EP0018633B1 - Giesspulver zum Stranggiessen von Stahl - Google Patents
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/10—Supplying or treating molten metal
- B22D11/11—Treating the molten metal
- B22D11/111—Treating the molten metal by using protecting powders
Definitions
- the invention relates to a casting powder for the continuous casting of steel on the basis of silicate slags following analysis values as well as impurities due to raw materials.
- casting powder is generally introduced into the continuous casting mold in order to protect the liquid steel flowing into the mold by means of an immersion tube against reoxidation, to dissolve the ascending oxidic inclusions and to produce a well-lubricated lubricating film between the solidifying steel strand and the mold.
- Mixtures of finely ground, oxidic and carbonate raw materials are mostly used for this purpose. These mixtures can also contain a few percent of graphite to prevent the powder particles from prematurely sintering or melting into lumps when heated (see US Pat. No. 3,964,916).
- the mixed continuous casting powders are very uncomfortable to handle, because they are very dusty when they are poured into the mold.
- the powders mentioned in practice there is a common defect: the powders form more or less large lumps on the surface of the bath before a melted slag layer is formed. These lumps attach to the edge of the mold and form the dreaded cinder lines, which create impressions in the surface of the steel strand. The defects on the strand surface have to be removed at great cost either by flaming or grinding.
- the invention is therefore based on the object of creating a casting powder, the dreaded slag cords of which do not occur when it is used and therefore the strand surface has a maximum degree of flawlessness.
- a casting powder based on the silicate slags described in the introduction which is characterized in that it is premelted and foamed and its individual particles ground and sieved to a grain size of up to 5 mm by means of an adhesive with a layer of 1.5 to 15 % By weight of carbon black and / or graphite are coated.
- slag composition within the specified limits depends in individual cases on the special casting conditions, the particular type of continuous casting machine used and the steel melts used which are cast on the continuous casting machine.
- the casting powder according to the invention When using the casting powder according to the invention, the otherwise very unpleasant development of smoke when introducing conventional continuous casting powder is avoided. When the powders are melted in the mold, there are no malodorous gases, such as those which often occur with other conventional casting powders, and are a nuisance to the operating personnel. Another great advantage of the casting powder according to the invention is that it does not dust when poured into the mold.
- a steel with the analysis 0.06% C, 0.02% Si and 0.35% Mn was cast on a slab format 1000 x 210 mm at a casting speed of 1.6 m / minute. This steel is a deep-drawing quality for the production of thin sheet metal for car bodies.
- silicate granules foamed to a bulk density of approx. 1 kg / l were sieved to a grain size of 0.1 to 1.5 mm and with the aid of 0.6% by weight 10% aqueous.
- Polyvinyl alcohol coated with 4% carbon black were used.
- This continuous casting powder thus produced was used in the casting of the steel mentioned above. 493 t of steel were cast.
- the casting powder consumption was 200 kg, corresponding to a consumption of 0.4 kg / t poured steel.
- the slabs produced using the continuous casting powder according to the invention had an excellent surface quality, which was judged solely and very well by the usual criteria.
- the surfaces of the slabs were particularly free from edge cracks and surface cracks. Except for the sprue, no pores or inclusions were found in the surface of the slab, as are otherwise very common when casting this high-aluminum steel.
- the spreading was increased significantly due to the excellent block surface compared to the usual quality level.
- a steel was cast with the following analysis: 0.08% C, 0.5% Si, 1.5% Mn and 1% Cr.
- the slag was foamed to a bulk density of 0.9 kg / l, ground to a grain size of 0.1-2 mm and with the aid of 0.8% by weight of 10% aqueous polyvinyl alcohol with 6% by weight of carbon black and graphite coated in equal parts, based on the weight of the silicate slag.
- a steel was cast with the following analysis: 0.6% C, 0.3% Si and 0.6% Mn.
- the slag was foamed to a bulk density of 1.3 kg / l, ground to a grain size of 0.1-1.5 mm and, with the aid of 2.5% by weight of 10% aqueous polyvinyl alcohol, with 12% by weight of a Mixture of carbon black and graphite coated in equal parts.
- the billets produced in this way had a much better surface area than those obtained with the mixed continuous casting powders, which was expressed in that the grinding loss in the billets produced with the powder according to the invention was only about 4%, while when using the mixed powders which are usually used a grinding loss of around 7-8% is expected.
Landscapes
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Description
- Gegenstand der Erfindung ist ein Gießpulver zum Stranggießen von Stahl auf der Basis von Silikatschlacken nachstehender Analysenwerte
- Für das Stranggießen von Stahl werden allgemein Gießpulver in die Stranggießkokille eingebracht, um den mittels eines Tauchrohres in die Kokille einströmenden flüssigen Stahl vor Reoxidation zu schützen, die aufsteigenden oxidischen Einschlüsse aufzulösen und einen gut gleitfähigen Schmierfilm zwischen erstarrendem Stahlstrang und der Kokille zu erzeugen. Für diesen Verwendungszweck werden meist Gemische aus fein gemahlenen, oxidischen und carbonatischen Rohstoffen eingesetzt. Diese Gemische können überdies einige Prozente an Graphit enthalten, um zu verhindern, daß die Pulverteilchen beim Erhitzen frühzeitig zusammensintern oder zu Klumpen zusammenschmelzen (vgl. US-PS 3 964 916).
- Die gemischten Stranggießpulver sind in der Handhabung sehr unangenehm, da sie wegen der feinen Aufmahlung beim Einschütten in die Kokille stark stauben.
- Wird versucht, diesem Übel dadurch abzuhelfen, die Rohstoffe in Wasser aufzuschlämmen und durch eine geeignete Vorrichtung zu versprühen, wobei kleine Kügelchen aus Gießpulver entstehen, so enthalten die so hergestellten Produkte zwangsläufig mehr oder minder große Mengen an Feuchtigkeit. Dies wirkt sich jedoch recht nachteilig aus wenn die Gießpulver mit der flüssigen Stahlschmelze in Berührung kommen und der flüssige Stahl aus der Feuchtigkeit des Pulvers durch thermische Zersetzung Wasserstoff aufnimmt.
- Beim Einsatz der genannten Pulver in der Praxis zeigt sich ein gemeinsamer Mangel : die Pulver bilden mehr oder weniger große Klumpen auf der Badoberfläche, bevor eine durchgeschmolzene Schlackenschicht entsteht. Diese Klumpen setzen sich am Rand der Kokille an und bilden die gefürchteten Schlackenschnüre, wodurch Eindrücke in der Oberfläche des Stahlstranges hervorgerufen werden. Die Fehler auf der Strangoberfläche müssen mit großen Kosten entweder durch Flämmen oder Ausschleifen entfernt werden.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Gießpulver zu schaffen, bei dessen Anwendung die gefürchteten Schlackenschnüre nicht auftreten und daher die Strangoberfläche ein Höchstmaß an Fehlerfreiheit aufweist.
- Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Gießpulver auf der Basis einleitend beschriebener Silikatschlacken, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß es vorgeschmolzen und geschäumt ist und seine auf eine Korngröße bis maximal 5 mm vermahlenen und gesiebten Einzelteilchen vermittels eines Klebstoffes mit einer Schicht aus 1,5 bis 15 Gew.% Ruß und/oder Graphit überzogen sind.
- Die Wahl der Schlackenzusammensetzung innerhalb der angegebenen Grenzen hängt im Einzelfall von den speziellen Gießbedingungen, dem jeweiligen Typ der verwendeten Stranggießanlage und den eingesetzten Stahlschmelzen ab, die auf der Stranggießanlage vergossen werden.
- Die Herstellung der erfindungsgemäßen Pulver kann so vorgenommen werden :
- Eine Schlacke der gewünschten Zusammensetzung wird beispielsweise in einem Elektroofen erschmolzen. Die überhitzte Schmelze wird anschließend durch Eingießen in Wasser auf ein Schüttgewicht von 0,5 bis 1,4 kg/I, vorzugsweise 0,8 bis 1,2 kg/I, geschäumt. Das dabei entstehende Granulat wird getrocknet und auf die gewünschte Körnung vermahlen und gesiebt, bis eine Teilchengröße mindestens 95 Gew.% der Teilchen innerhalb 0,05 bis 5 mm, vorzugsweise mindestens 98 Gew.% der Teilchen innerhalb 0,1 bis 2 mm resultiert, bei einem Rest von höchstens 5 Gew.% bzw. höchstens 2 Gew.% Feinstaub. Anschließend wird die vorgeschmolzene, gemahlene und gesiebte Schlacke beispielsweise in einem Mischer mit 1,5 bis 15 Gew.%, vorzugsweise 2 bis 6 Gew.%, Ruß und/oder Graphit unter Zuhilfenahme eines Klebstoffes beschichtet. Es lassen sich dabei organische wie anorganische Kleber einsetzen, wobei sich Kleber auf Basis Polyvinylacetat oder Polyvinylalkohol in wäßriger oder alkoholischer Lösung bzw. als Suspension besonders bewährt haben. Je nach eingesetztem Klebstoff sind hierzu in der Regel etwa 0,3,bis 3 Gew.%, bezogen auf das Schlackengewicht, in Abhängigkeit der eingesetzten Kohlenstoffmengen erforderlich. Bei der bevorzugten Menge von 2 bis 6 Gew.% Ruß und/oder Graphit als Kohlenstoffkomponente für die Beschichtung kommt man beispielsweise mit geringeren Mengen von etwa 0,4 bis 1 Gew.% Klebstoff aus.
- Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Gießpulver wird die sonst sehr unangenehme Rauchentwicklung beim Einbringen herkömmlicher Stranggießpulver vermieden. Beim Einschmelzen der Pulver in der Kokille entstehen keine übelriechenden Gase, wie sie bei anderen üblichen Gießpulvern häufig auftreten und die Bedienungsmannschaften arg belästigen. Ein großer weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Gießpulver liegt darin, daß sie beim Ausschütten in die Kokille nicht stauben.
- Beim Einsatz der üblichen gemischten Stranggießpulver bildet sich zwischen der durchgeschmolzenen Schlackeschicht oberhalb des Metallspiegels und den nicht geschmolzenen Stranggießpulvern eine sehr breite Zone aus einer brodelnden Masse von sich entgasenden Teilchen aus, die teils schmelzflüssig, teils zusammengesintert sind. Dieses Kochen oberhalb des Badspiegels durch die üblicherweise eingesetzten gemischten Stranggießpulver erschwert es der Bedienungsmannschaft auch ein bestimmtes gleichmäßiges Stahlniveau in der Kokille einzuhalten. Der entscheidende Vorteil der erfindungsgemäßen Pulver gegenüber den bisher verwendeten Produkten ist deshalb darin zu sehen, daß sie sich beim Aufgeben in die Kokille völlig gleichmäßig über den Metallspiegel verteilen und es nicht zu den geschilderten Nachteilen, insbesondere zur Entstehung der gefürchteten Schlackenschnüre kommt. Selbst für den Fachmann überraschend, bildet sich nur eine sehr dünne Schicht von geschmolzener Gießpulverschlacke oberhalb des Metallspiegels aus und die darüberliegenden Gießpulverteilchen bleiben scheinbar unverändert. Ein bestimmtes Niveau des flüssigen Stahles in der Kokille läßt sich hierdurch exakt einhalten, wodurch sich die Oberflächenqualität des Stranges eindeutig verbessern läßt.
- 1. Es wurde ein Stahl mit der Analyse 0,06 % C, 0,02 % Si und 0,35 % Mn auf ein Brammenformat 1 000 x 210 mm mit einer Gießgeschwindigkeit von 1,6 m/Minute vergossen. Bei diesem Stahl handelt es sich um eine Tiefziehqualität zur Herstellung von Dünnblechen für Autokarosserien.
- Zu diesem Zweck wurde eine Schlacke mit folgenden Analysenwerten erschmolzen :
- Die Einzelprozentangaben addieren sich auf einen Wert über 100 %, da die Kationen, analytischer Praxis folgend, immer auf Sauerstoff bezogen wurden, wenngleich sie nicht notwendig in der Schlacke als oxidische Verbindung vorliegen, sondern insbesondere hinsichtlich Kalzium, Natrium oder Magnesium zumindest teilweise auch als Fluorid vorliegen bzw. vorliegen können, worauf die 4,4 Gew.% gebundenes Fluor hinweisen.
- Das auf ein Schüttgewicht von ca. 1 kg/I geschäumte silikatische Granulat wurde auf eine Körnung von 0,1 bis 1,5 mm abgesiebt und unter Zuhilfenahme von 0,6 Gew.% 10 %-igem wäßrigem. Polyvinylalkohol mit 4 % Ruß beschichtet.
- Dieses so hergestellte Stranggießpulver wurde beim Gießen des. oben angeführten Stahles eingesetzt. Vergossen wurden 493 t Stahl. Der Gießpulververbrauch betrug 200 kg, entsprechend einem Verbrauch von 0,4 kg/t abgegossenem Stahl. Die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Stranggießpulvers hergestellten Brammen wiesen eine hervorragende Oberflächenqualität auf, die nach üblichen Kriterien ausschließlich mit den Noten gut und sehr gut beurteilt wurden. Die Oberflächen der Brammen waren insbesondere frei von Kantenrissen und Flächenrissen. In der Brammenoberfläche wurden, außer beim Angußstück keinerlei Poren und Einschlüsse festgestellt, wie sie sonst beim Vergießen dieses hoch aluminiumhaltigen Stahles sehr häufig sind. Das Ausbringen wurde durch die hervorragende Blockoberfläche gegenüber dem üblichen Qualitätsstand bedeutend erhöht.
- 2. Vergossen wurde ein Stahl mit folgender Analyse : 0,08 % C, 0,5 % Si, 1,5 % Mn und 1 % Cr.
- Es handelt sich um eine Stahlqualität für Grobbleche, aus welchen geschweißte Großrohre hergestellt werden. Es wurden Brammen mit dem Format 1 600 x 210 mm abgegossen. Die Gießgeschwindigkeit betrug 1,2 m/Minute.
- Für diese Aufgabe wurde eine Schlacke mit folgenden Analysenwerten erschmolzen :
- Die Schlacke wurde auf ein Schüttgewicht von 0,9 kg/I geschäumt, auf eine Körnung von 0,1-2 mm vermahlen und unter Zuhilfenahme von 0,8 Gew.% 10 %-igem wäßrigem Polyvinylalkohol mit 6 Gew.% Ruß und Graphit zu gleichen Teilen, bezogen auf das Gewicht der Silikatschlacke, beschichtet.
- Mit diesem so hergestellten Stranggießpulver wurden 250 t des obengenannten Stahles vergossen. Der Gießpulververbrauch betrug 0,45 kg/t abgegossenem Stahl. Die auf diese Weise hergestellten Brammen hatten eine Oberfläche, die besser war als sie mit den üblicherweise eingesetzten gemischten Stranggießpulvern erzielt wird.
- Ein Parallelversuch unter Verwendung einer vorgeschmolzenen Schlacke gleicher Zusammensetzung, die auf eine Körnung kleiner 0,3 mm aufgemahlen und mit 3 % Ruß und 3 % Graphit vermischt worden war, ergab schlechte Brammenoberclächen. Insbesondere traten dicke Schlackenzeilen in den Oszillationsmarken auf.
- 3. Vergossen wurde ein Stahl mit folgender Analyse : 0,6 % C, 0,3 % Si und 0,6 % Mn.
- Es handelt sich um eine Stahlqualität, aus der harte, sehr dünne Drähte hergestellt werden. Es wurden Knüppel mit dem Format 120 x 120 mm abgegossen. Die Gießgeschwindigkeit betrug 2 m/Minute.
- Für diese Aufgabe wurde eine Schlacke mit folgender Analyse erschmolzen :
- Die Schlacke wurde auf ein Schüttgewicht von 1,3 kg/I geschäumt, auf eine Körnung von 0,1-1,5 mm vermahlen und unter Zuhilfenahme von 2,5 Gew.% 10 %-igem wäßrigem Polyvinylalkohol mit 12 Gew.% einer Mischung aus Ruß und Graphit zu gleichen Teilen beschichtet.
- Die auf diese Weise hergestellten Knüppel hatten eine wesentlich bessere Oberfläche als sie mit den gemischten Stranggießpulvern erzielt werden, was sich dadurch ausdrückte, daß der Schleifverlust bei den mit dem erfindungsgemäßen Pulver hergestellten Knüppeln nur etwa 4 % betrug, während bei Einsatz der üblicherweise verwendeten gemischten Pulver mit einem Schleifverlust von etwa 7-8 % gerechnet wird.
Claims (4)
1. Gießpulver zum Stranggießen von Stahl auf der Basis von Silikatschlacken nachstehender Analysenwerte
dadurch gekennzeichnet, daß es vorgeschmolzen und geschäumt ist und seine auf eine Korngröße bis maximal 5 mm vermahlenen und gesiebten Einzelteilchen vermittels eines Klebstoffes mit einer Schicht aus 1,5 bis 15 Gew.% Ruß und/oder Graphit überzogen sind.
2. Gießpulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sein durch Schäumung eingestelltes Schüttgewicht zwischen 0,8 und 1,2 kg/I liegt.
3. Gießpulver nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichet, daß seine Korngröße maximal 2 mm beträgt und bezüglich 98 Gew.% seiner Einzelteilchen nicht unter 0,1 mm liegt.
4. Gießpulver nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß seine Einzelteilchen mit 2 bis 6 Gew.% Ruß und/oder Graphit beschichtet sind.
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