DE69312037T2 - Verfahren zum Giessen eines pastenartigen Metalles - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggießen eines Metalls, insbesondere Stahl, in pastöser bzw. halbfester Phase mit Hilfe einer Kokille. Das Vergießen von Metallen in halbfester Phase, beispielsweise Stahl, geschieht bei einer Temperatur, die innerhalb des Erstarrungsintervalls liegt, d.h. zwischen deren Liquidus- und Solidustemperatur. Diese Gießtechnik weist die bekannten Vorteile auf, wie daß im Falle von Stahl, feine und homogene Gefüge erreichbar sind, die Seigerungen im Gußstück vermindern.
• Dieses Gießverfahren wird auch als Gießen mit geringer Überhitzung bezeichnet, im Gegensatz zum üblichen Vergießen, bei dem das Metall mit Bezug auf seine Liquidustemperatur deutlich überhitzt ist. Für das übliche vergießen von Stahl liegt die Überhitzung normalerweise in der Größenordnung von 25 bis 35º0.
• Vorrichtungen zum Gießen von Metall in halbfester Phase sind bereits insbesondere durch die europäische Offenlegungsschrift 0 269 180 bekannt, die sich auf ein Hohlstrahlgießen mit einer Düse bezieht, die zwischen dem Tundish und der Stranggießkokille angeordnet ist.
• Gemäß dieser Offenlegungsschrift wird Argon in das Innere des Hohlstrahls geblasen, üblicherweise in einer
• Menge von 5 bis 25 l/min, um eine Oxidation des Metalls zu vermeiden, wobei die Überhitzung durch ein äußeres Kühlen der Zwischendüse verringert wird.
• Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren vorzuschlagen, mit dem sich die Restüberhitzung besser beherrschen und die Homogenität des Metalls in der Kokille verbessern läßt.
• Erfindungsgemäß ist das Verfahren zum Stranggießen von Metall in halbfester Phase, bei dem das Metall als Hohlstrahl mit einer zwischen dem Tundish und der Stranggießkokille angeordneten Düsen vergossen und die Überhitzung durch eine Außenkühlung der Düse verringert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Restüberhitzung des Metalls durch Eintragen eines fein verteilten, in einem nicht oxidierenden Gas suspendierten metallischen Stoffs mit kleinstmöglichem Sauerstoffgehalt in das Innere des Hohlstrangs eingestellt wird.
• Wenn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein fein verteilter Stoff aus einem artgleichen Pulver, beispielsweise Stahlpulver, in das Innere des Hohlstrahls eingetragen wird, ergibt sich daraus eine bessere Verfeinerung und Homogenität des Gefüges, das axiale Seigerungen vermeidet und zu sehr homogenen mechanischen Eigenschaften führt.
• Vorzugsweise übersteigt die Menge des fein verteilten Metalls 1% des Gewichts des gegossenen Metalls nicht.
• Jedoch kann der eingetragene Stoff entsprechend einer besonders interessanten Variante des Verfahrens das Pulver eines artfremden Metalls sein, das mit dem Metall eine Legierung bildet.
• Diese Variante erlaubt es, Metallegierungen herzustellen, die eine besonders homogene Struktur und folglich gleichmäßige mechanische Eigenschaften besitzen.
• In diesem Fall liegt die Menge des eingetragenen Legierungsmittels vorzugsweise zwischen 0,5 und 10 % des Gewichts des gegossenen Metalls.
• Erfindungsgemäß liegt die Teilchengröße des fein verteilten Stoffs bei weniger als 1000 µm, je nach dessen Beschaffenheit und der gewünschten Wirkung. Ein bevorzugter Wert liegt bei etwa 200 µm, wenn es sich um ein Stahlpulver handelt, das in Stahl eingetragen wird.
• Im allgemeinen ist der Druck des Trägergases, das den metallischen Stoff als Suspension einträgt, wenig höher als der Atmosphärendruck, um das Eindringen von Luft durch etwaige Leckagen in der Gießmaschine zu verhindem. Dieser Druck ist indessen höchstens gleich und vorzugsweise niedriger als der ferrostatische Druck, der an der Auftreffstelle des Metalls in der Kokille herrscht, um eine Aufnahme des Gases im Metall und das Risiko des Eindringens von Luft durch die Kokille zu verhindern.
• Durch Verändern der Menge des eingetragenen Stoffs innerhalb der angegebenen Grenzen ist es möglich, auf die Abkühlung des Metalls einzuwirken, um auf diese Weise die Überhitzung in Abhängigkeit von der Anfangsüberhitzung im Tundish zu steuern. Es ist auf diese Weise sehr leicht möglich, die Restüberhitzung zu beseitigen und sogar eine "negative Überhitzung" zu erreichen, d.h. in bestimmten Bereichen des Metalls Temperaturen unterhalb der Solidustemperatur einzustellen. Hierdurch bilden sich im flüssigen Metall bereits erstarrte Partikel, die in der Kokille als Kristallisationskeime wirken.

Claims (4)

1. Verfahren zum Stranggießen von Metall in halbfester Phase, bei dem das Metall als Hohlstrahl in einer zwischen dem Thundish und der Stranggießkokille angeordneten Düse vergossen wird und die Überhitzung des Metalls durch Außenkühlung der Düse erreicht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Restüberhitzung des Metalls durch Einblasen eines feinverteilten, in einem nicht oxydierenden Gas suspendierten metallischen Stoffs in das Innere des Hohlstrahls eingestellt wird und der feinverteilte Stoff einen geringstmöglichen Sauerstoffgehalt besitzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn der feinverteilte Stoff aus einem Pulver desselben Metalls wie das Gießmetall besteht, eine Menge von höchstens 1 Gew.-% des gegossenen Metalls eingetragen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn der feinverteilte Stoff aus einem Pulver eines von dem Gießmetall verschiedenen Metalls besteht, eine Menge zwischen 0,5 und 10 Gew.-% des gegossenen Metalls eingetragen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der feinverteilte Stoff eine Teilchengröße unter 1000 µm besitzt.