SE443735B - Forfarande for reducering av segring vid strenggjutning av stal - Google Patents

Description

¥_ a8db2412-s betad skiva ser ut, när ämnet är gjutet utan övertemperatur, fig. 2 Sa visar ett gjutresultat, då man placerat en induktionsspole i överänden av kokillen, fig. 3b_visar gjutstrukturen som den erhål- A les vid användning av_anordningen enligt fig. Sa. Fig. 4a visar 'S hur man nedför valstråd i kokillen under gjutning, och fig. 4b vi- sar i princip den därvid uppnådda gjutningsstrukturen och fig. 5 visar kemiska sammansättningen av segringarna i ett snitt, varvid fig. Sa visar segringsgraden i proven utan tillsättning och fig.

'Sb visar provet med tillsättning av valsningstråd. 10 U Pig. la visar ett snitt genom en kokill och gjuten sträng.

Ritningen är starkt förenklad. Exempelvis kan strängen ha ett tvär- snitt av l3S mm i fyrkant och avstånden från stålytan till dess 'allt stelnat kan vara 8 000 mm. Strängen kan också vara böjd med en radie av 6 000 mm. 15 Pig. lb visar i princip gjutningsstrukturen sådan den fram- kommer genom djupbetning av en ämnesskiva som är gjuten vid nor- mal övertemperatur, exempelvis 50 QC över stålets likvidustempe- ratur. ' Centrumsegringarnas bildning kan förklaras på följande sätt: 20 Vid stelning av stål utskiljes fasta dendritliknande kristaller.

Mellan dendriterna finns det en restsmälta. Dendriterna har ett lägre och restsmältan ett högre innehåll av kol, svavel etc än ge- nomsnittsanalysen. Det uppstår därför en segring i mikroskala.

Vid den ytterligare stelningen kommer dendriten att växa och rest- 25 smältan kommer successivt också att stelna. Dendriterna växer vä- sentligen i "stammens" riktning. Detta medför, att det stål som stelnar mot kokillens väg kommer att bestå av små dendriter, som ligger i alla riktningar. När dessa vuxit tillräckligt, kommer de att stöta samman och hindras i att växa vidare. Bara de dendriter 30 som har en gynnsam riktning bort från ytan kommer att växa_vidare, i gynnsammaste fall helt in till centrum, se fig. lb. Som visas på fig. la kommer strängen vid normal övertemperatur under stel- ningsförloppet ytterst att bestå av ett fast skal markerat med S och innanför detta skal kommer en zon som består av dendriter med 35 mellanliggande restsmälta, markerat med S/L, och överst ett område med smälta markerat med L. Området som är markerat S/L bildar en s k stelningskrater. 4 Vid stelningen uppstår en volymreduktion. Detta medför, att det í mitten kommer att bildas hålrum, pipes, och sug. Anríkad 40 restsmälta kommer därför att sugas genom det kanalsystem som har 10 15 20 25 30 35 40 3 ' 8002412-s bildats mellandehdriterna och, samlas i centrum. Segringarna sker oregelbundet. Centrumsegringarna varierar därför starkt över läng- der på 100 - 200 mm.

Fig. Za visar vad som sker, när man gjuter utan övertempera- tur eller temperatur något under likvidustemperaturen. I smältan kommer det då att finnas fritt svävande utfyllda dendriter. Dessa kommer att föras med konvektionsströmmar och kommer att avsätta sig på stelningsfrontens väggar och botten. Restsmälta kommer ock- så att spärras in av dessa dendritsammanslutningar på olika stäl- len. Volymreduktionen eller krympningen vid stelningen kommer att förorsaka ras av dendriter och restsmälta innanför stelningskra- tern. Ansamlingar av_restsmälta kommer därför att likna V-segringar över ett stort område av tvärsnittet men då det inte är bildat nå- got kanalsystem av dendriter som pekar mot centrum, kommer det att bli litet segringar i centrum. V-segringarna är betydligt mindre och långt mindre skadliga än centrumsegringen.

^Fig. 2 visar i princip, hurudan en betad skiva ser ut, när ämnet är gjutet utan övertemperatur.

I praktiken kommer det att uppstå ett temperaturfall inom lop- pet av en gjutningsperiod, så att det bara är en liten del av en charge som kan gjutas vid tillräckligt låg temperatur för att und- vika centrumsegring. Gjutning vid låg.temperatur är därför icke vanligtvis någon praktisk lösning på problemet.

Ett försök till att lösa problemet efter de nämnda riktnings- linjerna representerar de metoder som utnyttjar elektromagnetisk om- röring av smältan. Som visas på fig. 3a placeras då en induktions- spole på ett ställe som förorsakar en vertikal eller horisontal strömning i smältan. Denna kommer att bryta av dendriterna som då skall sjunka ned i stelningskratern. Gjutstrukturen blir såsom vi- sas på fig. Sb. Denna metod kan vara ganska effektiv men förmår icke att avlägsna de segringar som uppstår vid gjutning med hög övertemperatur. Gjutningsmetoden enligt föreliggande uppfinning löser ovannämnda problem. Förfarandet enligt uppfinningen baserar sig på att en verklig nedkylning och avlägsnande av övertemperatu- ren i det flytande stålet. Detta kan utföras genom att övertempe- raturen i det flytande stålet sänkes genom tillsättning av kallt, fast stål, företrädesvis skrot i form av trådar, stänger, kapade bitar eller liknande direkt i tapplåda (mellantratt eller för- delare). Metoden åskådliggöres genom beskrivning av följande försök, som utfördes vid stränggjutning av en charge med 0,36 % M8 10 15 20 ZS 30 40 :ßWa-šçzxàš üqífi-g un.. i ofia412-8 kol. Strängen hade ett tvärsnitt av 135 mm fyrkant. Gjuthastig- heten var ca 2 m/min eller ca 280 kg/min per sträng. Temperaturen i tappiaaan mattes tili 1sss°c, vilket at ta oo°c över stålets 11k- vidustemperatur. För kylning matades 5,5 mm valstråd ned i tapp- lådan. Denna tråd var i förväg betad ren från glödskal och neutra- liserad i boraxlösning.

Valstråden nedfördes i tapplådan med en hastighet av i genom- snitt 11,6 m/min, dvs. 2,16 kg/min eller 0,77 % av gjuten mängd.

Trådbitar medföljde stålet ned i kokillen, varvid en hylsa av stål med diametern cirka 15 mm stelnade runt trådbitarna. Tråd- bitar blev även stående i stelningskratern (se fig 4a).

Fig. 4b visar i princip den uppnådda gjutstrukturen i ämnet. Struk- turen bestod av långsträckta dendriter till en tjocklek av 25-30 mm från ytan. Innanför bestod strukturen av små likaxlade dendri- ter, som är orienterade i alla riktningar. Det fanns endast föga porer eller segringar i centrum, men många små V-segríngar kunde ses över en större del av tvärsnittet. Valstråden med stelnad om- kringliggande hylsa kunde återfinnas i den betade skivan.

Samtidigt togs prov av en ämnessträng, som var gjuten på van- _lígt sätt. En betad skiva från denna såg ut såsom visades på fig. 1 b.

För att bestämma segringarna borrades spån för kolanalys med 9 av ämnets tvärsnitt), 7 mm djupa hål 7 mmzs diameter borr (0,2 0 med 7-8 mmzs mellanrum i pipen i ämnets längdriktning. När det icke fanns någon synlig pipe, påträffades ämnets värmecentrum genom att beta proven och borret placerades där. Proven togs över en längd av 150-200 mm.

Resultaten visas_på fig. 5. Kurvan enligt fig. 5a visar seg- ringsgraden i prov utan tillsättning, under det att kurvan enligt fig. Sb visar prov med en tillsättníng av valstràd.

Segringsgraden, I, är definierad som förhållandet mellan kol- halten i proven från ämnets pípe eller värmecentrum och chargeana- lysen: 'ccntr.

I cc cc charge Av största betydelse är den maximala segríngsgraden, i ImaX', som kan uppträda. Därför är medelvärdet i É, och standardavvíkelsen, av proven ha 9 o beräknad. Av statistiska skäl skall endast 0,13 I l + 3 sl. mâX SI, större segring än v S Försöken gav följande resultat: Antal prov_ Medelvärde Standardavvíkelse _Maximal segringsgrad r-a] s I UlâX Utan tillsats av valstråd: 17 l.l229 0.ll52 1.47 Resultaten visar att tillsättningen den maximala segríngen till ca det halva.

Anläggníngens kapacitet ökades även sätta kallt stål till kokillen får man nämligen en extra kylning av strängens inre som förorsakar en tidigare stelning och därför 8002412-8 Medn_tillsättning av valstråd: 22 l.0636 0.0602 1.24 av valstràd har reducerat betydligt. Genom att till- gör man det möjligt att öka gjuthastigheten. Detta ger en kapacitets- ökning som är väsentligt större än det tillsatsmängden represente- Tar.

Claims (1)

1. dàoo2412-s Q Patentkrav Förfarande för reducering av segring vid stränggjutning av stål, k ä n n e t e c k n a t därav, att övertemperaturen i det flytande stålet sänkes genom tillsättning av kallt, fast stål, företrädesvis skrot i form av trådar, stänger, kapade bi- tar, eller líknande direkt i tapplåda (mellantratt eller för- delare).