DE69230666T2

DE69230666T2 - Verfahren zum stranggiessen von stahl unter verwendung von magnetfeldern

Info

Publication number: DE69230666T2
Application number: DE69230666T
Authority: DE
Inventors: Nagayasu Bessho; Tetsuya Fujii; Seiokou Nara; Seiji Taguchi; Hisao Yamazaki
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1991-09-25
Filing date: 1992-09-25
Publication date: 2000-06-08
Anticipated expiration: 2012-09-26
Also published as: CA2096737C; US5570736A; EP0568699A4; EP0568699B1; WO1993005907A1; KR0184240B1; KR930702100A; CA2096737A1; DE69230666D1; EP0568699A1

Description

Technisches Fachgebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggießen von Stahl-Walztafeln zum weiteren Verbessern der Oberflächen- und internen Qualitäten der durch Strangguss erhaltenen Stahl-Walztafeln.

Stand der Technik

Bei einem Verfahren zum Stranggießen von Halbfertigprodukten wie Stahl-Walztafeln, die zur Herstellung von breitgewalzten Stahlplatten benutzt werden, wird eine Eintauchdüse aus feuerfestem Material gemeinhin als Stahlschmelzeweg zwischen einer Stahlschmelze enthaltenden Gießwanne und einer Stranggussform benutzt. Die Eintauchdüse ist insofern nachteilig, als Aluminium, insbesondere bei Stranggießen von Al-beruhigten Stählen, dazu neigt; sich an der Innenfläche der Düse abzuscheiden, wodurch der Stahlschmelzenweg im Verlauf der Gießzeit enger wird, was es unmöglich macht, die gewünschte Strömungsrate für die Stahlschmelze aufrecht zu erhalten.
Im allgemeinen wird, um das Abscheiden von Aluminium zu vermeiden, ein inertes Gas wie Ar-Gas dem Innenraum der Düse während der Durchleitens der Stahlschmelze zugeleitet. Wenn jedoch die Auslassgeschwindigkeit der Stahlschmelze bei Hochgeschwindigkeitsguss mit hohem Durchsatz größer wird, wird das inerte Gas in der Stahlschmelzenströmung eingefangen und kann nicht mehr zu der Stahlschmelzen-Oberfläche in der Form gelangen, so dass es im verfestigten Mantel verbleibt. Wegen des im Stahl eingefangenen inerten Gases treten oft Defekte wie Walzsplitterausbildung (sliver), Lunkerbildung und dergleichen in den Endprodukten auf.
EP-A-0 401 504 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren für Strangguss. Nach diesem Dokument des Standes der Technik werden ein Materialschmelzefluss oder mehrere solcher Flüsse, die in eine Stranggussform eingegossen werden, durch statische Magnetfeldermagnetisch beeinflusst, die im wesentlichen die Gesamtbreite der Gussform überdecken, wodurch die Geschwindigkeit des Metallschmelzenstroms in der Eintauchdüse verringert wird. Die. Metallschmelze wird von der Seitenfläche der Düse entlassen. Weiter werden nach diesem Stand der Technik Magnetpole vorgesehen, um ein statisches Magnetfeld, in der Stranggussrichtung der Metallschmelze gesehen, über und unter der Auslassöffnung anzulegen.
Bei einer Eintauchdüse eines Zweiloch-Typs, die rechte und linke symmetrische Auslassöffnungen an ihren unteren Endäbschnitten besitzen, wird das Einströmen der Metallschmelze in die Form leicht durch die in der rechten oder linken Auslassöffnung verursachten asymmetrischen Blockierung sehr schnell unausgeglichen, wodurch eine Qualitätsminderung des Produkts hervorgebracht wird. In diesem Falle tritt, anders als beim Gaseinfang, ein Einfangenvon Einschlüssen und Formpulver infolge einer durch die Blockierung der Auslassöffnungender Düse erzeugten Strömungsablenkung auf.
Die Erfinder haben das Blockieren der Düse bei Strangguss mit Verwendung eines kohlenstoffarmen aluminiumberuhigten Stahls untersucht, der hauptsächlich durch Al deoxidiert wurde und einen Kohlenstoffgehalt von 500 ppm oder weniger aufzeigte. Als Ergebnis hat es sich gezeigt, dass die Düsenblockierung fast beseitigt werden konnte durch Einstellen des Sauerstoffgehalts in der Stahlschmelze auf 30 ppm oder weniger, vorzugsweise 20 ppm oder weniger und Benutzen einer rohrartigen geraden Eintauchdüse mit geöffneter, als Auslassöffnung dienender Vorderkante. Eine solche gerade Düse ist jedoch insoweit nachteilig, als die ausfließende Stahlschmelze in der Form nach unten gerichtet wird, wobei die Einschlüsse und Gasbläschen in der Stahlschmelze zu dem tieferen Abschnitt des Stahlschmelzenkörpers wandern.
Um das Wandern der Einschlüsse und dergleichen zu verhindern, wurde eine Technik vorgeschlagen, bei der ein Statikmagnetfeld-Generator zum Anlegen eines statischen Magnetfeldes an die Stahlschmelze um die Stranggussform angeordnet wird, um das Abwärtsrichten der Stahlschmelze zu unterbinden. Beispielsweise beschreibt die JP-OS sho 58-55157 eine Technik zum Erzeugen eines Gleich-Magnetfeldes in dem Niveau in der Nähe des Meniskus um eine Stranggussform und zum Einstellen der Intensität und der Richtung dieses Feldes, um dadurch die Wandertiefe und -richtung des Stahlschmelzen-Gießstroms zu steuern. Bei dieser Technik wird jedoch das Magnetfeld nur etwa in dem Niveau des Meniskus angelegt; und deswegen ist die Beschränkungswirkung unzureichend.
Die Erfinder haben eine Technik zum Gießen von Stahl-Walztafeln mit ausgezeichneter Qualität eingerichtet; welche die Schritte des Einstellens der Sauerstoffkonzentration in der Stahlschmelze auf einen niedrigeren Wert und des Benutzens einer geraden Düse ohne Einführen von Ar-Gas in die Düse und dadurch Verhindern einer Düsenblockierung unter Steuerung des Abflusses der Stahlschmelze durch die starke Beschränkungskraft umfasst.
Weiter haben die vorliegenden Erfinder die folgende Tatsache festgestellt: bei der Meniskus-Veränderung, die der Strömung der Stahlschmelze zu dem Meniskus hin zuzuordnen ist, die durch die Auswirkung der Beschränkung des Abflusses der Stahlschmelze erzeugt wird, wird diese durch das Anlegen des statischen Magnetfeldes auf den Meniskusabschnitt wirksam beschränkt.
Ein primäres Zier der vorliegenden Erfindung ist das Schaffen eines Verfahrens zum Stranggießen von Stahl-Walztafeln, durch das das Erhalten von Stahl-Walztafeln möglich wird, die ausgezeichnet in Oberflächen- und internen Qualitäten sind.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist das Beseitigen der Düsenblockierung bei Strangguss ohne Benutzung von Ar-Gas.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist das Schaffen einer Technik des Stranggießens von Stahl-Walztafeln, welche die Schritte des Anwendens einer entsprechenden Begrenzungskraft auf den Abfluß der Stahlschmelze und des Verhinderns der durch die genannte Anwendung verursachten Meniskus-Veränderung umfasst.

Beschreibung der Erfindung

Um die genannten Ziele zu erreichen, schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Stranggießen von Stahl-Walztafeln, wie es in Anspruch 1 beschrieben wird. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 dargelegt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 (a) und 1 (b) sind schematische Schnittansichten, die einen Hauptabschnitt einer Stranggussvorrichtung mit einem Einstufen-Statikmagnetfeld-Generator zeigt, wie er im Arbeitsbeispiel 1 benutzt wurde;
Fig. 2 ist eine Grafik, welche die Defekt-Erzeugungsrate im Falle der Benutzung des Einstufen-Statikmagnetfeld-Generators nach Arbeitsbeispiel 1 zeigt;
Fig. 3(a) und 3(b) sind Schnittansichten, welche den Aufbau einer im Arbeitsbeispiel 2 benutzten Stranggussvorrichtung zeigen;
Fig. 4 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau der im Arbeitsbeispiel 2 benutzten Stranggussvorrichtung mit den Hauptabmessungen zeigt;
Fig. 5 ist eine Säulengrafik zum vergleichsweisen Zeigen der Ergebnisse des Arbeitsbeispiels 2 in Hinblick auf die Erzeugungsrate (den Erzeugungsratenindex) von Oberflächen-Defekten;
Fig. 6(a) und 6(b) sind Schnittansichten, die den Aufbau einer in den Arbeitsbeispielen 4 und 5 benutzten Stranggussvorrichtung zeigen;
Fig. 7 ist eine Schnittansicht, die die Anordnung der in den Arbeitsbeispielen 4 und 5 benutzten Stranggussvorrichtung mit den Hauptabmessungen zeigt;
Fig. 8 ist eine Säulengrafik zum vergleichsweisen Zeigen der Ergebnisse der Arbeitsbeispiele 4 und 5 in Hinblick auf die Erzeugung von Oberflächen-Defekten;
Fig. 9(a) und 9(b) sind schematische Schnittansichten, die den Aufbau des Hauptabschnitts einer im Arbeitsbeispiel 6 benutzten Stranggussvorrichtung mit einem Zweistufen- Statikmagnetgenerator zeigen;
Fig. 10 ist eine Grafik, welche die Erzeugungsrate der Defekte im Falle der Verwendung des Zweistufen-Statikmagnetgenerators zeigt;
Fig. 11(a) und 11(b) sind schematische Schnittansichten, die den Aufbau des Hauptabschnitts einer im Arbeitsbeispiel 7 benutzten Stranggussvorrichtung mit Zweistufen-Statikmagnetfeld-Generator zeigen;
Fig. 12 ist eine Säulengrafik zum vergleichsweisen Zeigen der experimentellen Ergebnisse in den Fällen der Benutzung des Partial-Statikmagnetfeld-Generators (Arbeitsbeispiel 7) und des Gesamtbreite-Statikmagnetfeld-Generators (Arbeitsbeispiel 6) und ohne Magnetfeld (Vergleichsbeispiel);
Fig. 13 ist eine Säulengrafik zum vergleichsweisen Zeigen der experimentellen Ergebnisse in den Fällen, dass der Statik-Magnetteld-Generator in der die Schmelzenoberfläche einschließenden Höhe angeordnet ist, in der die Schmelzenoberfläche nicht einschließenden Höhe angeordnet ist, und weiter in dem Falle ohne Statik-Magnetfeld;
Fig. 14 ist eine Säulengrafik, um vergleichsweise die experimentellen Ergebnisse in den Fällen mit Gas-Einleitung und ohne Gas-Einleitung, und weiter in dem Fall ohne Statik-Magnetfeld zu zeigen;
Fig. 15(a) und 15(b) sind Schnittansichten einer in den Arbeitsbeispielen 10 und 11 benutzten Stranggussvorrichtung mit einem Zweistufen-(oberen und unteren) Statikmagnetfeld-Generator;
Fig. 16(a) und 16(b) sind Schnittansichten einer Stranggussvorrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel mit einem Einstufen-Statikmagnetfeld-Generator;
Fig. 17(a) und 17(b) sind Schnittansichten einer Stranggussvorrichtung mit einem Zweistufen-(oberen und unteren) Statikmagnetfeld-Generator, der in Partial-Breitenrichtung vorgesehen ist;
Fig. 18 ist eine Grafik zum vergleichsweisen Zeigen der Erzeugungsrate der Oberflächen- Defekte in den Arbeitsbeispielen 10 und 11 und in dem herkömmlichen Beispiel;
Fig. 19 ist eine Grafik zum vergleichsweisen Zeigen der Erzeugungsrate der Defekte in Vergleichsbeispielen zum Arbeitsbeispiel 12;
Fig. 20 ist eine Grafik zum vergleichsweisen Zeigen der Erzeugungsrate (Index) der Defekte in den Fällen des Anlegens des Statik-Magnetfeld-Generators über die Gesamtbreite bzw. des Anlegensw des Magnetfeld-Generators über die Teilbreite, wie im Arbeitsbeispiel 13 gezeigt;
Fig. 21 (a) und 21 (b) sind Schnittansichten, die den Aufbau der Stranggussvorrichtung gemäß dem Arbeitsbeispiel 14 zeigen;
Fig. 22 ist eine Säulengrafik zum vergleichsweisen Zeigen der Ergebnisse der Arbeitsbeispiele 14 und 15 in Hinblick auf die Erzeugungsrate (Index) der Oberflächendefekte;
Fig. 23(a) und 23(b) sind schematische Darstellungen, die das Arbeitsbeispiel 16 zeigen;
Fig. 24(a) und 24(b) sind erläuternde Ansichten für das Arbeitsbeispiel 17;
Fig. 25 ist eine Ansicht, welche die Magnetflussdichtenverteilung in der Breitenrichtung des Gussteils im Arbeitsbeispiel 17 zeigen;
Fig. 26(a), 26(b) und 26(c) sind erläuternde Ansichten des Arbeitsbeispiels 18;
Fig. 27 ist eine Ansicht, die die Magnetflussdichtenverteilung in der Breitenrichtung des Gussteils im Arbeitsbeispiel 18 zeigt;
Fig. 28(a), 28(b) und 28(c) sind schematische Ansichten des Arbeitsbeispiels 19;
Fig. 29(a) und 29(b) sind erläuternde Ansichten des Beispiels 20; und
Fig. 30(a) und 30(b) sind erläuternde Ansichten des Arbeitsbeispiels 21.

Bestes Verfahren zum Ausführen der Erfindung

Es ist eine Technik zum Anordnen eines Elektromagneten um eine Form einer Platten- Stranggussmaschine bekannt, und zum Anlegen eines statischen Magnetfeldes an die Stahlschmelze in der Form, um dadurch die Strömung der Stahlschmelze durch eine Lorentz-Kraft zu steuern, die durch die gegenseitige Einwirkung zwischen dem in der Stahlschmelze induzierten Strom und dem Magnetfeld verursacht wird. Bei dieser Technik reicht es zum Verhindern des Abfließens der aus der Eintauchdüse austretenden Stahlschmelze in den Tiefen abschnitt der Stahlschmelzenmenge nicht aus, das statische Magnetfeld nur in der Umgebung des Meniskus anzulegen.
Fig. 1(a) und 1(b) zeigen den Aufbau des Hauptabschnitts einer zum Ausführen einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geeigneten Stranggussvorrichtung. Eine gerade Eintauchdüse 18 steht von einer Gießwanne in eine Stranggussform 10 hinein vor, die aus einem Paar kurzer Seitenwände 12, 12 und einem Paar länger Seitenwänden 14, 14 gebildet ist. Die gerade Eintauchdüse 18 ist von rohrförmigem Aufbau und hat eine Auslassöffnung 20, die an ihrem unteren Endabschnitt geradeaus offen steht.
Ein Statikmagnetfeld Generator 22 ist in die hinteren Flächen der langen Seitenwände 14, 14 der Stranggussform 10 in einer Höhe angeordnet, welche die Umgebung der Auslassöffnung 20 der geraden Eintauchdüse 18 und einen Meniskus 24 enthält, und ein statisches Magnetfeld parallel zu den kürzen Seitenwänden 12 und 12 über den langen Seitenwänden 14 und 14 erzeugt. Das so erzeugte statische Magnetfeld dient zum Verlangsamen der aus der geraden Eintauchdüse 18 ausgelassenen Stahlschmelze und unterdrückt gleichzeitig die Veränderungen des Meniskus 24, um dadurch das Einschließen von Formpulver in die Stahlschmelze zu verhindern.
Bei Benutzung der Form 10 wird durch Ändern der Auslassgeschwindigkeit < v> der Stahlschmelze aus der geraden Düse in Abhängigkeit vom Durchsatz und weiter durch Ändern der Intensität B des angelegten Magnetfeldes und des Bereichs L des angelegten Magnetfeldes (Abmessung in Höhenrichtung) wurden die indem kaltgewalzten Material erzeugten Defekte festgestellt. Fig. 2 zeigt die Erzeugungsrate von Defekten, die durch Ändern der Auslassströmungsrate < v> , des anliegenden Magnetfeldbereichs L (mm) und der Magnetflussdichte B (T) bewirkt wurden. Mit Bezug auf die kaltgewalzten Materialien, die mit Änderung der Flussdichte des Magnetfeldes und des angelegten Magnetfeldbereichs erhalten wurden, sind die Erzeugungsraten von durch Magnetinspektion geprüften Defekten angezeigt als kreisförmige Markierungen (weniger als 0,45), dreieckige Markierungen (0,45-0,7) und X-Markierungen (0,7 und darüber), wobei die Erzeugungsrate von Defekten bei dem magnetfeldfreien Guss als 1 genommen wird.
Wie Fig. 2 zeigt, wird im Vergleich zum magnetfeldfreien Gießen erfindungsgemäß die Erzeugungsrate von Defekten 0,045 oder weniger in einem Bereich, wo der Faktor k = B.L, der erhalten wird, wenn man die Magnefflussdichte B (X-Achse) und den Anlegebereich L des Magnetfeldes (Y-Achse) multipliziert, 25 oder mehr beträgt, die angelegte Magnetfeldlänge L 80 mm oder mehr beträgt und die Magnefflussdichte B 0,07 T oder mehr beträgt.
Als nächstes wird der Aufbau gemäß Fig. 9 beschrieben. in dieser Figur wird eine gerade Eintauchdüse 18 benutzt, und es sind auch Statikmagnetfeld-Generatoren 26 und 28 an der oberen bzw. unteren Seite angeordnet. Zwischen dem oberen und dem unteren Statikmagnetfeld-Generator 26 und 28 ist ein Lückenabschnitt 30 mit fast keinem Magnetfeld zum Ausgleichen der Strömung der abgebremsten Stahlschmelze vorgesehen. Mit Hilfe der Anwesenheit des Lückenabschnitts 30 und dem durch den unteren Statikmagnetfeld-Generator 28 erzeugten statischen Magnetfeld, das über die Längsseitenwände 14 und 14 parallel zu den kurzen Seifenwänden 12 und 12 gerichtet wird, wird die durch den Statikmagnetfeld-Generator 26 abgebremste Stahlschmelze unter Vorschub zu der kurzen Seitenwand 12 zum Absteigen gebracht. Als Ergebnis ist es möglich, einen ausreichend verlangsamten und ausgeglichenen Abwärtsstrom der Metallschmelze zu erhalten.
Fig. 10 zeigt die durch Ändern der Auslassströmungsrate < v> , der Magnetflussdichte B und des Magnetfeld-Anlegebereichs L bewirkte Erzeugungsrate. In dieser Figur wird im Vergleich mit dem magnetfeldfreien Gießen die Erzeugungsrate von Defekten gemäß der vorliegenden Erfindung durch kreisförmige Markierung (unter 0,45), Dreieck-Markierung (0,45- 0,7) und X = Markierung (0,7 oder mehr) bezeichnet, wobei die Erzeugungsrate von Defekten in den durch magnetfeldfreies Gießen erhaltenen kaltgewalzten Materialien als 1 genommen wird.
Wie sich aus Fig. 10 ergibt, ist die Defekt-Erzeugungsrate in einem Bereich, bei dem der durch die Magnetflussdichte B und die angelegte Magnetfeldlänge L erhaltene Faktor k = B·L - 16 oder mehr beträgt, kleiner als 0,45. Als Ergebnis wird es offensichtlich, dass die angelegte Magnetfeldlänge zu bevorzugen ist im Vergleich mit dem Gussteil mit Einstufen-Statikmagnet feld. So wird es durch Anlegen des Zweistufen-Statikmagnetfeldes möglich, die Qualität auch dann bedeutsam zu verbessern, wenn die Anlegelänge des Magnetfeldes und die angelegte Magnetfeldintensität klein sind.
Die genannten Ergebnisse zeigen, dass es duch Benutzen der geraden Eintauchdüse und des statischen Magnetfeldes möglich ist, ein Stranggießen ohne Blockieren der Düse zu erreichen und damit die Produktivität zu verbessern. Noch wichtiger ist, dass es weiter durch Beseitigen der Düsenblockierung möglich wird, die abgelenkte Strömung der Stahlschmelze zu unterdrücken und damit saubere Platten zu erhalten. Insbesondere ist es durch Angeben der Magnetflussdichte und des Anlegebereichs des Magnetfeldes möglich, kaltgewalzte Materialien zu erhalten, bei denen die Defekt-Erzeugungsrate bemerkenswert verringert ist.
Auch ist es durch Anlegen des statischen Magnetfeldes in der Position, die die Schmelzenoberfläche innerhalb der Stranggussform enthält, möglich, die Veränderung der Schmelzenmengen-Oberfläche zu unterdrücken. Weiter ist es durch Anlegen des Statikmagnetfeldes in der Umgebung der Auslassöffnung der Eintauchdüse und weiter durch Schaffen des Lückenabschnitts und Anlegendes Statikmagnetfeldes an der unteren Seite möglich, den ausgeglichenen Abwärtsstrom der Stahlschmelze zu erhalten. Das ermöglicht es, weiter saubere Stahlplatten ohne Einfangen von Formpulver herzustellen.
Es ist insbesondere wichtig, das Statikmagnetfeld in der Umgebung des Meniskus in einer solchen Weise zu erzeugen, dass die gesamte Oberfläche der Schmelzenmasse überdeckt wird. Z. B. wird es im Falle des Anlegens des Statikmagnetfeldes nicht an die Stahlschmelzenoberfläche, sondern nur an den unteren Abschnitt der Oberfläche der Stahlschmelzenmenge möglich, die Strömung unter der Stahlschmelzenoberfläche zu begrenzen; es ist jedoch unmöglich, das Oszillieren der Stahlschmelzenmengen-Oberfläche zu unterdrücken. Dementsprechend tritt ein Einfangen von Formpulver an der Stahlschmelzemengen Oberfläche infolge des Oszillierens der Stahlschmelzenoberfläche auf.
Zusätzlich ist es, auch wenn das Magnetfeld die wichtige Rolle bei der vorliegenden Erfindung spielt, notwendig, den Bereich des Magnetfeldes in folgender Weise festzusetzen Erstens muss das Statikmagnetfeld an den Bereich angesetzt werden, der den Vorderkanten- Abschnitt der Düse und den unteren Abschnitt derselben enthält. Insbesondere ist für den Fall, dass die Auslassöffnung der Düse und ihr Vorderkantenabschnitt innerhalb des Magnetfeldes sitzt, wichtig, dass die Auslassströmung der Metallschmelze eine moderierte Abwärtsströmung wird, weil die Schmelze durch das Magnetfeld ausreichend verlangsamt wird. Als nächstes wird die verlangsamte Auslassströmung eine weiter ausgeglichene Auslassströmung durch die Anwesenheit des Lückenabschnitts und des unteren Magnetfeldes, wodurch es ermöglicht wird, Gussteile zu erhalten, die in ihren internen und Oberflächen-Qualitäten ausgezeichnet sind.
Weiter ist es an dem unteren Abschnitt, wo die Stahlschmelze aus der Auslassöffnung der Düse ausgestoßen wird, zu bevorzugen, dass das Statikmagnetfeld in solcher Weise erzeugt wird; dass es die Stranggussform vollständig überdeckt, im Vergleich mit der teilweisen Erzeugung durch das Statikmagnetfeld.
Als nächstes kann bei der vorliegenden Erfindung ein Magnetfeld durch Anregung hinzugefügt werden. Fig. 23 zeigt ein solches Beispiel, bei dem Statikmagnetfeld-Erzeugerspulen 60 direkt unter einer Form 10 vorgesehen sind, um das Statikmagnetfeld in der Richtung senkrecht zu den langen Seitenflächen des Gussteiles zu erzeugen, und es sind Beaufschlagungswalzen 60 zum Anlegen eines Gleichstroms in der Richtung senkrecht zu den kurzen Seitenflächen des Gussteiles vorgesehen. Das durch die Statikmagnetfeld-Erzeugerspulen 60 erzeugte Magnetfeld wird nur in dem in Breitenrichtung mittleren Abschnitt des Gussteiles 2 von dem gewünschten, tiefer als die Auslassöffnung 20 der Eintauchdüse liegenden Punkt des unteren Abschnitts angelegt, beispielsweise an der Position direkt unter der Form 10. In Fig. 23 sind die Richtungen des Magnetfeldes B, des Stromes 1 und der elektromagnetischen Kraft F in der Stahlschmelze jeweils als strichpunktierte Linie gestrichelte Linie bzw. Strich-Zweipunkt-Linie angezeigt. In diesem Falle wird es durch Anwenden der Erregung des Statikmagnetfeldes an der unteren Seite der Auslassöffnung 20 der Eintauchdüse möglich, wirksam die Absteigefließrate innerhalb des Gussteiles zu reduzieren und dadurch das Wandern der Einschlüsse und Bläschen zu verhindern. In dem Stranggussverfahren mit Statikmagnetfeld- Erregung wird, da der Auslassstrom von der Düse üblicherweise der ausgeglichene Abwärtsstrom der Stahlschmelze wird, die genannte Statikmagnetfeld-Anregung angelegt, um die. Stahlschmelze an der Position unter der Auslassöffnung 20 der Eintauchdüse zu begrenzen.
Bei der vorliegenden Erfindung kann zum Zweck des Begrenzens der Strömung der Stahlschmelze von der Auslassöffnung der geraden Eintauchdüse an, die Begrenzungskraft infolge der Anregung an die Stahlschmelze in der Umgebung der Auslassöffnung der Düse angelegt werden. Fig. 29(a) und 29(b) zeigen ein solches Beispiel. Ein Statikmagnetfeld- Generator 82 ist an den hinteren Flächen der langen Seitenwände 14 und 14 einer Stranggussform 10 angeordnet, und Beaufschlagungsklemmen 84 sind direkt in der Nähe der Auslassöffnung der Düse angeordnet, um einen Gleichstrom in der Richtung senkrecht zu den kurzen Seitenflächen des Gussteiles aufzubringen. In Fig. 29 sind wiederum die Richtungen des Magnetfeldes B des Stromes I und der elektromagnetischen Kraft F in der Stahlschmelze jeweils als strichpunktierte Linie, gestrichelte Linie bzw. Strich-Zweipunkt-Linie gezeigt. Bei diesem Aufbau der vorliegenden Erfindung wird, da das Statikmagnetfeld in der Stahlschmelze in der Form in Richtung senkrecht zu der langen Seitenfläche des Gussteiles erzeugt und gleichzeitig der Gleichstrom in der Richtung senkrecht zu den kurzen Seitenflächen des Gussteiles durch die Beaufschlagungsklemmen 84 angelegt wird, es möglich, die nach oben gerichtete elektromagnetische Kraft F mit Bezug auf die Gießrichtung zu bilden und damit die Abwärtsströmung von der Düse zu dispergieren. Das ermöglichtes, die Wanderung der Einschlüsse und der Bläschen in dem Gussteil zu unterdrücken. Die Beaufschlagungsklemmen können in die hitzefesten Baumaterialien der geraden Eintauchdüse 18 eingebettet sein.

Arbeitsbeispiel 1

Die Untersuchung wurde mit Benutzung einer Zweistrang-Gießmaschine mit einer Strangs gussvorrichtung nach Fig. 1 durchgeführt. Aluminiumberuhigter Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, der eine Sauerstoffkonzentration von 28-30 ppm aufwies, wurde in drei Chargen mit Benutzung einer geraden Eintauchdüse nach der vorliegenden Erfindung stranggegossen. Die Gießbedingungen waren wie nachstehend angegeben. Zusätzlich betrug die Zugabemenge von Gas zum Verhindern der Düsenblockierung 12 Nl/min.
Größe der Gießform: 220 mm Dicke
1600 mm Breite
800 mm Höhe:
Zusatzerwärmung der Stahlschmelze in der Gießwanne: 29-34ºC
Durchsatz: 1,5 Tonnen/min.
Bei einem Strang wurde das Gießen in dem Zustand durchgeführt, das die gerade Düse der vorliegenden Erfindung benutzt und nur Einstufen-Statikmagnetfeld angelegt wurde. Bei dem anderen Strang würde der Guss ohne angelegtes Magnetfeld durchgeführt. Fig. 1(a) und 1(b) sind schematische Ansichten, welche die Anwendung des Einstufen-Statikmagnetfeldes zeigen. Die Beschreibung eines Statikmagnetfeld-Generators 22 ist wie folgt:
Einstufen-Statikmagnetfeld-Generator:
Größe: 1700 mm Breite, 50-650 mm (L) Höhe.
Maximale Magnetflussdichte: 0,05-0,5 T:
Bei Änderung der Entlass-Strömungsrate < v> der Stahlschmelze in Abhängigkeit vom Durchsatz und weiter bei Änderung sowohl der anliegenden Magnetfeldintensität wie auch des anliegenden Magnetfeldbereichs L wurden die in den kaltgewalzten Materialien verursachten Defekte untersucht. Damit wurde dieses Arbeitsbeispiel mit dem Gießen ohne Magnetfeld verglichen. Fig. 2 zeigt eine Beziehung zwischen der Größe des anliegenden Magnetfeldbereichs L (mm) und der Magnetflussdichte (T) unter der Annahme, dass die Strömungsrate aus der Düsenauslassöffnung mit 0,9 m/s oder weniger angegeben wird.
Wie sich aus Fig. 2 ergibt, wird im Vergleich mit dem Gießen ohne Magnetfeld die Erzeugungsrate von Defekten in diesem Arbeitsbeispiel auf 0,45 oder weniger in einem Bereich verbessert, in dem der Faktor k = B. L, der sich aus der erreichten Magnetflussdichte B (X- Achse) und der Strecke des anliegenden Magnetfeldbereichs L (Y-Achse)ergibt, 25 oder mehr beträgt, wobei der Bereich L 80 mm oder weniger und die Magnetflussdichte B 0,07 T oder mehr ist. In dem Fall, dass auch die Austritts-Strömungsrate 0,9 m/s oder mehr beträgt, wurden die in Tabelle 1 gezeigten Ergebnisse erhalten. Tabelle 1

Arbeitsbeispiel 2

Fig. 3(a) und 3(b) zeigen eine Stranggussvorrichtung mit einem I-förmigen Statikmagnetfeld-Generator 32. Der I-förmige Statikmagnetfeld-Generator 32 legt das Statikmagnetfeld in den Strömungsbereich der Metallschmelze an, die aus einer geraden Eintauchdüse 2 austritt, und begrenzt sowohl die Abwärtsströmung der austretenden Stahlschmelze, die sich in der Breitenrichtung verteilt, als auch die Strömungsverteilung zu dem Meniskus hin, welche die Variation der Schmelzenmengen-Oberfläche bildet.
Durch Verwenden der geraden Eintauchdüse 2 wurde der Stranggießvorgang in einer solchen Weise durchgeführt, dass die der Stranggussform 10 zugeführte Stahlschmelze in dem Magnetpolbereich des an der Stranggussform 10 (siehe Fig. 3(a) und 3(b)) angeordneten I-förmigen Statikmagnetfeld-Generators 32 begrenzt wurde. Die konkreten Abmessungen des Statikmagnetfeld-Generators 32 sind in Fig. 4 gezeigt.
Mit Benutzung der Doppelstranggussmaschine wurde die durch Gießpfannen-Frischen eingestellte Stahlschmelze, die einen C-Gehalt von 360-450 ppm, eine Al-Konzentration von 450-620 ppm und einen Sauerstoffgehalt von 27-30 ppm aufwies, in drei Chargen (280 t/Charge) unter den später beschriebenen Bedingungen stranggegossen. Nach dem Guss wurden die Aluminiumoxid-Ablagerungszustände in den Eintauchdüsen untersucht. Bei einem Strang wurde die herkömmliche Doppelbohrungs-Eintauchdüse benutzt. Beim anderen Strang wurde die gerade Eintauchdüse 18 nach der vorliegenden Erfindung eingesetzt, und der genannte Statikmagnetfeld-Generator 32 vorgesehen.
Die Gießbedingungen waren wie folgt:
Formgröße: 220 mm (kurze Seite), 1600 mm (lange Seite)
Gießgeschwindigkeit: 1,7 m/min
Zusatzerwärmung der Stahlschmelze in der Gießwanne: 25-30ºC
Maximaler Magnetfluss im Statikmagnetfeld-Generator: 0,3 T (3000 Gauß).
Als Ergebnis wurde bei dem Strangguss mit Einsatz der herkömmlichen Doppelbohrungs- Eintauchdüse, in welche Ar-Gas mit einer Einführungsrate von 10 Nl/min eingeführt wurde, um die Düsenblockierung zu verhindern, eine Aluminiumoxid-Abscheidungsschicht mit einer Dicke von 10 mm maximal in der Umgebung der Düsenauslassöffnung festgestellt. Dagegen war bei dem Stranggießen mit Benutzen der geraden Eintauchdüse und dem I-förmigen Statikmagnetfeld-Generator 32, obwohl keine Einführung von Ar-Gas in die Düse stattfand, eine Aluminiumoxid-Abscheidungsschicht von maximal ca. 2 mm festgestellt, und deswegen war die Düsenblockierung extrem gering.

Arbeitsbeispiel 3

Die eine Sauerstoffkonzentration von 15-18 ppm enthaltende Stahlschmelze wurde durch Gießpfannen-Frischen erhalten, wobei Al-Pulver in der Gießpfanne auf die Schlacke auf der Stahlschmelze mit der gleichen Zusammensetzung wie beim Arbeitsbeispiel 2 aufgebracht wurde, um FeO in der Schlacke an der. Stahlschmelze in der Gießpfanne auf 3% oder weniger Konzentration zu bringen. Die genannte Stahlschmelze wurde in drei Chargen (280 t/Charge) mit den gleichen Bedingungen wie im Arbeitsbeispiel 2 stranggegossen. Darin wurden die Aluminiumoxid-Abscheidungszustände in den Eintauchdüsen untersucht. Bei diesem Arbeits beispiel wurde bei beiden Strängen kein Gas zum Verhindern der Düsenblockierung in die Eintauchdüsen eingeführt.
Als Ergebnis wurde bei dem herkömmlichen Guss mit Benutzung der Doppelbohrungs- Eintauchdüse eine Düsenblockierung beider dritten Charge hervorgerufen, so dass die angegebene Eingießrate nicht erreicht werden konnte, und so die Gießgeschwindigkeit von 1,7 m/min auf 1,2 m/min herabgesetzt wurde. Andererseits wurde in dem Strangguss mit der geraden Eintauchdüse die Gießgeschwindigkeit nicht herabgesetzt. Nachdem Gießen wurde die Innenfläche der ausgebauten geraden Eintauchdüse untersucht und es ergab sich, dass Aluminiumoxid darin nur mit einer Dicke von etwa 1-2 mm abgeschieden war.
Zusätzlich wurde seperat die Untersuchung mit Benutzen der geraden Eintauchdüse ohne Statikmagnetfeld durchgeführt. Bei dem vorstehend beschriebenen wurde der aus der Vorderkante der Düse ausgelassene Strahl der Hochtemperatur-Stahlschmelze zum starken Fließen nach unten in der vertikalen Richtung gebracht, so dass er den verfestigten Mantel umspülte und dadurch den Fortschritt der Verfestigung dieses Anteils behinderte. So wurde das sogenannte Ausbrechen (breakout) hervorgerufen und dadurch ein Gießen unmöglich gemacht. Im Gegensatz dazu war bei den Arbeitsbeispielen 2 und 3 mit Benutzung der geraden Düse mit Statikmagnetfeld, wie vorstehend beschrieben, ein stabiles Gießen möglich.
Die in den Arbeitsbeispielen 2 und 3 erhaltenen Stranggussplatten wurden bis zu einer Dicke von 0,7 mm warmgewalzt und kaltgewalzt. Die so erhaltenen kaltgewalzten Stahlplatten wurden im Hinblick auf die Erzeugungsrate von Oberflächendefekten (Gesamtsumme von Lunker- und (Walz-)Splitterbildungsdefekten) untersucht. Die Ergebnisse sind in Fig. 5 dargestellt.
Wie sich aus Fig. 5 ergibt, ist zu sehen, dass die Erzeugungsrate der Oberflächendefekte bei dem Strangguss gemäß der vorliegenden Erfindung außerordentlich gering ist. Der Grund dafür ist folgender: durch das Anlegen des Statikmagnetfeldes an die Stranggussform wird die. Eingießströmung der Stahlschmelze daran gehindert, in dem tiefen Abschnitt des Kraters einzuwandern, und die Strömung der Stahlschmelze an dem Meniskus wird begrenzt und dadurch das Einfangen von Formpulver beseitigt. Auch wird als Grund, warum das von dem entsprechenden Beispiel in dem Arbeitsbeispiel 3 erhaltene Ergebnis mehr zu bevorzugen ist als das im Arbeitsbeispiel 2 erhaltene, wie folgt angesehen: der Sauerstoffgehalt in der Stahlschmelze ist gering, und es wird keine Ar-Gas-Einführung als Hauptursache der Erzeugung von Lunkerdefekten ausgeführt; Zusätzlich wird auch in dem Vergleichsbeispiel zum Arbeitsbeispiel 3 ein ziemlich bevorzugbares Ergebnis erhalten; da jedoch kein Gas für das Verhindern der Düsenblockierung in die Düse eingeführt wird, tritt hier ein Blockieren der Düse auf und macht es dadurch unmöglich, die gewünschte Gießgeschwindigkeit zu erreichen, wodurch sich Produktivitätsprobleme ergeben.

Arbeitsbeispiel 4

Mit Verwendung einer Doppelstrang-Gießmaschine mit einem T-förmigen Statikmagnetfeld-Generator, wie in Fig. 6 gezeigt, wurde die durch Gießpfannen-Frischen eingestellte und eine C-Konzentration von 380-500 ppm, eine Al-Konzentration von 450-550 ppm und eine Sauerstoffkonzentration von 25-28 ppm enthaltende Stahlschmelze in drei Chargen (300 t/Charge) unter den später beschriebenen Bedingungen stranggegossen. Nach dem Gießen wurde die Aluminiumoxid-Abscheidungszustände in den geraden Eintauchdüsen untersucht.
Bei einem Strang wurde eine gerade Eintauchdüse 18 benutzt und ein T-förmiger Statikmagnetfeld-Generator 34 war in solcher Maßbeziehung angeordnet, wie in Fig. 7 dargestellt. Beim anderen Strang wurde die herkömmliche Doppelbohrungs Eintauchdüse benutzt.
Die Gießbedingungen waren wie folgt:
Formgröße: 215 mm (kurze Seite), 1600 mm (lange Seite)
Gießgeschwindigkeit: 1,6 m/min
Zusatzerwärmungung der Stahlschmelze in der Gießwanne: 20-25ºC
Maximaler Magnetfluss im Statikmagnetfeld-Generator: 0,32 T (3200 Gauß).
Als Ergebnis wurden bei dem Stranggießen mit Einsatz der herkömmlichen Doppelbohrungs-Eintauchdüsen, in welche Ar-Gas mit einer Einführrate von 10 Nl/min eingeführt wurde, um das Düsenblockieren zu verhindern, eine Aluminiumoxid-Ablagerungsschicht mit einer Dicke von maximal 10 mm in der Umgebung der Düsenaustrittsöffnung festgestellt. Andererseits wurde bei dem Strangguss mit Einsatz der geraden Eintauchdüsen mit Statikmagnetfeld trotz des Weglassens des Einführens von Ar-Gas in die Düse eine Aluminiumoxid-Abscheideschicht von etwa maximal 2 mm festgestellt, und deswegen war die Düsenblockierung extrem gering.

Arbeitsbeispiel 5

Die eine Sauerstoffkonzentration von 12-18 ppm enthaltende Stahlschmelze wurde durch Gießpfannen-Frischen erhalten, wobei Al-Pulver in der Gießpfanne auf die Schlacke an der Badfläche der Stahlschmelze hinzugefügt wurde, mit der gleichen Komposition wie im Arbeitsbeispiel 4, um den FeO-Gehalt in der Schlacke an der Stahlschmelze in der Gießpfanne auf eine Konzentration von 2% oder weniger herabzusetzen. Die genannte Stahlschmelze wurde in drei Chargen (300 t/Charge) unter den gleichen Bedingungen wie in dem Arbeitsbeispiel 4 stranggegossen. Dann wurden die Aluminiumoxid-Abscheidezustände in den Eintauchdüsen geprüft. Bei diesem Arbeitsbeispiel wurde bei beiden Strängen kein Gas zum Verhindern der Düsenblockierung in die Eintauchdüsen eingeführt.
Als Ergebnis wurde bei dem herkömmlichen Gießen mit Einsatz der Doppelbohrungs-Eintauchdüsen bei der dritten Charge eine Düsenblockierung hervorgerufen, so dass die angegebene Zuführungsrate nicht erreicht und damit, die Gießgeschwindigkeit von 1,6 m/min auf 1,1 m/min herabgesetzt wurde. Andererseits wurde bei dem Stranggießen gemäß diesem Arbeitsbeispiel die Gießgeschwindigkeit nicht herabgesetzt: Nach dem Gießen wurde die Innenfläche der ausgebauten geraden Eintauchdüse 18 untersucht und es ergab sich, dass daran Aluminiumoxid nur zu einer Dicke von 1-2 mm abgeschieden war.
Zusätzlich wurden getrennt das Experiment mit Einsatz der geraden Eintauchdüse 18 ohne Statikmagnetfeld durchgeführt. Dabei wurde der Strahl aus Hochtemperatur-Stahlschmelze, der von der Vorderkante der Düse entlassen wird, zu stark nach unten in der Vertikalrichtung zum Fließen gebracht, so dass erden verfestigten Mantel umspülte und da durch den Verfestigungsfortschritt dieses Abschnitts beeinträchtigte. So wurde das sogenannte Ausbrechen erzeugt und dadurch das Gießen unmöglich gemacht. Im Gegensatz dazu wurde in den Arbeitsbeispielen 4 und 5 mit Einsatz des Statikmagnetfeldes 34, wie vorher beschrieben, stabiles Gießen ermöglicht.
Die Stranggussplatten, die in den Arbeitsbeispielen 4 und 5 erhalten wurde, wurden auf eine Dicke von 0,8 mm warmgewalzt und kaltgewalzt. Die so erhaltenen kaltgewalzten Stahlplatten wurden im Hinblick auf die Erzeugungsrate von Oberflächendefekten (Gesamtsumme von Lunkerdefekten und Splitterdefekten) untersucht. Die Ergebnisse sind in Fig. 8 gezeigt.
Wie sich aus Fig. 8 ergibt, ist zu sehen, dass die Erzeugungsrate von Oberflächendefekten bei dem entsprechenden Beispiel extrem gering ist. Der Grund dafür ist folgender: durch das Anlegen des Statikmagnetfeldes an die Stranggießform wird die Eingießströmung der Stahlschmelze daran gehindert, in den tiefen Abschnitt des Kraters einzuwandern; der Fluss der Stahlschmelze am Meniskus wird begrenzt, wodurch das Einfangen von Formpulver beseitigt wird. Auch der Grund, warum das von dem entsprechenden Beispiel im Arbeitsbeispiel 5 erhaltene Ergebnis mehr zu bevorzugen ist, als das im Beispiel 4, wird wie folgt, angesehen: die Sauerstoffkonzentration in der Stahlschmelze ist gering, und die Ar-Gas-Zuführung als Hauptursache zur Erzeugung der Lunkerdefekte wird nicht durchgeführt: Zusätzlich gilt, auch wenn in dem Vergleichsbeispiel beim Arbeitsbeispiel 5 ein ziemlich zu bevorzugendes Ergebnis erhalten wurde, da das Gas zum Verhindern der Düsenblockierung nicht in die Düse eingeführt wird, doch eine Düsenblockierung erzeugt wird, wodurch es unmöglich wird, die gewünschte Gießgeschwindigkeit zu erhalten; was zu Problemen bei der Produktivität führt.

Arbeitsbeispiel 6

Als nächstes wurden, wie in Fig. 9 dargestellt, die Gießversuche wie folgt angestellt: an einem Strang wurde eine gerade Einlassdüse 18 verwendet, und Statikmagnetfeld-Generatoren 26 und 28 wurden an der oberen bzw. unteren Seitenwand angeordnet, um das obere bzw. untere Statikmagnetfeld in zwei Stufen anzulegen. Am anderen Strang wurde die herkömmliche Doppelbohrungs-Eintauchdüse als Vergleichsbeispiel eingesetzt. Bei dem Guss wurde das Gas zum Verhindern der Düsenblockierung mit einer Zuführrate von 10 Nl/min in beiden genannten Strängen zugeführt. Die anderen Gießbedingungen wären die gleichen wie im Arbeitsbeispiel 1.
Die Beschreibungen der oberen bzw. unteren Statikmagnetfeld-Generatoren sind wie folgt:
Oberer Statikmagnetfeld-Generator:
Größe: 1700 mm Breite, 50-320 mm (L&sub1;) Höhe
Maximale Magnetflussdichte: 0,05 = 0,6 T
Abstand zwischen den Polen: 300 mm (vom unteren Ende des oberen Statikmagnetfeld- Generators zum oberen Ende des unteren Statikmagnetfeld-Generators gemessen)
Unterer Statikmagnetfeld-Generator:
Größe 1700 mm Breite, 50-320 mm (L&sub2;) Höhe
Maximale Magnetflussdichte: 0,05-0,5 T
Gesamtbereit der Magnetpole: L&sub1; + L&sub2; = 100-640 mm.
Unter der Annahme, dass die Auslass-Strömungsrate geringer als 0,9 m/s war, wurden durch Ändern der Auslass-Strömungsrate < v> , der Magnetflussdichte B und des Magnetfeld- Anlegebereichs L bestimmte Defekt-Erzeugungsraten erhalten.. Diese Ergebnisse sind in Fig. 10 gezeigt. In dieser Figur sind die Erzeugungsraten von Defekten bei diesem Arbeitsbeispiel als Kreismarkierungen (unter 0,45), Dreieck-Markierungen (0,45-0,7) und X-Markierungen (0,7 und darüber) dargestellt, wobei die Defekt-Erzeugungsrate in dem beim Gießen ohne Magnetfeld erhaltenen kaltgewalzten Material als 1 angenommen wurde.
Wie sich aus Fig. 10 ergibt, wird die Defekt-Erzeugungsrate bei diesem Beispiel geringer als 0,55 in einem Bereich, wo der durch Multiplizieren der Magnetflussdichte B (X-Achse) mit der angelegten Magnetfeldlänge L (Y-Achse) erhaltene Faktor k = B.L, den Wert 16 oder mehr erhält. Als Ergebnis wird es klar, dass diese verteilte Magnetfeldanlegung im Vergleich mit dem Fall des Einstufen-Magnetfeldes mehr zu bevorzugen ist.
Auch dann, wenn die Auslassströmungsrate größer als der angegebene Wert von 0,9 m/s wird, konnte die Strömung der Stahlschmelze durch Anlegen des Zweistufen-Statikmagnetfeldes gesteuert werden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Wie sich aus Tabelle 2 ergibt,: ist es durch Anwenden des Zweistufen-Statikmagnetfeldes möglich, die Qualität in extremer Weise im Vergleich mit Gießen ohne Magnetfeld zu verbessern, auch wenn die Anlegelänge des Magnetfeldes und die angelegte Magnetfeldintensität gering sind. Tabelle 2

Arbeitsbeispiel 7

Die Untersuchung wurde unter den gleichen Bedingungen wie im Arbeitsbeispiel 6 durchgeführt, um das Verfahren des Anlegens des Magnetfeldes an der gesamten Breite der Form gemäß Fig. 10 mit dem Verfahren zu vergleichen, bei dem das Magnetfeld an eine Teilbreite der Form angelegt wird, wie in Fig. 11 gezeigt. Weiter wurde zum Vergleich Gießen auf die übliche Weise ausgeführt. Aufgrund der Ergebnisse der genannten Untersuchungen wurde der den Verfahren des Magnetfeldanlegens zuzuordnende Unterschied geprüft. Mit Verwendung einer Zweistrang-Gussmaschine wurde ein aluminiumberuhigter Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, der eine Sauerstoffkonzentration von 20-24 ppm besaß, stranggegossen. In beiden Strängen wurde Gas zum Verhindern einer Düsenblockierung mit einer Einführrate von 10 Nl/min eingeführt. Die Gießbedingungen waren wie folgt:
Größe der Gussform: 220 mm Dicke
1600 mm Breite
800 mm Höhe.
Zusatzerwärmung der Stahlschmelze in der Gießwanne: 28-33ºC
Gießgeschwindigkeit: 3,0 m/min.
Die Beschreibung des Teil-Statikmagnetfeldgenerators ist wie folgt:
Oberer Statikmagnetfeld-Generator:
Größe: 800 mm Breite, 300 mm Höhe
Maximale Magnetflussdichte: 0,31 T
Abstand der Magnetpole: 300 mm (vom unteren Ende des oberen Magnetfeldgenerators zum oberen Ende des unteren Statikmagnetfeld-Generators gemessen)
Unterer Statikmagnetfeld-Generator:
Größe: 800 mm Breite, 300 mm Höhe
Maximale Magnefflussdichte: 0,31 T
Die Beschreibung des gesamten Statikmagnetfeld-Generators ist wie folgt:
Oberer Statikmagnetfeld-Generator:
Größe: 1700 mm Breite, 300 mm Höhe
Maximale Magnetflussdichte: 0,31 T
Abstand der Magnetpole: 300 mm (vom unteren Ende des oberen Magnetfeldgenerators zum oberen Ende des unteren Statikmagnetfeld-Generators gemessen)
Unterer Statikmagnetfeld-Generator:
Größe: 1700 mm Breite, 300 mm Höhe
Maximale Magnetflussdichte: 0,31 T
Die Ergebnisse sind in Fig. 12 gezeigt. Wie sich aus Fig. 12 ergibt, wird die Defekt-Erzeugungsrate bei dem Anlegen des Statikmagnetfeldes in der Breite von 1700 mm extrem kleiner. Dementsprechend wird es klar, dass das Anlegen des Statikmagnetfeldes über die Gesamtbreite der Form zum Verbessernder Qualität wirksam ist.

Arbeitsbeispiel 8

Die Untersuchung wurde gemäß dem Gießvorgang mit Einsatz der geraden Düse nach der vorliegenden Erfindung und Anlegen des Mehrstufen-Statikmagnetfeldes mit Lückenabschnitt durchgeführt, um mit dem Fall zu vergleichen, dass das obere Stufen-Magnetfeld den Meniskus enthält und die Umgebung der Auslassöffnung der Eintauchdüse, und mit dem Fall, dass es nur die Auslassöffnung der Eintauchdüse enthält. Die Untersuchungen wurden mit Benutzung einer Zweistrang-Gießmaschine unter folgenden Bedingungen gemacht:
Formgröße: 220 mm Dicke
1600 mm Breite
800 mm Höhe
Zusatzerwärmung der Stahlschmelze in der Gießpfanne: 24-30ºC
Gießgeschwindigkeit: 1,9 m/min
Ein aluminiumberuhigter Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, der eine Sauerstoffkonzentration von 28 ppm enthielt, wurde durch drei Chargen im Stranggussverfahren gegossen. Das Gas zum Verhindern der Düsenblockierung wurde mit einer Zuführungsrate von 12 Nl/min zugeführt.
Die Beschreibung des mehrstufigen Statikmagnetfeld-Generators ist wie folgt:
Oberer Statikmagnetfeld-Generator:
Größe: 1700 mm Breite, 250 mm Höhe
Maximale Magnetflussdichte: 0,27 T
Abstand der Magnetpole: 300 mm (vom unteren Ende des oberen Magnetfeldgenerators zum oberen Ende des unteren Statikmagnetfeld-Generators gemessen)
Unterer Statikmagnetfeld-Generator:
Größe: 1700 mm Breite, 250 mm Höhe
Maximale Magnetflussdichte: 0,27 T.
In diesem Fall wurden die Vergleichsuntersuchungen für den Fall durchgeführt, dass der obere Magnetfeldgenerator in einer Höhe angeordnet ist, welche die Gießschmelzenoberfläche enthält; und den Fall, dass er in einer Höhe angeordnet ist, der die obere Schmelzenfläche nicht enthält. Weiter wurde zum Vergleich auch das herkömmliche Gießverfahren durchgeführt. Die Defekt-Erzeugungsraten bei diesem Arbeitsbeispiel wurden standardisiert, und zwar würde die Defekt-Erzeugungsrate beim herkömmlichen Gießen als 1 angenommen.
Wie sich aus Fig. 13 ergibt, ist die Erzeugungsrate bei der vorliegenden Erfindung kleiner, falls das Statikmagnetfeld in einer Höhe angeordnet ist, welche die Stahlschmelzen-Oberfläche enthält.

Arbeitsbeispiel 9

Um den Blockierungszustand der Düse beim Gießen ohne Einführen von Gas zum Verhindern der Düsenblockierung zu untersuchen, wurden Experimente mit folgender Bedingung durchgeführt: ein aluminiumberuhigter Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, der durch Schmelzpfannen-Frischen so eingestellt war, dass er einen verringerten Sauerstoffgehalt von 15-20 ppm besaß, wurde stranggegossen:
Größe der Gießform: 220 mm Dicke
1600 mm Breite
800 mm Höhe
Zusatzerwärmung der Stahlschmelze in der Gießwanne: 28-33ºC
Gießgeschwindigkeit: 2,2 m/min.
Bei den für die Untersuchung der Gaszuführung sowohl beim herkömmlichen Gießen als auch beim Gießen mit Magnetfeld-Anlegen erforderlichen Experimenten wurde das Gas zum Verhindern der Düsenblockierung mit einer Zuführrate von 12 Nl/min zugeführt.
Die Beschreibung des mehrstufigen Statikmagnetfeld-Generators ist wie folgt:
Oberer Statikmagnetfeld-Generator:
Größe: 1700 mm Breite, 270 mm Höhe
Maximale Magnetflussdichte: 0,29 T
Abstand der Magnetpole: 300 mm (vom unteren Ende des oberen Magnetfeldgenerators zum oberen Ende des unteren Statikmagnetfeld-Generators gemessen)
Unterer Statikmagnetfeld-Generator:
Größe: 1700 mm Breite, 270 mm Höhe
Maximale Magnetflussdichte: 0,29 T
Bei dem die gerade Düse einsetzenden Gießvorgang wurde, auch wenn keine Gaseinführung bei der Düse ausgeführt wurde, abgeschiedene Einschlüsse mit einer Dicke von nur etwa 1 mm in der Düse nach Verwendung durch drei Chargen erkannt, was ein fast äquivalentes Ergebnis zu dem Falle mit Einführen von Gas ergab.
Fig. 14 zeigt die Defekt-Erzeugungsrate diese Arbeitsbeispiels. Es ergibt sich aus Fig. 14, - dass die Defekt-Erzeugungsrate in dem Fall ohne Gaszuführung reduziert ist. Dementsprechend ist es beim Ausführen des Gießens ohne Gaszuführung möglich, ausgezeichnet saubere Stahlplatten zu erhalten. Dabei wird auch in dem Falle der Gaszuführung die Defekt- Erzeugungsrate ausreichend verringert:

Arbeitsbeispiel 10

Das Stranggießen wurde mit Einsatz einer Stranggießvorrichtung durchgeführt, wie sie in Fig. 15(a) und 15(b) gezeigt ist. Wie in den Fig. 15(a) und 15(b) gezeigt ist, wurde eine gerade Eintauchdüse 18 mit einem geradlinigen Auslassanschluss 20 verwendet, der sich an der Vorderkante des Düsenhauptkörpers öffnet. Weiter wurden obere und untere Statikmagnetfelder 42 bzw. 44 angelegt.
Der an einer Stranggussform 10 angeordnete obere Statikmagnetfeld-Generator 42 beruhigt die Oberfläche der Stahlschmelze, die in der Form 10 eingegossen wird, während er die Stahlschmelze in dem Magnetpolbereich begrenzt und weiter die absteigende Strömung der Stahlschmelze indem Lückenabschnitt 46 ausgleicht. Auch der untere Statikmagnetfeld- Generator 44 begrenzt die Stahlschmelze während des Gusses.
Durch Verwendung einer zweistrangigen Stranggussmaschine wurde ein aluminiumberuhigter Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, der eine Sauerstoffkonzentration von 20-30 ppm enthielt, mit Benutzung der Eintauchdüse nach der vorliegenden Erfindung durch drei Chargen stranggegossen. Die Gießbedingungen waren die folgenden:
Größe der Form: 200 mm Dicke
1500 mm Breite
800 mm Höhe
Zusatzerwärmung der Stahlschmelze in der Gießwanne: etwa 30ºC.
Gießgeschwindigkeit: 2,0 m/min
Bei einem Strang wurde eine gerade Eintauchdüse 18 eingesetzt und die oberen und unteren Statikmagnetfelder 42 und 44 angelegt. Am anderen Strang wurde die herkömmliche Doppelbohrungs-Eintauchdüse benutzt. Auch wurde in beiden Strängen Gas zum Verhindern der Düsenblockierung mit einer Zuführrate von 10 Nl/min zugeführt. Die Beschreibung des Statikmagnetfeld-Generators ist wie folgt:
Oberer Statikmagnetfeld-Generator:
Größe: 1700 mm Breite, 300 mm (L&sub1;) Höhe
Maximale Magnetflussdichte: 0,4 T
Unterer Statikmagnetfeld-Generator:
Größe: 1700 mm Breite, 300 mm (L&sub2;) Höhe
Maximale Magnetflussdichte: 0,4 T
Abstand der Magnetpole: 300 mm (vom unteren Ende des oberen Magnetfeldgenerators zum oberen Ende des unteren Statikmagnetfeld-Generators gemessen)
Gesamtbereich der Magnetpole: L&sub1; + L&sub2; = 600 mm
Als Ergebnis wurde bei dem Strangguss mit Einsatz der herkömmlichen Doppelbohrungs- Eintauchdüse eine Aluminiumoxid-Abscheidungslage mit einer Dicke von 12 mm maximal in der Umgebung des Auslassanschlusses der Düse festgestellt. Im Gegensatz dazu wurde bei dem Strangguss mit Benutzen der geraden Eintauchdüse mit Statikmagnetfeld die Aluminiumoxid-Abscheidungslage mit einer Dicke von 1,0 mm im Durchschnitt am Öffnungsteil des Auslassanschlusses festgestellt. Es ist deswegen offensichtlich, dass die Düsenblockierung in diesem Arbeitsbeispiel außerordentlich klein ist.

Arbeitsbeispiel 11

Die Untersuchungen wurden unter den gleichen Bedingungen wie im Arbeitsbeispiel 11 angestellt, außer dass bei beiden Strängen keine Gaszuführung ausgeführt wurde. Die Gießgeschwindigkeit betrug 2,0 m/min. also die gleiche wie im Arbeitsbeispiel 10. Vor den Untersuchungen wurde die Stahlschmelze durch Gießpfannen-Frischung so eingestellt, dass eine verringerte Sauerstoffkonzentration von 15-20 ppm erreicht wurde. Als Ergebnis begann sich bei dem Gießen mit Benutzung der Doppelbohrungs-Eintauchdüse der Öffnungsgrad einer Gleitdüse in der zweiten Charge zu erhöhen, wodurch die wesentliche Strömungssteuerung schwierig gestaltet wurde, und in dem Zeitraum in der Nähe des Endes des Gießvorgangs bei der dritten Charge wurde die gewünschte Austrittgeschwindigkeit infolge der Düsenblockierung nicht erreicht, wodurch sich die Gießgeschwindigkeit erniedrigte. Im Gegensatz dazu wurde bei dem Gießvorgang mit Einsatz der geraden Eintauchdüse 18 nach der vorliegenden Erfindung und Anlegen der Statikmagnetfelder 42 und 44 kein Düsenblockieren hervorgerufen, und so wurde die Austrittgeschwindigkeit nicht verringert, wodurch die Gießgeschwindigkeit nicht reduziert wurde.
Beide Düsen wurden nach den Untersuchungen ausgebaut und miteinander in Hinsicht auf den Blockierungszustand der Düse verglichen. Bei der geraden Eintauchdüse wurde die Abscheidung von Aluminiumoxid mit einer Dicke von 1,0 mm oder weniger im Durchschnitt festgestellt. Andererseits wurden bei der Doppelbohrungs-Eintauchdüse Aluminiumoxid-Abscheidungen an dem Auslassanschluss erzeugt und weiter waren die Abscheidezustände in den beiden Bohrungen der Eintauchdüse nicht gleichmäßig, wodurch Austrittströmung rechts und links einander ungleich war.
Fig. 18 zeigt die Ergebnisse, die mit den Arbeitsbeispielen 10 und 11 erhalten wurden. In Fig. 18 sind die durch magnetische Untersuchung gemessenen durchschnittlichen Defekte pro Einheitsfläche der kaltgewalzten Stahlplatten gezeigt, die durch Warmwalzen und Kaltwalzen der stranggegossenen Brammen erhalten wurden. Weiter wurden nach der Messung durch magnetische Inspektion die Defektgründe untersucht. Als Ergebnis zeigte es sich, dass es um die Defekte infolge von Gas, die Defekte infolge von Einschlüssen und die Defekte infolge vont Pulver ging. Wenn die Erzeugungsrate der Oberflächendefekte in der kaltgewalzten Stahlplatte, die im Arbeitsbeispiel 10 erhalten wurde, als 1 genommen wird, waren die anderen Erzeugungsraten der Defekte so wie bezeichnet.
Fig. 18 zeigt die Erzeugungsrate von Defekten in Arbeitsbeispielen 10 und 11, bei denen der Gießvorgang der vorliegenden Erfindung mit dem herkömmlichen Gießvorgang verglichen wird. Wie sich aus dieser Figur ergibt, werden beider vorliegenden Erfindung die internen Defekte der Bramme bemerkenswert im Vergleich mit dem herkömmlichen Gießen verringert. Wie besonders im Arbeitsbeispiel 11 der Fig. 18 gezeigt, ist bei dem Fall, dass die Reinheit der Stahlschmelze hoch ist, die Düsenblockierung beseitigt und weiter werden keine Durchblasdefekte infolge nicht vorhandener Gaszuführung erzeugt, so dass bevorzugbare Ergebnisse erhalten werden.

Arbeitsbeispiel 12

Die Untersuchungen wurden zum Vergleichen eines Falls des Anwendens des Zweistufen-Statikmagnetfeldes einschließlich eines Lücken-Abschnittes mit dem Anlegen eines Einstufen-Statikmagnetfeldes angestellt. In beiden Untersuchungen wurden gerade Eintauchdüsen benutzt. Die Gießbedingung war wie folgt. Zusätzlich wurde eine zugeführte Menge von Gas zum Verhindern einer Düsenblockierung mit 15 Nl/min in Gesamtmenge von der oberen Düse und der Gleitdüse angegeben.
Größe der Gießform: 200 mm Dicke
1500 mm Breite
800 mm Höhe
Zusatzerwärmung der Stahlschmelze in der Gießwanne: etwa 30ºC
Gießgeschwindigkeit: 1,9 m/min
Bei dem Vorstehenden wurde der aluminiumberuhigte Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und einer Sauerstoffkonzentration von 28 ppm während drei Chargen stranggegossen.
Fig. 19 zeigt den Vergleich zwischen dem Versuchsergebnis, das in dem Fall erhalten wurde, wo das Zweistufen-Statikmagnetfeld angelegt ist und der Düsenauslassanschluss in dem oberen Statikmagnetfeld liegt, wie in Fig. 15 gezeigt, und dem Versuchsergebnis, das im Falle des Anlegens des Einstufen-Statikmagnetfeldes nach Fig. 16 erhalten wurde (Vergleichsbeispiel). Die Angaben für die jeweiligen Statikmagnetfeld-Generatoren sind wie folgt: Zweistufen-Statikmagnetfeld-Generator:
Oberer Statikmagnetfeld-Generator:
Größe: 1700 mm Breite, 300 mm (L&sub1;) Höhe
Maximale Magnetflussdichte: 0,4 T
Unterer Statikmagnetfeld-Generator:
Größe: 1700 mm Breite, 300 mm (L&sub2;) Höhe
Maximale Magnetflussdichte: 0,4 T
Abstand der Magnetpole: 300 mm (vom unteren Ende des oberen Magnetfeldgenerators zum oberen Ende des unteren Statikmagnetfeld-Generators gemessen)
Gesamtbereich der Magnetpole: L&sub1; + L&sub2; = 600 mm
Einstufen-Statikmagnetfeld-Generator:
Größe: 1700 mm Breite, 600 mm (L) Höhe
Maximale Magnetflussdichte: 0,41
Fig. 19 zeigt die durch Magnet-Untersuchungsgerät gemessene Defekt-Erzeugungsrate. Die Erzeugungsraten von Defekten in dem Arbeitsbeispiel und dem Vergleichsbeispiel sind so gezeigt, dass die Erzeugungsrate von Defekten in dem herkömmlichen Gießteil als 1 genommen ist. Es ergibt sich offensichtlich, dass die Erzeugungsrate der Defekte bei der vorliegenden Erfindung gering ist.
Der Grund, warum die Defekt-Erzeugungsrate in dem Vergleichsbeispiel höher als bei der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass, weil keine Lücke in dem angelegten Magnetfeld vorhanden ist, die Strömung der Stahlschmelze schwierig zu diffundieren ist, im Vergleich zu der Vorliegenden Erfindung, so dass die Auslassströmung nur sehr schwierig zu einer gleichförmig absteigenden Strömung zu machen ist. Dementsprechend laufen die Einschlüsse und Lunker dem Austrittfluss entlang und werden so durch den Mantel direkt unter der Düse eingefangen. Jedoch ist der oben stehende Vergleich unter der Bedingung des Anlegens des Magnetfeldes hergestellt worden, und dementsprechend ist auch das Vergleichsbeispiel im Vergleich zu dem herkömmlichen Beispiel ohne Magnetfeld bemerkenswert verbessert. Der Grund dafür besteht darin, dass die Veränderung der Schmelzenmengenoberfläche durch das angelegte Magnetfeld der vorliegenden Erfindung und des Vergleichsbeispiels unterdrückt wird.
Weiter wird bei der vorliegenden Erfindung die Auslassströmung nicht nur verlangsamt, sondern auch an dem Lückenabschnitt zwischen dem oberen und dem unteren Statikmagnetfeld diffundiert und so durch das untere Statikmagnetfeld zu einem gleichmäßig absteigenden Strom gemacht.

Arbeitsbeispiel 13

Die Untersuchungen wurden zum Vergleich eines Falles des Anlegens des Statikmagnetfeldes über den gesamten Breitenbereich der Form mit einem Fall des Anlegens des Statikmagnetfeldes in einen Teilbreitenbereich der Form hergestellt. Ein aluminiumberuhigter niedrig gekohlter Stahl mit einer Sauerstoffkonzentration von 20-24 ppm wurde mit Benutzung einer Zweistrang-Stranggussmaschine stranggegossen. In beiden Strängen wurde Gas zum Verhindern der Düsenblockierung mit einer Zuführrate von 10 Nl/min zugeführt. Die Gießbedingung war wie folgt:
Größe der Form: 200 mm Dicke
1500 mm Breite
800 mm Höhe
Zusatzerwärmung der Stahlschmelze in der Gießwanne: etwa 30ºC
Gießgeschwindigkeit: 2,2 m/min
- Fig. 17 zeigt den Zweistufen-Statikmagnetfeld-Generator zum partiellen Anlegen des Statikmagnetfeldes. Die Beschreibung des Statikmagnetfeld-Generators ist wie folgt:
Oberer Statikmagnetfeld-Generator:
Größe: 800 mm Breite, 300 mm (L&sub1;) Höhe
Maximale Magnetflussdichte: 0,4 T.
Abstand der Magnetpole: 300 mm (von dem unteren Ende des oberen Magnetfeld-Generators zum oberen Ende des unteren Statikmagnetfeld-Generators gemessen)
Unterer Statikmagnetfeld-Generator:
Größe: 800 mm Breite, 300 mm (L&sub2;) Höhe
Maximale Magnetflussdichte: 0,4 T
Die Untersuchung wurde ausgeführt durch Ansetzen des genannten Zweistufen-Statikmagnetfeld-Generators an einen Strang. Zum Vergleich wurde auch eine weitere Untersuchung am anderen Strang mit der gleichen Bedingung wie im Arbeitsbeispiel 10 ausgeführt. Die Ergebnisse sind in Fig. 20 gezeigt. Wie sich aus Fig. 20 ergibt, ist es zu bevorzugen, das Statikmagnetfeld in einem Breitenbereich von 1700 mm anzulegen. Jedoch ist auch der Fall des teilweisen Anlegens des Statikmagnetfeldes im Vergleich zu dem herkömmlichen Gießvorgang mehr zu bevorzugen.

Arbeitsbeispiel 14

Der Strangguss wurde mit Benutzung einer Stranggussvorrichtung ausgeführt, wie sie in Fig. 21(a) und 21(b) gezeigt ist. Durch Verwendung einer geraden Eintauchdüse 18 mit einem geraden Auslassanschluss 20, der an der vorderen Kante des Düsenhauptkörpers geöffnet ist, wurde der Strangguss hergestellt durch Begrenzender in eine Stranggussform 10 durch die Düse zugeführten Stahlschmelze in dem Magnetpolbereich eines Statikmagnetfeld- Generators 58, der an dem unteren Abschnitt der Stranggussform 10 angebracht war (siehe Fig. 21(a) und 21(b)).
Als Ergebnis wird die Unbequemlichkeit der durch die Aluminiumoxid-Ablagerung verursachten Düsenblockierung beseitigt, und dementsprechend wird auch dann, wenn die Stahl schmelze mit der gewünschten Geschwindigkeit in die Form eingegossen wird, vermieden, dass die Einschlüsse in den tiefen Abschnitt der Stahlschmelze wandern. Auch wenn die Strömung der Stahlschmelze in Meniskusrichtung durch die Begrenzungswirkung erfolgt, wird die Strömung der Stahlschmelze durch das Statikmagnetfeld von dem Statikmagnetfeld- Generator 56 begrenzt, der in der dem Meniskusabschnitt entsprechenden Position angeordnet ist, wodurch es ermöglicht wird, das Einfangen des Formpulvers an der Stahlschmelzenoberfläche zu verhindern.

Arbeitsbeispiel 15

Mit Verwendung einer zweistrangigen Stranggussmaschine wurde durch Gießpfannen-Frischen eingestellte Stahlschmelze mit einem C-Gehalt von 400-550 ppm, einer Al-Konzentration von 400-570 ppm und einer Sauerstoffkonzentration von 23-29 ppm in drei Chargen (285 t/Charge) unter den später beschriebenen Bedingungen stranggegossen. Nach dem Gießen wurden die Aluminiumoxid-Abscheidezustände in den geraden Eintauchdüsen geprüft. Wie in Fig. 21 gezeigt, wurde ein unterer Statikmagnetfeld-Generator 58 in solcher Weise angeordnet, dass sein oberes Ende an einer Position gehalten wurde, die 100 mm unter dem untersten Endabschnitt der Eintauchdüse lag, und sein unteres Ende in einer Position gehalten wurde, die 600 mm unter dem untersten Endabschnitt der Auslassöffnung lag. Ein oberer Statikmagnetfeld-Generator 56 war in solcher Weise angeordnet, dass sein oberes Ende in einer Position 100 mm über einem Stahlschmelzen-Meniskus 24 lag, und sein unteres Ende wurde in einer Position gehalten, die um 200 mm tiefer als der Meniskus 24 lag. Bei einem Strang wurde die herkömmliche Doppelbohrungs-Eintauchdüse benutzt. Bei dem anderen Strang wurde die gerade Eintauchdüse 18 benutzt, und die Statikmagnetfeld-Generatoren 56 und 58 waren angebracht.
Die Gießbedingungen waren wie folgt.
Größe der Form: 240 mm (kurze Seitenwand)
1600 mm (lange Seitenwand)
Gießgeschwindigkeit: 1,65 m/min
Zusatzerwärmung der Stahlschmelze in der Gießwanne: etwa 25-30ºC
Die Beschreibung des Statikmagnetfeld-Generators ist wie folgt:
Oberer Statikmagneffeld-Generator:
Größe: 1700 mm Breite, 300 mm Länge
Maximaler Magnetfluss: etwa 0,315 T (3150 Gauss)
Unterer Statikmagnetfeld-Generator:
Größe: 1700 mm Breite, 500 mm Länge
Maximaler Magnetfluss: etwa 0,315 T (3150 Gauss)
Bei dem Strangguss mit Benutzung der herkömmlichen Doppelbohrungs-Eintauchdüse, der Gas zum Verhindern der Düsenblockierung mit einer Zuführrate von 10 Nl/min zugeführt wurde, wurde eine Aluminiumoxid-Abscheidelage mit einer maximalen Dicke von 10 mm in der Umgebung des Düsenauslassanschlusses festgestellt. Im Gegensatz dazu wurde bei dem Stranggießen mit Benutzung der geraden Eintauchdüse mit dem Statikmagnetfeld, obwohl keine Zuführung von Ar-Gas in die Düsen stattfand, festgestellt, dass die Aluminiumoxid- Abscheidelage in der Düse mit einer Dicke von maximal 2 mm erzeugt wurde, und dementsprechend die Düsenblockierung extrem gering war.
Die eine Sauerstoffkonzentration von 12-16 ppm enthaltende Stahlschmelze wurde durch Gießpfannen-Frischen erhalten, wobei Al-Pulver in der Gießpfanne an der Schlacke an der Schmelzenoberfläche hinzugefügt wurde, mit der gleichen Zusammensetzung, wie im Arbeitsbeispiel 14, um FeO in der Schlacke an der Metallschmelze in der Gießpfanne so herabzusetzen, dass sich eine Konzentration von 2, 3% oder weniger ergab. Die genannte Stahlschmelze wurde in drei Chargen (285 t/Charge) unter der gleichen Bedingung wie im Arbeitsbeispiel 14 stranggegossen. Damit wurden die Aluminiumoxid-Abscheidezustände innerhalb der Eintauchdüse geprüft. Bei diesem Arbeitsbeispiel wurde für beide Stränge kein Gas zum Verhindern der Düsenblockierung in die Eintauchdüsen eingeführt.
Als Ergebnis wurde bei dem herkömmlichen Guss mit Benutzung der Doppelbohrungs- Eintauchdüse eine Düsenblockierung beider dritten Charge hervorgerufen, so dass die angegebene Eintrittrate nicht erreicht und so die Gießgeschwindigkeit von 1,65 m/min auf 1,0 m/min herabgesetzt wurde. Andererseits wurde bei dem Strangguss mit Benutzen der geraden Eintauchdüse mit dem Statikmägnetfeld die Gießgeschwindigkeit nicht herabgesetzt. Nach dem Gießen wurde die Innenfläche der ausgebauten geraden Eintauchdüse untersucht, was das Ergebnis ergab, dass Aluminiumoxid nur bis zu einer Dicke von etwa 1-2 mm daran abgeschieden war.
Zusätzlich wurde die Untersuchung mit Einsatz der geraden Eintauchdüse ohne Statikmägnetfeld und die Untersuchung mit Benutzung nur des unteren Statikmagnetfeld-Generators separat durchgeführt. Bei der erstgenannten Untersuchung wurde der Strahl der Stahlschmelze mit hoher Temperatur, der von der vorderen Kante der Düse ausgelassen wurde, zu so starkem Fließen in der vertikalen Richtung nach unten gebracht, dass er den verfestigten Mantel umspülte und dadurch den Fortgang der Verfestigung dieses Abschnitts behinderte. Damit wurde das sogenannte Durchbrechen erzeugt und dadurch das Gießen unmöglich gemacht. Bei der letztgenannten Untersuchung wurde die Veränderung in der Schmelzenoberfläche größer, wodurch ein stabiles Gießen unmöglich gemacht wurde. Weiter wurde als Ergebnis der Untersuchung der Oberfläche der kaltgewalzten Stahlplatte, die durch Walzen der bei der letzten Untersuchung erhaltenen Stahlbramme erhalten wurde, eine Menge von mitgerissenem Formpulver erkannt. Im Gegensatz dazu war bei den Arbeitsbeispielen 14 und 15, wie sie vorstehend beschrieben wurde, ein stabiles Gießen durch Anwendendes oberen und unteren Statikmagnetfeldes möglich.
Die Strangguss-Brammen, die bei den Arbeitsbeispielen 14 und 15 erhalten wurden, wurden auf ein Dicke von 1,0 mm warmgewalzt und kaltgewalzt. Die so erhaltenen kaltgewalzten Stahlplatten wurden in Hinsicht auf die Erzeugungsrate von Oberflächendefekten (Gesamt-Lunker- und -Walzsplitter-Defekte) untersucht. Die Ergebnisse sind in Fig. 22 gezeigt.
Wie sich aus Fig. 22 ergibt, zeigt sich, dass die Erzeugungsrate von Oberflächendefekten bei dem Strangguss mit der geraden Eintauchdüse und dem Statikmagnetfeld extrem klein ist. Der Grund dafür ist folgender: durch Anwenden des Statikmagnetfeldes auf die Stranggussform wird die Eingussströmung der Stahlschmelze daran gehindert, bis in den tiefen Abschnitt des Kraters einzuwandern; und die Strömung der Stahlschmelze bei dem Meniskusabschnitt wird begrenzt, wodurch das Mitreißen des Formpulvers beseitigt wird. Auch der Grund, warum das aus dem geeigneten Ausführungsbeispiel im Arbeitsbeispiel 15 erhaltene Ergebnis mehr zu bevorzugen ist als das im Arbeitsbeispiel 14, wird wie folgt angesehen: die Sauerstoffkonzentration in der Stahlschmelze ist niedrig, und die Ar-Gas-Einleitung als Hauptursache der Lunkerdefekte wird nicht ausgeführt. Zusätzlich wird auch in dem Vergleichsbeispiel des Arbeitsbeispiels 15 das ziemlich bevorzugbare Ergebnis erhalten; da jedoch kein Gas zum Verhindern der Düsenblockierung in die Düse eingeführt wird, entsteht eine Düsenblockierung, und es wird dadurch unmöglich, die gewünschte Gießgeschwindigkeit zu erreichen, wodurch sich Produktivitätsprobleme ergeben.

Arbeitsbeispiel 16

Fig. 23 ist eine Ansicht zum Erläutern des Aufbaus dieses Arbeitsbeispiels. Direkt unter der Form 10 sind Statikmagnetfeld-Erzeugerspulen 16 zum Erzeugen eines Statikmagnetfeldes in der Richtung senkrecht zur langen Seitenfläche des Gussteils, und Beaufschlagungswalzen 62 zum Anlegen eines Gleichstroms in der Richtung senkrecht zur kurzen Seitenoberfläche des Gussteils vorgesehen. Das durch die Statikmagnetfeld-Erzeugerspulen 60 erzeugte Statikmagnetfeld wird an einen in Breitenrichtung zentralen Abschnitt des Gussteils 2 von einer entsprechenden Stelle unter der Auslassöffnung 20 der Eintauchdüse an angelegt, z. B. von der Position direkt unter der Form 10. In Fig. 23 sind die Richtungen des Magnetfeldes B, des Stromes I und der elektromagnetischen Kraft in der Stahlschmelze jeweils als strichpunktierte Linie, gestrichelte Linie bzw. Strich-Zweipunkt-Linie gezeigt.
Zusätzlich sind bei dem genannten Aufbau nach Fig. 23 die Statikmagnetfeld-Erzeugerspule 60 und die Beaufschlagungswalzen 62 einstufig in der Gießrichtung unter dem Niveau der Eintauchdüsen-Auslassöffnung 20 gezeigt; jedoch kann der gleiche Aufbau auch in zwei oder mehr Stufen in der Gießrichtung angebracht werden.
Bei diesem Untersuchungsbeispiel wird durch Anwenden des Statikmagneffeldes nur auf die Position in der Nähe des in Breitenrichtung zentralen Abschnitts des Gussteils unter der Auslassöffnung der Eintauchdüse 20 ermöglicht, wirksam die Strömung in Abwärtsrichtung in dem Gussteil zu reduzieren, und damit wird das Wandern von Einschlüssen und Bläschen verhindert.
Bei dem Stranggussvorgang mit Einsatz der geraden Eintauchdüse 18 und mit Statikmagnetfeld-Anregung ist die Auslassströmung der Stahlschmelze aus der Düse normalerweise so beeinflusst, dass die Abwärtsströmung gleichförmig ist, damit die genannte Statikmagnetfeld-Anregung nur in der Umgebung des in Breitenrichtung zentralen Abschnitts des Gussteils 2 an der Position unter dem Auslassanschluss der Eintauchdüse 20 angelegt werden kann, um so die Strömung der Stahlschmelze zu begrenzen.
Aluminiumberuhigter Stahl mit extrem niedrigem Kohlenstoffgehalt (C = 10-20 ppm), der durch eine RH-Behandlung nach Blasen in einem Konverter erhalten wurde, wurde in sechs Strängen (285 t/Strang) mit einem Durchsatz von 6,0 t/(min. Strang) unter der folgenden Bedingung stranggezogen.
Größe der Bramme: 215 mm (Dicke) · 1500 mm (Breite)
Art der Stranggussmaschine : Vertikalbiegungs-Stranggussmaschine, zwei Stränge, Vertikalabschnitt (2 m)
Zusatzerwärmung der Stahlschmelze in der Gießwanne: 15-20ºC
Eintauchtiefe der Düse: 250 mm (Abstand zwischen Meniskus und Düsen-Strahlauslass)
Sauerstoffkonzentration der Stahlschmelze in der Gießwanne: 12-15 ppm
Länge der Form: 900 mm
Abstand zwischen Meniskus und unterem Formende: 800 mm
Es wurden Brammen entsprechend den jeweiligen später beschriebenen Gießvorgängen stranggegossen und dann warmgewalzt und kaltgewalzt auf eine Dicke von 0,7 mm. Die so erhaltenen kaltgewalzten Stahlplatten wurde in einer Inspektionslinie geprüft und wurden miteinander in Hinblick auf die durch die Stahlherstellung erfolgende Erzeugung von Splitter- und Lunkerdefekten verglichen. Als Ergebnis ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Erzeugungsrate von Defekten im Vergleich mit den herkömmlichen Gießvorgängen extrem zu verringern.

Vergleichsbeispiel 16-1

Eintauchdüse: Doppelbohrungsdüse, kein Statikmagnetfeld
Strömungsrate von in die Eintauchdüse eingeleitetem Ar-Gas: 15 Nl/min
Erzeugungsrate von internen und Oberflächen-Defekten an der kaltgewalzten Stahlplatte:

Vergleichsbeispiel 16-2

Eintauchdüse: Doppelbohrungsdüse
Intensität des Statikmagnetfeldes: 0,35 T
Strömungsrate von in die Eintauchdüse eingeleitetem Ar-Gas: 15 Nl/min
Erzeugungsrate von internen und Oberflächendefekten an der kaltgewalzten Stahlplatte:
2,8%.

Arbeitsbeispiel 16-1

Eintauchdüse: gerade Einzeldüse Auslassöffnung 80 mm φ
Ansatzposition des Statikmagnetfeldes: einstückig an einer Position mit Abstand von 900-1050 mm vom Meniskus zum Anlegen des Statikmagnetfeldes an einem in Breitenrichtung zentralen Abschnitt des Gussteils
Intensität des Statikmagnetfeldes: 0,35 T
Angelegter Strom: 3500 A (Gleichstrom)
Einleitung von Gas in die Eintauchdüse: kein Gas eingeleitet
Erzeugungsrate von internen und Oberflächendefekten an kaltgewalzter Stahlplatte: 0,3%

Arbeitsbeispiel 17

Fig. 24 ist eine Ansicht zur Erklärung des Aufbaus dieses Arbeitsbeispiels 17. Direkt unter einer Form 10 sind Statikmagnetfeld-Erzeugerspulen 64 zum Erzeugen eines Statikmagnetfeldes in der zur langen Seitenfläche des Gussteils senkrechten Richtung vorgesehen und Beaufschlagungswalzen 66 zum Anlegen eines Gleichstromes in der zur kurzen Seitenfläche des Gussteils senkrechten Richtung. Das in den Statikmagnetfeld-Erzeugerspulen 60 erzeugte Statikmagnetfeld wird auf die gesamte Breite des Gussteils 2 von einem entsprechenden Punkt unter der Auslassöffnung 20 der Eintauchdüse angelegt, z. B. an der Position direkt unter der Form 10. In Fig. 24 sind die Richtungen des Magnetfeldes B, des Stromes I und der elektromagnetischen Kraft F in der Stahlschmelze jeweils als strichpunktierte Linie, gestrichelte Linie bzw. Strich-Zweipunkt-Linie eingezeichnet.
Aluminiumberuhigter Stahl mit extrem niedrigem Kohlenstoffgehalt(C = 15-25 ppm), der durch eine RH-Behandlung nach Blasen in einem Konverter erhalten wurde, wurde durch sechs Stränge (280 t/Strang) mit einem Durchsatz von 5,5 t/(min. Strang) unter der folgenden Bedingung stranggegossen.
Größe der Bramme: 220 mm (Dicke) · 1500 mm (Breite)
Art der Stranggussmaschine: Vertikalbiegungs-Stranggussmaschine, zwei Stränge, vertikaler Abschnitt 3 m
Zusatzaufheizung der Stahlschmelze in der Gießwanne: 15-25ºC
Eintauchtiefe der Düse: 300 mm (Abstand zwischen Meniskus und Düsen-Ausstrahlöffnung)
Sauerstoffkonzentration der Stahlschmelze in der Gießwanne: 13-18 ppm
Formlänge: 900 mm
Abstand zwischen Meniskus und unterem Ende der Form: 800 mm.
Es wurden Brammen entsprechend dem später beschriebenen jeweiligen Gießvorgängen stranggegossen und dann warmgewalzt und kaltgewalzt bis auf eine Dicke von 0,8 mm. Die so erhaltenen kaltgewalzten Stahlplatten wurden in einer Untersuchungslinie geprüft und miteinander in Hinblick auf die durch die Stahlherstellung verursachte Erzeugung der Rate von Splitter- und Lunkerfehlern verglichen. Als Ergebnis ist es gemäß der Erfindung möglich, die Erzeugungsrate von Defekten im Vergleich zum herkömmlichen Gießen extrem herabzusetzen.

Vergleichsbeispiel 17-1

Eintauchdüse: Doppelbohrungsdüse
Strömungsrate von in die Eintauchdüse eingeleitetem Ar-Gas: 15 Nt/min
Erzeugungsrate von internen und. Oberflächendefekten der kaltgewalzten Stahlplatte: 2,1%

Vergleichsbeispiel 17-2

Eintauchdüse: Doppelbohrungsdüse
Intensität des Statikmagnetfeldes: 0,3 T
Strömungsrate von in die Eintauchdüse eingeführtem Ar-Gas: 15 Nl/min
Erzeugungsrate von internen und Oberflächendefekten der kaltgewalzten Stahlplatte: 1,6%

Untersuchungsbeispiel 17-1

Eintauchdüse: gerade Einzeldüse, Auslassanschluss 80 mm φ
Einstellposition des Statikmagnetfeldes: Abstand vöm Meniskus 900-1000 m m Maximale Intensität des Statikmagrietfeldes: 0,3 T, an die Gesamtbreite des Gussteils angelegt, Verteilung der Magnetflussdichte in Breitenrichtung; wie in Fig. 25 gezeigt. Angelegter Strom: 3000 A (Gleichström)
Erzeugungsrate von internen und Oberflächendefekten in der kaltgewalzten Stahlplatte: 0,2%

Arbeitsbeispiel 18

Fig. 26 ist eine Ansicht zum Erkären des Aufbaus dieses Arbeitsbeispiels. Ein Statikmagnetfeld-Generator 68 ist an einer Form 10 an einer dem Meniskus entspechenden Position angebracht. Weiter sind direkt unter der Form 10 Statikmagnetfeld-Erzeugerspulen 70 zum Erzeugen eines Statikmagnetfeldes in der Richtung senkrecht zur langen Seitenfläche des Gussteils angeordnet, und Beaufschlagungswalzen 72 zum Anlegen eines Gleichstromes in der Richtung senkrecht zur kurzen Seitenfläche des: Gussteils. Das an der Statikmagnetfeld- Erzeugerspule 70 erzeugte Statikmagnetfeld wird über die ganze Breite des Gussteils 2 von einer entsprechenden Stelle unter der Auslassöffnung 20 der Eintauchdüse ab, beispielsweise von der Position direkt unter der Form 10, angelegt. In Fig. 26 sind die Richtungen des Magnetfeldes B, des Stromes I und der elektromagnetischen Kraft F in der Stahlschmelze jeweils in einer strichpunktierten Linie, einer gestrichelten Linie bzw. einer Strich-Zweipunkt- Linie gezeigt. Aluminiumberuhigter Stahl mit extrem niedrigem Kohlenstoffgehalt (C = 15-25 ppm), der durch RH-Behandlugn nach Blasen in einem Konverter erhalten wurde, wurde über sechs Stränge (280 t/Strang) bei einem Durchsatz von 5,2 t/(min. Strang) unter der folgenden Bedingung stranggegossen.

Experimentalbedingung

Brammengröße: 230 mm (Dicke) · 1500 mm (Breite)
Art der Stranggussmaschine: Vertikalbiegungs-Stranggussmaschine, zwei Stränge, Vertikalabschnitt 3 m
Zusatzerwärmung der Stahlschmelze in der Gießwanne: 15-25ºC
Eintauchtiefe der Düse: 300 mm (Abstand zwischen Meniskus und Düsenausstrahlöffnung)
Sauerstoffkonzentration der Stahlschmelze in der Gießwanne: 12-15 ppm
Länge der Form: 900 mm
Abstand zwischen Meniskus und unterem Ende der Form: 800 mm
Brammen wurden kontinuierlich entsprechend den jeweiligen später beschriebenen Gießvorgängen stranggegossen und dann warmgewalzt und kaltgewalzt bis zu einer Dicke von 0,4 mm. Die so erhaltenen kaltgewalzten Stahlplatten wurden in einer Inspektionslinie geprüft und miteinander in Hinblick auf die Erzeugungsrate von durch die Stahlherstellung verursachten Splitter- und Lunkerdefekten verglichen. Als Ergebnis ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Erzeugungsrate von Defekten im Vergleich mit den herkömmlichen Gießverfahren extrem zu reduzieren.

Vergleichsbeispiel 18-1

Eintauchdüse: Doppelbohrungsdüse, 75 mm φ · 2, horizontale Düse Strömungsrate von in die Eintauchdüse eingeleitetem Ar-Gas: 15 Nl/min
Erzeugungsrate von internen und Oberflächen-Defekten der kaltgewalzten Stahlplatte: 3,5%

Vergleichsbeispiel 18-2

Eintauchdüse: Doppelbohrungsdüse, 75 mm · 2, horizontale Düse
Intensität des Statikmagnetfeldes: 0,3 T, Anlegen des statischen Magnetfeldes nur an den Meniskus-Abschnitt
Strömungsrate des in die Eintauchdüse eingeleiteten Ar-Gases: 15 Nl/min
Erzeugungsrate von internen und Oberflächendefekten an kaltgewalzten Stahlplatten: 2,8%

Arbeitsbeispiel 18-1

Eintauchdüse: gerade Einzeldüse, Auslassöffnung 85 mm φ
Statikmagnetfeld:
Meniskus-Abschnitt: 0,2 T; ganze Breite der langen Seite des Gussteils, Verteilung der Magnetflussdichte in Breitenrichtung: gleichmäßig
Abstand vom Meniskus 900-1000 mm, maximale Intensität des Statikmagnetfeldes:
0,3 T, Anlegen an die gesamte Breite des Gussteils
Angelegter Strom: 2500 A (Gleichstrom)
Erzeugungsrate von internen und Oberflächendefekten an der kaltgewalzten Stahlplatte: 0,1%.

Arbeitsbeispiel 18-2

Eintauchdüse: gerade Einzeldüse, Auslassanschluss 85 mm φ
Statikmagnetfeld:
am Meniskus kein Magnetfeld angelegt
Positionsabstand vom Meniskus 900-1000 mm: maximale Intensität des Statikmagneffeldes: 0,4 T, Anlegen an die gesamte Breite des Gussteils, Verteilung der Magnetflussdichte in Breitenrichtung: wie in Fig. 27 gezeigt
Angelegter Strom: 2500 A (Gleichstrom)
Erzeugungsrate von internen und Oberflächen-Defekten in kaltgewalzter Stahlplatte: 0,6%

Arbeitsbeispiel 19

Fig. 28 ist eine Ansicht zum Erkären des Aufbaus bei diesem Arbeitsbeispiel 18. Ein Statikmagnetfeld-Generator 74 ist an einer Form 10 in der dem Meniskus entsprechenden Position angeordnet. Weiter sind direkt unter der Form Statikmagnetfeld-Erzeugerspulen 76 zum Erzeugen eines Statikmagnetfeldes in der Richtung senkrecht zur langen Seitenfläche des Gussteils angeordnet, und Beaufschlagungswalzen 80 zum Anlegen eines Gleichstroms in der Richtung senkrecht zur kurzen Seitenfläche des Gussteils. Das mit den Statikmagnetfeld-Erzeugerspulen 76 erzeugte statische Magnetfeld wird über die gesamte Breite des Gussteils 2 von einer entsprechenden Stelle unter dem Auslassanschluss 20 der Eintauchdüse an angelegt, z. B. an der Position direkt unter der Form 10. In Fig. 28 sind die Richtungen. - des Magnetfeldes B, des Stromes I und der elektromagnetischen Kraft F in der Stahlschmelzejeweils als strichpunktierte Linie, gestrichelte Linie bzw. Strich-Zweipunkt-Linie angezeigt. Aluminiumberuhigter Stahl mit extrem niedrigem. Kohlenstoffgehalt (C = 15-25 ppm), der durch eine RH-Behandlung nach Blasen in einem Konverter erhalten wurde, wurde mit sieben Strängen (310 t/Strang) mit einem Durchsatz von 5,8 t/(min. Strang) unter der folgenden Bedingung stranggezogen.

Versuchsbedingung

Brammengröße: 215 mm (Dicke) · 1500 mm (Breite):
Art der Stranggussmaschine: Vertikalbiegungs-Stranggussmaschine, zwei Stränge, Vertikalabschnitt 2 m
Zusatzerwärmung der Stahlschmelze in der Gießwanne: 18-27ºC
Eintauchtiefe der Düse: 300 mm (Abstand zwischen Meniskus und Düsenausstrahlöffnung)
Sauerstoffkonzentration der Stahlschmelze in der Gießwanne: 14-20 ppm Länge der Form: 900 mm
Abstand zwischen Meniskus und unterem Ende der Form: 800 mm
Die Brammen wurden gemäß den jeweiligen später zu beschreibenden Gießvorgängen stranggegossen und dann warmgewalzt und kaltgewalzt auf eine Dicke von 0,35 mm. Die so erhaltenen kaltgewalzten Stahlplatten wurde in einer Inspektionslinie geprüft und miteinander in Hinblick auf die Erzeugungsrate von durch die Stahlherstellung verursachten Walzsplitter- und Lunkerdefekten verglichen. Als Ergebnis ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Erzeugungsrate von Defekten im Vergleich mit dem herkömmlichen Gießen extrem zu verringern.

Vergleichsbeispiel 19-1

Eintauchdüse: Doppelbohrungsdüse, 80 mm φ · 2, horizontale Düse Strömungsrate des in die Eintauchdüse eingeführten Ar-Gases: 15 Nl/min
Erzeugungsrate von internen und Oberflächen-Defekten bei der kaltgewalzten Stahlplatte: 4,5%

Arbeitsbeispiel 19-1

Eintauchdüse: Doppelbohrungsdüse, Auslassöffnung 90 mm φ · 2
Anregung des Statikmagnetfeldes:
Meniskus-Abschnitt: Anlegen der elektromagnetischen Kraft in Gießrichtung nach unten
Statikmagnetfeld: 0,15 T, ganze Breite der langen Seitenwand des Gießteils
Angelegter Strom: 1200 A (Gleichstrom)
Abschnitt direkt unter der Form: Anlegen einer elektromagnetischen Kraft nach oben mit Bezug auf die Gießrichtung
Abstandsposition vom Meniskus etwa 900-1000 mm:
Intensität des Statikmagnetfeldes: 0,3 T, Anlegen an die Gesamtbreite des Gießteils
Angelegter Strom: 2800 A (Gleichstrom)
Erzeugungsrate von internen und Oberflächen-Defekten bei kaltgewalzter Stahlplatte: 0,08%

Arbeitsbeispiel 19-2

Die Untersuchung wurde in der gleichen Weise wie bei dem Arbeitsbeispiel 19-1 ausgeführt, außer, dass die Beaufschlagung mit dem Statikmagnetfeld nicht an den Meniskus-Abschnitt angelegt wurde.
Die Erzeugungsrate von internen und Oberflächen-Defekten bei kaltgewalzter Stahlplatte: 1,8%.

Arbeitsbeispiel 20

Fig. 29(a) und 29(b) zeigen den Aufbau eines Hauptabschnitts einer bei diesem Arbeitsbeispiel eingesetzten Stranggussvorrichtung. Ein Statikmagnetfeld-Generator 82 ist an der hinteren Fläche einer langen Seitenwand 14 einer Stranggussform 10 angeordnet, und Beaufschlagungsklemmen 84 sind vorgesehen, um einen Gleichstrom senkrecht zur kurzen Seitenfläche des Gussteils anzulegen. In Fig. 29 sind die Richtungen des Magnetfeldes B, des Stromes I bzw. der elektromagnetischen Kraft F in der Stahlschmelze jeweils durch eine strichpunktierte Linie, eine gestrichelte Linie bzw. eine Strich-Zweipunkt-Linie gezeigt.
Mit diesem Aufbau erzeugt gemäß der vorliegenden Erfindung der Statikmagnetfeld- Generator 82 das Statikmagnetfeld in Richtung senkrecht zur langen Seitenfläche des Gussteils in der Stahlschmelze innerhalb der Form, und gleichzeitig legen die Beaufschlagungsklemmen 84 den Gleichstrom in Richtung senkrecht zur kurzen Seitenfläche des Gussteils an, was es ermöglicht, die elektromagnetische Kraft in Gießrichtung nach oben zu bilden. Es ist deshalb möglich, die Abwärtsströmung von der Düse zu dispergieren und dadurch das Wandern der Einschlüsse und Bläschen in dem Gussteil zu unterdrücken.
Aluminiumberuhigter Strahl mit extrem niedrigem Kohlkenstoffgehalt (C = 15-20 ppm), der durch RH-Behandlung nach Blasen in einem Konverter erhalten wurde, wurde im Stranggussverfahren von jeweils vier Strängen (350 t/Strang) mit einem Durchsatz von 4,5 t/(min. Strang) unter den folgenden Bedingungen stranggezogen.

Versuchssbedingung

Größe der Bramme: 240 mm (Dicke) · 1500 mm (Breite)
Art der Stranggussmaschine: Vertikalbiegungs-Stranggussmaschine, vertikaler Abschnitt 2,5 m.
Zusatzerwärmung der Stahlschmelze in der Gießwanne: 15-25ºC
Eintauchtiefe der Düse: 300 mm
Gesamtsauerstoffanteil in der Stahlschmelze: 22-30 ppm
Eingeführte Menge von Ar-Gas: 5,0 Nl/min
Herkömmliches Ausführungsbeispiel: Zweibohrungsdüse; kein Statikmagnetfeld angelegt Beispiel nach vorliegender Erfindung: Einsatz von gerader Düse
Anregung durch Statikmagnetfeld: Anlegen einer elektromagnetischen Kraft in Gießrichtung nach oben
Intensität des Statikmagneffeldes: 0,15 T
Angelegter Strom: 1100 A
Die so im Stranggussverfahren erzeugten Brammen wurden auf eine Dicke von 0,7 mm warmgewalzt und kaltgewalzt. Die so erhaltenen kaltgewalzten Stahlplatten wurden einem anhaltenden Anlassvorgang unterworfen und dann in einer Inspektionslinie geprüft, um so miteinander in Hinblick auf die Erzeugungsrate der durch die Stahlherstellung verursachten Walzsplitter- und Lunkerdefekte verglichen zu werden. Die Erzeugungsrate der Defekte wurde durch eine Gleichung aus (Gewichtsanteil der feherhaften Produkte)/(Gewichtsanteil der inspizierten Produkte) dargestellt.

Herkömmliches Beispiel

Walzsplitter: 0,12%
Lunkerbildung: 0,15%

Arbeitsbeispiel

Walzsplitter: 0,03%
Lunkerbildung: 0,03%
Bei den an der Oberfläche des Stranggussteils durch Formpulver und Aluminiumoxid- Häufung verursachten Splitterdefekten besteht kein Unterschied zwischen dem herkömmlichen Beispiel und dem Arbeitsbeispiel. Die Erzeugungsrate von Lunkerdefekten in dem Arbeitsbeispiel wird jedoch bei dem Arbeitsbeispiel auf ein Fünftel der im herkömmlichen Beispiel aufgetretenen herabgesetzt. Dementsprechend wird es offensichtlich, dass das Arbeitsbeispiel zum Unterdrücken der Wanderung des von der Düse eingeführten Ar-Gases und der Einschlüsse innerhalb des Gussteils wirksam ist.
Es wurde auch der Gießtest separat durchgeführt mit Einsatz der geraden Düse ohne Anregung durch das Statikmägnetfeld. Bei dieser Gießbedingung wird jedoch der von der Vorderkante der Düse ausgesandte Strahl der Hochtemperatur-Stahlschmelze zu so starkem Fließen in Vertikalrichtung gebracht, dass er den verfestigten Mantel umspült und dadurch einen Durchbruch erzeugt, der den Gießvorgang unmöglich macht.

Arbeitsbeispiel 21

Fig. 30(a) und 29(b) zeigen den Aufbau einer bei diesem Arbeitsbeispiel benutzten Stranggussvorrichtung. Ein Statikmagnetfeld-Generator 86 ist an der hinteren Fläche einer langen Seitenwand 14 einer Stranggussform 10 angeordnet. Es sind auch Beaufschlagungsklemmen 48 in feuerfesten Materialien der geraden Eintauchdüse 18 eingebettet, um einen Gleichstrom in der Richtung senkrecht zur kurzen Seitenfläche des Gussteils anzulegen und dadurch eine elektromagnetische Kraft auf die Stahlschmelze in der Richtung zur Verlangsamung der Strömung der Stahlschmelze einwirken zu lassen. In Fig. 30 sind die jeweiligen Richtungen des Magnetfeldes B, des Stromes 1 bzw. der elektromagnetischen Kraft F in der Stahlschmelze als eine strichpunktierte Linie, eine gestrichelte Linie bzw. eine Strich-Zweipunkt-Linie dargestellt.
Bei diesem Aufbau gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt der Statikmagnetfeld- Generator 82 das Statikmagnetfeld in der Richtung senkrecht zur langen Seitenfläche des Gussteils in der Stahlschmelze innerhalb der Form, und gleichzeitig legen die Beaufschlagungsklemmen 84 den Gleichstrom in der Umgebung der Düsenauslassöffnung in Richtung senkrecht zur kurzen Seitenfläche des Gussteils an, wodurch es ermöglicht wird, die nach oben in Bezug auf die Gießrichtung gerichtete elektromagnetische Kraft auszubilden. Es ist deshalb möglich, die nach unten gerichtete Strömung von der Düse zu begrenzen und zu dispergieren und damit das Wandern der Einschlüsse und Bläschen in dem Gussteil zu unterdrücken.
Aluminiumberuhigter Stahl mit extrem niedrigem Kohlenstoffgehalt (C = 15-20 ppm), der durch RH-Behandlung nach Blasen in einem Konverter erhalten wurde, wurde in vier Strängen (350 t/Strang) mit einem Durchsatz von 4,5 t/(min. Strang) unter den folgenden Bedingungen stranggegossen.

Untersuchungsbedingung

Größe der Bramme: 240 mm (Dicke) · 1500 mm (Breite)
Art der Stranggussmaschine: Vertikalbiegungs-Stranggussmaschine, vertikaler Abschnitt 2,5 m
Zusatzerwärmung der Strahlschmelze in der Gießwanne: 15-25ºC
Eintauchtiefe der Düse: 300 mm
Gesamtsauerstoffgehalt in der Stahlschmelze: 25-30 ppm.
Herkömmliches Beispiel: Doppelbohrungsdüse; kein Statikmagnetfeld angelegt
Arbeitsbeispiel: gerade Düse
Intensität des Statikmagnetfeldes: 0,15 T
Angelegter Strom: 1100 A
Anregung des Statikmagnetfeldes: Anlegen der elektromagnetischen Kraft in Gießrichtung nach oben
Die so stranggegossenen Brammen wurden warmgewalzt und auf eine Dicke von 0,7 mm kaltgewalzt. Die so erhaltenen kaltgewalzten Strahlplatten wurden einem anhaltenden Anlassen unterworfen und dann in einer Inspektionslinie geprüft, um so miteinander im Hinblick auf die Erzeugungsrate der durch die Stahlherstellung verursachten Splitterdefekte und Lunkerdefekte verglichen zu werden. Die Erzeugungsrate der Defekte wird durch eine Gleichung von (Gewicht der fehlerhaften Produkte)/(Gewichte der geprüften Produkte) dargestellt.

Herkömmliches Beispiel

Splitter: 0,02%
Lunker: 0,16%

Arbeitsbeispiel

Splitter: 0,03%
Lunker: 0,03%
Bei den an der Oberfläche der Stranggussteile durch Formpulver und Aluminiumoxid Anhäufung verursachten Splitterdefekten besteht kein Unterschied zwischen dem herkömmlichen Beispiel und dem Arbeitsbeispiel. Jedoch ist die Erzeugungsrate von Lunkerdefekten in dem Arbeitsbeispiel auf nur 1/5 der bei dem herkömmlichen Beispiel herabgesetzt. Es wird dementsprechend offensichtlich, dass das Arbeitsbeispiel zur Unterdrückung des Wanderns von von der Düse eingeführtem Ar-Gas und der Einschlüsse innerhalb des Gussteils wirksam ist.
Auch wurde der Gießtest mit Benutzung der geraden Eintauchdüse ohne Anregung durch das Statikmagnetfeld separat ausgeführt. Jedoch wurde bei dieser Gießbedingung der von der Vorderkante der Düse entlassene Hochtemperatur-Stahlschmelzenstrahl so stark zum Fließen in Vertikalrichtung und zum Umspülen des verfestigten Mantels gebracht, dass dadurch ein Durchbruch erzeugt wurde, welcher das Gießen unmöglich machte.

Arbeitsbeispiel 22

Stahl von der gleichen Art wie in dem vorigen Arbeitsbeispiel, der einen Gesamt-Sauerstoffanteil von 20 ppm oder weniger enthielt, wurde unter der gleichen Bedingung wie im Arbeitsbeispiel 21 stranggegossen, jedoch wurde kein Ar-Gas in die Eintauchdüse eingeleitet. Die so erhaltenen kaltgewalzten Stahlplatten wurden geprüft. In den gemäß der vorliegenden Erfindung stranggegossenen, gewalzten und angelassenen Stahlplatten wurden die bevorzugten Ergebnisse der Splitterdefekte (0,01%) und der Lunkerdefekte (0%) erreicht. Im Gegensatz dazu wurde bei dem herkömmlichen Gießen ohne Gaseinleitung die gewünschte Auslass-Geschwindigkeit bei der dritten Charge infolge der Düsenblockierung nicht erreicht, und die Gießgeschwindigkeit verminderte sich von 1,6 m/min auf 1,2 m/min. Es braucht nicht besonders betont zu werden, dass bei dem Gießvorgang nach der vorliegenden Erfindung die Gießgeschwindigkeit nicht herabgesetzt wurde, und nur eine Aluminiumoxid-Abscheidelage von 1-2 mm und eine geringfügige Blockierung an der Innenfläche der geraden Düse nach dem Guss festgestellt wurde.

Claims

1. Verfahren zum Stranggießen von Stahltafeln mit den Schritten:

Zuführen von Stahlschmelze von einer Gießwanne zu einer Stranggussform, unter Benutzung einer Gerade-Eintauchdüse,

Anordnen eines Statikmagnetfeld-Generators an den hinteren Flächen der langen Seitenwände der Form in der Höhe, die den Pegel des Auslassanschlusses der Gerade-Eintauchdüse enthält;

Gießen der Stahlschmelze unter Erzeugen eines statischen Magnetfeldes in der Richtung von einer langen Seitenwand zur anderen langen Seitenwand der Form;

wobei das Gießen in der Eintauchdüse ausgeführt wird; und

wobei gemäß einer angegebenen Auslass-Strömungsgeschwindigkeit (v) (m/s) [Strömungsrate der Stahlschmelze (m³/s) / Düsenquerschnittsfläche (m²)] von der Auslassöffnung der Gerade-Eintauchdüse eine Beziehung zwischen einer Magnetflussdichte B(T) und einem angelegten Magnetfeldbereich L (mm) vertikal unter der Auslassöffnung der Gerade-Eintauchdüse wie folgt festgesetzt wird:

v ≤ 0,9 (m/s), B · L ≥ 25,

wobei B ≥ 0,07 T, L ≤ 80 mm

v ≤ 1,5(m/s), B · L ≥ 27

wobei B ≥ 0,08 T, L ≥ 90 mm

v ≤ 2,0 (m/s), B · L ≥ 30,

wobei B ≥ 0,09 T · L ≥ 100 mm

v ≤ 2,5 (m/s), B · L ≥ 33,

wobei B ≥ 0,09 T, L ≥ 110 mm

v ≤ 3,0 (m/s), B · L ≥ 35,

wobei B ≥ 0,1 T, L ≥ 110 mm

v ≤ 3,8 (m/s), B · L ≥ 36,

wobei B 0,11 T, L ≥ 120 mm

v ≤ 4,8 (m/s), B · L ≥ 38,

wobei B ≥ 0,12 T, L ≥ 120 mm

v ≤ 5,5 (m/s), B · L ≥ 40,

wobei B ≥ 0,13 T, L ≥ 130 mm

2. Verfahren zum Stranggießen von Stahlplatten nach Anspruch 1, bei dem das Gießen unter Anlegen eines Magnetfelds über die gesamte Breite der langen Seitenwand der Form durchgeführt wird.

3. Verfahren zum Stranggießen von Stahlplatten nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Gießen unter Anlegen eines Magnetfelds oberhalb des Meniskus in der Form ausgeführt wird.

4. Verfahren zum Stranggießen von Stahlplatten nach Anspruch 1, wobei der Statikmagnetfeld-Generator einen i-förmigen Statikmagnetfeld-Generator zum Erzeugen statischer Magnetfelder an den oberen und unteren Abschnittender Form über die gesamte Breite und zu dem mittleren Abschnitt der Form in der engen Breite umfasst.

5. Verfahren zum Stranggießen von Stahlplatten nach Anspruch 1, bei dem der Statik- Magnetfeld-Generator einen T-förmigen Statik-Magnetfeld-Generator zum Erzeugen statischer Magnetfelder an dem Meniskusabschnitt der Form über die gesamte Breite und zu dem breitenweise zentralen Abschnitt umfasst, der die Auslassöffnung der Eintauchdüse enthält.

6. Verfahren zum Stranggießen von Stahlplatten nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Anordnen mindestens eines zweiten Statikmagnetfeld-Generators mit einem gewissen Abstand unter dem ersten Statik-Magnetfeld-Generator zum Ausbilden eines Spaltabschnitts, der in einem magnetfeldfreien Zustand ist, zwischen den ersten und den zweiten Statik-Magnetfeld-Generatoren.

7. Verfahren zum Stranggießen von Stahlplatten nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Gießen des Stahls unter Anlegen eines Gleichstroms an die Umgebung der Auslassöffnung der Gerade-Eintauchdüse in der Richtung senkrecht zur kurzen Seitenfläche des Gusses.

8. Verfahren zum Stranggießen von Stahlplatten nach Anspruch 7, bei dem das Mittel zum Anlegen eines Gleichstroms ausgelegt ist, einen Gleichstrom zwischen in der Stahlschmelze in der Umgebung der Vorderkante der geraden Eintauchdüse aufgehängten Beaufschlagungsklemmen anzulegen.

9. Verfahren zum Stranggießen von Stahlplatten nach Anspruch 7, bei dem das Mittel zum Anlegen eines Gleichstroms ausgelegt ist, einen Gleichstrom zwischen in feuerfestem Material des Vorderkantenabschnitts der geraden Eintauchdüse angebrachten Beaufschlagungsklemmen anzulegen.