DE3247002C1

DE3247002C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Angiessen von duennen Straengen aus Stahl beim Stranggiessen

Info

Publication number: DE3247002C1
Application number: DE3247002A
Authority: DE
Inventors: Dieter 4130 Moers Kothe; Bernhard 4330 Mülheim Krüger; Dietmar A. 4230 Wesel Lohse; Gerd 4200 Oberhausen Möllers; F. Dr.-Ing. 4100 Duisburg Pleschiutschnigg; Wolfgang Prof.Dr.-Ing. 4130 Moers Reichelt; Peter Dr.-Ing. 4152 Kempen Voss-Spilker; Elmar Dr.-Ing. 4133 Neukirchen Wagener
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1982-12-18
Filing date: 1982-12-18
Publication date: 1983-12-22
Also published as: JPS59130666A; US4830087A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Angießen dünner Stränge aus Stahl beim Stranggießen mit einem Gießquerschnittsverhält- so nis Länge/Breite von mindestens 10:1 bis 50 :1 unter Verwendung von Tauchausgüssen, die allseitig einen Mindestabstand zur Wandung der Stranggießkokille einhalten und auf eine der Gießtemperatur der Schmelze entsprechend angenäherte Temperatur vorgewärmt werden.

Unter dem Begriff »dünne Stränge« bzw. »Dünnstränge« versteht der Fachmann wickelfähiges Gießgut mit flachem Querschnitt. Dünne Stränge werden gegossen, um eine Reduzierung des Querschnitts im Walzwerk weitestgehend einzusparen.

Ziel der Dünnstrangtechnik ist es, die Grundlagen für das Stranggießen von Strangquerschnitten im Bereich der Dicke 30 bis 130 mm und im Bereich der Breite von bis 1600 mm zu schaffen. Die Bestrebung der Erfindung geht dahin, die Abmessungen des gegossenen Produktes so nahe an das gewalzte Endprodukt heranzuführen, daß nur noch die für die Weiterverarbeitung in Kalt- oder Warmwalzwerken notwendige Mindestverformung beim Walzen aufgebracht werden muß. Die Dünnstrangtechnik betrifft daher Flachprodukte aus Stahl und die zugehörigen Warmbreitbandstraßen, bei denen die Vorgerüste entfallen können.

Stand der Technik ist die Erfahrung, daß zumindest theoretisch beim Gießen eines Dünnstranges nur noch die sogenannte Speckschicht des sonst üblichen Brammenstranges zu erzeugen ist, hingegen keine Seigerungen, keine schädlichen Anreicherungen im Strangkernbereich zu erwarten sind und im übrigen aufgrund der herkömmlichen Kühlverfahren eine dendritenarme Erstarrung erzielt werden kann.

Dennoch erfordert die Dünnstrangtechnik beim Anfahren des Gießvorganges eine neue Verfahrenstechnik sowie neue Vorrichtungen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, verfahrenstechnisch und vorrichtungstechnisch die Grundlagen für das Dünnstranggießen von Stahl zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Tauchausguß bzw. die Tauchausgüsse während des Angießens weiterbeheizt werden und daß das Abziehen des dünnen Stranges. bei Erreichen des Niveaus einer der Tauchausgußöffnung entsprechenden Badhöhe automatisch eingeleitet wird. Bei Dünnstrangquerschnitten ist damit zu rechnen, daß sich aufgrund der Minimalabstände des oder der Tauchausgüsse zur inneren Kokillenwandung Brücken aus Ablagerungen bilden, die z. B. aus Tonerdeaufwachsungen entstehen, deren Bestandteile auf der Zusammensetzung der Tauchausguß-Werkstoffe, wie z. B. Tonerde oder Graphit, beruhen. Auch bei anderer Zusammensetzung ist an der Dreiphasenlinie Tauchausguß/Schlacke/FIüssigstahl mit Brückenbildung zu rechnen, so daß ohne besondere Maßnahmen ein Angießverfahren ohne die erfindungsgemäße Lehre schnell zum Einfrieren und damit zum Abbruch des Angießverfahrens führen würde. Sodann ist besonders vorteilhaft, während der Anfahrphase ein schnelles Abkühlen der inneren Bereiche um die Tauchausgüsse bis nahe zur Kokillenwandung hin zu vermeiden, indem eine externe Wärmezufuhr erfolgt. Ein aufgrund der Erfindungslehre ablaufender Anfahrvorgang ist insbesondere bedeutsam im Hinblick auf aluminiumberuhigte Stähle.

Die weitere Maßnahme, die das Stranggießen von Dünnsträngen aus Stahl ermöglicht, ist in dem automatischen Einleiten des Gußstrangabziehens zu sehen. Bei einem derartigen Verfahren kann eine Handsteuerung nicht mehr als zulässig angesehen werden, zumal ein ausreichender Einblick auf die Stranggießkokille nicht gegeben ist und der Anfahrvorgang aufgrund der Lehre der Erfindung früher als bisher durch das Einleiten das Abziehvorganges abgeschlossen werden muß.

Das Vermeiden von Tonerde-Aufwachsungen an Tauchausgüssen aus Tonerde-Graphit ist, wie bereits ausgeführt, ein wichtiger Gesichtspunkt für das Gelingen des Anfahrvorganges, der jedoch auch während des kontinuierlichen Abgusses erhebliche Bedeutung besitzt. Das erfindungsgemäße Verfahren wird aus diesem Grund durch die Anwendung des Prinzips gasender Tauchausgüsse auf Tauchausgüsse in einer Dünnstrangkokille verbessert.

Der weiteren Erfindung liegt eine Vorrichtung zum Gießen der Dünnstränge aus Stahl zugrunde, bestehend aus einer Stranggießkokille mit nachfolgendem, gebogenem Stützrollengerüst. Die weitere Erfindung wendet sich daher der besonderen Schwierigkeit beim Zuführen

von Flüssigstahl in die Stranggießkokille mit Dünnstranggießquerscnitt zu. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung bildet, daß der Tauchausguß aus metallkeramischem Werkstoff oder aus hochschmelzenden Metallen bzw. Metalloxiden besteht und daß in dem von der Schmelze nicht benetzten Teil des Tauchausgusses eine elektrische Beheizung vorgesehen ist. Demgegenüber ist es lediglich bekannt (US-Patentschrift 43 59 625) einen Tauchausguß in Betriebsstellung aufzuheizen, wobei allerdings alleine ca. 50 Minuten benötigt werden_r um den kalten Tauchausguß elektrisch auf 800⁰C zu erwärmen. Als hochschmelzende Metalle kommen Wolfram, Rhodium und Tantal in Betracht. Ein solcher Tauchausguß kann außerhalb der Dünnstrangkokille vorgewärmt werden, so daß in Betriebsstellung nur noch etwaige Wärmeverluste durch die elektrische Beheizung gedeckt zu werden brauchen.

Sodann wird vorgeschlagen, daß der Tauchausguß länglichen Querschnitt aufweist.

Für eine günstige Verteilung des flüssigen Stahls ist vorgesehen, daß die Längenerstreckung des Tauchausgußquerschnitts zumindest das Zweifache der Breitenerstreckung beträgt.

Eine Berührung der Stahlschmelze mit dem Tauchausguß während des Anfahrvorganges wird ferner dadurch ermöglicht, daß die elektrische Beheizung aus dem Werkstoff des Tauchausgusses selbst besteht, der einen Ohm'schen Widerstand bildet und in dem zumindest 20% Graphit enthalten sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch ein Vorratsgefäß mit Tauchausguß und Stranggießkokille für Dünnstränge während des Anfahrvorgangs und

F i g. 2 einen senkrechten Querschnitt durch Vorratsgefäß, Tauchausguß und Stranggießkokille für Dünnstränge in der Anfahrphase gemäß F i g. 1.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird an den F i g. 1 und 2 erläutert: Jeder Strangader 1 ist ein Vorratsgefäß 2 vorgeschaltet, das aus einer nicht weiter dargestellten Gießpfanne mit flüssiger Stahlschmelze gefüllt gehalten wird. In Zusammenwirkung des Tauchausgusses 4 mit einer Stopfenvorrichtung 5 fließt die flüssige Stahlschmelze geregelt in die Stranggießkokille 6. Die Stranggießkokille 6 weist einen Gießraum 6a auf, dessen Verhältnis Länge zu Breite extrem hoch ist. Das Verhältnis deckt einen Bereich von 3 :1 bis 50 :1 und mehr ab. Dieses Verhältnis entspricht Dickenabmessungen von 30 bis 130 mm und Längenabmessungen von 400 bis 1600 mm.

Der Anfahrvorgang läuft bei der von unten mittels des Anfahrstrangkopfes 7 bzw. dem weiter nicht

35 gezeigten flexiblen oder starren Anfahrstrang verschlossenen Stranggießkokille 6 wie folgt ab: Der Anfahrstrangkopf 7 ist mittels Dichtungsmaterial 8 in die vorgewärmte Stranggießkokille 6 eingesetzt. Während das vorgewärmte Vorratsgefäß 2 bei geschlossener Stopfenvorrichtung 5 aufgefüllt wird, wird der außerhalb der Stranggießkokille 6 vorgewärmte Tauchausguß 4 warmgehalten. Hierbei ist der Tauchausguß 4 wie gezeichnet im Gießraum 6a auf eine zum zukünftigen Badspiegel 9 und zur Höhe des Niveaus 10 der Tauchausgußöffnung 4a abgestimmte Höhenlage eingestellt, wobei diese Höhenlage für den Obergang des Anfahrens in das Abziehen des Gußstanges eine besondere Bedeutung besitzt. Die sich zu diesem Zeitpunkt innerhalb der Stranggießkokille 6 befindliche Menge an flüssiger Stahlschmelze (unterhalb des Niveaus 10) darf einesteils im Mindestabstand 11 (Fig.2) nicht erstarrt sein und andernteils muß der Tauchausguß 4 die Breite des Gießraums 6a soweit ausnutzen, daß er selbst der Beanspruchung des Gießverfahrens so lange wie möglich standhält und in der Lage ist, die notwendige Menge an flüssiger Stahlschmelze zuzuführen. Nachdem also die Stahlschmelze unter gleichzeitigem Warmhalten des Tauchausgusses 4 das Niveau 10 erreicht hat, wird das Niveau 10 gemessen und das Meßergebnis an Schaltelemente weitergegeben, die den Antrieb einer Ausziehmaschine automatisch einschalten. Damit ist gleichzeitig oder unter einem bestimmten zeitlichen Vorhalt ein weitergehendes Öffnen der Stopfenvorrichtung 5 verbunden, so daß der Badspiegel 9 schnellstmöglich erreicht wird. In dieser Phase wird der Zustand kontinuierlichen Eingießens von Schmelze erreicht, so daß aus der Stranggießkokille 6 nunmehr der Dünnstrang kontinuierlich austritt und der Badspiegel 9 auf der angestrebten Höhe einreguliert bleibt.

Der Tauchausgußquerschnitt 4b im Bereich der Tauchausgußöffnung 4a kann anders als gezeichnet mit einer mehrfachen Breitenerstreckung in der Ebene der Längserstreckung (F i g. 1) ausgeführt sein. Innerhalb der Wandung 4c können außerdem in dem von der Schmelze nicht benetzten Teil des Tauchausgusses 4 Heizwiderstandsdrähte für eine elektrische Beheizung vorgesehen sein. Es ist auch vorteilhaft, daß die Wandung 4c des Tauchausgusses 4 bis zum Ende Ad aus elektrisch leitfähigem, hitzebeständigem Werkstoff gebildet ist, dessen Zusammensetzung zumindest 20% Graphit aufweist.

Der Tauchausguß 4 besteht nach einem anderen Vorschlag aus metallkeramischem Werkstoff oder aus hochschmelzenden Metallen, wie z. B. Wolfram, Rhodium, Tantal oder deren Legierungen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

- Leerseite -

Hi'

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Angießen dünner Stränge aus Stahl beim Stranggießen mit einem Gießquer-Schnittsverhältnis Länge/Breite von mindestens 10 :1 bis 50 :1 unter Verwendung von Tauchausgüssen, die allseitig einen Mindestabstand zur Wandung der Stranggießkokille einhalten, und auf eine der Gieß temperatur der Schmelze entsprechend angenäherte Temperatur vorgewärmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchausguß bzw. die Tauchausgüsse während des Angießens weiterbeheizt werden und daß das Abziehen des dünnen Stranges bei Erreichen des Niveaus einer der Tauchausgußöffnung entsprechenden Badhöhe automatisch eingeleitet wird,

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anwendung des Prinzips gasender Tauchausgüsse auf Tauchausgüsse in einer Stranggießkokille für dünne Stränge.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, bestehend aus einer Stranggießkokille mit nachfolgendem Stützrollengerüst, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchausguß (4) aus metallkeramischem Werkstoff oder aus hochschmelzendem Metallen bzw. Metalloxiden besteht und daß in dem von der Schmelze nicht benetzten Teil des Tauchausgusses (4) eine elektrische Beheizung vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchausguß (4) länglichen Querschnitt aufweist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längenerstrekkung des Tauchausgußquerschnitts (4b) zumindest das Zweifache der Breitenerstreckung beträgt.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Beheizung aus dem Werkstoff des Tauchausgusses (4) selbst besteht, der einen Ohm'schen Widerstand bildet und in dem zumindest 20% Graphit enthalten sind.