werden. Um die erwärmten Stahlprofile, die durch
das Stranggießen erhalten werden, unmittelbar dem WaIzschritt zuführen zu können, müssen die Stahlprofile
frei von inneren Rissen sowie frei von Oberflächenfehlern
sein, d. h. eine Entfernung von Oberflächenfehlern oder dergleichen darf nicht erforderlich sein.
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Die Arten der inneren und äußeren Fehler und die Gründe, warum diese Fehler auftreten, werden nachstehend im
einzelnen erläutert. Bei einem im großen Umfang verwendeten Stranggießverfahren wird eine Bogenkoki11e zum
Gießen des längsgekrümmten Strangs verwendet, um die Höhe der Stranggießanlage gering und damit die Baukosten
niedrig zu halten. Die Höhe der Stranggießanlage ist der vertikale Abstand zwischen der Oberseite der Kokille
und einem horizontalen Führungsabschnitt für den Strang.
Während des Geradrichtens des in Längsrichtung gekrümmten Strangs, d. h. wenn der Strang entgegengesetzt zu
seiner Krümmung gebogen wird, können innere Risse, Oberflächenquerrisse,
Randrisse und dergleichen auftreten aufgrund der Anschwellspannung und/oder der Geradrichtspannung.
Eine herkömmliche Maßnahme, um innere Risse;, Oberflächenquerrisse,
Randrisse und dergleichen zu verhindern, besteht darin, die Aufnahme- und Führungsrollen des Strangs,
der die Kokille verlassen hat, so anzuordnen, daß die Abstände zwischen diesen Rollen kleiner sind, wodurch
das Ausmaß und die Spannung des Anschwellens geringer wird. Eine andere Maßnahme besteht in einem intensiven Abkühlen
in einer sekundären Kühlzone nach dem Gießen und zielt
darauf ab, die Warmfestigkeit des erstarrten Mantels beispielsweise durch Aufsprühen von Wasser auf den Stahl
mit einer Geschwindigkeit von 1,O l/kg zu erhöhen. Eine andere Maßnahme zielt darauf ab, die Geradrichtspannung
eines gekrümmten Strangs gering zu halten, und stellt ein Geradrichtverfahren des nicht erstarrten Strangs mit einem
flüssigen Kern dar, bei welchem Verfahren die Geradrichtspannung, die zwischen 0,1 und 0,25 % schwankt, über einen
langen Geradrichtabschnitt des Strangs verteilt wird, der
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damit nach Durchlaufen mehrerer Geradrichtstellen in die Horizontale übergeht. Dieses Verfahren wird nachstehend
als Vielstellen-Geradrichtverfahren bezeichnet. Die meisten modernen Stranggießanlagen zur Herstellung
bis 300 mm dicker Brammen werden unter folgenden Bedingungen betrieben:
Radius der Krümmung des Grundbogens: 10 bis 13 m (ein großer Krümmungsradius)
Gießgeschwindigkeit: 0,7 bis 2,0 m/min; Aufnahme- und Führungsrollen: Der Abstand zwischen diesen Rollen ist gering;
Gießgeschwindigkeit: 0,7 bis 2,0 m/min; Aufnahme- und Führungsrollen: Der Abstand zwischen diesen Rollen ist gering;
sekundäre Kühlung: intensive Wassersprühkühlung·
Wenn das Vielstellen-Geradrichtverfahren bei diesen Stranggießanlagen
unter der Voraussetzung durchgeführt wird, daß die Höhe der Anlage (LO bis 13 m) nicht vergrößert
wird, dann befindet sich die Ausgangsstelle der Vielstellen-Geradrichtung in einem Abstand vom Gießspiegel in der Kokille,
der 15,7 bis 10,4 m entlang dem Strang beträgt. Dieser Abstand wird von dem Umstand bestimmt, daß die
Höhe der Anlage von 10 bis 13 m groß ist. Die Oberflächentemperatur
des Strangs und die Dicke des erstarrten Mantels an dieser Ausgangsstelle betragen 7OO bis 9OO C bzw.
8O bis 120 mm (geschätzter Wert). Wenn der Strang einen Querschnitt von 250 nun Dicke und 18OO mm Breite aufweist,
dann beträgt die Dicke des erstarrten Mantels in Richtung
der kleineren Abmessung des Strangs 70 bis 9O % der Strangbreite.
Der Strang, der geradgerichtet wird, während der erstarrte Mantel eine solche Dicke besitzt, zeigt Randrißfehler (in Prozent) zwischen 10 und 3O % und einen
berechneten Wert an inneren Rissen (Geschwindigkeit der Erzeugung C:1,5) zwischen 4 und 5 %, selbst wenn der Strang
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mit einer Geradrichteinrichtung geradgerichtet wird, bei der Einrichtungen zur Kontrolle der Geradrichtkraft und
andere Einrichtungen, die nach dem modernsten Stand der Technik gebaut sind, zum Einsatz kommen. Wenn ein Strang,
der die vorstehend geschilderten Fehler aufweist, bei einer Temperatur, die zum Walzen erforderlich ist, gewalzt
wird, kann eine zufriedenstellende hohe Ausbeute nicht erreicht werden.
In "Stahl und Eisen", Band 95, (1975), Nr. 16, S. 733-741
wird ein Verfahren mit Hilfe einer Bogenkokille beschrieben, um einen Strang (durchschnittliche Dicke 150 mm) mit einem
Bogenradius von 3,9 m bei einer Gießgeschwindigkeit von 0,9 m/min und 0,4 m/min zu gießen, wobei eine sekundäre
Kühlung des Strangs durch Aufsprühen von Wasser auf ihn und ein Geradrichten des Strangs an einer Vielzahl (drei)
Geradrichtstellen erfolgt. Die Höhe der Stranggießanlage beträgt 4,0 bis 4,2 m. Das Verfahren nach "Stahl und
Eisen" zielt nicht darauf ab, einen Strang zur Verfügung zu stellen, der unmittelbar zum Walzen geeignet ist, jedoch
haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung diesem Verfahren, während sie ein Stranggießverfahren in Betracht
zogen, das in der Lage ist, den Anforderungen eines unmittelbaren Walzens zu entsprechen, Beachtung geschenkt.
Die Erfinder gehen davon aus, daß es schwierig ist, nach dem Verfahren nach "Stahl und Eisen" die Oberflächenfehler
auf ein Niveau zu senken, damit der Strang unmittelbar dem Walzschritt zugeführt werden kann. Dies deshalb, weil
der erstarrte Mantel an der Anfangsstelle des Geradrichtens sehr dick ist und weil aufgrund dieser Dicke die
zulässige Grenze der Geradrichtspannung aufgrund einer Analyse der Gießparameter, die von den Erfindern angestellt
wurde, niedrig ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bogenstranggießverfahren anzugeben, das sehr leistungsfähig ist und bei
dem die Bildung von Oberflächenquerfehlern, Randrissen und
anderen Fehlern verhindert ist, so daß dem Walzschritt ein Strang zugeführt werden kann, der noch eine große
fühlbare Wärme aufweist.
Weiterhin soll durch die Erfindung eine Bogenstranggießanlage
bereitgestellt werden, die eine geringe Höhe und eine hohe Leistung besitzt und die Produktion eines Strangs
ermöglicht, der direkt dem Walzschritt zugeführt werden kann.
Der Strang, der mit dem vorstehend angegebenen Verfahren und mit der vorstehend angegebenen Anlage hergestellt
wird, besitzt eine gute Qualität im üblichen Sinne. D.h., der Strang ist frei von einer mittigen Seigerung, inneren
Rissen, Oberflächenfehlern und nicht-metallischen Einschlüssen.
Die spezifischen Qualitätsmerkmale des Strangs, der zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe erforderlich ist,
sind derart, daß die Oberflächenqualität des Strangs so hervorragend ist, daß der Strang gewalzt werden kann, ohne
Oberflächenfehler zu entfernen, und daß der Strang nach dem Geradrichten und Schneiden eine hohe Temperatur aufweist,
vorzugsweise in dem Temperaturbereich, mit dem das Walzen beginnt. Aufgrund der geringen Zahl von Fehlern kann der
Strang gewalzt werden, ohne Oberflächenfehler beseitigen zu müssen, während aufgrund der hohen Temperatur keine
erneute Erwärmung zum Walzen erforderlich ist.
Zur Lösung der vorstehend angegebenen Aufgabe wird erfindungsgemäß
ein Bogenstranggießverfahren mit einer gekrümmten Kokille bereitgestellt, bei dem der geschmolzene
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Stahl kontinuierlich in die gekrümmte Kokille gegossen wird, um einen gekrümmten Strang mit einer Dicke von mindestens
2OO mm zu erhalten und bei dem der gekrümmte Strang einem Vielstellen-Geradrichten unterworfen wird, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß das Geradrichten an einem Abschnitt des Strangs beginnt, wo die Dicke des erstarrten
Mantels höchstens 60 mm beträgt und an einem Abschnitt des Strangs abgeschlossen wird, wo die Dicke des erstarrten
Mantels höchstens 60 mm beträgt. Bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren wird der Abschnitt des Strangs, an dem die Dicke des erstarrten Mantels (die Dicke des erstarrten
Mantels sowohl an der inneren wie an der äußeren Seite des gekrümmten Strangs) dünn ist, einem Geradrichten unterworfen,
wobei die zulässige Geradrichtspannung an diesem Abschnitt des Strangs mindestens zweimal so groß wie bei
dem herkömmlichen Verfahren ist, wodurch ein Strang mit einer sehr geringen Anzahl von Oberflächenfehlern erzeugt
werden kann. Da die zulässige Geradrichtspannung bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren höher ist als bei dem herkömmlichen Verfahren, werden keine Oberflächenfehler hervorgerufen,
selbst wenn der Strang einer größeren Spannung unterworfen wird, während des Geradrichtens, als ein
Strang, der nach dem herkömmlichen Verfahren geradgerichtet wird. Darüber hinaus kann selbst ein solcher gekrümmter
Strang,der einen kleinen Krümmungsradius aufweist, in eine horizontale Gerade mit Hilfe eines Geradrichtverfahrens
gebogen werden, bei dem die Anzahl der Geradrichtstellen (zwischen 3 und 5) der bei dem herkömmlichen Verfahren
entspricht, wobei ein solches Geradrichten nicht zur Bildung von Oberflächenrissen führt. Auf diese Weise
wird eine gute Oberflächenqualität im Hinblick auf Oberflächenfehler
und gleichzeitig eine kurze Geradrichtzone erfindungsgemäß sichergestellt. D. h-, es kann ein Strang-
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gießen mit einer niedrigen Anschwellspannung mit einer Bogenstranggießanlage verwirklicht werden, die eine geringe
Höhe aufweist.
Die erfindungsgemäße Bogenstranggießanlage besteht aus:
einer gekrümmten Kokille;
einer Einrichtung zur Aufnahme und Führung des gekrümmten Strangs, der von der gekrümmten Kokille abgesenkt wird;
einer Einrichtung zum Geradrichten des gekrümmten Strangs an mindestens zwei Stellen des Strangs;
einer sekundären Kühleinrichtung zum Aufsprühen eines Gas-Flüssigkeits-Gemischs auf den gekrümmten Strang innerhalb
des Bereichs der Aufnahme- und Führungseinrichtung, wobei die Anlage eine Höhe von höchstens 4,9 m, insbesondere
höchstens 3, 5 in aufweist. Die Geradrichteinrichtung
kann aus Absenkwalzen bestehen, die in den Geradrichtzonen angeordnet sind und eine Kurve bilden, die mehrere Krümmungsmittelpunkte
aufweist. Die Bogenstranggießanlage kann ferner Walzen in einer horizontalen· Walzenzone aufweisen,
in der die Walzen mit kleinem Durchmesser mit geringem Abstand
dazwischen angeordnet sind. Der in der Geradrichtzone geradgerichtete Strang wird dann der horizontalen
Walzenzone zugeführt und in dieser Zone eine wahlweise Strecke befördert. Bei der erfindungsgemäßen Bogenstranggicßanlage
kann der erstarrte Mantel an dem Abschnitt des Strangs innerhalb der Geradrichtwalzenzone dünn sein, und
zwar wegen (a) der geringen Höhe der Anlage und (b) der langsamen Abkühlung und/oder der hohen Gießgeschwindigkeit.
Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielsweise erläutert. Darin zeigen:
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Fig. 1 ein Diagramm der Geradrichtspannung
gegenüber der Dicke des erstarrten Mantels;
Fig. 2 ein Diagramm der Temperatur der Ecken
des Strangs gegenüber der Dicke des erstarrten Mantels;
Fig. 3 ein Diagramm der Höhe der Stranggießanlage gegenüber der maximalen Anschwell
spannung ;
Fig, 4 in schematischer Wiedergabe die wesentlichen Teile der erfindungsgemäßen Bogen-Stranggießanlage;
Fig. 5A, eine Ausführungsform der sekundären Kühl-5B
u. 6 einrichtung zum Aufsprühen eines Gas-
Flüssigkeits-Gemischs, wobei Fig. 5A und 5B eine teilweise geschnittene Ansicht
bzw. eine Seitenansicht einer Sprühdüse zeigen, und wobei Fig. 6 in teilweiser
Wiedergabe eine Ansicht einer Stranggießanlage darstellt; und
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Fig. 7 eine Ansicht der einzelnen Teileeiner Walze.
Die theoretischen Aspekte der Erfindung, die nachstehend
beschrieben sind, sind nicht einschränkend zu verstehen. Mit einer Bogenanlage zum Stranggießen von geschmolzenem
Stahl wurden Versuche durchgeführt, um jene Stranggießbedingungen festzulegen, die nicht zu Oberflächenquerrissen,
inneren Rissen und Karst en bissen des geradgerichteten
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Strangs führen. Das Ergebnis dieser Versuche waren Stranggießbedingungen,
bei denen die Summe der Anschwellspannung (6β) und der Geradrichtspannung (Sn) auf einen Wert herabgesetzt
wurden, der kleiner ist als die kritische Spannung (& ), durch die Risse hervorgerufen werden.
Eine der Stranggießbedingungen stellt die Temperatur des Strangs dar. Wenn der Strang irgendeiner Verformung, einschließlich
dem Geradrichten unterworfen wird, neigt er dazu, bei einer Temperatur Risse zu bilden, bei der die
kritische Spannung (£ ), durch die Risse hervorgerufen werden, niedrig wird. Diese Temperatur wird als Brüchigkeitstemperatur
bezeichnet. Bei den üblichen Stählen beträgt diese Temperatur 700-900° C. Es ist deshalb wichtig, um
Risse zu vermeiden, eine Verformung des Strangs bei einer Temperatur durchzuführen, die außerhalb des Bereichs der
Brüchigkeitstemperatur liegt. Der Stahlstrang wird vorzugsweise einer Verformung oder einem Geradrichten bei
einer Temperatur oberhalb 900° C unterworfen. Je höher die Temperatur des Abschnitts des Strangs ist, bei dem
das Geradrichten durchgeführt wird, umso dünner und umso weniger fest ist der erstarrte Mantel. Das Geradrichten
eines Strangabschnitts, der eine hohe Temperatur und einen dünnen erstarrten Mantel aufweist, kann deshalb zur Bildung
von Rissen führen, weil der erstarrte Mantel durch die Anschwellspannung ernsthaft beeinträchtigt wird. Den vorstehenden
Ausführungen ist zu entnehmen, daß die Geradrichtspannung und die Anschwellspannung sich gemeinsam
auf den Strang auswirken, der verformt oder geradgerichtet wird. Darüber hinaus wird bei einer Geradrichttemperatur
über 9OO° C die Tendenz, aufgrund der Anschwellspannung
Risse zu bilden, spürbar. Demgemäß kann die Bildung von Rissen beim Geradrichten nur dann vermieden werden.
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wenn beiden Anforderungen, die sich einander widersprechen, entsprochen wird. D. h., die Geradrichttemperatur soll
hoch sein, um die Brüchigkeitstemperatur zu vermeiden und gleichzeitig soll die Anschwellspannung niedrig sein, um
keine Rißbildung des dünnen erstarrten Mantels zu verursachen. Die Bedingungen, die den einander widersprechenden
Anforderungen genügen,bestehen in der Verwendung einer gekrümmten Kokille, durch die ein geringerer ferrostatischer
Druck und eine geringere Anschwellspannung (£n)
als bei einer geraden Kokille hervorgerufen wird, ferner
darin, daß das Geradrichten an einem Strangabschnitt abgeschlossen wird, an dem die Dicke des erstarrten Mantels
60 mm oder weniger ist, bei einem Strang, der eine Dicke von mindestens 2OO mm, insbesondere von 200-300 mm aufweist,
wobei das Geradrichten außerhalb des Brüchigkeitstemperaturbareichs
erfolgt. Um das Geradrichten außerhalb des Brüchigkeitstemperaturbereichi; durchzuführen, liegt
vorzugsweise ein geringer Abstand zwischen der gekrümmten Kokille und der Anfangsstelle des Geradrichtens vor. Eine
Stranggießanlage, bei der der Abstand zwischen der gekrümmten Kokille und dem horizontalen Bereich des Strangs
klein ist, wird als niedrige Stranggießanlage bezeichnet. Die erfindungsgemäße, niedrige Stranggießanlage weist
einen kleinen Krümmungsradius von vorzugsweise 3-5 m auf und sollte bei einer hohen Gießgeschwindigkeit und/oder
unter langsamen Abküh]bedingungen betrieben werden.
In Fig. 1 ist der Zusammenhang zwischen der Ooradrichtspannung,
der Dicke des erstarrten Mantels und der BiI-dung von Rissen dargestellt. Die Geraärichtspannung bedeutet
in Fig. 1 die Spannung, die auf die Erstarrungsgrenzfläche an der Innenseite eines gekrümmten Strangs ausgeübt wird,
jedoch nur durch die Geradrichtspannung. D-.. h., die An-
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schwellspannung ist in dem Wert, den die Ordinate der
Fig. 1 wiedergibt, nicht enthalten. Die experimentellen Daten, die beim Gießen und Geradrichten 250 mm dicker Stahlbrammen
mit Hilfe einer niedrigen Stranggießanlage erhalten wurden, sind in Fig. 1 dargestellt. Aus Fig. 1 ist
ersichtlich, daß, wenn die Dicke des erstarrten Mantels 60 mm oder weniger ist, die Geradrichtspannung über 0,2%
ansteigen kann, was der üblichen Geradrichtspannung nach dem Stand der Technik entspricht. Wenn die Dicke des
erstarrten Mantels kleiner als 20 mm ist, wird die Durchbruchsgefahr groß. Die minimale Dicke des erstarrten Mantels
beträgt vorzugsweise 20 mm. Wenn das Geradrichten bei einer Dicke des erstarrten Mantels von 20-60 mm erfolgt, kann die
Geradrichtspannung, die nicht zur Bildung von Rissen führt, doppelt so groß als bei dem herkömmlichen Verfahren sein.
Dies löst nicht nur das Problem der beim Geradrichten hervorgerufenen Risse wirksam, sondern hat auch technische
Bedeutung, wie in Fig. 2 wiedergegeben. Aus Fig. 2 geht hervor, daß, wenn der erstarrte Mantel eine Dicke von 60 mm
oder weniger aufweist, die Temperatur der Ecken des Strangs höher als 9OO C ist und außerhalb des Brüchigkeitstemperaturbereichs
A liegt. Ein Temperaturabfall des Strangs ist an den Ecken des Strangs am wahrscheinlichsten, jedoch
kann die Temperatur der Ecken des Strangs mehr als 900 C, vorzugsweise lOO0° C und mehr, betragen, wenn der Strang
geradgerichtet wird, indem die Dicke des erstarrten Mantels auf 60 rnm oder weniger eingestellt wird.
Ein weiterer wesentlicher Punkt des dünnen erstarrten Mantels, d. h. des erstarrten Mantels, der eine Dicke von
6O mm oder weniger aufweist, besteht darin, daß die Relaxation der Spannung, mit der der Strang bei der Verformung
beaufschlagt worden ist, wegen der hohen Temperatur
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des Strangs lO-lOO mal schneller als bei dem herkömmlichen
Verfahren erfolgt. Dies trägt dazu bei, die Bildung von Rissen zu unterdrücken, wie nachstehend erläutert.
Um die Anschwellspannung auf einem niedrigen Ni veau zu halten, ist es erforderlich, die Höhe der
Bogenstranggießanlage niedrig zu halten, wie nachstehend erläutert. Dies kann durch einen kleinen Krümmungsradius
der gekrümmten Kokille erreicht werden, der seinerseits zu einer Herabsetzung des Krümmungsradiuses des Strangs
führt. Falls ein derartiger Strang beispielsweise an einer einzigen Stelle geradgerichtet wird, so kann die
Geradrichtspannung über die kritische Spannung (£' ) zur
Bildung von Rissen anwachsen. Das Vielstellen-Geradrichten zum Geradrichten eines Strangs mit einem kleinen Krümmungsradius
ermöglicht eine Verteilung der Geradrientspannung über die Geradrichtzone hinweg, und zwar in einer solchen
Art und Weise, daß die Geradrichtspannung an jeder Geradrichtstelle
nicht die kritische Spannung zur Bildung von Rissen überschreitet. Ein solches Vielstellen-Geradrichten
ermöglicht bei einem dünnen (60 mm oder weniger) Mantel und bei einer hohen Temperatur (900° C oder mehr)
die Relaxation oder Beseitigung der Spannung mit einer hohen Geschwindigkeit. Dies bedeutet, daß die Spannung
während des Zeitraums beseitigt werden kann, in dem der Strang durch den kurzen Raum zwischen mehreren Geradrichtstellen
sich bewegt, selbst wenn die Gießgeschwindigkeit hoch ist. Eine Summierung der Spannung, die zur Bildung
von Rissen führt, findet nicht statt.
Ein weiterer wesentlicher Gesichtpunkt des dünnen erstarrten Mantels wird nachstehend beschrieben. Wenn der
gekrümmte Strang geradgerichtet wird, werden die innere Seite (konkave Fläche) und die äußere Seite (konvexe
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Fläche) des gekrümmten Strangs einer Zug- bzw. einer Druckbeanspruchung
unterworfen, welche Beanspruchungen oder Kräfte in Längsrichtung des gekrümmten Strangs wirken.
Die Verteilung der Kräfte in Richtung der geringeren Breite des Strangs ist derart, daß sich die Grenze, die
den Strang in einen konkaven Abschnitt unter Zugbeanspruchung und einen konvexen Abschnitt unter Druckbeanspruchung
trennt, sich in Längsrichtung des Strangs erstreckt, ferner derart, daß die Größe dieser Kräfte proportional zum Abstand
längs der Richtung der kürzeren Breite von dieser Grenze zu einem bestimmten Punkt des Strangs ist, der
einer dieser Kräfte ausgesetzt ist. Die Zugspannung, die vorstehend erwähnt ist, ist einer der Gründe, die zu Oberflächen-
und inneren Rissen führen, wenn der gekrümmte Strang geradgerichtet wird. Das Geradrichten eines gekrümmten
Strangs, bei dem die Dicke des erstarrten Mantels in dem Bereich des gekrümmten Strangs, der geradgerichtet
wird, auf 60 mm oder weniger eingestellt wird, wird durch den erstarrten Mantel auf ein geringes Ausmaß eingeschränkt,
verglichen mit dem herkömmlichen Verfahren, wodurch die neutrale Achse nicht in der Mitte zwischen der konkaven
und der konvexen Fläche liegt, wie bei dem herkömmlichen Verfahren, sondern im Abstand von dieser Mitte in Richtung
der konkaven Fläche liegt. Die Zugspannung, die proportional zu dem Abstand von der neutralen Achse ist, wie vorstehend
erörtert, wird gegenüber dem herkömmlichen Verfahren erfindungsgemäß
herabgesetzt, weshalb die Zugspannung nicht zur Rißbildung führt.
Die Bedeutung der Dicke des erstarrten Mantels dürfte durch die vorstehend geschilderten theoretischen Aspekte
der Erfindung verständlich sein.
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Was die Betriebsbedingungen angeht, um eine Dicke des erstarrten Mantels an den Geradrichtstellen mit Hilfe
einer niedrigen Stranggieilanlage zu erreichen, so ist
es erforderlich, mindestens entweder eine hohe Gieß- oder Ablenkgeschwindigkeit des Strangs oder eine langsame sekundäre
Kühlung zugrundezulegen. Sowohl das Hochgeschwindigkeitsgießen wie das langsame sekundäre Abkühlen werden
vorzugsweise bei der Herstellung des Strangs angewandt, wodurch eine hohe Produktivität bei der Herstellung von
Hochtemperatursträngen ohne Fehler sichergestellt wird. Die Absenk-(Gieß-)geschwindigkeit sollte nicht weniger
als 1,2 m/min , insbesondere zwischen 1,5 und 3 m/min betragen. Das Abkühlen des Strangs vor dem Geradrichten
wird vorzugsweise mit einem Gas-Flüssigkeits-Gemisch durchgeführt.
Mit diesem Gemisch ist es möglich, den Grad der Abkühlung zwischen einem langsamen Abkühlen und einem
intensiven Abkühlen umfassend einzustellen. Der Anteil des Gases und der Flüssigkeit in dem Gemisch ist in Form
von Strömungsgeschwindigkeiten für den Fall, daß die Gießgeschwindigkeit
1,2 m/min oder mehr, insbesondere 1,5-3 m/min
beträgt, zweckmäßigerweise derart, daß die Luftströmungsgeschwindigkeit zwischen 25 und 50 Nm /Std. und die Wasserströmungsgeschwindigkeit
zwischen O,2 und 15 l/min beträgt. Die Wasserstörmungsgeschwindigkeit und die Luftströmungsgeschwindigkeit
können bis zu 30 l/min bzw. 5O Nm /Std. betragen, um eine intensive /abkühlung des Strangs zu
erreichen.
Nachstehend wird erläutert, wie die Anzahl der Geradrichtstellen bei dem Vielstellen-Biegeverfahren nach der Erfindung
ermittelt wird. Die Höhe der Bogenstranggießanlage muß so gering sein, daß die Dicke des erstarrten Mantels
nicht mehr als 6O mm an der Ausgangs- und der Endstelle
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des Geradrichtens beträgt, wobei die Anschwellspannung
auf 0,4 % oder weniger beschränkt wird. Der Krümmungsradius der gekrümmten Kokille und die Anzahl der Geradrichtstellen
hängen voneinander ab und müssen derart sein, daß die geringe Höhe der Anlage und die Geradrichtspannung,
die bei dem Vielstellen-Geradrichten ausgeübt wird, nicht die Spannung (£ ) überschreitet, bei der Risse gebildet
werden. Der Abstand zwischen den Walzen sollte so sein, daß die schnelle Relaxation oder Beseitigung aufgrund des
dünnen Mantels und der hohen Temperatur vollständig ausgenutzt wird. Die Anzahl der Geradrichtstellen wird
anhand der vorstehenden Überlegungen ermittelt. Vorzugsweise ist jedoch die Anzahl der Geradrichtstellen so groß
wie möglich, da die Gegenkraft des Strangs auf die Geradrichtwalzen über eine Anzahl von Geradrichtwalzen hinweg
verteilt und damit abgeschwächt werden kann. Diese Gegenkraft wird auf die Geradrichtwalzen ausgeübt, wenn der
eine niedrige Temperatur aufweisende obere Teil des Strangs, der am Ende des Gießens gebildet wird, durch diese Rollen
läuft, oder wenn der untere Teil des Strangs durch diese Rollen während einer nicht stationären Gießperiode
läuft. Die Anzahl der Geradrichtstellen wird vorzugsweise so kloin wie möglich gehalten, so daß nur ein geringer
Arbeitsaufwand erforderlich ist, um die Ausrichtung der Walzen in der Geradrichtwalzenzone der Bogenstranggießanlage
vorzunehmen und aufrechtzuerhalten.
Im Hinblick auf eine geringe Höhe der Bogenstranggießanlage ist es bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
von Vorteil, die Anschwellspannung zu unterdrücken,
so daß der Krümmungsradius der gekrümmten Kokille zwischen 2 und 4,9 m beträgt, also klein ist, und das Geradrichten
des gegossenen Strangs innerhalb einer Vielstellen-Gerad-
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richtzone der Anlage erfolgt, wobei die Anzahl der Geradrichtstellen mindestens zwei und höchstens fünfzehn
beträgt.
Die gekrümmte Kokille sollte einen Krümmungsradius von
mindestens 2 m haben, da 2 m den kleinsten Radius darstellen, um ein glattes Gießen des geschmolzenen Stahls
in die Kokille mittels einer Tauchdüse sowie eine hohe Gießgeschwindigkeit sicherzustellen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere zur Herstellung
von Brammen geeignet. Aus diesem Grunde weist die zum Gießen verwendete Kokille einen im wesentlichen
rechteckigen Querschnitt auf. Wenn die gekrümmte Kokille einen kleinen Krümmungsradius aufweist, so kann der normale
rechteckige Querschnitt des Strangs nach dem Geradrichten leichter erhalten werden, wenn eine Kokille mit einem
trapezförmigen Querschnitt (die obere kürzere Seite und die untere längere Seite des Trapezes sind auf die
äußere bzw. innere Seite der Strangkurve gerichtet) verwendet wird, verglichen mit einer Kokille, die einen normalen
rechteckigen Querschnitt aufweist. Die gekrümmte Kokille weist deshalb einen trapezförmigen Querschnitt auf.
Das Ausmaß des Anschwellens GS«) und die Anschwellspannung
(δβ) werden durch die folgende Gleichung (1) bzw. (2)
ausgedrückt:
(mm) (D
d3
1600* 1 30067/0702
worin
C^ einen Formfaktor des Strangs bedeutet und im
Falle einer Bramme 0,15 ist; k = 1,02/1500-T;
T die Temperatur eines bestimmten Abschnitts
T die Temperatur eines bestimmten Abschnitts
des Strangs in 0C ist;
P der ferrostatische Druck des geschmolzenen
P der ferrostatische Druck des geschmolzenen
Metalls in kg/mm ist;
d die Dicke des erstarrten Mantels in mm ist; 1 der Abstand zwischen den Walzen in mm ist; und
V die Gießgeschwindigkeit in mm/min ist.
Durch die niedrige Stranggießanlage, die erfindungsgemäß
eingesetzt wird, ist es möglich,- den ferrostatischen Druck
auf einem geringen Niveau zu halten.
In Fig. 3 sind Versuchsergebnisse sowie die maximale Anschwellspannung
moderner, repräsentativer Stranggießanlagen wiedergegeben, wobei diese Spannung unter der Annahme errechnet
worden ist, daß ein Gießen mit hoher Geschwindigkeit und mit einem langsamen Abkühlen bei diesen Anlagen
durchgeführt wird, und daß ein Strang vorliegt, dessen erstarrter Mantel eine Dicke von 60 mm oder weniger sowie
eine Oberflächentemperatur von 900° C oder mehr am Eingang
der gekrümmten Zone zu der horizontalen Zone dieser Anlagen aufweist.
Es ist bekannt, daß innere Risse durch das Anschwellen in
starkem Ausmaß dadurch unterdrückt werden können, daß die Anschwellspannung wenigstens in dem Abschnitt zwischen
der Stelle unmittelbar unter der gekrümmten Kokille und der Stelle, wo die Erstarrung abgeschlossen ist, vorzugsweise
über die gesamte Zone der Bogenstranggießanlage, auf
130067/0702
O,4 % oder weniger gehalten wird. Darüber hinaus kann, wenn
die Anschwell spannung von 0,4 gegen 0 SS verringert wird,
die Seigerung in der Mitte entsprechend der Herabsetzung der Anschwellspannung wirksam unterdrückt werden.
5
Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die maximale Anschwellspannung
fen) von O,4 % oder weniger erreicht werden kann, wenn ein Strang mit einer hohen Geschwindigkeit und einer
langsamen Abkühlung gegossen wird, der durch die Kokille einer Bogenstranggießanlage mit einer Höhe von 4,9 m oder
weniger gebildet wird. Dies bedeutet, daß bei einem Gießen mit hoher Geschwindigkeit und langsamer Abkühlung, um
einen dünnen erstarrten Mantel in der Geradrichtzone oder horizontalen Zone der Bogenstranggießanlage sowie eine
hohe Oberflächentemperatur des Strangs, nämlich von 900 C
oder mehr, vorzugsweise 1000° C oder mehr, sicherzustellen, innere Risse durch die Anschwell spannung in großem Ausmaß
unterdrückt werden können. Die Höhe der Bogenstranggießanlage von 3,5 m oder weniger trägt zu einer Verringerung der
inneren Risse sowie der Seigerung in der Mitte bei, da die Anschwellspannung fast 0 % ist.
Der Durchmesser (D ) der Walzen wird ausgedrückt durch:
R
DR>f (p L) (3)
DR>f (p L) (3)
wenn das Ausmaß des Anschwellens (5 ß) und die Anschwellspannung
(£/2,) durch die Gleichung (1) bzw. (2) ausgedrückt
werden. L ist die Länge des Walzenkörpers. Beispielsweise ermöglichen sowohl eine langsame Abkühlung wie eine hohe
Geschwindigkeit (Absenken), daß der Strang erfindungsgemäß
die Stranggießanlage mit einer hohen Temperatur verläßt. Die niedrige Abkühlung verursacht eine Herabsetzung
1 30067/0702
von k in der Gleichung (1), während die hohe Geschwindigkeit
des Gießens (Absenkens) eine Herabsetzung von T— in der Gleichung (1) herbeiführt. Da sowohl K wie
wie "y1— herabgesetzt werden, wird das Ausmaß des Anschwellens
(£ a) sowie die Anschwell spannung (£/s) multiplikativ
vermindert. Beispielsweise ist eine Bogenstranggießanlage, mit der ein Gießen mit einer maximalen Anschwellspannung
von 0,4 % oder weniger durchgeführt werden kann, und die eine Höhe von 4,9 m oder weniger sowie eine gekrümmte
Kokille aufweist, um 250 mm dicke und 2100 mm breite Braitmen zu bilden, mit Walzen versehen, wobei die
Hauptwalzen in der gekrümmten Zone einen Durchmesser von 140 bis 300 mm aufweisen und in Abständen von 190 bis 300
mm angeordnet sind, und die Hauptwalzen in der horizontalen Zone einen Durchmesser von 250 bis 3OO mm aufweisen und
in Abständen von 300 bis 800 mm, insbesondere von 450 bis 800 mm angeordnet sind, und wird mit einer hohen Gießgeschwindigkeit
und einer langsamen Abkühlung betrieben. Die Gießgeschwindigkeit kann 1,5 m/min betragen. Die Abkühlbedingungen
können so sein, daß der Abschnitt des Strangs, der sich dem gekrümmten Abschnitt des Strangs anschließt,
eine Dicke des erstarrten Mantels von 60 mm oder weniger und eine Oberflächentemperatur von 900 C oder mehr aufweist.
Es ist darauf hinzuweisen, daß der maximale Abstand zwischen den Walzen der horizontalen Zone bis zu 800 mm
betragen kann, und der minimale Durchmesser der Walzen bis zu 3OO mm. Unter diesen Bedingungen wird sichergestellt,
daß ein Strang, der die Bogenstranggießanlage verläßt, eine hohe Temperatur aufweist.
Eine Bogenstranggießanlage, die aus"Stahl und Eisen", Bd. (1975), Nr. 16, S. 733-741 bekannt ist, stellt eine Anlage
zur Herstellung von Brammen kleiner Breite dar, die als
130067/0702
durchschnittliche Abmessungen eine Dicke von 150 nun
und eine Breite von 6OO ram aufweisen, wobei sie eine Höhe von 4,0 bis 4,2m besitzt. Bei dieser Anlage weisen die
Hauptwalzen, die in der horizontalen Zone der Bogenstranggießanlage angeordnet sind, einen Durchmesser von 380 mm
auf, wobei sie so angeordnet sind, daß der Abstand zwischen den Walzen 430 mm beträgt. Derartige Walzen werden auf
dem Gebiet des Stranggießens als Walzen großen Durchmessers und als eng angeordnete Walzen betrachtet. Diese
Walzen sind im Hinblick auf die hohen Baukosten von Nachteil, da die Kosten und die Zahl der Walzen groß sind.
Durch das erfindungsgemäße Bogenstranggießverfahren wird
das Gießen dicker und breiter Brammen, beispielsweise mit einer Dicke von 250 mm und einer Breite von 2100 mm, sichergestellt.
Das Anschwellen derartig dicker und breiter Brammen kann in zufriedenstellender Weise verhindert werden,
selbst wenn ein Betrieb bei hoher Temperatur durchgeführt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß die Höhe der Stranggießanlage
4,9 m oder weniger beträgt und weiterhin die Walzen, die in der gekrümmten Zone zum Vielstellen-Geradrichten
angeordnet sind, einen kleinen Durchmesser besitzen, wobei jede Walze aus separaten Walzenteilen besteht. Ein
Beispiel für die Gießparameter, die das Gießen dicker und breiter Brammen ermöglichen, ist ein Abstand zwischen
den Hauptwalzen, die in der horizontalen Zone der Bogenstranggießanlage
angeordnet sind, von 800 mm oder weniger, ein Durchmesser dieser Walzen von 350 mm oder weniger,
und eine Gxeßgeschwindigkeit zwischen 1,6 und 1,8 m/min.
Außer dem Gießen dicker und breiter Brammen wird eine hohe Temperatur der Brammen am Ende der Bogenstranggießanlage
von beispielsweise 1100° C oder mehr durch diese Parameter erreicht, die Qualität der Seigerung in der Mitte
1 30067/0702
erheblich verbessert und der Anteil der Entfernung von Fehlern von den Brammen beträchtlich vermindert verglichen
mit dem herkömmlichen Verfahren.
In Fig. 4 sind die wesentlichen Teile einer erfindungsgemäßen
Bogenstranggießanlage schematisch dargestellt. Mit der Bezugsziffer 1 ist in Fig. 4 eine gekrümmte Kokille
bezeichnet, wobei ein Strang 3, der mit einem Krümmungsradius (R,) zwischen zwei und 4,9 m versehen ist, von
der gekrümmten Kokille 1 abgesenkt, geführt und von dem Walzenförderer 2 getragen wird, der aus acht Paaren angetriebener
oder nicht angetriebener Walzen besteht. An den Walzenförderer 2 schließen sich fünf Abschnitte an. Der
erste Abschnitt wird durch eine erste Geradrichteinrichtung 4 gebildet, die aus sechs Walzenpaaren besteht. An dem
ersten Walzenpaar der Geradrichteinrichtung 4 beginnt das Geradrichten ausgehend von der Kurve, die den Krümmungsradius
(R1) aufweist, zu der horizontalen Geraden, wobei die Dicke des erstarrten Mantels, an dem Strangabschnitt,
an dem das Geradrichten beginnt, 60 mm oder weniger beträgt.
In der ersten Geradrichteinrichtung 4 wird das Geradrichten fünfmal durchgeführt, wobei sich der Krümmungsradius jeweils
von R1 nach R„, R-, R., Rc und R£ ändert. Auf ähnliche
1 Δ ά 4 ->
σ
Weise wird der Strang durch die Geradrichteinrichtung 5 als zweitem Abschnitt und die Geradrichteinrichtung 6
als drittem Abschnitt geradgerichtet, wobei Kurven, die einen Krümmungsradius von R7 bis R1^ besitzen, durch den
gerad zu richtenden Strang gebildet werden. Das Geradrichten ist bei R1r - 00 beendet. Hei dem erfindungsgemäßen Verfahren
muß die Dicke des erstarrten Mantels über den gesamten Abschnitt des Strangs hinweg, an dem der Krümmungsradius
(R.) von dem Wert der Kokille ab zu dem minimalen Endwert abnimmt, 60 mm oder weniger betragen. Die Dicke
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des erstarrten Mantels in dem horizontalen Bereich des Strangs in dem vierten und dem fünften Abschnitt, die
die Geradricht- und Absenk- bzw. Abzugeinrichtungen 7 bzw. 8 sind, ist nicht beschränkt.In den Geradricht- und
Absenkeinrichtungen 7 und 8 wird der Strang abgezogen und zu einer Schneidstation (nicht dargestellt) bewegt, wobei
in dieser Zeit der Strang weder erwärmt noch absichtlich auf der gleichen Temperatur gehalten wird.
Die Temperatur des geschnittenen Strangs, der die Bogenstranggießanlage'verläßt,
kann erfindungsgemäß so hoch wie die Walztemperatur sein. Der Durchmesser der Walzen
entlang dem Strang, die Abstände zwischen den Walzen, die Geradrichtzeiten und weitere Gießparameter, die in Fig.
4 dargestellt sind, dienen lediglich der beispielsweisen Erläuterung der Erfindung und sind nicht einschränkend
zu verstehen.
In Fig. 5A, 5B und 6 sind Düsen zum Aufsprühen des Luft-Flüssigkeits-Gemischs
beispielsweise veranschaulicht. Diese Düsen werden in dem Rollenförderer 2 (Fig. 4) zur
Führung und zur Aufnahme des Strangs sowie in den Geradrichtzonen, die durch die erste, zweite und dritte Geradrichteinrichtung
4, 5 und 6 gebildet werden, eingesetzt. Die Düsen 9 zum Aufsprühen von Luft und Wasser, die nachstehend
als Sprühdüsen 9 bezeichnet werden, weisen einen Auslaß 9a auf, der durch einen Schlitz mit der Breite W
und der Länge 1 in deren Rohrwandung definiert wird. Die Breite W kann zwischen 2 und 3 mm betragen, und die Länge
1 zwischen 10 und 30 mm. In dem rohrförmigen Abschnitt der Sprühdüse 9 wird ein Druckraum 9b gebildet, der einen
Durchmesser 4 besitzt, der zwischen 2 und 14 mm betragen kann. Der Auslaß 9a ist so ausgebildet, daß die Stirnfläche
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der Rohrwandung in zwei Hälften geteilt wird. Die Sprühdüsen 9 sind oberhalb und unterhalb des Strangabschnitts
angeordnet, um den Strang mit dem Luft-Wasser-Gemisch sekundär zu kühlen. Mehrere Sprühdüsen 9, d. h. fünf
Sprühdüsen 9 in Fig. 6,sind entlang der Achse der Walzen
30 angeordnet, wobei diese Sprühdüsen 9 das Luft-Wasser-Gemisch auf die Strangabschnitte aufbringen, die zwischen
den Walzen 30 freiliegen. Oberhalb und unterhalb des Strangs 3 sind Leitungen vorgesehen, um unabhängig voneinander
die Luft und das Wasser jeder Sprühdüse 9 zuzuführen, wobei jedoch lediglich die Zufuhrleitungen oberhalb
des Strangs in Fig. 6 dargestellt sind. In Fig. 6 ist einer der Abkühlabschnitte dargestellt, d. h. einer
der Strangabschnitte, die einer sekundären Kühlung mittels eines gemeinsamen Speisesystems unterworfen werden. Mit
den Bezugsziffern 11 und 31 sind die Hauptleitung für das Kühlwasser bzw. für die Luft bezeichnet. Das Leitungssystem
zur Zufuhr des Kühlwassers von der Hauptleitung 11 zu jeder Sprühdüse 9 besteht aus einer Regulierhauptleitung
12 mit einem Durchflußzähler a,, einem Durchflußsteuerventil
b- und einem Sperrventil c-· Eine Zweigleitung 13,
die mit einem Verteilerzwischenstück 16 und einem Drosselrohr 17 versehen ist, ist an die Regulierhauptleitung 12
angeschlossen. Ein Verteilerendstück 18 und ein Endrohr 19 sind nacheinander an die Zweigleitung 13 angeschlossen,
wobei das Endrohr 19 ebenfalls mit dem Wasser-Gas-Mischrohr 10 verbunden ist. Das Leitungssystem für die Druckluft
von der Hauptleitung 31 zu jeder Sprühdüse 9 besteht aus einer Regulierhauptleitung 22, die mit einem Durchflußzähler
a„ für Druckluft sowie mit einem Regulierventil b« für Druckluft versehen ist. Ein Verteilerzwischenstück
26, eine Zweigleitung 23, ein Verteilerendstück 28 und das Endrohr 29 sind nacheinander an die Regulierhauptlei-
130067/0702
tung 22 angeschlossen. Das Endrohr 29 ist einstückig mit dem Wasser-Gas-Mischrohr IO verbunden. Jede der Sprühdüsen
9 ist mit dem vorderen Ende des Wasser-nas-Mischrohrs
10 verbunden.
5
5
Die in Fig. 5A, 5B und 6 dargestellten Sprühdüsen sind in einer japanischen Patentanmeldung der Firma Nippon
Steel Corporation dargestellt, jedoch zielt diese Anmeldung darauf ab, eine darin angegebene Dicke des erstarrten
Mantels zu erhalten.
In Fig. 7 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der eine oder mehrere Walzen der Geradrichteinrichtung
aus mindestens zwei Walzenteilen bestehen, die getrennt voneinander und entlang der Richtung der größeren
Breite des Strangs angeordnet sind. Mit diesen getrennt angeordneten Walzenteilen kann der Durchmesser der Walzen
herabgesetzt werden, so daß die Walzen mit geringem Abstand (40 bis 50 mm) voneinander in Längsrichtung des Strangs
angeordnet werden können. Durch die enge Anordnung der Walzen ist die Handhabung heißer Stränge mit einem dünnen
erstarrten Mantel und einer geringen Starrheit einfacher, vor allem wird dadurch die Gegenkraft leichter aufgenommen,
wenn ein Strang in dem ersten und dem letzten Abschnitt geradgerichtet wird. Die Walzen 30 bestehen aus zwei
Walzenteilen 30' und 30'',die jeweils ein mittleres Lager
45 aufweisen. Die Walzenteile 30 und 30" können, wie in Fig. 6 gezeigt, mittels Motoren 49 angetrieben sein, die
mit den Walzenteilen 30' und 30" über eine Kupplung und ein Reduktionsgetriebe 48 verbunden sind. Die mittleren
Lager 45 und die Lager 49, die an dem angetriebenen Ende der Rollenteile 30' und 30" angebracht sind, sind an
einem Rahmen der Anlage oder an einer Traverse (nicht dar-
1 30067/0702
gestellt) befestigt. Die voneinander getrennten Walzenteilo
sind in der offencjelegLen japanischen Patentanmeldung
10 124/1976 beschrieben, jedoch zielt diese Anmeldung darauf ab, diese Walzen als Führungseinrichtung
des Strangs zu verwenden.
Beim Stranggießen müssen bekanntlich die Aufnahme- und Führungseinrichtungen sowie die Geradrichteinrichtung
gelegentlich von der Stranggießanlage demontiert und durch neue ersetzt werden, wenn sich die Abmessungen des Strangs
ändern- Die Abschnitte, in denen mehrere Walzenpaare angeordnet sind, sind für eine gleichzeitige Demontage
dieser Walzen von Vorteil, wodurch eine Änderung der Abmessungen des Strangs erleichtert wird.
Die nachstehenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung
dor Erfindung.
Ein Strang mit einer Dicke von 250 mm und einer Breite von 1000 mm wurde mit einer Bogenstranggießanlage mit einer
Höhe von 3,2 m gegossen. Die erste Kurve des Strangs wurde durch die gekrümmte Kokille definiert, deren Krümmungsradius
3 m betrug. Die Gießparameter zur Herstellung des iltranqs waren f öl gondermaßen:
Gießgeschwindigkeit: V = 1,7 m/min Wassorsprühgeschwindigkeit: 0,8 l/kg
Die Dicke des erstarrten Mantels an den Geradrichtstellen des gekrümmten Strangs betrug: d ^ 43 mm.
13006 7/0702
Zum Vergleich wurden die C. i cßpiiruiiie t er wie folgt
eingestellt:
Gießgeschwindigkeit: V - 0,7 m/min -0,5 m/min
Wassersprühgeschwindigkeit: 1,8 l/kg 5
Die Dicke des erstarrten Mantels an den Geradrichtstellen des gekrümmten Strangs betrug: d = 70 mm - 90 mm.
Die prozentualen /\nteile der Fehler der Stränge waren
folgendermaßen:
Krf." i luJunrj
Vergleichsbeispiel
Vergleichsbeispiel
Oberf 1 ächenf chi er Innere Ri;;r,e
O, r> % O X
20 % 30 %
Ein Strang mit einer Dicke von 250 mm und einer Breite von 1000 mm wurde mittels einer Bogenstranggießanlage
(Fig. 4) gegossen, die eine Höhe von 3 m aufwies. Die erste Kurve des Strangs wurde durch die gekrümmte Kokille
definiert, deren Krümmungsradius 3,2 m betrug. Die Gießparameter zur Herstellung des Strangs waren folgendermaßen:
Gießgeschwi ndigkeit: V -- 1,7 m/min
Wassersprühgcsohwindiykeit: 0,8 1/kg
Dicke des erstarrten Mantels an den Geradrichtstellen des gekrümmten Strangs: d
< 43 mm.
Der Durchmesser der Hauptwalzen, die in dem horizontalen Teil der Bogenstranggießanlage angeordnet sind, betrug
300 -320mm,und der Abstand zwischen diesen Walzen 500-600 mir,,
130067/0702
Claims (11)
1. Bogenstranggießverfahren mit einer gekrümmten Kokille,
bei dem der geschmolzenem Stahl kontinuierlich in die
gekrümmte Kokille gegossen wird, um einen gekrümmten Strang mit einer Dicke von mindestens 200 mm zu erhalten,und
bei dem der gekrümmte Strang an mehreren Stellen einem Geradrichten unterworfen wird, dadurch
gekennzeichnet , daß das Geradrichten an einem Abschnitt des Strangs beginnt, an dem die
Dicke des erstarrten Mantels höchstens 60 mm beträgt und an einem Abschnitt des Strangs abgeschlossen wird,
an dem die Dicke des erstarrten Mantels höchstens 60 mm beträgt.
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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Stranggießanlage
weniger als 4,9 m, vorzugsweise weniger als 3,5 m , und die Absenkgeschwindigkeit des Strangs mindestens
1,2 m/min, vorzugsweise zwischen 1,5 und 3 m/min beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschwell spannung
des Strangs auf nicht mehr als 0,4 % über wenigstens den Abschnitt des Geradrichtens des Strangs eingestellt
wird, vorzugsweise über den gesamten Bereich der Bogenstranggießanlage.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die gekrümmte Kokille, die zum Gießen verwendet wird, horizontal geschnitten,
einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η-zeichnet,
daß das Geradrichten und Schneiden des Strangs ohne erneute Erwärmung durchgeführt wird,
oder ohne die Temperatur des Strangs aufrechtzuerhalten,
und zwar derart, daß der geschnittene Strang eine Temperatur von mindestens 900° C, vorzugsweise mindestens
1000° C aufweist.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η-zeichnet,
daß höchstens 15 Stellen zum Geradrichten vorliegen.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η n-
130067/0702
zeichnet, daß die Dicke des erstarrten Mantels
mindestens 2O mrn beträgt.
8. Bogenstrancjgi eßanlage zur Durchführung dr\s Vr>rfnhren.s
nach eirioin der Λπ:;ρι iichc 1 bis 7, q e k e η η
zeichnet durch:
eine gekrümmte Kokille (1);
eine Einrichtung zur Aufnahme und Führung des gekrümmten Strangs (3), der von der gekrümmten Kokille
(1) abgesenkt wird;
eine Einrichtung (4, 5, 6) zum Geradrichten des
gekrümmten Strangs (3) an mindestens zwei Stellen des Strangs (3);
eine sekundäre Kühloinrjchtung zum Aufsprühen
eines Gas-Flüssigkeits-Gnmischs auf den gekrümmten Strang (3) innerhalb des Abschnitts der Aufnahme- und
Führungseinrichtung, wobei die Anlage eine Höhe von höchstens 4,9 m, insbesondere höchstens 3,5 m aufweist.
9. Bogenstranggießanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Rollen (30) zur Aufnahme
des gekrümmten Strangs (3) mit im wesentlichen rechteckigen Querschnitt vorgesehen sind, wobei die Rollen
(30) aus Rollen bestehen, die voneinander getrennt sind und sich in Richtung der Breite des Strangs (3) erstrecken.
10. Bogenstranggießanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmte Kokille
(1) einen Krümmung.sr ad ιuk von 2 bis 4,9 m aufweist.
11. Bogenstranggießanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Geradrichteinrichtung
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(4, 5, 6) Rollen kleinen Durchmessers aufweist, die in geringem Abstand voneinander an einem horizontalen
Abschnitt des Strangs (3) angeordnet sind.
130067/0702
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