DE3427756A1

DE3427756A1 - Stranggiesskokille fuer die herstellung von straengen aus stahl

Info

Publication number: DE3427756A1
Application number: DE19843427756
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1984-07-24
Filing date: 1984-07-24
Publication date: 1985-03-28

Description

Stranggießkokillen werden im allgemeinen konisch eingestellt (DE-PS
644 356), so daß der Kokillenquerschnitt in Gießrichtung kleiner wird. Dies ist notwendig, weil die Strangschale während der Durchlaufzeit durch die Kokille abkühlt und dabei schrumpft. Durch die Konziztät soll erreicht werden, daß die dünne Strangschale immer an der Kokillenwand anliegt; Stützung und Wärmeabfuhr sind dann optimal.
Im praktischen Betrieb haben sich Kokillen durchgesetzt, deren Gesamtkonizität etwa 1 % der Strangdicke ist. Die Strangdicke nimmt linear ab. Bei Brammen wird die Brammenbrelte, bei Rundsträngen der Durchmesser zugrundegelegt (DE-PS 896 256).
Es ist auch bekanntgeworden, die Kokillen mehrstufig auszubilden.
Nach der US-PS 35 63 298 folgt dabei einem oberen zylinderischen Abschnitt ein Abschnitt mit einer Konizität von- 0,4 bis 0,8 %, darauf ein längerer zylinderischer Abschnitt, an den sich wiederum ein weiterer konischer und abschließend ein zylinderischer Abschnitt anschließt. Der zweite konische Abschnitt. soll dabei eine geringere Querschnittsabnahme aufweisen als der eingleßseitige Abschnitt.
Die bisherigen Gestaltungen der Kokille werden den betrieblichen Anforderungen jedoch nicht voll gerecht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Konizität einer Kokille derart zu gestalten, daß eine besonders gute Anpassung an die Zusammensetzung des zu vergießenden Stahles möglich ist. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, die Verbesserung des Wärmeflusses von der Strangschale zur Kokille.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen vor. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Maßnahme nach dem Hauptanspruch.
Anhand der beiliegenden Zeichnungen soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigen Fig. 1 eine Prinzipskizze der erfindungsgemäß ausgebildeten Kokille, Fig. 2 ein Diagramm der Ausbildung der Konizität bei einem bestimmten Kokillendurchmesser über die Höhe der Kokille, Fig. 3 ein Diagramm der Ausbildung des oberen Kokillenabschnittes in Abhängigkeit vom Kohlenstoffgehalt der Stahlschmelze, Fig. 4 ein Diagramm der Abhängigkeit zwischen Kohlenstoffgehalt und mittlerer Wärmestromdichte und Fig. 5 in einem Vergleich zwischen Stand der Technik und Erfindung den Kurvenverlauf der Wärmestromdichte einer Kokille bezogen auf den Abstand von der Kokillenoberkante.
In Fig. 1 ist die Kokille 1 mit dem darin erzeugten Strang 2 dargestellt, der in seinem Innern noch flüssig und von der in der Kokille gebildeten Strangschale 3 umgeben ist. Der Strang wird durch Rollen 4 gestützt. Die Kokille 1 weist dabei zwei Abschnitt 11, 12 mit unterschiedlicher Neigung auf.
In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Ausbildung der Kokillenwandabschnitte 11, 12 über die Länge der Kokille 1 in Abhängigkeit vom Kokillendurchmesser dargestellt. Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist die Kokille 1 über ihre Länge, hier mit 700 mm angegeben, in zwei Stufen unterschiedlicher Konizität aufgeteilt. Die der Eingießseite zugeordnete Konizität des Kokillenwandteils 11 beträgt 1,5 %, der daran anschließende Kokillenteil 12 ist mit einer Konizität von 0,8 % dargestellt. Diese Konizitätsangaben sind jeweils auf die gesamte Kokillenlänge bezogen. Die Gesamtkonizität von Kokillenoberkante bis Kokillenunterkante der Kokille 1 beträgt 1 % bei einem Strangdurchmesser von 178 mm Soll-Maß des fertigen kalten Stranges.
In Fig. 3 ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung der obere Kokillenabschnitt 11 der Kokille 1 in Abhängigkeit vom Kohlenstoffgehalt der zu vergießenden Schmelze gestaltet. Die Konizität dieses Kokillenabschnittes 11 kann zwischen 2 und 1 % je nach dem Kohlenstoffgehalt der Stahlschmelze betragen. Die Abhängigkeit der Konizität in diesem Abschnitt entspricht der Gleichungd/K' 2,0 - 2,5 x % C.
Die stärkere Neigung dieses Wandabschnittes trägt dem Umstand Rechnung, daß Stähle mit einem Kohlenstoffgehalt <a0,20 % während der Erstarrung eine Gefügeumwandlung vonCrzu gEisen durchlaufen, die im festen Zustand mit einer Volumenverminderung einhergeht. Von der Kokillenoberkante gemessen, wird diese Konizität über einen Bereich der Kokille eingestellt, der etwa 200 mm beträgt. Unterhalb dieses Bereiches wird dann die Konizität gleichmäßig und so eingestellt, daß ihre Gesamtkonizität 1 % ausmacht.
Fig. 4 zeigt Ergebnisse einer Untersuchung an Rundsträngen mit dem Durchmesser von 178 mm. Die hier verwendete Kokille hatte eine lineare Konizität von 1,2 %, die Gießgeschwindigkeit betrug 2 m/min.
Die abgeführte Wärme ist am Gießspiegel am größten und nimmt mit dem Kohlenstoffgehalt zu. Dieses erklärt sich aus der bereits erwähnten Modifikationsänderung des Eisens mit einer Volumenverringerung im festen Zustand. In diesem Kokillenbereich kommt der Anpassung der Kokillenkonizität an das Schrumpfverhalten deshalb besondere Bedeutung zu. Im unteren Teil der Kokille ist dagegen die abgeführte Wärme praktisch unabhängig vom Kohlenstoffgehalt, weil wegen der sich nür wenig ändernden Oberflächentemperatur die Schrumpfung kaum beeinflußt ist. Dieses läßt sich auch aus dem gleichmäßigen Verlauf der mittleren Gesamtwärmestromdichte W erkennen.
Der Vorteil einer zweistufigen Kokille gegenüber einer linearen Konizität geht aus dem Beispiel in Fig. 5 hervor. Bei einer Gießgeschwindigkeit von 3 m/min nimmt die Wärmestromdichte dicht unterhalb des Gießspiegels steil ab und steigt nach Durchlaufen eines Minimums zwischen 150 und 300 mm von der Kokillenoberkante wieder auf höhere Werte an. Durch Angleichen der Kokillenkonizität in diesem Bereich kann die Wärmeabfuhr erhöht und damit der Einbruch vermieden werden.
Ein gleichmäßiges Schalenwachstum wird dadurch erreicht. Die gestrichelte Kurve zeigt den Verlauf der Wärmestromdichte in einer Kokille nach der vorgeschlagenen Aufteilung der Konizität.

Claims

Stranggießkokille für die Herstellung von Strängen aus Stahl Patentansprüche 1. Stranggießkokille für die Herstellung von Strängen aus Stahl, deren Innenquerschnitt sich in der Bewegungsrichtung des Stranges verringert und die Neigung der Innenwände der Schrumpfung des Stranges angepaßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokille zwei Bereiche mit voneinander abweichender Neigung aufweist, daß der der Eingießseite zugeordnete Bereich eine Neigung zwischen 1 und 2 % und der anschließende, zum Kokillenaustritt hin gelegene Bereich eine Neigung von 0,8 % aufweist, die Gesamtneigung beider Bereiche jedoch nicht mehr als 1,5 % beträgt.
2. Stranggießkokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung des der Eingießseite zugeordneten Bereiches nach dem Kohlenstoffgehalt in den Grenzen von 0,05 Wis 1 % Kohlenstoff des zu vergießenden Stahles bestimmt ist, wobei die höheren Werte der Neigung den niedrigeren Kohlenstoffgehalten zugeordnet sind.
3. Stranggießkokille nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der der Eingießseite zugeordnete Bereich eine Neigung von 1,5 % aufweist und sich über eine Länge von 25 bis 30 % der Kokille erstreckt.
4. Stranggießkokille nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtneigung nicht größer als 1,4 X ist.