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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung sowie
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die Anwendung spezieller Verfahren zum Bogenstranggleßen von Metall,
insbesondere von Stahl, mit nachfolgendem Zurückbiegen des durch Zwangskühlung in
Bogenform abkühlenden Gußstranges, bei dem aus einem über der Bogenstranggießkokille
angeordneten Vorratsbehälter die Metallschmelze in die Bogenstranggleßkokllle eingeführt
und der GieBspiegel-geregelt wird, wobei der GieBspiegel erheblich unter der Horizontalen
durch den Oszillationsmittelpunkt liegt und die Metallschmelze unter den Gießspiegel
in die Bogenstranggießkokille eingelenkt wird.
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Beim Stranggießen von Metallen, insbesondere von Stahl, neigen die
Gußstränge mit steigender Bauhöhe der Stranggießanlage zur Ausbauchung der Strangschale
zwischen den Rollen, und zwar in Abhängigkeit des ferrostatischen Druckes der Metallsäule
über dem jeweiligen Rollenpaar.
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Bei sinkender Bauhöhe der Stranggießanlage neigen die Gußstränge zu
einem schlechteren Reinheitsgrad des GuBgefüges und außerdem zu steigenden Rückbiegedeformationen.
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Die größten Bauhöhen erfordern Senkrechtanlagen, bei denen der Gußstrang
allerdings die vorstehend genannten Nachteile nicht aufweist. Andererseits sind
Bauhöhen von Senkrechtanlagen häufig nicht erwünscht.
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Die geschilderten Nachteile bestehen jedoch bei gegenüber Senkrechtanl
agen verminderter Bauhöhe, wovon Senkrecht-Abbiegeanlagen, Kreisbogenanlagen, Ovalbogenanlagen
und Ovalbogenanlagen verminderter Bauhöhe betroffen sind. Andere Verhältnisse ergeben
sich im übrigen bei Horizontal anlagen.
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Mit den bisherigen Anlagentypen waren insbesondere Einflüsse auf den
Reinheitsgrad des Stahl es verbunden (makroskopische Einschlüsse). Die Entwicklung
der einzelnen Anlagentypen verlief
im Grunde genommen im Hinblick
auf die Verschlechterung des Reinheitsgrades bei verminderter Anlagenbauhöhe und
führte zu den folgenden Hauptanl agentypen: a) Kreisbogenanlagen mit einem Radius
zwischen 10 bis 15 m, je nach Strangdicke oder b) Senkrecht-Abbiegeanlagen mit zwei
Biegezonen, nämlich der Abbiegezone in einem Kreisbogen von 8 bis 10 m und der-Rückbiegezone
in die Horizontale.
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Die unter a) und b) genannten Anlagentypen stellten bisher den Stand
der Entwicklung als technisches Optimum für die Strangqualität und als wirtschaftliches
Minimum für die Umwandlungskosten bei der Weiterverarbeitung von im Stranggießverfahren
erzeugten Metalls; insbesondere von Stahl; dar.
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Eine Verbesserung des Problems "Reinheltsgrad" wurde in der weiteren
Entwicklung des Stranggießens durch die Entwicklung von neuen Verfahrenstechniken
in den Bereichen "Pfannenmetallurgie" und "StranggieSverfahrenstechnik" erzielt.
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In der Pfannenmetallurgie führten höhere Reinheitsgrade (z.B.
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Entschwefelung) und In der Stranggießverfahrenstechnik der sogenannte
gasende Tauchausguß (DE-OS 31 49 399) zu einem Stranggußmaterial, das frei von makroskopischen
Einschlüssen ist.
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-Nach dem heutigen Stand der Stranggießtechnik kann ein Stahl frei
von makroskopischen oxidischen Einschlüssen selbst auf einer Ovalbogenanlage relativ
niedriger Bauhöhe im Strang vergossen werden. Diese Techniken lassen daher eine
Verminderung der Bauhöhe von Stranggießanlagen der in Betracht kommenden Anlagentypen
möglich erscheinen.
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Die Verminderung der Bauhöhen der bezeichneten Anlagentypen entsprechend
dem System der Bogenbauforn führt jedoch zu erheblichen Nachteilen. Der Gußstrang
muß mit einer höheren Gesamt-Innendefonnation sowie mit einer höheren Gesamt-Außendefonnation
belastet werden, wobei die Biegekräfte vom Kreisbogen mit dem Anfangsradius bis
in die Horizontale gerechnet und aufsummiert werden müssen.
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Hierbei entstehen mehrere Gefahrenstellen an den Biegepunkten.
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Nachteilig ist auch eine Änderung des Querschnitts beim Rückbiegen.
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Es ist bekannt (CH-PS 403 172), beim Bogenstranggießen den Gießspiegel
unterhalb einer durch den Krümmungsmittelpunkt der Stranggießkokille gelegten horizontalen
Ebene zu haltern. Hierbei ist jedoch das Eingießproblem deshalb als ungelöst anzusehen;
weil weder das schräge freifallende Eingießen, das elektroinduktiv beeinflußte freifallende
Eingießen, noch das senkrecht freifallende Eingießen unter Vergrößerung des Stranggießkokilleneingangs
eine brauchbare Temperaturverteilung im Gießraum der Stranggießkokille bewirken.
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Unter der Prämisse, daß eine spezielle Pfannenmetallurgie sowie eine
spezielle Tauchausgußtechnik beachtet werden, ist der Erfindung die Aufgabe zugrundegelegt,
die Bauhöhe von Kreisbogenanlagen und Ovalbogenanlagen zu vermindern und gleichzeitig
das EingieB-problem zu lösen.
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Die gestellte Aufgabe wird verfahrenstechnisch dadurch gelöst, daß
bei einer 10° bis 30e unter der Horizontalen liegenden Bogenstranggießkokille die
Metallschmelze durch ein Tauchausgußrohr hindurch in die Strangseele des Gießraums
eingelenkt und im Gießraum mit gleichmäßigem Strömungsprofil über den Gießquerschnitt
verteilt wird. Die Vorteile dieses Verfahrens betreffen
die Sekundärkühlung
und die Tauchausguß-Technik. In der Sekundärkühlung sind geringere Wassermengen
erforderlich. Hierbei tritt eine Annäherung der Spritzpläne für Feinblech an diejenigen
für Grobblech ein, wobei nicht ausgeschlossen wird, auf die Spritzwasser-Sekundärkühlung
ganz zu verzichten. Die Verkleinerung der Tauchausguß-Querschnitte betrifft das
Gießen von Brammen-, Vorblock-, Knüppel- und Rundsträngen kleinerer Dicke (kleiner
als 140 mm) und kleinerer Abmessungen (kleiner als 140 mm Vierkant bzw. Rundprofil)
mit Tauchausguß oder Tauchrohr mit Gießpulver.
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Die bisherigen Anlagen-Bauhöhen für sogenannte "Standard-Anlagen",
die bisher ein technisches Optimum für die Strangqualität und ein Minimum für die
Umwandlungskosten (Strangguß) darstellten, können nunmehr weiter unterschritten
werden. Es können nunmehr Kreisbogen-Anlagen und Ovalbogen-Anlagen niedrigster Bauhöhe
verwirklicht werden. Die Bauhöhe wird nur noch von dem notwendigen ferrostatischen
Druck bestimmt, der dazu dient, die Schwindungshohlräume bei der Erstarrung mit
Restschmelze nachzuspeisen.
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Die Fli eßgeschwindigkeit der Schmelze muß daher nur noch größer sein
als die Geschwindigkeit der Erstarrungsfront. Die Fließgeschwindigkeit ist bekanntlich
abhängig von dem ferrostatischen Druck und den Fließquerschnitten im Zweiphasengemisch
Schmelze/Kristall, das wiederum beeinflußt wird von der Art der Erstarrung (dendritisch
oder globulitisch). Die Erstarrungsart wird hier als Material konstante vorausgesetzt.
Die Möglichkeit, einen stranggegossenen Stahl "frei von makroskopischen Einschlüssen"
selbst mit noch niedrigeren Anlagentypen erzeugen zu können, führt folglich zu einer
Verschiebung der bekannten "Standard-Anlagen" in Richtung einer niedrigeren und
dennoch optimalen Bauhöhe.
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Weitere vorteilhafte Wirkungen ergeben sich durch strangspezifische
Merkmale, wie z. B. geringere Ausbauchung, geringere Innendeformation, geringere
InnenriBbildung-und geringere Kernlockerung, ferner durch eine homogenere Strangoberflächentemperatur,
homogenere
Strangtemperatur (geringerer Temperaturgradient über den Querschnitt), weniger Wärmeentzug,
höherer Energieinhalt des Stranges am Ende der Maschine, daher Energieeinsparung,
bessere Oberflächenqualität sowie bessere Bedingungen für die Heißchargierung (Innenqualität,
Oberflächenqualität und höherer Wärmeinhalt).
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Aufgrund dieser insgesamt beachtlichen Vorteile können eventuell als
Nachteile angesehene Gesichtspunkte, wie z.B. größere benötigte Grundflächen durchaus
in Kauf genommen werden. Sämtliche Vorteile entstehen ursächlich durch die Anordnung
der Bogenstranggießkokille an einem Ort des Kreisbogens (des Ovalbogens), bei dem
der Gießspiegel nicht orthogonal zur Tangente des Anlagenbogens steht.
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Einen wesentlichen Verfahrensschritt bildet die Zuführung der Metallschmelze
in die Bogenstranggießkokille. Das erfindungsgemäße Verfahren wird daher dahingehend
weitergebildet, daß die Metallschmelze auf einer fest eingestellten Höhe in die
Bogenstranggießkokiale in Richtung der Strangseele eingelenkt wird. Dieses Einlenken
dient der Bildung einer symmetrischen Stahl strömung sowie einer symmetrischen Stahlpefletra%ion.
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In dieser Richtung wirkt außerdem, daß die Metallschmelze auf einer
Bogenbahn in Richtung der Strangseele der Bogenstranggießkokille eingelenkt wird.
Hierdurch werden weitestgehend parallel zu den Kantenlängen des Strangquerschnitts
verlaufende Gießwellen erzeugt.
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Es ist daher grundsätzlich vorteilhaft, wenn die Metallschmelze mit
einer in Komponenten-Richtungen des Verlaufs der Strangseele bzw. der Breite des
Gießquerschnitts gerichteten Strömung in die Bogenstranggi eßkoki 11 e eingesenkt
wird.
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Das relativ schwierige Einführen der Schmelze wird ferner noch dadurch
begünstigt, daß das Strömungsprofil der Metallschmelze symmetrisch zur Strangseele
(bogenförmig verlaufende Symmetrieachse bei Rund- und Quadrat- bzw. Vorblockfonnaten)
bzw. zur Mittenebene (bogenförmig verlaufende Symmetrieebene bei Brammenformaten)
eingestellt wird.
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Die konstruktive Gestaltung der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
wird insbesondere dadurch beeinflußt,' daß die Bogenstranggießkokille in dem Quadranten,
der durch die Krümmungsmi ttel punkt-Horizontale bzw. -Vertikale begrenzt wird,
in einem Winkelbereich von ca. 15° bis ca. 30° zur Horizontalen angeordnet ist und
daß die Metallschmelze mittels eines zumindest höheneinstellbaren, geraden oder
eines gebogenen Tauchausgußrohres einlenkbar ist.
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Diese Anordnung der Bogenstranggießkokllle an einem Ort des Kreisbogens
bzw. Bogens, bei dem der Gießspiegel nicht orthogonal zur Tangente des Anlagenkreisbogens
bzw. des Anlagenbogens steht, ist mit verschiedenen Vorteilen verbunden: Die Gesamtkonzeption
des Rol lengerüstes gestattet kleinere Rollendurchmesser, kleinere Rollenabstände
und zunächst keine geteilten Rollen sowie vor allen Dingen einen einheitlichen Rollendurchmesser
für die gesamte Strangführung. Im Bogenteil der Stranggießanlage sind weniger Segmente
erforderlich, ferner nur wenige seitliche Führungsschienen und damit geringere Mengen
an Baustahl. Selbstverständlich entsteht eine geringe Hallenhöhe und damit geringe
Kranhöhen.
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Vom Hüttenfl ur aus besteht eine bessere Zugänglichkeit. Es kann ferner
ein einheitlicher Segmenttyp für die gesamte Strangführung gewählt werden, wodurch
die Ersatzteilhaltung wirtschaftlicher wird. Die neue Stranggußanl age führt ferner
zu kleineren Maschinenelementen und zu kleineren Fundamenten.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das gebogene Tauchausgußrohr
auf einer Bogenbahn über der Bogenstranggießkokille bewegbar und einstellbar ist.
Für ein derartiges Tauchausgußrohr ist daher keine exakte Höheneinstellung erforderlich.
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Eine exakte Höheneinstellung des geraden Tauchausgußrohres auf die
Strangseele kann dadurch erzielt werden, daß das gerade Tauchausgußrohr vertikal
und horizontal auf die Strangseele des Gießraumes einstellbar ist. Diese Einstellbarkeit
kann sogar auf die Strömungsverhältnisse am äußeren und inneren Bogen des Strangverlaufs
mit einer geringfügigen Verschiebung Einfluß ausüben. Das gleichmäßige Strömungsprofil
läßt sich auch dadurch unterstützen, indem das Tauchausgußrohr außen gerade und
innen einen der unteren Mündung sich nähernden Bogenverlauf aufweist, in der Art;
daß an der Mündung ein tangentialer Strömungsverlauf bezogen auf die Strangseele
vorhanden ist.
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Die Einstellbarkeit des geraden Tauchausgußrohres auf die gebogene
Strangseele des Gleßraums kann auch dadurch gegeben sein, daß das gerade Tauchausgußrohr
zusammen mit dem es tragenden Verteil ergefäß einstellbar ist.
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Die Erfindung basiert zwar auf der Anwendung eines oder mehrerer der
vorstehend erläuterten Verfahrensmaßnahmen bzw. Merkmalen, was jedoch nicht ausschließt,
zusätzlich zu diesen Merkmalen die gesamte Stranggußtechnik, soweit sie der Verminderung
der Bauhöhe von Stranggußanlagen dient, zur weiteren Verminderung der Anlagenhöhe
einzusetzen. Die Erfindung stellt sich daher auch als Anwendung des Verfahrens der
Pfannenmetallurgie zur Senkung des Anteils von unerwünschten Metallbegleltern dar,
wie z. B.
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Schwefel, Phosphor, Silizium und dgl., und der Anwendung des Verfahrens
des sogenannten gasenden Tauchausgusses zur Verhinderung der Ablagerung von Tonerde
Im Bereich eines Tauchausgusses bzw. eines Tauchrohres auf das Stranggießen von
Metall,
insbesondere von Stahl, mit unterhalb des Krümmungsmittelpunktes einer auf einem
Bogen oszillierend bewegten Bogenstranggleßkokille liegenden Gießspiegels. Die Vereinigung
der beiden bekannten Verfahren zusammen mit dem neuen Verfahren führt zwangsweise
zu einem Stranggußanlagentyp, auf dem Stranggußmaterial frei von makroskopischen
Einschlüssen erzeugt werden kann, und der eine geringstmögliche Bauhöhe besitzt,
ohne die Bauhöhe einer Horizontalstranggußanlage zu erreichen. Bei dem Anlagentyp
aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahmen handelt es sich daher um einen Stranggußanlagentyp,
der sehr stark der Horizontalstranggußanlage angenähert ist, jedoch auf der Basis
der Abkühlung und Gefügebil dung wie bei Senkrecht- bzw. Bogenanl agen arbeitet.
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In der Zeichnung ist der vorstehend geschilderte Sachverhalt zum Stand
der Technik und zu der vorliegenden Erfindung vergleichend dargestellt und wird
nachfolgend beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 die bekannten Stranggießanlagen-Typen
mit den auftretenden ferrostatischen Drücken, Fig. 2 dieselben bekannten Stranggießanlagentypen
zusammen mit ihren Wirkungen auf die Strangqualität (innere Deformation und Reinheitsgrad),
Fig. 3 ein Schaubild der Verfahrensweise "Pfannenmetallurgie", Fig. 4 ein Schaubild
als Vergleich der Kosten der reinen "Pfannenmetallurgie" gegenüber der "Pfannenmetallurgie
in Verbindung mit der Tauchausgußtechnik", Fig. 5 eine Gegenüberstellung der Erfindung,
mit C bezeichnet, gegenüber bekannten Anordnungen A und B von Bogenstranggießkokil
len,
Fig. 6 bis 8 die Darstellung verschiedener Anlagentypen im
Vergleich, Fig. 9 einen senkrechten Querschnitt durch die erfindungsgemäße Bogenstranggießkokille
mit dem gebogenen Tauchausgußrohr, Fig. 10 einen vertikalen Achsenschnitt durch
die erfindungsgemäße Bogenstranggießkokille mit einem geraden Tauchausgußrohr, Fig.
11 die Draufsicht auf eine Brammen-Bogenstranggießkokille mit einem mittig angeordneten
Tauchausgußrohr, Fig. 12 einen vertikalen Teilschnitt entsprechend der Schnittangabe
XII - XII gemäß Fig. 11, Fig. 12a einen horizontalen Schnitt durch das Tauchausgußrohr
gemäß Fig. 12 in Höhe der Auslauföffnungen, Fig. 13 eine Draufsicht auf eine Vorblock-Bogenstranggießkokille
mit mittig angeordnetem gebogenen Tauchausgußrohr, Fig. 14 einen vertSkalen Teilschnitt,
insbesondere durch das Tauchausgußrohr gemäß der Schnittangabe XIV - XIV aus Fig.
13 und Fig. 14a einen horizontalen Schnitt durch das Tauchausgußrohr im Bereich
der Auslauföffnung gemäß Fig. 14.
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In Fig. 1 sind die Stranggießanlagentypen fn Abhängigkeit von der
Bauhöhe (ferrostatische Höhe) dargestellt. Die Stranggleßanlagen-Typen bezeichnen
In der Reihenfolge der Ziffern 1 bis 6 eine Vertikal anlage, eine Senkrechtabblegeanl
age, eine Kreisbogenanlage, eine Ovalbogenanlage, eine Ovalbogenanlage niedriger
Höhe
sowie eine Horizontalanlage, die noch hinter der Entwicklungsspitze
liegt. Vertikal sind in Fig. 1 ansteigend die konstruktive Höhe und der ferrostatische
Druck eingetragen bzw. ablesbar.
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Sämtliche der gezeigten bekannten Stranggießanlagen-Typen 1 bis 6
zeigen mit steigender Bauhöhe die Neigung zur Ausbauchung der Strangschale zwischen
den Rollen und mit venninderter Bauhöhe die Neigung zu einem schlechteren Reinheitsgrad
und zu steigenden Rückbiegedeformationen.
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Die in Fig. 1 dargestellten und in Fig. 2 mit denselben Ziffern 1
bis 6 bezeichneten Stranggießanlagen-Typen besitzen folgendes gemeinsames Kennzeichen:
Die Position der Stranggießkokille ist so gewählt, daß der Gießspiegel orthogonal
zur Tangente des Anlagenkreisbogens steht.
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Die Stranggießanlagen-Typen 1 bis 5 nahmen bisher erheblichen Einfluß
auf den Reinheitsgrad des Stahles (makroskopische Einschlüsse). Diese Abhängigkeit
und die Ausbauchdeformation, hervorgerufen durch den ferrostati schen Druck führten
zu den beiden Hauptanlagentypen: - der Kreisbogenanlage (Ziffer 3) mit einem Radius
je nach Strangdicke zwischen 10 bis 15 m oder - der Senkrechtabbiegeanlage (Ziffer
2) mit zwei Biegezonen - der Abbiegezone in einem Kreisbogen von 8 bis 10 m und
- der Rückbiegezone in die Horizontale.
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Diese beiden Stranggießanlagen-Typen stellten bisher ein technisches
Optimum für die Strangqualität und ein Minimum für die Umwandlungskosten des Stranggußmaterials
durch Walzen dar.
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Wie in Fig. 2 deutlich zu erkennen ist, schneiden sich die Kurven
"Reinhei tsgrad/i nnere Qualität" und "makroskopi sche Einschl üsse/ innere Deformation"
im Punkt "a", der sehr nahe beim Stranggleßanlagentyp
3 liegt,
währenddem jedoch das Minimum der Kurve "Reinheitsgrad/innere Qualität" in der Nähe
des Punktes "b", d.h.
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beim Stranggießanlagen-Typ mit der Ziffer 5 bezeichnet liegen würde.
Eine Bauweise kombiniert gemäß den Stranggleßanlagentypen, Ziffer 3 mit Ziffer 5
wäre daher eine theoretisch optimale Lösung, die sich jedoch wegen der widersprüchlichen
Bogenverlaufsfornen nicht verwirklichen läßt. Mit anderen Worten lassen sich die
Merkmale der Punkte "a" und "b" nicht miteinander vereinigen.
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Fig. 3 erklärt durch die stammbaumähnliche Darstellung die verfahrenstechnischen
Maßnahmen, um den hohen Reinheitsgrad und die innere Qualität des Stranggußmaterlals
zu erreichen und ist insoweit selbsterklärend.
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Fig. 4 stellt einen Vergleich der pfannernetallurgischen Behandlung
der im Stranggießverfahren vergossenen Metallschmelze (Stahlschmelze) mit der Pfannenmetallurgie
in Kombination mit einer Tauchausgußtechnik dar, woraus sich gegenüber 100 Einheiten
von Investitionskosten lediglich 70 bis 80 Einheiten von erforderlichem Anlagenkapital
bei Anwendung von Pfannenmetallurgie in Verbindung mit der Tauchausgußtechnik ergibt.
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In Fig. 5 ist mit A das Prinzip einer Senkrechtabbiegeanlage, mit
B eine bekannte Kreisbogen- bzw. Ovalbogenanlage und mit C die Erfindung, d. h.
als Ausführungsbeispiel eine Kreisbogenanlage mit schrägliegender Bogenstranggießkokil
le dargestellt. Die Position der Bogenstranggießkokille ist in bekannter Weise entweder
an der Stelle im Kreisbogen mit dem Radius R1 des Quadranten, an der der Radius
R1 und die Horizontale zusammenfallen oder um einen Betrag "h" auf der Tangente
an die vorstehend beschriebene Stelle des Kreisbogens R1 in Richtung größerer Höhe
parallel verschoben.
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Damit ergeben sich für den Stranggußanlagen-Typ A Bauhöhen von H +
h und für den Stranggußanlagen-Typ B eine Bauhöhe von H.
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Im Vergleich hierzu steht die Bauhöhe H1 = R1 - (R1 x sin ot wobei
OC den Winkel durch den Schnittpunkt zwischen dem Radius R1 und der Höhe des Gießspiegels
H1 darstellt, für die schräg angeordnete Bogenstranggleßkokille gemäß der Erfindung.
Das Prinzip der Erfindung kann vorteilhafterweise in einem Winkelbereich o; von
15° bis 45" angewendet werden.
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Fig. 6 entspricht nun wieder dem Stranggießanlagen-Typ A, Fig. 7 dem
Stranggießanlagen-Typ B und Fig. 8 dem Stranggießanlagen-Typ gemäß der Erfindung,
d.h. der schrägliegenden Bogenstranggießkokille. Die in den Fig. 6 und 7 dargestellten
Stranggießanlagen-Typen A/Kreisbogenanlage bzw. B/Ovalbogenanlage zeichnen sich
durch eine normale Kokillenposition (der Gießspiegel liegt rechtwinklig zur Tangente)
aus. Diese beiden bekannten Stranggießanlagen-Typen unterscheiden sich jedoch in
ihrer Anlagenhöhe und der Anzahl von Biegepunkten. Hier ist zu beachten, daß gemäß
Fig. 6 eine allmählichere Rückbiegung des in der Bogenstranggießkokille im Kreis
gegossenen Stranges erfolgt, währenddem gemäß Fig. 7 eine weitaus stärkere Rückbiegung
stattfindet, allerdings unter dem Vorteil der niedrigeren-Anlagenbauhöhe H1, die
etwa dem Radius R2 entspricht.
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In der folgenden Tabelle sind die Merkmale der drei Anlagentypen gegenübergestellt:
R1 R2 R3 R4 JDR ÅDR H m m m m O A 10 - - - x y 10 0 B 5 6 10 15 x y 5 0 C 10 - -
- x y 5 30
In der Tabelle bzw. im folgenden bedeuten: JDR = Summe
der Innendeformationen ADR = Summe der Außendeformationen BD = Brammendicke SD =
Schalendicke RA = Außenradius.
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Die Tabelle macht zusammen mit den Figuren 6, 7 und 8 deutlich, daß
mit einem Neigungswinkel oG = 30° die halbe Anlagenhöhe H und die Deformation einer
10 m-Kreisbogenanlage (Stranggußanlagen-Typ A) erzielt werden können.
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Bei den Deformationen, die sich nach den Gleichungen B 2--x-SD JDR
= RA - BD + SD Innendeformation 50 ADR = RA - 1 Außendefornation BD ermitteln lassen,
handelt es sich im Falle der Ovalbogenanlage (Stranggießanlage Typ B) um die aufsummierte
Deformation, d. h. um die Gesamtdefornation.
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Stellt man die absolute Anlagenhöhe H in m bzw. die prozentuale Anlagenhöhe
einer 10 m-Kreisbogenanlage in Abhängigkeit vom Neigungswinkel oC dar, so ergeben
sich folgende Zusammenhänge: Mit einem Winkel davon 30° kann bereits die halbe Anlagenhöhe
erzielt werden. Der Winkel CL - 45" führt zu einer Anlagenhöhe von knapp 30 % (entsprechend
3 m Anlagenhöhe).
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Eine weitere Ausfükrungsform der Erfindung besteht in der Kombination
zwischen einer Kreisbogen- und Ovalbogenanlage mit schrägliegender Kreisbogenkokille
entsprechend der Erfindung. Eine solche
Kombination führt zu einem
Optimum zwischen den Problemen beim Eingießen in die Bogenstranggießkokille, den
Problemen der Deformation hinsichtlich der Strangdicke und der optimalen Anlagenhöhe
sowie der niedrigstmöglichen Deformation beim Richtvorgang. Die Kombination der
Stranggießanlagen-Typen gemäß den Fig. 7 und 8 stellt die größtmögliche Variationsbreite
zur Erzielung einer optimalen Stranggießanlagenhöhe dar. Mit einer solchen Kombination
ist u. a. der Vorteil verbunden, Freiheitsgrade hinsichtlich mehrerer De h Deformationsschritte
bei schrägliegender Kreisbogenkokille zu erzielen, wodurch eine verbesserte Stranggießumwandlungsstufe
hinsichtlich Stranggußqual ität, Investitionskosten und Betriebskosten ermöglicht
wird. Die Gesamtkosten für das Erzeugen von Stranggußmaterial sowie für deren Umwandlung
beim Walzen können gesenkt werden.
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Der Erfindung liegt, wie bereits ausgeführt, eine spezielle Eingießtechnik
In die Bogenstranggießkokllle zugrunde. Die vorausgesetzt schrägliegende Bogenstranggießkokille
7 (als Kreisbogen-Stranggießbogenkokille ausgeführt - Fig. 8, 9 und 10) wird auf
dem Radius R oszilliert. Hierbei befindet sich die Bogenstranggießkokille 7 in dem
Quadranten 8, der durch die Krümmungsmittelpunkt-Horizontale 9 bzw. die -Vertikale
10 begrenzt wird, in einem Winkelbereich von ot= = 15° bis maximal 45" zur Horizontalen.
Die Metallschmelze 11 bildet den Gießspiegel 12. Die spezielle Eingießtechnik besteht
nunmehr darin, daß die Metal lschmel ze 11 mittels eines zumindest höheneinstellbaren,
geraden Tauchausgußrohres 13 (Fig. 10) bzw. mittels eines gebogenen Tauchausgußrohres
14 (Fig. 9) so günstig in die Bogenstranggießkokille 7 eingeleitet wird, daß die
auftretenden Strömungsprofile am Tauchrohr oder an den Tauchausguß-Auslaßöffnungen
symmetrisch zur Strangseele 15 oder zur Mittenebene verlaufen. Hierbei entspricht
die Strangseele 15 der bogenförmig verlaufenden Symmetrieachse bei Rund- und Quadrat-Formaten
und der bogenförmig verlaufenden Symmmtrieebene
bei einem Brammenformat
(Rechteck-Querschnitt). Das gerade Tauchausgußrohr 13 besitzt zunächst eine Bewegungsfreiheit
in der Höhenverstellung, da die Auslaßöffnungen 13a auf dem mittleren Kreisbogen
(Symmetrieebene) liegen müssen. Das gebogene Tauchausgußrohr 14 hingegen ist mit
dem Radius R der Bogenstranggießanlage hergestellt und läßt somit eine Verschiebung
auf dem Kreisbogen der Bogenstranggießkokille 7 zu.
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Währenddem die Oberseite 7a der Bogenstranggießkokille 7 horizontal
gestaltet sein kann, ist es aus Herstellungsgründen -vorteilhaft, auch die Unterseite
7b der Bogenstranggießkokille 7 parallel, d. h. unter einer Horizontalen verlaufend,
zu gestalten.
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Andererseits ist vorgesehen, um den Gußstrang beim Austreten aus der
Bogenstranggießkokille vorteilhaft zu stützen, entsprechend Fig. 5; die Bogenstranggleßkokille
7 unter dem entsprechenden Winkel dC zum Krümmungsmittelpunkt hin verlaufend gestalten.
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Für das gebogene Tauchausgußrohr 14 ist eine entsprechende Vorrichtung
vorgesehen, wobei das Tauchausgußrohr 14 auf einer Bogenbahn 16 über der Bogenstranggießkokille
7 bewegbar und einstellbar ist. Für das gerade Tauchausgußrohr 13, das an dem Verteilergefäß
19 angeflanscht oder eingesetzt ist, ist sowohl eine Höhenverstellung 20 als auch
eine Seitenverstellung 20a vorgesehen, um auch dafür eine exakte Einstellung auf
der Strangseele 15 zu erlangen.
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Die Auslaßöffnungen der Tauchausgußrohre 13 bzw. 14 müssen die Strömungsverhältnisse
der Bogenstranggießkokille 7 berücksichtigen. In den Fig. 11 bis 14a sind für einen
Stranggießanl agen-Typ der Kreisbogenart mit schrägliegender Bogenstranggießkokille
die Tauchausguß- und Tauchrohr-Auslaßöffnungen für Brammen-, Knüppel-, Yorblock-
und Rundprofilstränge dargestellt.
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Gemäß Fig. 11 weist die Bogenstranggießkokille 7 Brammenformat 7c
auf. Hierfür ist (Fig. 12) das gerade Tauchausgußrohr 13 mit Auslaßöffnungen 13a
und 13b versehen. Die Auslaßöffnungen 13a bzw.
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13b verlaufen gemäß Fig. 12a grundsätzlich in Richtung der Längserstreckung
des Brammenformates 7c, jedoch auch mit Komponenten in Richtungen der Breite des
Gießquerschnitts und/oder des Verlaufs der Strangseele 15. Ein solches Strömungsprofil
bedeutet im Fall der Fig. 11, 12 und 12a, daß die Strömung gleichzeitig nach außen
und nach unten im Bogenverlauf eingelenkt wird. Die nach außen gerichtete Strömungskomponente
ist sehr klein gehalten.
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Für kleinere Gießformate, wie z. B. Rund- und Quadrat-Formate 7d (Fig.
13) ist das gebogene Tauchausgußrohr 14 (Fig. 14) vorgesehen, mittels dessen die
Metallschmelze 11 auf die Bahn der Strangseele 15 gebracht wird. Ein entsprechender
Bogenverlauf für ein Strömungsprofil, bei dem die Stromfäden weitestgehend parallel
zu den Formatkanten gelenkt werden, ist in Fig. 14 dargestellt.
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Der Querschnitt durch das gebogene Tauchausgußrohr 14 zeigt (Fig.
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14a), daß der Strömungsraum 17 einen entsprechend der Strangseele
15 gebogenen Verlauf aufweist, wodurch sich die exzentrische Anordnung des Strömungsraumes
17 an der Auslaßöffnung des gebogenen Tauchausgußrohres 14 ergibt.
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Derartige Tauchausgüsse bzw. Tauchausgußrohre 13 bzw. 14 werden vorteilhafterweise
aus plastisch gefertigtem Material (Al203 + C) gefertigt. Nachdem bei derartigen
Tauchausgüssen bzw. Tauchausgußrohren 13 bzw. 14, wie erwähnt, keine Tonerdeablagerungen
im Bereich der Auslaßöffnungen 13a bzw. 13b bzw. 18 auftreten, ist sichergestellt,
daß in der Bogenstranggießkokille 7 ein konstantes Strömungsfeld der Metallschmelze
11 während der gesamten Gießzeit aufrechterhal ten bl eibt.