DE69225980T2

DE69225980T2 - CONTINUOUS CASTING OF SLABS IN OSCILLATING CHOCOLATE WITH HORIZONTALLY RETRACTABLE WALLS

Info

Publication number: DE69225980T2
Application number: DE69225980T
Authority: DE
Inventors: Jp Chiba-Ken; Seiji Itoyama; Kenichi Sorimachi; Shuji Takeuchi; Research Division Ch Technical; Research Division Of Technical; Research Divisionof Technical; Hirokazu Tozawa
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1992-09-22
Filing date: 1992-09-22
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2012-09-23
Also published as: KR100201947B1; DE69225980D1

Description

Technical field

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gießverfahren für Stranggußteile, mit dem man Gußteile mit Oszillationsmarken verringerter Tiefe bei unterdrückter Segregation an Muldenbereichen der Oszillationsinarken bei einem Stranggießverfahren, insbesondere bei einem Stranggießverfahren für Metalle, erhalten kann.The present invention relates to a casting method for continuously cast parts, with which castings with oscillation marks of reduced depth can be obtained with suppressed segregation at trough areas of the oscillation marks in a continuous casting method, in particular in a continuous casting method for metals.

Background of the invention

Herköinmlicherweise wurde zur Vermeidung von Reparaturarbeit an den Oberflächen von Stranggußteilen eine Verfahrensweise mit Oszillieren einer vertikalen Form vorgeschlagen, um positive Segregationen an den Oszillationsmaren-Muldenbereichen an der Oberfläche der Gußteile zu verringern oder zu verhindern, insbesondere beim Gießen von Edelstahl (SUS 304). Beispielsweise ist in der japanischen Patent-Offenlegung Nr. hei 2-290656 ein solches Verfahren geoffenbart, bei dem in einer Stranggußform einer Art, die einen Gießraum mit zwei Paaren von Formwandflächen bildet, ein Paar der Formwandflächen relativ voneinander nur während einer negativen Abstreif-Zeitzone beim vertikalen Oszillieren oder während einer Formabsteige-Zeitzone abgezogen wurde.Conventionally, in order to avoid repair work on the surfaces of continuous castings, a method of oscillating a vertical mold has been proposed to reduce or prevent positive segregations at the oscillation mare trough portions on the surface of the castings, particularly in the casting of stainless steel (SUS 304). For example, Japanese Patent Laid-Open No. hei 2-290656 discloses such a method in which, in a continuous casting mold of a type forming a casting space with two pairs of mold wall surfaces, a pair of the mold wall surfaces were stripped relatively from each other only during a negative stripping time zone in vertical oscillation or during a mold descent time zone.

Diese Technik wird als von beträchtlicher Wirksamkeit anerkannt im Vergleich mit dem Fall, daß nur eine einfache Vertikaloszillation durchgeführt wird. Jedoch hat sich als Ergebnis eines Versuches gezeigt, daß diese Technik nicht sehr wirksam ist, falls die Oszillationsfrequenz < f> der Form niedrig ist. Weiter wird bei der genannten Technik der Formpulververbrauch herabgesetzt, wodurch das Ausbrechen infolge von Anhängen verursacht wird. Dementsprechend ist im Gegenteil ein Nachteil insoweit entstanden, daß stabiles Gießen verhindert wurde.This technique is recognized as being of considerable effectiveness compared to the case where only a simple vertical oscillation is carried out. However, as a result of an experiment, this technique has been shown to be not very effective if the oscillation frequency <f> of the mold is low. Furthermore, in the said technique, the mold powder consumption is reduced, which causes breakout due to sticking. Accordingly, on the contrary, a disadvantage has arisen in that stable casting has been prevented.

Üblicherweise wurden der Mechanismus und die Ursache des Erzeugens von Segregationen an Oszillationsmarken-Muldenabschnitten wie folgt angesehen: In einem Flüssigphasen-Schmierfilm zwischen der Form und dem erstarrten Mantel wird infolge der Form- Oszillation Unterdruck erzeugt, und infolge dieses Unterdruckes wandert die nicht erstarrte und konzentrierte Stahlschmelze zwischen Dendriten der erstarrten Oberflächenschicht zu der Mantel-Oberfläche.Conventionally, the mechanism and cause of generating segregations at oscillation mark cavity portions have been considered as follows: negative pressure is generated in a liquid phase lubricating film between the mold and the solidified shell due to the mold oscillation, and due to this negative pressure, the unsolidified and concentrated molten steel migrates between dendrites of the solidified surface layer to the shell surface.

Als ein Ergebnis der Überprüfung an den segregierten Abschnitten des Gußteils durch die Erfinder dieser Anmeldung stellte sich jedoch heraus, daß die Segregation gemäß einem Mechanismus erzeugt wird, bei dem das kontinuierliche Wachsen des erstarrten Mantels durch Aufbrechen des Mantels infolge einer daran anliegenden Zugkraft und durch Knicken infolge einer Druckkraft behindert wird, und dadurch die konzentrierte Flüssigkeit aus den gebrochenen oder geknickten Abschnitten des Mantels zu der Manteloberfläche fließt. Dementsprechend ist es, um Segregation zu verhindern, wirksam, das Aufbrechen oder das Knicken des Mantels beim Beginn des Erstarrens zu verhindern, d.h. die an dem Mantel anliegenden Zug- und Druckkräfte gleichzeitig zu reduzieren.However, as a result of the inspection on the segregated portions of the casting by the inventors of this application, it was found that segregation is generated according to a mechanism in which the continuous growth of the solidified shell is hindered by breaking of the shell due to a tensile force applied thereto and buckling due to a compressive force, and thereby the concentrated liquid flows from the broken or buckled portions of the shell to the shell surface. Accordingly, in order to prevent segregation, it is effective to prevent breaking or buckling of the shell at the start of solidification, i.e., to reduce the tensile and compressive forces applied to the shell at the same time.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, für einen Vorgang des Abziehens des Stranggußteils zu sorgen, bei dem auch unter dem Langsamzyklus-Zustand, bei dem die Oszillationsfreouenz < f> der Form niedrig ist, die Segregationen an den Oszillationsmarken-Muldenabschnitten an den Oberflächen der Gußteile bedeutsam in einem Ausmaß verringert werden, der dem in einem Hochzykluszustand entspricht, und der auch ein stabiles Gießen ermöglicht wird.It is an object of the present invention to provide a process of drawing off the continuous casting in which, even under the slow cycle state in which the oscillation frequency <f> of the mold is low, the segregations at the oscillation mark trough portions on the surfaces of the castings are significantly reduced to an extent equivalent to that in a high cycle state and also enables stable casting.

Disclosure of the invention

In einer ersten Durchführungsart der vorliegenden Erfindung wird, wie in Anspruch 1 festgelegt, ein Gießvorgang für Strangguß geschaffen, der gekennzeichnet ist durch vertikales Oszillieren einer vertikalen Stranggußform, die einen Gießraum zwischen zwei Paaren von Formwandflächen bildet; und gleichzeitiges Wiederholen einer Reihe von Vorgängen, die sich zusammensetzen aus Abtrennen mindestens eines Paares von Formwandflächen von einem erstarrten Mantel in jedem Zeitraum in jeder festgelegten Zeitzone mit einer Positivstreifen-Zeitzone und einer Negativstreifen-Zeitzone und Heranbringen der abgetrennten Formwandflächen nahe an den erstarrten Mantel während der anderen Zeitzonen.In a first embodiment of the present invention, as defined in claim 1, there is provided a continuous casting process characterized by vertically oscillating a vertical continuous casting mold defining a casting space between two pairs of mold wall surfaces; and simultaneously Repeating a series of operations consisting of separating at least one pair of mold wall surfaces from a solidified shell during each time period in each specified time zone having a positive stripe time zone and a negative stripe time zone and bringing the separated mold wall surfaces close to the solidified shell during the other time zones.

Bei einer zweiten Durchführungsart der Erfindung gemäß dem unabhängigen Anspruch 3 wird ein Stranggußverfahren geschaffen, das gekennzeichnet ist durch Ausführen des Gießens mit der Bedingung nur einer positiven Streifen-Zeitzone bei vertikalem Oszillieren einer vertikalen Stranggußform, die einen Gießraum mit zwei Paaren von Formwandflächen bildet; und Wiederholen einer Reihe von Vorgängen, die sich zusammensetzen aus Separieren mindestens eines Paares von Formwandflächen von einem erstarrten Mantel in jedem Zeitraum in jeder festgelegten Zeitzone innerhalb eines Form-Aufstiegzeitraumes und eines Form-Abstiegzeitraumes und Heranbringen der abgetrennten Formwandflächen nahe an den erstarrten Mantel innerhalb der anderen Zeitzonen in dem Form-Aufstiegszeitraum und dem Form-Abstiegszeitraum.In a second mode of carrying out the invention according to independent claim 3, there is provided a continuous casting method characterized by carrying out casting under the condition of only one positive stripe time zone while vertically oscillating a vertical continuous casting mold forming a casting space having two pairs of mold wall surfaces; and repeating a series of operations consisting of separating at least one pair of mold wall surfaces from a solidified shell in each period in each specified time zone within a mold ascending period and a mold descending period and bringing the separated mold wall surfaces close to the solidified shell within the other time zones in the mold ascending period and the mold descending period.

Short description of the drawings

Fig. 1 zeigt eine Graphik, welche die Änderungen der vertikalen Oszillations-Geschwindigkeit einer Form und den horizontalen Versatz der Forimatände während der Zeit entsprechend einer Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;Fig. 1 is a graph showing the changes in the vertical oscillation speed of a form and the horizontal displacement of the forimat states over time according to an embodiment of the present invention;

Fig. 2 ist eine Graphik, die die Änderungen in der vertikalen Oszillations-Geschwindigkeit einer Form und den horizontalen Versatz der Formwände in der Zeit gemäß einer anderen Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;Fig. 2 is a graph showing the changes in the vertical oscillation speed of a mold and the horizontal displacement of the mold walls over time according to another embodiment of the present invention;

Fig. 3 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die eine Horizontal-Bewegungsvorrichtung für eine Form zeigt, welche in den Ausführungen der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;Fig. 3 is a schematic perspective view showing a horizontal moving device for a mold employed in the embodiments of the present invention;

Fig. 4 ist eine typische Ansicht, die eine Oszillationsmarke und eine segregierte Schicht zeigt;Fig. 4 is a typical view showing an oscillation mark and a segregated layer;

Fig. 5 ist eine Graphik, die eine Oszillations-Wellenform der herkömmlichen Form und ihre Zurückzieh- und Vorschub-Zeiträume zeigt; undFig. 5 is a graph showing an oscillation waveform of the conventional form and its retraction and advancement periods; and

Fig. 6 ist eine typische Ansicht, die den Abschnitt zwischen der Formwand und dem erstarrten Mantel zeigt.Fig. 6 is a typical view showing the section between the mold wall and the solidified shell.

Best mode for carrying out the invention

Wie in Fig. 1 gezeigt, wird die Vertikalgeschwindigkeit Vm der Form zu 0, wenn eine Form den obersten Punkt erreicht. Wenn daraufhin die Form abzusteigen beginnt, nimmt die Geschwindigkeit Vm allmählich zu. Wenn die Form so den untersten Punkt erreicht, wird die Geschwindigkeit Vm wieder 0. Wenn die Form wieder zum Aufsteigen gebracht wird, nimmt die Geschwindigkeit Vm der Form wieder zu. Im Hinblick auf die relative Beziehung zwischen der Vertikal-Geschwindigkeit der Form und der Abzieh- Geschwindigkeit Vc des Gußteils wird die Zeit, in der die Vertikal-Geschwindigkeit Vm der Form geringer als die Abzieh- Geschwindigkeit Vc ist, als "negative Abstreifzeit TN" bezeichnet.As shown in Fig. 1, the vertical speed Vm of the mold becomes 0 when a mold reaches the top point. Then, when the mold starts to descend, the speed Vm gradually increases. When the mold thus reaches the bottom point, the speed Vm becomes 0 again. When the mold is made to ascend again, the speed Vm of the mold increases again. In view of the relative relationship between the vertical speed of the mold and the stripping speed Vc of the casting, the time during which the vertical speed Vm of the mold is less than the stripping speed Vc is called "negative stripping time TN".

Beim vertikalen Oszillieren der Form, wie in Fig. 1 gezeigt, ist in irgendeinem Zeitraum in einer Zeitzone vom Zeitpunkt t1 zum Zeitpunkt t2, für welchen die relative Geschwindigkeit (= Vm - Vc) größer innerhalb einer positiven Abstreifzeit TP ist, während der an den erstarrten Mantel eine Zugkraft angelegt wird, mindestens ein Paar von Formwänden in Horizontalrichtung in einer solchen Weise zurückgezogen, daß sie von dem erstarrten Mantel relativ abgetrennt sind, um so bei der Position Xo geöffnet zu werden. In Abwesenheit der negativen Abstreifzeit TN (TN = 0) wird, wie in Fig. 2 gezeigt, bei irgendeinem Zeitraum in einer Zeitzone vom Zeitpunkt t4 bis t5, für den die Relativ-Geschwindigkeit innerhalb einer Formanstiegszeit größer ist, mindestens ein Paar von Formwänden in einer Weise abgezogen, daß sie von dem erstarrten Mantel relativ getrennt sind, so daß in der Position Xo eine Öffnung erfolgt.When the mold is oscillated vertically, as shown in Fig. 1, at any period in a time zone from time t1 to time t2 for which the relative velocity (= Vm - Vc) is larger within a positive stripping time TP during which a tensile force is applied to the solidified shell, at least one pair of mold walls are retracted in the horizontal direction in such a manner as to be relatively separated from the solidified shell so as to be opened at the position Xo. In the absence of the negative stripping time TN (TN = 0), as shown in Fig. 2, at any period in a time zone from time t4 to t5 for which the relative velocity is larger within a mold rise time, at least one pair of mold walls are retracted in such a manner as to be relatively separated from the solidified shell so as to be opened at the position Xo.

So wird, wie in Fig. 6 gezeigt, der Abstand zwischen einer Formwand und einem erstarrten Mantel 12 von Xs auf Xo erhöht, so daß ein Formpulver 10 an einer Stahlschmelze 11 dazu gebracht wird, ausreichend in einen Spalt zwischen der Formwand 9 und dem erstarrten Mantel 12 einzuströmen, um dadurch die Reibungskraft zwischen der Formwand 9 und dem erstarrten Mantel 12 herabzusetzen. Zusätzlich bezeichnet der Pfeil Y die Abziehrichtung des Gußteils.Thus, as shown in Fig. 6, the distance between a mold wall 9 and a solidified shell 12 is increased from Xs to Xo so that a mold powder 10 of a molten steel 11 is caused to flow sufficiently into a gap between the mold wall 9 and the solidified shell 12 to thereby reduce the frictional force between the mold wall 9 and the solidified shell 12. In addition, the arrow Y indicates the pulling direction of the casting.

In Fig. 1 werden zu irgendeinem Zeitraum in einer darauffolgenden Zeitzone vom Zeitpunkt t3 bis t4, in welchem die Relativ- Geschwindigkeit innerhalb der negativen Abstreifzeit TN, während welcher die Kompressionskraft an den Mantel angelegt ist, kleiner ist, die Formwände relativ von dem erstarrten Mantel getrennt, so daß er in der Position Xo geöffnet wird. In Abwesenheit der negativen Abstreifzeit TN (TN = 0) wird, wie in Fig. 2 gezeigt, zu irgendeinem Zeitraum in einer Zeitzone vom Zeitpunkt t2 bis t3, in welchem die Relativ-Geschwindigkeit in einer Form-Absteigezeit kleiner ist, mindestens ein Paar von Formwänden in einer Weise abgezogen, daß sie relativ von dem erstarrten Mantel getrennt wird, so daß an der Position Xo geöffnet wird. In Abwesenheit der negativen Abstreifzeit wird es so angesehen, daß, da die Relativ-Geschwindigkeit zwischen der Form und dem erstarrten Mantel üblicherweise nach oben gerichtet ist, so daß der Mantel nicht mit Druckkraft beaufschlagt wird. Da jedoch der erstarrte Mantel an dem Meniskusabschnitt in der Form kontinuierlich wächst und seine Position konstant gehalten wird, wird der Mantel, auch wenn TN = 0, mit Kompressionskraft beaufschlagt.In Fig. 1, at any period in a subsequent time zone from time t3 to t4 in which the relative velocity within the negative stripping time TN during which the compression force is applied to the shell is smaller, the mold walls are relatively separated from the solidified shell so as to open at the position Xo. In the absence of the negative stripping time TN (TN = 0), as shown in Fig. 2, at any period in a time zone from time t2 to t3 in which the relative velocity in a mold descent time is smaller, at least one pair of mold walls are stripped in a manner to be relatively separated from the solidified shell so as to open at the position Xo. In the absence of the negative stripping time, it is considered that since the relative velocity between the mold and the solidified shell is usually upward, the shell is not subjected to compression force. However, since the solidified shell continuously grows at the meniscus portion in the mold and its position is kept constant, the shell is subjected to compression force even if TN = 0.

Während der anderen Zeitzonen als der vorstehend beschriebenen, d.h. bei den Zeitzonen vom Zeitpunkt t2 bis t3 und vom Zeitpunkt t4 bis t5 nach Fig. 1 und den Zeitzonen vom Zeitpunkt t1 bis t2 und von dem Zeitpunkt t3 bis t4 in Fig. 2, werden die Formwände vorgeschoben, so daß sie sich nahe an dem erstarrten Mantel befinden, und so an der Position Xs geschlossen sind. D.h., der Abstand X zwischen der Form und dem erstarrten Mantel wird von Xo auf Xs geändert. In dem Fall, daß die Horizontaloszillation der Form angewendet wird, um den Abstand zwischen den Formwandflächen und dem erstarrten Mantel zu ändern, kann insbesondere die an dem anfangs erstarrten Mantel des Meniskusabschnittes angewendete Reibkraft unter Beachtung der Reibkraft zwischen der Form und dem erstarrten Mantel als die Scherkraft errechnet werden, die zwischen der Form und dem erstarrten Mantel angelegt wird, nach der folgenden Gleichung:During the time zones other than that described above, that is, the time zones from time t2 to t3 and from time t4 to t5 in Fig. 1 and the time zones from time t1 to t2 and from time t3 to t4 in Fig. 2, the mold walls are advanced so that they are close to the solidified shell and thus closed at the position Xs. That is, the distance X between the mold and the solidified shell is changed from Xo to Xs. In the case that the horizontal oscillation of the mold is applied to change the distance between the mold wall surfaces and the solidified shell, In particular, the frictional force applied to the initially solidified shell of the meniscus section, taking into account the frictional force between the mold and the solidified shell, can be calculated as the shearing force applied between the mold and the solidified shell, according to the following equation:

F = A . u (dV 1/ dx), (1)F = A . u (dV 1/ dx), (1)

wobei A: die Kontaktfläche zwischen Form und erstarrtem Mantel,where A: the contact area between the mold and the solidified shell,

u: die Viskosität des in dem Raum zwischen der Formwand und dem erstarrten Mantel eingeflossenen Formpulvers,u: the viscosity of the molding powder flowing into the space between the mold wall and the solidified shell,

dV: die Relativ-Geschwindigkeit zwischen Formwand und erstarrtem Mantel (= Vm - Vc), unddV: the relative speed between the mold wall and solidified shell (= Vm - Vc), and

X: der Abstand zwischen Form und erstarrtem Mantel ist.X: the distance between the mold and the solidified shell.

Wie sich aus der vorstehenden Gleichung (1) ergibt, wird die auf den erstarrten Mantel übertragene Reibkraft F herabgesetzt in dem Zeitraum, für den der Abstand X zwischen der Form und dem erstarrten Mantel vergrößert wird. Das bedeutet, es ist erfindungsgemäß möglich, die Zugkraft und die Druckkraft, die auf den Mantel des Meniskusabschnittes am Beginn der Erstarrung übertragen werden, bedeutsam zu verringern. Demzufolge wird die Kontinuität des erstarrten Mantels beibehalten, wodurch es möglich ist, im Vergleich mit dem herkömmlichen Verfahren die jeweilige Tiefe der Oszillationsmarken zu verkleinern und die Möglichkeit zu verringern, daß eine Segregation an den Oszillationsmarken-Muldenabschnitten erzeugt wird.As is clear from the above equation (1), the friction force F transmitted to the solidified shell is reduced in the period for which the distance X between the mold and the solidified shell is increased. That is, according to the present invention, it is possible to significantly reduce the tensile force and the compressive force transmitted to the shell of the meniscus portion at the beginning of solidification. Accordingly, the continuity of the solidified shell is maintained, whereby it is possible to reduce the respective depths of the oscillation marks and reduce the possibility of segregation being generated at the oscillation mark trough portions as compared with the conventional method.

Die vorstehend beschriebene Auswirkung hängt nicht sehr von der Vertikaloszillierungs-Wellenform und einer Wellenform zum horizontalen Vorschieben/Zurückholen (Schließen/Öffnen) der Formwände ab (diese Bewegungen werden von hier ab als "horizontale Oszillation" bezeichnet), und diese ist, außer bei der Vertikaloszillation der sinusförmigen Welle und der horizontalen Welle als Trapezform, wie sie in Fig. 1 gezeigt sind, in gleichartiger Weise in den Fällen jeder nichtsinusförrnigen Welle oder einer Dreieckwelle wirksam. Zusätzlich wird, um Stahlschmelze daran zu hindern, in die Spalten an den Formecken einzudringen und dadurch die Gefahr eines durch Anhaften verursachten Ausbruches zu erzeugen, die Amplitude der horizontalen Oszillation vorzugsweise im Bereich von 1 mm oder darunter gehalten.The effect described above does not depend much on the vertical oscillation waveform and a waveform for horizontally advancing/retracting (closing/opening) the mold walls (these movements are referred to as "horizontal oscillation" from here on), and is similarly effective in the cases of any non-sinusoidal wave or a triangular wave except for the vertical oscillation of the sinusoidal wave and the horizontal wave of a trapezoidal shape as shown in Fig. 1. In addition, in order to prevent molten steel from entering the gaps at the mold corners, and thereby create the risk of adhesion-related breakout, the amplitude of the horizontal oscillation is preferably kept in the range of 1 mm or less.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung im einzelnen mit Bezug auf Ausführungsbeispiele beschrieben.The present invention will now be described in detail with reference to embodiments.

Example 1

Wie in Fig. 3 gezeigt, besitzt ein allgemein für eine Brammen- Stranggußmaschine eingesetzter Horizontaloszillator einen Mechanismus zum Verklemmen von kurzen Form-Seitenwänden mit langen Formseitenwänden 1 durch Kurzseiten-Klemmfedern 3. Bei der vorliegenden Erfindung ist eine Hydraulikschaltung zum Öffnen/Schließen eines hydraulischen Kurzseiten-Klemmzylinders 4 so vorgesehen, daß die langen Seiten 1 der Form durch Öffnen und Schließen des hydraulischen Kurzseiten-Klemmzylinders 4 durch obere und untere Magnetventile 5 bzw. 6 bewegt werden, die in einer Hydraulikschaltung vorgesehen sind. Das Bezugszeichen 7 bezeichnet einen Hydraulikmotor und Bezugszeichen 8 einen Tank für Hydraulik-Flüssigkeit. Falls die Spalten zwischen den langen und kurzen Seiten der Form außerordentlich vergrößert werden, dringt Stahlschmelze in die Spalten ein und verursacht dadurch die Störung. Dementsprechend liegt die Zurückziehgröße der langen Formseite in dem Bereich von 1 mm oder darunter.As shown in Fig. 3, a horizontal oscillator generally used for a slab continuous casting machine has a mechanism for clamping short mold side walls to long mold side walls 1 by short side clamp springs 3. In the present invention, a hydraulic circuit for opening/closing a hydraulic short side clamp cylinder 4 is provided so that the long sides 1 of the mold are moved by opening and closing the hydraulic short side clamp cylinder 4 by upper and lower solenoid valves 5 and 6, respectively, provided in a hydraulic circuit. Reference numeral 7 denotes a hydraulic motor and reference numeral 8 denotes a hydraulic fluid tank. If the gaps between the long and short sides of the mold are excessively enlarged, molten steel enters the gaps, thereby causing the trouble. Accordingly, the retraction amount of the long mold side is in the range of 1 mm or less.

Das aus Edelstahl (SUS 304) hergestellte Gußteil wurde kontinuierlich (strang-)gegossen mit Einsatz des genannten in Fig. 3 gezeigten Horizontal-Oszillators zum horizontalen Hin- und Herbewegen der Formwände. Bei dem genannten Gußteil wurde an einer Oszillationsmarke 13 (siehe Fig. 4) die Segregations- Lagentiefe d2 an dem Segregationsmarkenabschnitt an der Oberfläche des Gußteils eine Segregations-Schichtdicke (d2-d1) an dem Oszillationsmarkenabschnitt erhalten. Deshalb wurde eine Überprüfung durchgeführt mit Bezug auf die genannte Segregations-Schichtdicke (d2-d1) und die Segregations-Lagentiefe d2. Zum Vergleich wurden die Untersuchungen auch angestellt für Fälle, bei denen nur die vertikale Oszillation (Sinuswelle) entsprechend der üblichen Weise erzeugt wurde und für die Erzeugung solcher Oszillationswellen, wie sie in Fig. 5(a) und 5(b) gezeigt werden und in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei-2-290656 geoffenbart sind. Bei dem vorstehend genannten zeigt Fig. 5(a) den Fall, bei dem die Formwände während des Zeitraums, bei dem die Oszillation der Form im negativen Abstreifzeitraum liegt, nach hinten bewegt werden. Daneben zeigt Fig. 5(b) den Fall des Zurückholens der Form bei dem Form-Absteigezeitraum. Zusätzlich waren die Gußbedingungen bei der vorliegenden Erfindung wie folgt: Abzieh-Geschwindigkeit Vc der Gußteile = 1,2/min; vertikale Oszillationsfreguenz der Form f = 150/min; Amplitude S = 5,3 mm; vertikale Oszillations- Wellenform = Sinuskurve; horizontale Oszillations-Amplitude = 0,3 mm; horizontales Oszillations-Muster: trapezförmige Welle (siehe Fig. 1). Weiter wird bei der Formwand-Öffnungs/Schließ- Zeitgebung die Formwand geschlossen (bei der Position Xs) während eines Abstandes von 105º bis 130º (vom Zeitpunkt t2 bis t3 in Fig. 1) im Hinblick auf die Winkelüberstreichung (Winkel Null, wenn Vm positiv maximal ist) und einem Zeitraum von 240º bis 275º (vom Zeitpunkt t4 bis t5 in Fig. 1), und wird geöffnet (in der Position Xo) während der anderen Zeiträume. Die Geschwindigkeit der Bewegung vom Öffnen zum Schließen oder vom Schließen zum Öffnen wurde mit 50 mm/s angegeben. Zusätzlich wurde als Formpulver ein Schmierstoff mit einer Viskosität von 1,1 Poise bei 1300ºC benutzt, und die Erstarrungs-Temperatur betrug 900ºC.The cast part made of stainless steel (SUS 304) was continuously cast using the above-mentioned horizontal oscillator shown in Fig. 3 for horizontally reciprocating the mold walls. In the above-mentioned cast part, at an oscillation mark 13 (see Fig. 4), the segregation layer depth d2 at the segregation mark portion on the surface of the cast part and a segregation layer thickness (d2-d1) at the oscillation mark portion were obtained. Therefore, an examination was carried out with respect to the above-mentioned segregation layer thickness (d2-d1) and the segregation layer depth d2. For comparison, the examinations were also carried out for Cases where only the vertical oscillation (sine wave) was generated according to the conventional manner and for generating such oscillation waves as shown in Figs. 5(a) and 5(b) disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei-2-290656. In the above, Fig. 5(a) shows the case where the mold walls are moved backward during the period when the oscillation of the mold is in the negative stripping period. Besides, Fig. 5(b) shows the case of retrieving the mold in the mold stepping down period. In addition, the molding conditions in the present invention were as follows: stripping speed Vc of the moldings = 1.2/min; vertical oscillation frequency of the mold f = 150/min; amplitude S = 5.3 mm; vertical oscillation waveform = sine curve; horizontal oscillation amplitude = 0.3 mm; horizontal oscillation pattern: trapezoidal wave (see Fig. 1). Further, in the mold wall opening/closing timing, the mold wall is closed (at the position Xs) during a period of 105º to 130º (from time t2 to t3 in Fig. 1) in terms of angle sweep (angle zero when Vm is positive maximum) and a period of 240º to 275º (from time t4 to t5 in Fig. 1), and is opened (at the position Xo) during the other periods. The speed of movement from opening to closing or from closing to opening was specified as 50 mm/s. In addition, a lubricant having a viscosity of 1.1 poise at 1300ºC was used as the mold powder, and the solidification temperature was 900ºC.

Example 2

Als nächstes wurde die Untersuchung in der gleichen Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 durchgeführt für den Fall nicht vorhandener negativer Abstreifzeit (TN = 0), jedoch betrug die Amplitude S der Vertikaloszillation der Form 2,0 mm, und die horizontale Öffnungs- und Schließ-Zeitgebung enthielt ein Schließen im Zeitraum von 110º bis 160º (vom Zeitpunkt t1 bis t2 in Fig. 2) und im Zeitraum von 250º bis 290º (vom Zeitpunkt t3 bis t4 in Fig. 2), während in den anderen Zeiträumen Öffnung bestand.Next, the investigation was carried out in the same manner as in Embodiment 1 for the case of no negative stripping time (TN = 0), but the amplitude S of the vertical oscillation of the mold was 2.0 mm, and the horizontal opening and closing timing included closing in the period from 110º to 160º (from time t1 to t2 in Fig. 2) and in the period from 250º to 290º (from time t3 to t4 in Fig. 2), while opening in the other periods.

Die in den Ausführungsbeispielen 1 und 2 erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 im Vergleich mit konventionell durchgeführten Gießvorgängen gezeigt. Es ergibt sich aus Tabelle 1, daß es im Vergleich zu der üblichen Durchführungsweise die vorliegende Erfindung ermöglicht, die Erzeugungsrate von Segregationen an den Oszillations-Trogabschnitten in einem Ausmaß auffast Null zu reduzieren. Tabelle 1 The results obtained in Embodiments 1 and 2 are shown in Table 1 in comparison with conventionally conducted casting operations. It is apparent from Table 1 that, in comparison with the conventional manner, the present invention makes it possible to reduce the generation rate of segregations at the oscillation trough portions to an extent almost zero. Table 1

Industrial applicability

Durch Schaffen eines Form-Oszillationsverfahrens mit horizontalem Öffnen und Schließen (Zurückziehen und Vorschieben) der Formwände von dem erstarrten Mantel weg bzw. zu ihm hin gemäß der vertikalen Form-Oszillations-Zeitgebung zum extremen Reduzieren der auf die zum Anfang erstarrte Mantelfläche ausgeübten Kompressions- und Zugkräfte ist es möglich, die Segregationen an den Oszillations-Muldenabschnitten an der Oberfläche der Gußteile bedeutsam zu verringern. Als Ergebnis können die folgenden Auswirkungen erhalten werden:By creating a mold oscillation process with horizontal opening and closing (retraction and advancement) of the mold walls away from and toward the solidified shell according to the vertical mold oscillation timing to extremely reduce the compression and tensile forces exerted on the initially solidified shell surface, it is possible to significantly reduce the segregations at the oscillation cavity sections on the surface of the castings. As a result, the following effects can be obtained:

(1) Durch Beseitigen der Notwendigkeit, den Guß unter den Form-Oszillations-Hochzyklusbedingungen durchzuführen, bei denen die Gefahr besteht, daß ein durch Anhaften induzierter Ausbruch verursacht wird, ist es möglich, Produktivitäts- Störungen zu verringern.(1) By eliminating the need to perform the casting under the mold oscillation high cycle conditions which are liable to cause sticking-induced breakout, it is possible to reduce productivity disturbances.

(2) Bei Edelstahl (SUS 304) kann eine verbesserte Ausbeute erwartet werden, da es möglich ist, die durch einen Schleifer abzuschneidende Menge zum Entfernen der Segregationen vor den Aufheiz- und Walzvorgängen gegenüber der üblichen Durchführungsweise zu verringern und weiter das Gußteil in dem bestimmten Fall ohne Ausbessern der nächsten Verarbeitungsstufe zuzuführen.(2) In the case of stainless steel (SUS 304), an improved yield can be expected since it is possible to reduce the amount to be cut by a grinder to remove the segregations before the heating and rolling operations compared with the conventional way and further to feed the casting to the next processing stage without repair in the particular case.

Claims

1. A method for vertically continuously casting molten metal through a mold to form a casting having an outer surface in the shape of a solidified metal shell, the mold having a casting space defined by a first pair of opposing walls and a second pair of opposing walls, the first and second walls being in contact with the shell perpendicular to each other, one of the first and second pairs of opposing walls being movable toward and away from each other and out of contact with the shell, the method comprising the steps of:

vertically and cylindrically oscillating the mold so as to determine a mold ascending travel period and a mold descending travel period, which ascending travel period corresponds to a period of time that the mold needs to travel upwards from a lowest oscillation point to an uppermost oscillation point, and the descending travel period corresponds to a subsequent travel period that the mold needs to travel from the uppermost oscillation point back to the lower oscillation point, wherein the mold has a maximum ascending speed during the ascending travel period that corresponds to a midpoint between the uppermost and the lowest oscillation point, and the mold has a maximum descending speed during the descending travel period that corresponds to a midpoint between the uppermost and the lowest oscillation point, and the uppermost and the lowermost points each correspond to a position of the mold at which the mold speed is zero since the mold is between an upward and a downward direction, while the casting has a downward and constant pull-off speed, the pull-off travel period includes a portion where the mold has a vertical speed higher than the pull-off speed of the casting, and the pull-off travel period includes a portion where the mold has a vertical speed higher than the pull-off speed of the casting;

retracting the movable walls from each other and withdrawing them from the casting shell when the vertical speed of the mold is operable during the portion of the ascending travel period in which the vertical speed of the mold is greater than the withdrawal speed of the casting; and

Retracting the movable walls from each other and from the casting shell when the vertical speed of the mold is operable during the portion of the pull-down travel period in which the vertical speed of the mold is higher than the pull-down speed of the casting.

2. A method for vertical continuous casting of molten metal according to claim 1, further comprising the step of introducing a molding powder between the movable mold walls and the shell of the casting when the mold walls are retracted, to thereby reduce the frictional force between the movable mold walls and the shell.

3. A method for vertically continuously casting molten metal through a mold so as to form a casting having an outer surface in the shape of a solidified metal shell, wherein the maximum downward mold speed during the descending travel period corresponds to a midpoint between the uppermost and the lowermost oscillation points, the uppermost and the lowermost points each correspond to a mold position where the mold speed is zero as the mold alternates between an upward and a downward travel direction,

the vertical speed of the form during successive ascent and descent periods is positive stripping time or a negative stripping time is determined, the positive and negative stripping times each determine a relationship between the vertical speed of the mold and a stripping speed of the casting, each of the positive and negative stripping times has a start time and an end time, the start time of the positive stripping time corresponds to an end time of the negative stripping time and the end time of the positive stripping time corresponds to a start time of the negative stripping time, each of the start and end times of the positive and negative stripping times corresponds to a point at which the mold has a speed equivalent to a speed of the casting and a relative speed of zero between the mold and the casting, the positive stripping time is determined as a period within the ascending or descending running periods at which the vertical speed of the mold is relatively greater than the stripping speed of the casting, and the negative stripping time is determined as a period within the ascending and descending running periods, during which the vertical forming speed is relatively lower than the pulling speed of the casting;

with the movable walls being withdrawn from one another and from contact with the shell when the vertical speed of the mold is operable within the positive stripping time, which walls are opened in a first period of time corresponding to the time in which the vertical speed of the mold is between that at the start of the positive stripping time and that of the maximum vertical mold speed within the positive stripping time, the movable walls being closed towards one another and in contact with the shell in a second period of time corresponding to the time in which the vertical speed of the mold is between that of the maximum vertical speed within the positive stripping time and that of the termination of the positive stripping time, the opening and closing of the walls in the first and second periods of time being at equal speeds within the positive stripping time occurs; and then

with the movable walls being withdrawn away from one another and out of contact with the shell when the vertical forming speed is operable within the negative stripping time, the walls being opened during a third period corresponding to that during which the vertical forming speed is between that of the starting point of the negative stripping time and that of the maximum vertical forming speed within the negative stripping time,

wherein the movable walls are closed toward each other and into contact with the shell in a fourth period corresponding to when the vertical forming speed is between that of the maximum vertical speed within the negative stripping time and that of the termination time of the negative stripping time, and the opening and closing of the walls in the third and fourth periods occurs at equal speeds within the negative stripping time.