EP0545510A1 - Verfahren zur Erzeugung von Langprodukten aus Stahl - Google Patents

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EP0545510A1
EP0545510A1 EP92250347A EP92250347A EP0545510A1 EP 0545510 A1 EP0545510 A1 EP 0545510A1 EP 92250347 A EP92250347 A EP 92250347A EP 92250347 A EP92250347 A EP 92250347A EP 0545510 A1 EP0545510 A1 EP 0545510A1
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shape
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • 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
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • 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
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/1206—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for plastic shaping of strands

Definitions

  • the invention relates to a method for producing long products from steel by continuous casting in a continuous casting mold.
  • the invention is therefore based on the problem of eliminating the disadvantages described and of influencing the strand in its solidification in the continuous casting of steel in such a way that centering is suppressed or practically avoided.
  • the method steps according to the invention achieve a refinement of the crystal structure and a higher degree of casting close to the final dimensions, since the casting cross section can also be used to switch from Bloom dimensions to billet dimensions.
  • the invention opens another in-line production line for long products.
  • the product leaving the continuous caster is said to be a billet of square cross-section with an edge length of 100 mm.
  • a round strand 2 with a diameter of 127.4 mm is poured into a continuous casting mold 1 of conventional design.
  • the diameter of 127.4 mm corresponds to a strand circumference of 400 mm and a cross-sectional area of 12,741 mm2.
  • Below the mold the strand is guided by rollers 3 on an arc.
  • the radius 4 of the arc is approximately 7000 mm in accordance with the arcuate mold 1. With a strand withdrawal speed of 5 m / min, the metallurgical length is approximately 15000 mm.
  • the strand 2 is deformed from the round cross-sectional shape into a rectangular by two smooth-cylindrical pairs of rollers 5, 6, which are arranged in pairs in one plane opposite one another.
  • the deformation can take place in one or more stages, with crack-sensitive grades preferably being used up to four deformation stages 7, 8, 9, 10.
  • the size of the deformation in the individual stages must be selected so that the internal deformation at the boundary is firm - liquid not above the yield strength of the material. Taking this into account, the size of the deformation can also be chosen to be the same in all stages.
  • the diameter of the round strand is reduced by 127 mm from 127 mm, so that in the deformation stage 10 there is a square billet with an edge length of 100 mm with the same circumference as the round strand, but with a reduced cross-sectional area compared to the round strand .
  • the reshaping is carried out in a region of the 2-phase area below the lowest point of the melt overheating, as a result of which a high structural proportion with a small grain size corresponds in the finished product a rolling structure is already achieved in the cast strand.
  • the deformation is therefore carried out within a section of the strand in which more than 20% of the strand cross section and up to 70% of the strand cross section are still liquid. Care must be taken to ensure that, in the case of steel qualities that are sensitive to cracking, the deformation caused by the reduction in cross-section is not superimposed on other deformations, for example by straightening steps in oval arch systems.
  • the straightening levels in the present case two, are designated 11 and 12 and are located within the strand area with a liquid component.
  • the deformation stages 7, 8, 9, 10 and the straightening stages 11, 12 are arranged such that one of the straightening stages lies between two successive deformation stages.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Walzvormaterial mit Anstichabmessungen für ein Längswalzwerk. Um beim Strangießen von Stahl den Strang so in seiner Erstarrung zu beeinflussen, daß eine Mittenseigerung unterdrückt bzw. praktisch vermieden wird, wird vorgeschlagen, daß flüssiger Stahl in eine wassergekühlte Stranggießkokille gegossen wird, in der der Stahl zum Teil unter Bildung einer ringförmigen Strangschale mit einer runden oder ovalen Form der Querschnittsfläche des Stranges oder einer polygonalen Form mit mehr als vier Ecken erstarrt und einen Mindestumfang von 200 mm aufweist, der so in der Kokille erzeugte Strang unterhalb der Kokille bis zu seiner Durcherstarrung durch auf den Strang verformend einwirkende Stützmittel in seiner Querschnittsfläche derart reduziert wird, daß unter im wesentlichen Beibehaltung seiner Umfangslänge der Strang zu einer polygonalen Querschnittsform mit mindestens vier Ecken oder ovaler oder runder Querschnittsform verformt wird. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Langprodukten aus Stahl durch Stranggießen in einer Stranggießkokille.
  • Es ist bekannt (DE 36 06 507 C2), in einer Stranggießanlage Langprodukte mit rundem Gießquerschnitt zu erzeugen und in einer an die Stranggießanlage anschließenden Verformungsstufe den Strang auf ein Rundformat zu verformen, das von der Abmessung her dem Anstichquerschnitt eines Walzwerkes für Langprodukte, wie Profilstäbe, Profilträger, Draht oder Schienen entspricht. Die Verformung des Gußstranges erfolgt hier ausschließlich im durcherstarrten Bereich des Stranges.
  • Aus der DE-OS 15 83 620 ist es bekannt, in einer Stranggießkokille Stränge mit quadratischem Querschnitt zu erzeugen, unterhalb der Kokille in einem Bereich, in dem der Strang noch nicht durcherstarrt ist, eine Verformung in gleichbleibenden aufeinanderfolgenden Schritten geringer Größe vorzunehmen, die zwar den Strangquerschnitt reduziert, die Querschnittsform des gegossenen Stranges jedoch im wesentlichen beibehält.
  • Mit diesem Verfahren ließen sich bereits Verbesserungen gegenüber dem Stranggießprozeß für Knüppelformate (Quadrat und Viereck) bezüglich der Strang-Qualität und zu vergießender Stahl-Qualität und gegenüber dem Standguß hinsichtlich der Kosten erzielen.
  • Bei den bekannten Verfahren ist jedoch immer noch nachteilig, daß Mittenseigerungen im Strang auftreten. Dieser Seigerung und der damit verbundenen Qualitätsminderung des Endproduktes hatte man zu begegnen versucht durch "kaltes" Gießen, also mit einer Überhitzung der Schmelze im Verteiler von nur 10 - 15o K über Liquidus-Temperatur und/oder durch elektromagnetisches Rühren der Schmelze.
  • Für eine Reihe von Produkten, darunter Nadeln oder Kugeln für die Herstellung von Lagern, genügt die erzielbare Qualität jedoch nicht den Anforderungen.
  • Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, die beschriebenen Nachteile zu beheben und beim Stranggießen von Stahl den Strang so in seiner Erstarrung zu beeinflussen, daß eine Mittenseigerung unterdrückt bzw. praktisch vermieden ist.
  • Das Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Erfinderische Ausgestaltungen des Lösungsprinzips enthalten die Unteransprüche.
  • Neben der Beseitigung von Innenseigerung wird mit den erfindungsgemäßen Verfahrensschritten eine Verfeinerung der Kristallstruktur und ein höherer Grad des endabmessungsnahen Gießens erzielt, da auch vom Gießquerschnitt her von Bloom-Abmessungen auf Knüppel-Abmessungen übergegangen werden kann. Mit der Erfindung wird eine weitere In-Line-Produktionslinie für Langprodukte eröffnet.
  • Anhand eines Ausführungsbeispieles wie in der Zeichnung schematisch dargestellt, soll die Erfindung näher erläutert werden.
  • Das die Stranggießanlage verlassende Produkt soll ein Knüppel quadratischen Querschnittes mit 100 mm Kantenlänge sein. Zu diesem Zweck wird in eine Stranggießkokille 1 herkömmlicher Bauart ein Rundstrang 2 mit einem Durchmesser von 127,4 mm gegossen. Dem Durchmesser von 127,4 mm entspricht ein Strangumfang von 400 mm und eine Querschnittsfläche von 12.741 mm². Unterhalb der Kokille wird der Strang durch Rollen 3 auf einem Bogen geführt. Der Radius 4 des Bogens beträgt in Übereinstimmung mit der bogenförmigen Kokille 1 ca. 7000 mm. Bei einer Strangabzugsgeschwindigkeit von 5 m/min ergibt sich eine metallurgische Länge von ca. 15000 mm. Innerhalb dieser Strecke wird der Strang 2 durch zwei glattzylindrische Rollenpaare 5, 6, die paarweise in einer Ebene gegenüberliegend angeordnet sind, von der runden Querschnittsform in eine rechteckige verformt. Je nach Stahlqualität kann die Verformung in einer oder mehreren Stufen erfolgen, wobei bei rißempfindlichen Güten bevorzugt bis zum vier Verformungsstufen 7, 8, 9, 10 zur Anwendung gelangen. Die Größe der Verformung in den einzelnen Stufen ist so zu wählen, daß die Innendeformation an der Grenze fest - flüssig nicht über der Dehngrenze des Werkstoffes liegt. Unter Berücksichtigung dieses Umstandes kann die Größe der Verformung auch in allen Stufen gleich gewählt werden. In den Verformungsstufen 7 bis 10 wird der Durchmesser des Rundstranges von 127 mm um jeweils 6,8 mm verringert, so daß in der Verformungsstufe 10 ein Quadratknüppel mit 100 mm Kantenlänge bei gleichem Umfang wie der Rundstrang, jedoch mit einer gegenüber dem Rundstrang reduzierten Querschnittsfläche vorliegt.
  • Die Umformung wird in einem Bereich des 2-Phasen-Gebietes unterhalb des tiefsten Punktes der Schmelzenüberhitzung vorgenommen, wodurch im Fertigprodukt ein hoher Gefügeanteil mit geringer Korngröße entsprechend einem Walzgefüge bereits im Gußstrang erzielt wird. Die Verformung wird also innerhalb eines Abschnittes des Stranges vorgenommen, in dem mehr als 20 % des Strangquerschnittes und bis zu 70 % des Strangquerschnittes noch flüssig sind. Dabei ist darauf zu achten, daß bei rißempfindlichen Stahlqualitäten der durch die Querschnittsverringerung hervorgerufenen Verformung weitere Verformungen, z.B. durch Richtstufen bei Ovalbogenanlagen, nicht überlagert werden.
  • Die Richtstufen, im vorliegenden Fall zwei, sind mit 11 und 12 bezeichnet und befinden sich innerhalb des Strangbereiches mit Flüssig-Anteil. Es liegt jedoch mit im Bereich der Erfindung, die Verformungsstufen 7, 8, 9, 10 und die Richtstufen 11, 12 derart anzuordnen, daß eine der Richtstufen jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgenden Verformungsstufen liegt.

Claims (7)

  1. Verfahren zur Erzeugung von Walzvormaterial mit Anstichabmessungen für ein Längswalzwerk,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß flüssiger Stahl in eine wassergekühlte Stranggießkokille gegossen wird, in der Stahl zum Teil unter Bildung einer ringförmigen Strangschale mit einer runden oder ovalen Form der Querschnittsfläche des Stranges oder einer polygonalen Form mit mehr als vier Ecken erstarrt und einen Mindestumfang von 200 mm aufweist, der so in der Kokille erzeugte Strang unterhalb der Kokille bis zu seiner Durcherstarrung durch auf den Strang verformend einwirkende Stützmittel in seiner Querschnittsfläche derart reduziert wird, daß unter im wesentlichen Beibehaltung seiner Umfangslänge der Strang zu einer diese Bedingungen erfüllenden polygonalen Querschnittsform mit mindestens vier Ecken oder ovaler oder runder Querschnittsform verformt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Unformung im Bereich des 2-Phasengebietes unterhalb des tiefsten Punktes der Überhitzung vorgenommen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Strang in seiner Querschnittsfläche um mindestens 5 % bis zu 50 % in mindestens einer Verformungsstufe reduziert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Gesamtumformung in drei Verformungsstufen vorgenommen wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Strang zwischen den einzelnen Verformungsstufen zur Verminderung des Strangumfanges durch Zugkräfte verformt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Verformung des Stranges durch Stützmittel vorgenommen wird, deren in der Querschnittsebene der jeweiligen Verformungsstufe einander gegenüberliegende Oberflächen dem Strang eine Querschnittsform erteilen, die möglichst nahe an dem Format und der Querschnittsform des zu erzeugenden Endproduktes liegen (endabmessungsnahes Gießen).
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß bei Ovalbogenanlagen die Richtverformung nach einer Verformung zur Durchmesserverringerung des Stranges durchgeführt wird.
EP92250347A 1991-11-26 1992-11-25 Verfahren zur Erzeugung von Langprodukten aus Stahl Expired - Lifetime EP0545510B1 (de)

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DE (2) DE4139242C3 (de)
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