DE4139242C3 - Verfahren zur Erzeugung von Langprodukten aus Stahl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Langprodukten aus Stahl durch Stranggießen in einer Stranggießkokille.

Es ist bekannt (DE 36 06 507 C2), in einer Stranggieß­ anlage Langprodukte mit rundem Gießquerschnitt zu erzeugen und in einer an die Stranggießanlage anschlie­ ßenden Verformungsstufe den Strang auf ein Rundfor­ mat zu verformen, das von der Abmessung her dem Anstichquerschnitt eines Walzwerkes für Langproduk­ te, wie Profilstäbe, Profilträger, Draht oder Schienen entspricht. Die Verformung des Gußstranges erfolgt hier ausschließlich im durcherstarrten Bereich des Stranges.

Aus der DE-OS 15 83 620 ist es bekannt, in einer Stranggießkokille Stränge mit quadratischem Quer­ schnitt zu erzeugen, unterhalb der Kokille in einem Be­ reich, in dem der Strang noch nicht durcherstarrt ist, eine Verformung in gleichbleibenden aufeinanderfol­ genden Schritten geringer Größe vorzunehmen, die zwar den Strangquerschnitt reduziert, die Querschnitts­ form des gegossenen Stranges jedoch im wesentlichen beibehält.

Mit diesem Verfahren ließen sich bereits Verbesse­ rungen gegenüber dem Stranggießprozeß für Knüppel­ formate (Quadrat und Viereck) bezüglich der Strang- Qualität und zu vergießender Stahl-Qualität und gegen­ über dem Standguß hinsichtlich der Kosten erzielen.

Bei den bekannten Verfahren ist jedoch immer noch nachteilig, daß Mittenseigerungen im Strang auftreten. Dieser Seigerung und der damit verbundenen Qualitäts­ minderung des Endproduktes hatte man zu begegnen versucht durch "kaltes" Gießen, also mit einer Überhit­ zung der Schmelze im Verteiler von nur 10-15°K über Liquidus-Temperatur und/oder durch elektromagneti­ sches Rühren der Schmelze.

Für eine Reihe von Produkten, darunter Nadeln oder Kugeln für die Herstellung von Lagern, genügt die er­ zielbare Qualität jedoch nicht den Anforderungen.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, die beschriebenen Nachteile zu beheben und beim Strang­ gießen von Stahl den Strang so in seiner Erstarrung zu beeinflussen, daß eine Mittenseigerung unterdrückt bzw. praktisch vermieden ist.

Das Problem wird erfindungsgemäß mit den Merk­ malen des Anspruchs 1 gelöst. Erfinderische Ausgestal­ tungen des Lösungsprinzips enthalten die Unteransprü­ che.

Neben der Beseitigung von Innenseigerung wird mit den erfindungsgemäßen Verfahrensschritten eine Ver­ feinerung der Kristallstruktur und ein höherer Grad des endabmessungsnahen Gießens erzielt, da auch vom Gießquerschnitt her von Bloom-Abmessungen auf Knüppel-Abmessungen übergegangen werden kann. Mit der Erfindung wird eine weitere In-Line-Produk­ tionslinie für Langprodukte eröffnet.

Anhand eines Ausführungsbeispieles wie in der Zeichnung schematisch dargestellt, soll die Erfindung näher erläutert werden.

Das die Stranggießanlage verlassende Produkt soll ein Knüppel quadratischen Querschnittes mit 100 mm Kantenlänge sein. Zu diesem Zweck wird in eine Strang­ gießkokille 1 herkömmlicher Bauart ein Rundstrang 2 mit einem Durchmesser von 127,4 mm gegossen. Dem Durchmesser von 127,4 mm entspricht ein Strangum­ fang von 400 mm und eine Querschnittsfläche von 12,741 mm². Unterhalb der Kotrille wird der Strang durch Rollen 3 auf einem Bogen geführt. Der Radius 4 des Bogens beträgt in Übereinstimmung mit der bogen­ förmigen Kokille 1 ca. 7000 mm. Bei einer Strangab­ zugsgeschwindigkeit von 5 m/min ergibt sich eine me­ tallurgische Länge von ca. 15 000 mm. Innerhalb dieser Strecke wird der Strang 2 durch zwei glattzylindrische Rollenpaare 5, 6, die paarweise in einer Ebene gegen­ überliegend angeordnet sind, von der runden Quer­ schnittsform in eine rechteckige verformt.

Die Größe der Verformung in den einzelnen Stufen ist so zu wählen, daß die Innende­ formation an der Grenze fest-flüssig nicht über der Dehngrenze des Werkstoffes liegt. Unter Berücksichti­ gung dieses Umstandes kann die Größe der Verfor­ mung auch in allen Stufen gleich gewählt werden. In den Verformungsstufen 7 bis 10 wird der Durchmesser des Rundstranges von 127 mm um jeweils 6,8 mm verrin­ gert, so daß in der Verformungsstufe 10 ein Quadrat­ knüppel mit 100 mm Kantenlänge bei gleichem Umfang wie der Rundstrang, jedoch mit einer gegenüber dem Rundstrang reduzierten Querschnittsfläche vorliegt.

Die Umformung wird in einem Bereich des 2-Phasen- Gebietes unterhalb des tiefsten Punktes der Schmelzen­ überhitzung vorgenommen, wodurch im Fertigprodukt ein hoher Gefügeanteil mit geringer Korngröße ent­ sprechend einem Walzgefüge bereits im Gußstrang er­ zielt wird. Die Verformung wird also innerhalb eines Abschnittes des Stranges vorgenommen, in dem mehr als 20% des Strangquerschnittes und bis zu 70% des Strangquerschnittes noch flüssig sind. Dabei ist darauf zu achten, daß bei rißempfindlichen Stahlqualitäten der durch die Querschnittsverringerung hervorgerufenen Verformung weitere Verformungen, z. B. durch Richt­ stufen bei Ovalbogenanlagen, nicht überlagert werden.

Die Richtstufen, im vorliegenden Fall zwei, sind mit 11 und 12 bezeichnet und befinden sich innerhalb des Strangbereiches mit Flüssig-Anteil. Es liegt jedoch mit im Bereich der Erfindung, die Verformungsstufen 7, 8, 9, 10 und die Richtstufen 11, 12 derart anzuordnen, daß eine der Richtstufen jeweils zwischen zwei aufeinander­ folgenden Verformungsstufen liegt.

Claims (4)

1. Verfahren zur Erzeugung von Walzvormaterial mit Anstichabmessungen für ein Längswalzwerk, dadurch gekennzeichnet, daß flüssiger Stahl in ei­ ne wassergekühlte Stranggießkokille gegossen wird, in der der Stahl zum Teil unter Bildung einer ringförmigen Strangschale mit einer runden oder ovalen Form der Querschnittsfläche des Stranges oder einer polygonalen Form mit mehr als vier Ec­ ken erstarrt und einen Mindestumfang von 200 mm aufweist, der so in der Kokille erzeugte Strang un­ terhalb der Kokille bis zu seiner Durcherstarrung durch auf den Strang verformend einwirkende Stützmittel in seiner Querschnittsfläche derart re­ duziert wird, daß unter im wesentlichen Beibehal­ tung seiner Umfangslänge der Strang zu einer diese Bedingungen erfüllenden polygonalen Quer­ schnittsform mit mindestens vier Ecken oder ovaler Querschnittsform verformt wird,
daß die Umformung im Bereich des 2-Phasengebietes unterhalb des tiefsten Punktes der Überhitzung vorgenommen wird,
daß der Strang in seiner Quer­ schnittsfläche um mindestens 5% bis zu 50% reduziert wird, und
daß die Gesamtumformung in vier Ver­ formungsstufen vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang zwischen den einzelnen Verformungsstufen zur Verminde­ rung des Strangumfanges durch Zugkräfte ver­ formt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung des Stranges durch Stützmittel vorgenommen wird de­ ren in der Querschnittsebene der jeweiligen Ver­ formungsstufe einander gegenüberliegende Ober­ flächen dem Strang eine Querschnittsform erteilen, die möglichst nahe an dem Format und der Quer­ schnittsform des zu erzeugenden Endproduktes lie­ gen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ovalbogenanla­ gen die Richtverformung nach einer Verformung zur Durchmesserverringerung des Stranges durch­ geführt wird.