DE3113192C2

DE3113192C2 - Verfahren zum elektromagnetischen Rühren einer Stahlschmelze in mehreren Bereichen einer Stranggießanlage

Info

Publication number: DE3113192C2
Application number: DE3113192A
Authority: DE
Inventors: Kenzo Ayata; Takasuke Ashiya Hyogo Mori; Kiichi Kobe Narita
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1980-04-02
Filing date: 1981-04-01
Publication date: 1984-11-29
Also published as: FR2481968B1; IT8120816A0; SE8102097L; AU6902381A; DE3113192A1; GB2073075B; FR2481968A1; CA1182619A; ES8202062A1; US4637453A; GB2073075A; AU541510B2; ES501019A0; IT1168118B; SE447070B; SU1156587A3; BR8102004A; US4515203A; IT8120816A1

Abstract

Beschrieben wird ein kontinuierliches Stahl-Gußverfahren, das zur Herstellung von Stahlguß befriedigender Qualität mit geringen Mitten-Seigerungen eingerichtet ist. Geschmolzener Stahl wird elektromagnetisch an mindestens zwei der folgenden drei Stellen, nämlich der Gußform, der Zwischen- und der Enderstarrungszone eines kontinuierlichen Gußbandes gerührt. In der Gußform wird ein Magnetfeld angelegt, das von einem Wechselstrom mit einer Frequenz f = 1,5 ~ 10 Hz induziert wird und eine Stärke G im Bereich von 195 · e ↑- ↑0 ↑, ↑1 ↑8 ↑f ~ 1790 · e ↑- ↑0 ↑, ↑2 ↑f an der inneren Oberfläche der Gußform hat. In der Zwischen-Erstarrungszone wird ein Magnetfeld verwendet, das von einem Wechselstrom mit einer Frequenz f = 1,5 ~ 10 Hz induziert wird und eine Magnetflußdichte G im Bereich von 195 · e ↑- ↑0 ↑, ↑1 ↑8 ↑f ~ 1790 · e ↑- ↑0 ↑, ↑2 ↑f an der Oberfläche des Bandes hat, oder ein Magnetfeld, das von einem Wechselstrom mit einer Frequenz f = 50 ~ 60 Hz induziert wird, und eine Magnetflußdichte G im Bereich von 0,6 · 10 ↑6/(D-107) ↑2 ~ 1,8 · 10 ↑6/(D-100) ↑2 an der Oberfläche des Bandes hat, wobei D die Dicke einer erstarrten Schalenschicht des Bandes ist. Für das elektromagnetische Rühren in der End-Erstarrungszone wird ein Magnetfeld angelegt, das von einem Wechselstrom mit einer Frequenz f = 1,5 ~ 10 Hz induziert wird und eine Magnetflußdichte im Bereich von 895 · e ↑- ↑0 ↑, ↑2 ↑f ~ 2137 · e ↑- ↑0 ↑, ↑2 ↑f hat.

Description

Kristalle, wodurch sowohl die Miltenseigerungseffekte in erheblichem Umfang reduziert als auch der Temperaturgradient deutlich verringert werden, was seinerseits wiederum zur Porenbildungsverringerung beiträgt Zudem ist beim erfindungsgemäßen Verfahien beispielsweise die erzielbare deutliche Verringerung der Mittcnseigerung unabhängig vom Kohlcnstoffanieii.

Als Sumpfspitzenbereich ist hierbei derjenige Bereich bezeichnet, in dem bei einem Gußstrang mit einer Q:».erschnittsfläche von mehr als 400 cm² der kleinere Durchmesser des noch geschmolzenen Strangkerns weniger als 100 mm und bei einem Gußstrang mit einer Querschnittsfläche von weniger als 400 cm² der kleinere Durchmesser des noch geschmolzenen Strangkerns weniger als die halbe Länge der kürzeren Strangseite beträgt

Die bei einer Frequenz von 1,5 Hz an der inneren Stranggießkokillenwandoberfläche einzuhaltende Magnetflußdichte S liegt hierbei im Bereich von ca. 15 bis 132,6 mT, während dieser Bereich bei einer Frequenz von 10 Hz von 3,2 bis 24,2 mT reicht Im Sumpfspitzenbereich beträgt der Magnetflußdichtenbereich bei einer Frequenz von 1,5 Hz 66,2 bis 158 mT und bei einer Frequenz von 10 Hz 12 bis 28,8 mT.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

F i g. 1 die Beziehungen zwischen der Magnetflußdichte und dem zentralen Seigerungsverhältnis bzw. dem negativen Seigerungsverhältnis im sogenannten weißen Band,

F i g. 2 in graphischer Darstellung den jeweiligen optimalen Bereich der Magnetflußdichte in Abhängigkeit von der Frequenz,

F i g. 3 ein der F i g. 5 ähnliches Diagramm,

F i g. 4 in graphischer Darstellung den optimalen Bereich der Magnetflußdichte in Abhängigkeit von der Dicke D,

F i g. 5 ein den F i g. 1 und 3 entsprechendes Diagramm,

F i g. 6 in graphischer Darstellung den jeweils optimalen Magnetflußdichtenbereich in Abhängigkeit von der Frequenz und

Fig.7 ein Diagramm der in Querrichtung des Gußstrangs auftretenden Seigerungen.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden exemplarisch unter Bezugnahme auf seine Anwendung bei beruhigtem Stahl mit geringem Kohlenstoffgehalt erläutert.

Zunächst wurde mittels eines LD-Konverters geschmolzener Stahl hergestellt, dessen chemische Zusammensetzung nach Einstellung der Al- und FeMn-Komponenten zum Zeitpunkt des Abstichs im wesentlichen C=0,13%, Mn = 0,45%, Si = 0,06%, P=0,014%, S-0,017%, Cu = 0,01%, Ni =0,01%, Cr = 0,02%, Mo = 0,01% und Al-0,035% betrug. Nach einer Aufbereitungsbehandlung wurde der geschmolzene Stahl kontinuierlich über eine Stranggießkokille eingeführt, wobei zum Vermeiden der Erzeugung von Einschlüssen während des Gießens ein oxydationsfreier Zustand mittels einer Ar-Dichtung zwischen Pfanne und Trichter sowie Kokille aufrechterhalten wurde.

Dem geschmolzenen Stahl wurde in der Stranggießkokille ein schmierendes Pulver zugesetzt, das beispielsweise aus SiO₂ = 33,9%, CaO = 34,0%, AI₂O₃ = 4,3%, Fe₂Oj = 2,0%, Na₂O = 8,4%, K₂O = 0,6%, MgO = 0,9%,

F « 5.1 % und C = 5,5% besteht

Der geschmolzene Stahl beginnt in der Stranggießkokille aufgrund der Kühlwirkung der Kokillenwandfläche von seiner äußeren Umfangsfläche her zu erstarren und wird kontinuierlich von der Stranggießkokille nach unten in die sekundäre Kühlzone gefördert Am Außenumfang der Stranggießkokille ist eine elektromagnetische Spule vorgesehen, die zur Induktion eines Magnetfeldes für das elektromagnetische Rühren von Wechsei- strom durchflossen wird.

Zum elektromagnetischen Rühren innerhalb der Stranggießkokille wird hierbei eine Frequenz von 1.5 bis 10Hz verwendet, die durch die geringe magnetische Permeabilität aufweisenden Kupferwände der Strang gießkokille lediglich geringfügig gedämpft wird und ei ne effektive Übertragung der magnetischen Kraft auf den geschmolzenen Stahl ermöglicht Zur Erzielung einer guten elektromagnetischen Rührwirkung innerhalb der Stranggießkokille und insbesondere zur effektiven Verringerung der Zahl der Einschlüsse im Gußstrang beträgt der Bereich der Magnetflußdichte San der inneren Stranggießkokillenwandoberfläche

19.5 χ e-⁰¹»' < B < 179 χ e-°-²'(mT).

Die Einhaltung dieses Bereichs ermöglicht eine drastische Verringerung der Einschlüsse im Gußstrang, wodurch sich dessen Kaltverformbarkeit verbessert und somit die Gefahr des Auftretens von Sprüngen redu ziert ist.

Zudem erzwingt das elektromagnetische Rühren unter Einhaltung der vorstehend genannten Bereichswerte die Erzeugung von gleichachsigen Kristallkeimen im geschmolzenen Stahl. Dieses Erzeugung gleichachsiger Kristallkeime in dem gerührten geschmolzenen Stahl ist in der anfänglichen Erstarrungsphase leichter möglich, in der die säulenförmigen Dendrite, die ausgehend von der Außenoberfläche des Gußstrangs wachsen, noch sehr fein sind und leicht aufgelöst werden können. Dies ermöglicht die Erzeugung sehr kleiner gleichachsiger Kristallkeime in großem Umfang. Die Erzeugung von gleichachsigen Kristallkeimen wird darüber hinaus durch den Kühleffekt beschleunigt, der aus der Fließbewegung des geschmolzenen Stahls im Meniskusab- schnitt der Stranggießkokille resultiert

Bei der Herstellung eines Gußstrangs, dessen Querschnittsfläche größer als 400 cm² ist, wird die Frequenz des Stroms vorzugsweise aus dem Bereich von 1,5 bis 4 Hz mit Rücksicht auf die starke magnetische Permea bilität gewählt, die erforderlich ist, um ein entsprechend intensives elektromagnetisches Rühren zu erzielen. Die magnetische Flußdichte B wird hierbei unter Berücksichtigung der vorstehend genannten Gleichung gewählt.

Der vom unteren Ende der Stranggießkokille abgezogene Gußstrang kann einem erneuten elektromagnetischen Rühren in der sogenannten Zwischen-Erstarrungszone, d. h. dem Sumpfbereich zwischen Stranggießkokille und Sumpfspitzenbe^reich mittels eines Ma- gnetfelds unterzogen werden, das durch eine den Gußstrang umgebende elektromagnetische Spule erzeugt wird* Dabei wird unter Berücksichtigung der magnetischen Permeabilität eine niedrige Rührfrequenz von 1,5 bis 10 Hz bei einer Magnetflußdichte ß(mT) im Bereich

b5 von 19,5 xe-^0lll/<0 <179xe-°-^2f an der Gußstrangoberfläche verwendet. Falls die elektromagnetische Spule sehr nahe am Gußstrang angebracht werden kann, kann anstelle der niedrigen Frequenz eine her-

kömtnliche Frequenz von 50 bis 60 Hz verwendet werden. In letzterem Fall beträgt der zu wählende Bereich für die Magnetflußdichte B bei einem Gußstrang mit einer in mm angegebenen erstarrten Schalendicke D:

60

180

(D -lOÖP

Durch dieses zusätzliche elektromagnetische Rühren im Sumpfbereich unterhalb der Stranggießkokille werden die Einschlüsse über einen größeren Bereich des Querschnitts des Gußstrangi noch weiter verringert, was die Kaltverformbarkeit insgesamt noch mehr erhöht. Zudem trägt das elektromagnetische Rühren in diesem Bereich zur weiteren Erzeugung gleichachsiger Kristallkeime in diesem Bereich bei. Gleichzeitig verringert sich hierdurch die Zahl der im Gußstrangoberflächenbereich auftretenden Risse.

Bei der Herstellung von Stählen mit geringem Kohlenstoffgehalt treten bei herkömmlichen Stranggießverfahren zusätzlich zu den bereits erwähnten Einschlüssen starke Lunkerbildungen in den Strangmittelabschnittcn auf. Diese Lunkerbildungen lassen sich durch das zusätzlich zum Rühren in der Stranggießkokille erfolgende Rühren im Sumpfspitzenbereich unterdrücken.

Weiterhin tritt herkömmlicherweisc in Stählen mit geringem Kohlenstoffgehalt auf Grund des schnellen Wachstums säulenförmiger Kristalle das sogenannte »Brücken«-Phänomen auf. Durch das vorstehend beschriebene elektromagnetische Rühren in der Stranggießkokille sowie gegebenenfalls im Sumpfbereich werden diese säulenförmigen Kristalle jedoch aufgelöst und die Anzahl der gleichachsigen, kleinen Kristalle erhöht. Das elektromagnetische Rühren des noch geschmolzenen Stahls im Sumpfspitzenbereich dient zur weiteren Verteilung des geschmolzenen Stahls zwischen den einzelnen gleichachsigen Kristallkörnern und gleichzeitig zur Reduzierung des Temperaturgradienten. Damit verfestigen sich die gesamten noch nicht erstarrten Abschnitte praktisch gleichzeitig, so daß die Erstarrungshohlräume fein verteilt sind, d. h. die Erzeugung aufeinanderfolgender Hohlräume im Mittelabschnitt unterdrückt ist Zum Rühren im Sumpfspitzenbereich dient eine Frequenz von 13 bis 10 Hz bei einer Magnetflußdichte B an der Gußstrangoberfläche im Bereich von

893 x t-⁰²' < B <213,7 χ e-^mT)

Aus der vorstehenden Beschreibung ist somit klar ersichtlich, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren synergistische Effekte aufgrund des Rührens des Gußstrangs sowohl in der Stranggießkokille als auch im Sumpfspitzenbereich unter Einhaltung der angegebenen Frequenz- und Magnetflußdichtebereich-Bedingungen erzielbar sind. Die erfindungsgemäßen Effekte treten nicht nur bei den vorstehend beschriebenen Stählen mit geringem Kohlenstoffgehalt, sondern ebenso bei Stählen mit mittlerem oder hohem Kohlenstoffgehalt auf.

Bei der Anwendung des beschriebenen Verfahrens bei Stählen mit mittlerem oder hohem Kohlenstoffgehalt, bei denen Verringerungen der negativen Seigerungen und der Mitten-Seigerungen gewünscht sind, ist es vorteilhaft, die Frequenz für das elektromagnetische Rühren in der Stranggießkokille im Bereich von 1,5 bis 10 Hz und die Magnctflußdichte B an der Gußstrang· oberfläche im Bereich von

zu wählen. Beim elektromagnetischen Rühren im Sumpfbereich, d. h. dem Bereich zwischen Stranggießkokille und Sumpfspitzenbereich wird hierbei vorzugsweise eine Frequenz im Bersich vcn 1,5 bis 10 Hz und s eine Magnetflußdichte B an der Gußstrangoberfläche im Bereich von

26,8 χ e-⁰¹»' <,B< 74,5 χ e-"·² '{ml)

oder übliche Frequenzen von 50 bis 60 Hz und einer Magnetflußdichte dan der Gußstrangoberfläche im Bereich von

75/(D-107)² <B75/(D-100)²(T)

gewählt.

Bei den nachfolgenden Ausführungen ist insbesondere auf die Mittenseigerungen Bezug genommen. F i g. 1 zeigt das Verhältnis der Mittenseigerungen zu den in der Oberflächenschicht erzeugten Seigerungen bei unterschiedlichen Intensitäten des elektromagnetischen Rührens, d. h. bei Variieren der Magnetflußdichte bei bestimmten Wechselstromfrequenzen für das elektromagnetische Rühren in der Stranggießkokille. Hier- bei wurde geschmolzener Stahl eingesetzt, der durch 3-Chargen-Blasen in einem LD-Konverter erhalten worden war und dessen chemische Zusammensetzung nach Einstellen der Al- und Fe-Komponenten zum Zeitpunkt des Abstichs folgende Werte betrug: C-0,61%, Mn = 0,90%, Si = 1,65%, P-0,020%, S-0,015%, Cu-0.13%, Ni-0,01%, Cr-0,02%, Mo-0,01% und Al = 0,030%. Dabei sollte die Magnetflußdichte zur Einhaltung zulässiger Bereiche der Mittenseigerungsverhältnisse und der negativen Seigerungsverhältnisse in der Oberflächenschicht dieser Art von Gußsträngen auf einen bestimmten Bereich beschränkt sein. Zur Erzielung einer bestimmten Rückwirkung im geschmolzenen Stahl ist es notwendig, daß die Magnetflußdichte in einem bestimmten, frequenzabhängigen Bereich liegt

Aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß die Frequenz /des Wechelstroms im Bereich von 1,5 bis 10 Hz und die Magnetflußdichte B an der Gußstrangoberfläche im Bereich

26.8 χ e-⁰¹»' < fl < 743 x e-o

263xc-^ow <BS74.5χe «'(mT)

liegen sollen. Bei einer Frequenz von 13 Hz entspricht dies einem Magnetflußdichtebereich von 20,4 bis 55 mT und bei einer Frequenz von 10Hz einem Magnetfluß dichlenbereich von44bis 101 mT.

Die Einhaltung der vorstehend angegebenen Werte läßt Gußstränge erzielen, die aufgrund der geringen Mittenseigerungen gute Kaltverformbarkeit sowie aufgrund der geringen negativen Seigerungen in der Ober- flächenschicht hohe Abschreckhärte zeigen.

F i g. 1 zeigt die Auswirkungen des niederfrequenten Rührens mit einer Frequenz von 13 bis 10 Hz in der Stranggießkokille auf die Mittenseigerungen des Kohlenstoffs und die negativen Seigerungen im weißen Band beim Stranggießen von Blöcken mit einem Gehalt von 0.6% C, wobei das Verhältnis der auf der linken Ordinate aufgetragenen Mittenseigerungen beim Anwachsen der auf der Abszisse aufgetragenen Magnetflußdichtc in einem bestimmten Bereich rasch nbfällt.

b^r> Aiulcrer-seils wachsen clic auf der rechten Ordinate aufgetragenen negativen Scigcrungcn im weißen Bund linear mit der MagnctfluUdichtc an. In Fig. I ist ein optimaler Bereich für das elektromagnetische Rühren

schraffiert dargestellt, in dem das Mittcnseigerungs-Verhältnis von C < 1,2 und das Verhältnis der negativen Seigerungen von C < —0,1 ist. Der optimale Bereich der Magnetflußdichte wird bei höheren Frequenzen kleiner und beträgt bei 2 Hz 18,7 bis 50 niT und bei 4 Hz 13 bis 33,5 mT.

In F i g. 2 ist schraffiert der optimale Bereich zwischen Frequenz und Magnetflußdichte, wie er durch die vorstehend angegebene Gleichung (1) ausgedrückt ist, dargestellt. Bei einer Frequenz von 1,5 Hz reicht er in etwa von 20 bis 55 mT, während er bei 10 Hz von ungefähr 3,5 bis 1OmT reicht.

Zur weiteren Verringerung der Irregularitäten der Mittenseigerungen in Axialrichtung des Gußstrangs ist es zweckmäßig, zusätzlich zum elektromagnetischen Rühren in der Gußstrangkokiüe den Gußstrang einem zusätzlichen elektromagnetischen Rühren im Sumpfbereich zwischen Stranggießkokille und Sumpfspitzenbereich zu unterziehen, wodurch die Mittenseigerungen aufgrund der Erzeugung einer größeren Menge gleichachsiger Kristalle weiter verbessert werden. Das elektromagnetische Rühren in diesem Bereich erfolgt dabei vorzugsweise unter Einhaltung der angegebenen Frequenzbereiche und der durch die Gleichung (2) oder (3) bestimmten zugehörigen Magnetflußdichte. Der durch die Gleichung (2) umrissene optimale Bereich ist durch dieselben Gründe festgelegt, wie sie für das Rühren in der Kokille berücksichtigt wurden.

Im folgenden wird die Schalendicke im Sumpfbereich für den Fall betrachtet, daß technische Frequenzen benutzt werden. Ähnlich wie in F i g. 1 sind in F i g. 3 die Beziehungen zwischen der beim elektromagnetischen Rühren im Sumpfbereich angewendeten Magnetflußdichte und den Mittenseigerungen sowie den negativen Seigerungen im Weißband, bezogen auf Gußstränge mit Schalendicken von 20 bis 60 mm, dargestellt. Die optimalen Bereiche sind schraffiert wiedergegeben.

In Fig.4 ist der optimale Bereich der Magnetflußdichte in Abhängigkeit von der in mm angegebenen Dicke D der erstarrten Schale gezeigt

Wie bereits erläutert, führt das zusätzliche elektromagnetische Rühren im Anschluß an das Rühren in der Gußstrangkokille zur Verringerung der Seigerungen in den Gußsträngen. Dieser Effekt zeigt sich auch beim Zug-Einschnürungsverhältnis.

Während die Irregularitäten der Mittenseigerungen in Gußstrang-Axialrichtung durch das kombinierte elektromagnetische Rühren in der Gußstrangkokille und im Sumpfbereich verbessert werden, wird die Rate der Mittenseigerungen (Hauptkonzentration im Axial-Mittelabschnitt) durch das elektromagnetische Rühren im Sumpfspitzenbercich verbessert Durch Erzeugen einer Fließbewegung in dem noch geschmolzenen Stahl wird dieser effektiv im Bereich der gleichachsigcn Kristalle des geschmolzenen Stahls gerührt Das Rühren im Sumpfspitzenbereich, in dem der noch vorhandene geschmolzene Stahl im Vergleich mit dem Rühren im Bereich der Säulenkristalle nahezu keinen Temperaturgradienten mehr aufweist, bewirkt, daß der geschmolzene Stahl an der Erstarrungsgrenzfläche einer Verdichtung unterzogen und zwischen den einzelnen Kristallkörnern verteilt wird, wobei eine weitere Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung des geschmolzenen Stahls verhindert wird. Daher schreitet die Erstarrung praktisch gleichzeitig im Sumpfbereich des geschmolzenen Stahls fort, wobei verdichteter geschmolzener Stahl zwischen den einzelnen Kristallkörnern eingeschlossen wird. Dies führt zu einer Verbreiterung des weißen Bandes und damit zu einer Verringerung der Scigerungswahrscheinlichkeil.

Beim beschriebenen Verfahren wird hierbei die Magnetflußdichte unter Berücksichtigung des zulässigen Bereichs der Mitiensnitfcun^srate und der Rats der negativen Seigerungen im weißen Band beschränkt Um eine bestimmte Rührwirkung im geschmolzenen Stahl zu erzeugen, sollte die Magneiflußdichte bezogen auf die Frequenz in einem bestimmten Bereich liegen. Wie in dem Diagramm in F i g. 6 gezeigt ist, liegt der optima-Ie Bereich der Magnetflußdichte B an der Gußstrangoberfläche bei einem Wechselstrom mit einer Frequenz /■von 1,5 bis 10 Hz bei:

89,5 χ e-^|)2Of < B <213,7 χ e-^|lw(mT)

Die Einhaltung dieser Beziehungen ergibt Gußstränge, deren Kaltverformbarkeit aufgrund geringer Mittenseigerungen und deren Abschreckhärte aufgrund der verringerten Anzahl negativer Seigerungen im weißen Band sehr gut sind, wodurch die Ausschußrate drastisch herabgesetzt ist.

F i g. 5 zeigt in ähnlicher Weise wie in den F i g. 1 und 3 die Wirkungen eines umfangsmäßig einwirkenden Rührens mit niedriger Frequenz (1,5 bis 10 Hz) auf die Mittenseigerungen und die negativen Seigerungen im Weißband beim Stranggießen von Stahlblöcken mit einem Gehalt von 0,60% C. Aus diesen Beziehungen erhält man den in Fig.6 dargestellten und durch Gleichung (4) wiedergegebenen optimalen Bereich der Magnetflußdichte B.

In Fig. 7 sind die Mittelwerte des Kohlenstoffgehalts in Zugrichtung über die Breite eines Gußstrangs aus 0,60% C-Stahl aufgetragen, der nach elektromagnetischem Rühren in der Stranggießkokille und im Sumpfspitzenbereich unter Einhaltung der vorstehend angeführten Bedingungen erhalten wurde. Ersichtlich ist beim elektromagnetischen Rühren sowohl in der Stranggießkokille als auch im Sumpfspitzenbereich, was mit (o) bezeichnet ist, die Bildung von allgemein als weißes Band bezeichneten negativen Seigerungen und die Bildung von Mittenseigerungen beträchtlich reduziert, im Vergleich zu dem Fall, daß nicht gerührt wird (o) und dem Fall, daß lediglich in der Stranggießkokille gerührt wird (Δ). Das kombinierte elektromagnetische Rühren sowohl in der Stranggießkokille als auch im Sumpfspitzenbereich zeigt somit synergistische Effekte, wodurch nicht nur Irregularitäten der Mittenseigerungen in Gußstrang-Axialrichtung unterdrückt werden, sondern auch die Mittenseigerungsrate erniedrigt ist.

Damit sind verschiedene Eigenschaften unter Einfluß der Kaltverformbarkeit des resultierenden Gußstrangs verbessert Durch zusätzliches Rühren im Surnpfbercich zwischen Stranggießkokille und Sumpfspitzenbereich lassen sich diese Ergebnisse noch weiter verbessern.

Das beschriebene Verfahren bewirkt somit eine wirksame Verringerung der Einschlüsse bei Stählen mit hohem, mittlerem oder niedrigem Kohlenstoffgehalt und führt weiterhin zu einer Reduzierung der Mittenseigerungen sowie von deren Irregularitäten. Damit lassen sich Gußstränge hoher Qualität erzeugen, deren Oberflächenqualität, Kaltverformbarkeit, Bearbeitbarkeit und Abschreckhärte gute Werte aufweisen.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 bekannt bei dem ausschließlich in der Stranggießkokille Patentansprüche: mittels eines Magnetfelds gerührt wird, das zur Verbes serung der Rühreffizienz durch einen Induktionsstrom

1. Verfahren zum elektromagnetischen Rühren ei- mit einer Frequenz von weniger als 10 Hz erzeugt wird, ner Stahlschmelze in mehreren Bereichen in einer 5 Die Stärke des induzierten Magnetfelds liegt hierbei Stranggießanlage, wobei in der Stranggießkokille ei- zwischen 50 und 200 mT, wobei allerdings nicht ange^ene Frequenz für das elektromagnetische Magnetfeld ben ist, an welcher Stelle im Stranggießkokillenöereich von weniger als 10 Hz und eine magnetische Fluß- diese Magnetflußdichte auftreten soll. Die Qualität des dichte von weniger als 200 mT verwendet wird, d a - erzeugten Stahls ist jedoch verhältnismäßig gering, insdurch gekennzeichnet, daß sowohl in der io besonders, da lediglich im Stranggießkokillenbereich Stranggießkokille mit einer Frequenz von 13 bis gerührt wird.

10 Hz und mit einer Magnetflußdichte £an der inne- Weiterhin ist aus der DE-OS 29 02 237 ein Verfahren

ren Stranggießkokillenwandoberfläche im Bereich zum elektromagnetischen Rühren einer Stahlschmelze

von 15,5 x e-°·¹⁸' bis 179Xe-⁰^ (mT) als auch im bekannt, bei dem sowohl im Kokillenbereich als auch im

Sumpfspitzenbereich mit einer Frequenz von 1,5 bis is Sumpfbereich unterhalb der Stranggießkokille gerührt

10 Hz und mit einer MagnetfluBdichte B an der wird. Für das Rühren im Kokillenbereich wird hierbei

Gußstrangoberfläche von eine Magnetfeld-Drehfrequenz unterhalb 15Hz verwendet, während cias Rühren im Sumpfbereich unter-

89,5 χ e-w'bis 213,7 χ e-^mT) halb der Kokille bei einer Drehfrequenz von etwa 50 Hz

20 erfolgt. Allerdings sind bei dem bekannten Verfahren

gerührt wird. keinerlei Angaben über die jeweiligen Magnetflußdich-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn· ten getroffen, so daß bei ungeeigneter Magnetflußdichzeichnet, daß der Gußstrang zusätzlich im Sumpfbe- te die Rührwirkung von optimalen Werten stark abreich zwischen Stranggießkokille und Sumpfspitzen- weicht, d. h„ hinsichtlich seiner Qualität nicht optimaler bereich mit einer Frequenz /von 1,5 bis 10Hz und 25 Stahl erzeugt wird.

mit einer Magnetflußdichte B an der Gußstrang- Darüber hinaus ist aus der DE-OS 29 11 842 ein Ver-

oberfläche im Bereich von fahren zum elektromagnetischen Rühren bekannt, bei

dem unterhalb der Stranggießkokille ein einziger elek-

19,5 χ e-^^bis 179 Xe^-0^(InT) tromagnetischcr Rührer angeordnet ist Zur Vermei-

30 dung von Turbulenzen in der Schmelze erfolgt bei dem

gerührt wird. bekannten Verfahren das Umrühren asymmetrisch, in-

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn- dem entweder die in die einzelnen Phasenspulen eingezeichnet, daß mit einer Magnetflußdichte B im Be- speisten Phasenströme unterschiedlich sind oder aber reich von 26,8 χ c-⁰-¹⁸'bis 74,5 xe-^w(mT) gerührt die Phasenspulen asymmetrisch ausgebildet sind. Zur wird. 35 Erzielung einer großräuinigcn Umrührwirkung werden

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- die Phasenspulen mit einer Frequenz von 0,5 bis 4 Hz zeichnet, daß der Gußstrang zusätzlich im Sumpfbe- gespeist. Durch dieses Verfahren läßt sich zwar eine reich zwischen Stranggießkokille und Sumpfspitzen- gewisse Verringerung der Lunkerbildung sowie der Seibereich mit einer Frequenz t von 50 bis 60 Hz und gerungseffektc erzielen, jedoch sind diese Verringerunmit einer Magnetflußdichte ß an der Gußstrang- 40 gen zur Erzeugung hervorragender Stahlqualität nicht oberfläche im Bereich von 6XlO⁴Z(D-IO?)² bis ausreichend.

18 χ 10V(D-IOO)² (mT) gerührt wird, wobei D die in Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein VerMillimetern angegebene Dicke der erstarrten fahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 Strangschale bezeichnet. zu schaffen, das sich durch sehr gute Rührqualität aus-

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn- 45 zeichnet und damit die Erzeugung hervorragender zeichnet, daß mit einer MagnetfluBdichte B im Be- Stahlqualitäten ermöglicht.

reich von Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil

des Patentanspruchs 1 genannten Maßnahmen gelöst.

75x1O³/(D-107)²bis75xl0³/(D-lO0)²(mT) Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich

j 50 aufgrund der sehr guten Rührwirkung hervorragende

P gerührt wird. Stahlqualitäten erzeugen. Dies ist insbesondere durch

:' 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden An- den sich beim Rühren sowohl in der Stranggießkokille

..! Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Strang- als auch im Sumpfspitzenbereich einstellenden synergi-

;| gießkokille mit einer Magnetflußdichte B im Bereich stischen Effekt begründet, der aus dem Zusammenwir-

■£t von 26,8 χ e-⁰·¹⁸'bis 74,5 χ c-°^!f(mT) gerührt wird. 55 ken der in der Stranggießkokille bzw. im Sumpfspitzen-

|ϊ· 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bereich stark unterschiedlichen Rührwirkungen resul-

ή dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Gußstrang tiert und eine optimale Reduzierung der bei der Abkühle mit einer größeren Querschnittsfläche als 400 cm² in lung zwangsweise auftretenden Störfaktoren bewirkt.

;;■: der Stranggießkokille mit einer Frequenz /"von 1,5 Während das Rühren in der Stranggießkokille bei Ein-

J₁: bis 4 Hz gerührt wird. bo haltung der angegebenen Frequenz- und Magnetfluß-

G; dichtcnbcrciche nämlich eine drastische Verringerung

_ von Fremdkörpern in der abgezogenen Stahlschmelze

und ein effektives Aufbrechen der sich üblicherweise von der Stranggießkokillenwand her bildenden säulen-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem μ förmigen Kristalle in kleine gleichachsige Kristalle er-

Oberbegriff des Patentanspruchs 1. zwingt, bewirkt das nachfolgende Rühren imSumpfspit-

Aus der DE-OS 25 28 931 ist ein derartiges Verfahren zcnbereich eine effektive Verteilung des noch ge-

zum elektromagnetischen Rühren einer Stahlschmelze schmolzenen Stahls im Bereichs dieser gleichachsigen