DE3112947A1

DE3112947A1 - "verfahren und anlage zum bogenstranggiessen"

Info

Publication number: DE3112947A1
Application number: DE19813112947
Authority: DE
Inventors: Tadashi Himeji Hyogo Murakami; Shuji Kitakyushu Fukuoka Nagata; Takashiro Nonaka; Yasuo Suzuki
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1980-04-02
Filing date: 1981-03-31
Publication date: 1982-02-18
Also published as: CA1186473A; NL183635B; US4433717A; ES8303145A1; IT1143480B; ES510016A0; IN155878B; DE3112947C2; MX155720A; FR2479720B1; NL183635C; AU6887681A; ES8205597A1; ES501012A0; CH652628A5; FR2479720A1; BR8101991A; IT8167457A0; NL8101538A; BE888233A

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;

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 (S_n) 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

des Strangs in ⁰C ist;
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

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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
D_R>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

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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

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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

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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., R_c 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 R_1r - 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-

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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

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-

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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.

Beispiel 1

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.

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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

Beispiel 2

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,,

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Claims

PATENTANWALT!«: DH.KADOIUDR.KLlJNkKK K 13 262 Nippon Steel Corporation 6-3, Otemachi 2-chome Chiyoda-ku Tokyo / JAPAN Verfahren und Anlage zum Bogenstranggießen Patentansprüche

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-

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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.

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