DE3426169A1

DE3426169A1 - Verfahren und horizontalstranggiesskokille zum horizontalstranggiessen von metall, insbes. von stahl und insbes. von duennen und breiten straengen

Info

Publication number: DE3426169A1
Application number: DE19843426169
Authority: DE
Inventors: Klaus-Peter Dr.-Ing. 4130 Moers Ehlert; Achim Dipl.-Ing. 4133 Neukirchen Kubon; Peter Dr.-Ing. 4152 Kempen Voss-Spilker
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1984-07-16
Filing date: 1984-07-16
Publication date: 1984-12-20
Also published as: DE3426169C2; JPS6138738A; US4633934A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine zugehörige Horizontalstranggießkokille zum Horizontal stranggießen von Metall, insbesondere von Stahl und insbesondere von dünnen und breiten Strängen, bei dem das flüssige Gießmetall von einem Vorratsbehälter in die Horizontalstranggießkokille in Intervallen fließt, der gebildete Gußstrang in Intervallen ausgezogen und zwischen den Intervallen Haltezeiten eingelegt werden.

Unter dünnen und breiten Strängen wird hierbei ein sogenanntes Flachformat verstanden, das ein Seitenverhältnis von mindestens 2 : 1 aufweist.

Beim bekannten praktischen Verfahrensablauf wird bei einem 30 mm Ausziehweg, ferner bei maximal 1 mm Rückstoß und maximal einer Sekunde Wartezeit eine G1eßgeschw1nd1gke1t von 2 m/min erreicht, wobei ein Querschnitt von ca. 150 mm rund vorausgesetzt wird. Bei Bogenguß Hegt die Gießgeschwindigkeit noch etwas höher.

Die Kokillenkonturen sind dem komplizierten Strangverhalten (Abschrecken, Nachheizen, Kühlen und dgl.) angepaßt. Eine Veränderung des Hubes würde sofort eine neue Kokillenkontur bedingen und würde u. U. dem Prinzip einer ungeschmierten Vertikalkokille näherkommen. Mit einer solchen Lösung wären jedoch die bekannten Nachteile einer unkontrollierten Schalenbildung bei Ausziehgeschwindigkeiten von weniger als 5 m/m1n verbunden. Ein solches Produkt wäre außerdem durch die schlechte Oberfläche praktisch nicht verwendbar. Bei sehr dünnen und breiten Strängen (sog. Dünnbrammenguß) müßte man 100 % Ausschuß befürchten. Ferner würde wegen der teilweisen erheblichen Schalenschwächung die Durchbruchrate abnormal ansteigen.

Mit den bekannten Verfahrensabläufen sind daher höhere Produktionsbzw. Gieß-Geschwindigkeiten nicht zu erreichen. Um günstige Ergebnisse zu erzielen, müßten außerdem die Faktoren Ziehgeschwindigkeit, Haltezeiten und Ziehlängen ebenfalls geändert werden.

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Die aus bekannten Gründen noch nicht mögliche Kokillenschmierung beim Horizontal stranggießen könnte die Leistungen nur dem Produktionsniveau einer Bogenstranggußanlage annähern.

Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere für dünne und breite Stränge, sog. Dünnstränge, die Produktionsmengen zu steigern.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gußstrang in Ziehlängen von 50 mm bis 300 mm oder mehr und mit Ausziehgeschwindigkeiten von über 3 m/m1n bis zu 20 m/ml η ausgefördert wird und daß der Gußstrang zwischen zwei Ausziehschritten eine Sekunde bis fünf Sekunden in Ruhe gehalten wird. Vorteilhafterweise entstehen hierbei keine Hubmarken, Risse oder gewisse Seigerungen wie bei dem bekannten Verfahrensablauf. Die Erfindung stellt besonders eine harmonische Abstimmung der aufeinander unmittelbar einwirkenden Faktoren Ziehlänge, Ausziehgeschwindigkeit und Haltezeit dar.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Gußstrang entsprechend der durch Abkühlung entstehenden Längenverminderung zwischen zwei Ausziehschritten entgegen der Ausziehrichtung bewegt wird. Ein derartiger Rückstoß gleicht vorteilhafterweise die durch Abkühlung auftretende Strangkürzung aus.

In Weiterbildung der Erfindung 1st vorgesehen, daß der Gußstrang unter Einhaltung niedriger Beschleunigungswerte ausgezogen wird. Durch eine entsprechende Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit (laminare Strömung) ergeben sich dadurch nacheinandergereihte "Schalenkringel", die aber durch den Nachfluß (am Trennring) eine praktisch gleichmäßig starke Schalenbildung auf der Ziehlänge erreichen lassen. Zunächst gebildete "Kringel" werden wieder angeschmolzen. Dadurch ergibt sich außerdem eine günstigere Erstar-

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rungsstruktur. Außerdem 1st hierbei vorteilhaft, daß der am Trennring sitzende Schal enteil durch die lange Haltezeit etwas stärker wächst, aber durch den Kontakt mit heißer nachlaufender Metallschmelze während des Ziehens wieder abgeschmolzen wird. Dieser Effekt führt zu geringen Tiefen an den "Hubmarken" und zu gleichmäßiger Schalenbildung.

Die Horizontalstranggießkokille zur Durchführung des Verfahrens ist vorteilhafterweise derart ausgebildet, daß die Kokillenlänge gleich oder größer als die zweifache Ausziehschrittlänge ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der Zeichnung nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch die Düse des Vorratsgefäßes mit Trennring und wassergekühlter Horizontal stranggießkokille und

F1g. 2 ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm als Vergleich zwischen 20. dem herkömmlichen Horizontal Stranggießverfahren (b) und dem erfindungsgemäßen Verfahren (a) und

Fig. 3 ein Weg-Ze1t-D1agramm zu den Ziehlängen, das auf Fig. 2 abgestimmt 1st.

Die Metallschmelze 1 fließt aus einem nicht näher gezeigten Vorratsbehälter, an dessen Ausfluß der Düsenstein 7 und der Trennring 6 angeordnet sind, an die sich die wassergekühlte Horizontalstranggießkokille 5 abgedichtet anschließt (Fig. 1). Der Anfahr-Vorgang 1st nicht näher dargestellt. Die einströmende Metallschmelze wird entsprechend dem Fließschema 4 in der Horizontalstranggießkokille 5 verteilt. Bis zum Ende der Strangziehlänge

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X1-X2 ist die Metallschmelze 1 in die Nähe der Erstarrungstemperatur abgekühlt und bildet 1m weiteren Verlauf 1n Ausziehrichtung 3 die Strangschale 2. Beim nächsten Ziehvorgang wird
daher der in seiner Dicke (und Länge) schrumpfende Gußstrang 8 auf die Strang-ziehlänge X2-X3 ausgezogen. Die KokHlenlänge 9
entspricht der Summe der Strangziehlängen X1-X2 + X2-X3.

Die einfache Zuführung der Metallschmelze 1 unter Luftabschluß 1st unkompliziert und beeinflußt Faktoren, wie z.B. die Bauwelse, den Aufwand und dgl. positiv.

Bei bisher üblichen Horizontal Stranggießverfahren (Fig. 2, Kurve a) konnten Flachprodukte praktisch nicht erzeugt werden, well die
Häufigkeit der Ziehhübe bei entsprechend geringer Ziehgeschwindigkeit, die kurzen Ziehhübe und die eingelegten Haltezelten zu

mangelhaften Oberflächen führen. Demgegenüber werden Oberflächenmängel bei gleichen oder im wesentlichen gleichgroßen Beschleunigungswerten durch höhere Ziehgeschwindigkeiten, größere
Ziehlängen und durch größere Haltezeiten erzielt (Fig. 2, Kurve b).

Die den Kurven a und b In Fig. 2 entsprechenden Wege sind in Fig.
3 analog dargestellt. Hieraus ergeben sich bei kleinen Hubgeschwindigkeiten auch kleine Ziehlängen. Diesem bekannten Verfahren steht das erfindungsgemäße Verfahren mit großen Ziehlängen (Kurve b) und großen Haltezelten gegenüber.

Nachfolgend wird ein Vergleich der Werte einer konventionellen
Horizontalstranggußanlage mit einer neuen Horizontalstranggußanlage aufgezeigt:
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a) konventionelle Horizontalstranggußaniage: Ziehlänge = 28 mm Ziehzyklus = 54/m1n Haltezelt = 0,5 see

G1eßgeschw1nd1gke1t = 1,5 m/m1n

b) neue Horizontalstranggußaniage: Ziehlänge = 250 mm Ziehzyklus = l5/m1n Haltzelt =2,5 see Gießgeschwindigkeit =3,7 m/m1n

Claims

Mannesmann Aktiengesellschaft 12. Juli 1984 Mannesmannufer 2 22 813 - Fl/Schi Düsseldorf Verfahren und Horizontal stranggießkokille zum Horizontal stranggießen von Metall, insbesondere von Stahl und insbesondere von dünnen und breiten Strängen Patentansprüche

1. Verfahren zum Horizontal stranggießen von Metall, insbesondere von Stahl und insbesondere von dünnen und breiten Strängen, bei dem das flüssige Gießmetall von einem Vorratsbehälter in die Horizontalstranggießkokille in Intervallen fließt, der gebildete Gußstrang in Intervallen ausgezogen und zwischen den Intervallen Haltezeiten eingelegt werden,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Gußstrang in Ziehlängen von 50 mm bis 300 mm oder mehr und mit Ausziehgeschwindigkeiten von über 3 m/m1n bis zu 20 m/m1n ausgefördert wird und daß der Gußstrang zwischen zwei Ausziehschritten eine Sekunde bis fünf Sekunden 1n Ruhe gehalten wird.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gußstrang entsprechend der durch Abkühlung entstehenden Längenverminderung zwischen zwei Ausziehschritten entgegen der Ausziehrichtung bewegt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gußstrang unter Einhaltung niedriger Beschleunigungswerte ausgezogen wird.

4. Horizontalstranggießkokille zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokillenlänge (9) gleich oder größer als die zweifache Ausziehschrittlänge (X1-X2 bzw. X2-X3) ist.