DE3306186C2

DE3306186C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Angießen beim Horizontalstranggießen

Info

Publication number: DE3306186C2
Application number: DE19833306186
Authority: DE
Inventors: Frank Dipl.-Ing. Embourg Martiny
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1983-02-23
Filing date: 1983-02-23
Publication date: 1985-08-08
Also published as: JPS59159251A; FR2541148B1; FR2541148A1; GB2135919B; GB8404374D0; DE3306186A1; SE8306859L; SE8306859D0; GB2135919A

Abstract

Bei einem derartigen Verfahren zum Angießen beim Horizontalstranggießen von Metallen, insbesondere von Stahl, wird zunächst die Horizontalstranggießkokille innen und/oder außen vorgewärmt, um ihre inneren Oberflächen vollständig zu entwässern und zu trocknen. Probleme, die beim Angießen, d. h. beim Umgießen des Anfahrstrangkopfes und bei dessen Lösen aus der Horizontalstranggießkokille entstehen, werden dadurch beseitigt, daß nach dem Vorwärmen das Vorratsgefäß (2) mit einem Verschlußelement (11) und die Horizontalstranggießkokille (1) unter gleichzeitiger Bildung eines Anfahrstrangkopf-Hohlraumes (13) innerhalb der Horizontalstranggießkokille (1) verschlossen werden und daß in Abhängigkeit eines vorbestimmten Füllstandes im Anfahrstrangkopf-Hohlraum (13) nach einer vorgegebenen Zeitspanne das Abziehen des Gußstranges eingeleitet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Angießen beim Horizontalstranggießen von Metallen, insbesondere von Stahl, bei dem zunächst die Horizontalstranggießkokille innen und/oder außen vorgewärmt und nach dem Vorwärmen das Vorratsgefäß mit einem Verschlußelement verschlossen und später das Füllen des Vorratsgefäßes vorgenommen wird.

Solche Angießverfahren bzw. Vorrichtungen mit Anfahrsträngen dienen zur Bildung einer zugfähigen Verbindung zwischen einer Ausziehmaschine und dem Gußstrang beim Beginn eines Abgusses, wobei ein sogenanntes halbkontinuierliches Gießverfahren zugrundegelegt ist. Das bedeutet, daß bei jedem nachfolgenden Abguß der Anfahrvorgang unter Einsatz der Vorrichtung wiederholt werden muß.

Stand der Technik (DE-OS 24 42 469) ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anfahren eines Stranges beim horizontalen Stranggießen mittels eines Anfahrstranges, bei dem die Zuflußdüse vom Gießbehälter zur Kokille durch Einsetzen eines aufschmelzbaren Stopfens verschlossen, anschließend Schmelze in den Behälter gegossen und dann das Aufschmelzen des Stopfens

ίο solange verzögert wird, bis die Schlacketeilchen in der Schmelze hochgestiegen sind und den Bereich der Zuflußdüse verlassen haben. Damit soll die Aufgabe gelöst werden, Störungen der Gußhaut des Stranges durch Schlacketeilchen oder hitzebeständige Partikel wäh rend des Anfahrvorganges zu vermeiden.

Das bekannte Verfahren genügt zwar dem Erfordernis, das Vorratsgefäß ur.d die Horizontalstranggießkokiile an ihren inneren Oberflächen vollständig zu entwässern und zu trocknen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß das Abkühlen des um den Anfahrstrangkopf herumfließenden Metalles noch beschleunigt werden kann und daß es notwendig ist, eine intensivere Verbindung der erstarrenden Metallschmelze mit dem Anfahrstrangkopf zu schaffen.

Nachteilig ist an der bekannten Vorrichtung außerdem eine mit der Anfahrstange verbundene Buchse, die vor dem Anfahren durch den Kokilleneingang in das Innere der Fiorizontalstranggießkokille eingeführt werden muß, als Abdichtung wirkt und Probleme an der Stelle des Stoßes auf der Eingangsseite der Horizontalstranggießkokille schafft Es ist nämlich nicht ausgeschlossen, daß zum Beginn des Anfahrvorganges Metallschmelze in den unvermeidlichen Spalt zwischen Buchse und Kokilleninnenwand- bzw. zwischen Buchse und Kokillenstirnwandseite dringt. Ein leichtes Ausziehen der mit Stillstandsperioden bewegten Buchse wird außerdem durch die unvermeidliche Reibung zwischen dem Buchsenaußenmantel und der Kokillenwand beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und die entsprechende Vorrichtung für ein günstigeres Abkühlen und einer gleichzeitigen Bildung der notwendigen Verbindurg des Anfahrstrangkopfes mit der abkühlenden Metallschmelze zu schaffen, wobei trotzdem ein leichtes Ausziehen des Anfahrstrangkopfes aus der Horizontalstranggießkokille gewährleistet sein muß.

Die gestellte Aufgabe wird verfahrenstechnisch dadurch gelöst daß nach dem Vorwärmen die Horizontal- stranggießkokille gleichzeitig mit dem Verschließen des Vorratsgefäßes unter gleichzeitiger Bildung eines Anfahrstrangkopf-Hohlraumes innerhalb der Horizontal stranggießkokille verschlossen wird und daß der Zulauf der Metallschmelze in den für den Anfahrstrangkopf bestimmten Hohlraum erst dann erfolgt, wenn der Badspiegel im Vorratsgefäß sich zumindest über dem Niveau der Eingießöffnung der Horizontalstranggießkokille befindet. Bei diesem Verfahren umströmt die Metallschmelze ohne schockartige Wirkung den Anfahrstrangkopf und benetzt hierbei auch die innere Kokillenwandung, wodurch sofort eine Erstarrung der äußeren Bereiche durch die Kühlung der Hoirzontalstranggießkokille herbeigeführl werden kann. Hierbei kommt es vorteilhafterweise zu einem unmittelbaren Lösen des

b5 erstarrenden Gußwerkstofles von der inneren Kokillcnwandung. Sodann besteht ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens in der sehr genauen Bestimmung der Zeit für das Einleiten beim Abziehen des Gußstranges.

Insgesamt betrachtet kann der Gußstrang daher einfacher und ohne auftretende Komplikationen aus der Horizontalstranggießkokille abgezogen werden.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dahingehend gestaltet, daß ein Verschlußkcrper für die Horizontalstranggießkokille einen Hohlraum abtrennt und mit einem Anfahrstrangkopf verbinden ist der zumindest einen Arm aufweist, der sich zur Radialebene geneigt von innen nach außen erstreckt und unter Einhaltung eines Zwischenraumes zur inneren Kokillznwandung etüiet Dieser Anfahrstrangkopf besitzt den Vorteil, die Horizontalstranggießkokille an deren inneren Kokillenwandung nicht zu berühren und dadurch keine Komplikationen beim Ausziehen aus der Horizontalstranggießkokille zu bewirken. Der Anfahrstrangkopf schafft außerdem eine äußerst sichere Verbindung zwischen dem Gußstrang und der Anfahrstange.

Weiterhin ist die Vorrichtung verbessert indem der Verschlußkörper, der Anfahrstrangkopf unci zumindest ein Verschlußeiement für die Zulauföffnung in dem Ofenstein miteinander verbunden sind. Von der genauen Abstandshaltung des Verschlußkörpers zum Verschlußelement für den Ofenstein abgesehen ist hier ein sicherer Verschluß des Ofensteines über ein oder mehrere Verschlußeiemente vorteilhaft

Es wird aufgrund dieser Maßnahme außerdem ermöglicht daß das Verschlußelement für die Zulauföffnung in dem Ofenstein aus einer oder mehreren hintereinander angeordneten, aufschmelzbaren Metallplatten besteht Für derartige Metallplatten kommt insbesondere Aluminium im Hinblick auf das Vergießen von verschiedenen Stählen in Betracht Mit solchen mehreren hintereinander angeordneten Metallplatten läßt sich die Zeit für das Aufschmelzen und damit für das Befüllen des Hohlraumes beträchtlich genau einstellen.

Nach der weiteren Erfindung wird angestrebt, die Zeit für das Befüllen des Hohlraumes noch genauer zu bestimmen oder die vorgesehene Zeit entsprechend zu kontrollieren. Hierzu wird vorgeschlagen, daß in dem Hohlraum ein Meßfühler zur Ermittlung der Schmelzen-Füllstandshöhe vorgesehen ist, dessen Zuleitungen innerhalb des Querschnitts der Anfahrstange verlaufen und an Meß-, Regel- und/oder Steuerschaltkreise angeschlossen sind.

Die elektrischen Schaltzustände dieser Meß-, Regel- und/oder Steuerschaltkreise kann dahingehend beeinflußt werden, daß der Meßfühler aus zwei Meßpolen besteht, die über die Schmelze elektrisch verbindbar sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher besehrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen axialen Querschnitt durch eine Horizontalstranggießkokille, kurz vor der Angießphase beim Horizontalstranggießen von Stahl bzw. Stahllegierungen.

Die Horizontalstranggießkokille 1 ist dem Vorratsgefäß 2 unter Einfügung einer Isolation 3, eines Zwischenringes 4 und des verschleißfesten Dichtungsringes 5 zugeordnet.

Die Metallschmelze, insbesondere Stahl, mit einem Überhitzungszuschlag zur Schmelztemperatur, fließt, während des Abgießens kontinuierlich in das Vorratsgefäß 2 und aus dem Vorratsgefäß 2 durch die Eingießöffnung 6 in die Horizontalstranggießkokille 1 und wird dort äußerlich erstarrt als Gußstrang abgezogen.

Das kontinuierliche Abgießen der Metallschmelze kann jedoch erst nach dem Anfahrvorgang erfolgen, bei dem eine Verbindung mit der Anfahrstange 7 geschaffen werden muß, um die Ausziehkräfte auf den Gußstrang übertragen zu können.

In einer zweiten Phase nach dem Anwärmen der Hcrizontalstranggießkokille 1 werden das Vorratsgefäß 2 und die Horizontalstranggießkokille 1 gleichzeitig verschlossen. Die Vorrichtung für das Verschließen besteht aus dem Verschlußkörper 8, der im Ausführungsbeispiel aus mehreren Graphitscheiben 8a in Verbindung mit

to der Anfahrstange 7 gebildet wird. Die Anfahrstange 7 ist außerdem mit dem Anfahrstrangkopf 9 verbunden und letzterer trägt zusätzlich an einer Metallstange 10 als Verschlußelement 11 aufschmelzbare Metallplatten 11a. Die Anzahl der Metallplatten 11a und/oder deren πιει 5 tallischer Werkstoff kann als Regulativ für das Eindringen der Metallschmelze in die Horizontalstranggießkokille nach Zeit und Menge dienen. Das Einschieben der Anfahrstange 7 mit dem Anfahrstrangkopf 9 zusammen mit der Metallstange 10 und den Metallplatten lia verschließt automatisch die Zulauföffnung 2a des Ofensteins 2b. Während des Einschiebens gleiten nur die Graphitscheiben 8a auf der inneren ICokillenwandung la. Diese geringfügige Berührung ist hinsichtlich einer möglichen Beschädigung der inneren ICokillenwandung la unbedeutend. Die Anfahrstange 7 ist demgegenüber unter Einhaltung eines Luftspaltes 12 mit Spiel in das Innere der Horizontalstranggießkokille 1 eingebracht worden.

Auf dem Verschlußkörper 8 aufgesetzt und axial fest mit der Anfahrstange 7 verbunden, befindet sich die Vorrichtung zum Verbinden der Anfahrstange 7 mit dem zu bildenden Gußstrang. Der Anfahrstrangkopf 9 ist in einem Anfahrstrangkopf-Hohlraum 13 angeordnet, dessen Volumen zusammen mit den vorgeschalteten Räumen berechnet und daher bekannt ist, so daß auch die Zeit für das Auffüllen des Anfahrstrangkopf-Hohlraums 13 bestimmt ist. Im Anfahrstrangkopf 9 sind radial nach außen gerichtete Arme 9a befestigt, die zur inneren Kokillenwandung la einen Zwischenraum 14 einhalten. In Längsrichtung der Gießader ist der Anfahrstrangkopf 9 mittels des Befestigungselementes 15 mit der Anfahrstange 7 verbunden.

Für eine andere Methode, die Zeit für das Ende des Auffüllens der Metallschmelze innerhalb des Hohlraums 13 zu bestimmen, ist der Meßfühler 16 vorgesehen, dessen elektrische Zuleitungen 16a und 166 durch den Kanal 17 verlaufender selbst aus der Nut 17a in der Kokillenwandung la und aus der Nut \7b in der Anfahrstange 7 gebildet ist. Der Kanal 17 ist so bemessen, daß durch die Metallschmelze im Hohlraum 13 verdrängte Luft in die Atmosphäre entweichen kann. Die Zuleitungen 16a und 16£> sind an die Stromquelle 18 angeschlossen, wobei innerhalb einer der Zuleitungen 16a, 166 ein Signalgeber 19, z. B. eine Kontrollampe angeordnet ist.

Sobald die Meßpole 20 durch die einfließende Metallschmelze elektrisch verbunden werden, meldet daher der Signalgeber 19 optisch das Ende des Auffüllvorganges an, so daß der Ausziehvorgang mittels der Anfahrstange 7 und einer weiter nicht gezeigten Ausziehmaschine eingeleitet werden kann. Es versteht sich, daß die Zuleitungen 16a und 16£> Bestandteil eines Meß-, Regel- und/oder Steuerschaltkreises sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Angießen beim Horizontalstranggießen von Metallen, insbesondere von Stahl, bei dem zunächst die Horizontalstranggießkokille innen und/oder außen vorgewärmt und nach dem Vorwärmen das Vorratsgefäß mit einem Verschlußelement verschlossen und später das Füllen des Vorratsgefäßes vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Vorwärmen die Horizontalstranggießkokille (1) gleichzeitig mit dem Verschließen des Vorratsgefäßes (2) unter gleichzeitiger Bildung eines Anfahrstrangkopf-Hohlraumes (13) innerhalb der Horizontalstranggießkokille (1) verschlossen wird und daß der Zulauf der Metallschmelze in den für den Anfahrstrangkopf (9) bestimmten Hohlraum (13) erst dann erfolgt, wenn der Badspiegel im Vorratsgefäß (2) sich zumindest über dem Niveau der Eingießöffnung (6) der Horizontalstranggießkokille (1) befindet

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verschlußkörper (8) für die Horizontalstranggießkokille (1) einen Hohlraum (13) abtrennt und mit einem Anfahrstrangkopf (9) verbunden ist, der zumindest einen Arm (9a) aufweist, der sich zur Radialebene geneigt von innen nach außen erstreckt und unter Einhaltung eines Zwischenraumes (14) zur inneren Kokillenwandung (la^endet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper (8), der Anfahrstrangkopf (9) und zumindest ein Verschlußelement (11) für die Zulauföffnung (2a) in dem Ofenstein (2b) miteinander verbunden sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement (11) für die Zulauföffnung (2a) in dem Ofenstein (2b) aus einer oder mehreren hintereinander angeordneten, aufschmelzbaren Metallplatten (llajbesteht.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hohlraum (13) ein Meßfühler (16) zur Ermittlung der Schmelzen-Füll standshöhe vorgesehen ist, dessen Zuleitungen (16a, t6b) innerhalb des Querschnitts der Anfahrstange (7) verlaufen und an Meß-, Regel- und/oder Sieuerschaltkreise angeschlossen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler (16) aus zwei Meßpolen (20) besteht, die über die Schmelze elektrisch verbindbar sind.