<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zum Stranggiessen von Metall, insbesondere von Stahl, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggiessen von Metall, insbesondere Stahl, wobei Stahl in eine gekühlte Durchlaufkokille gegossen, der in der Kokille entstehende, eine durch den ferrostatischen Druck des flüssigen Kerns beanspruchte Kruste aufweisende Strang aus der Kokille ausgezogen und in einer nachgeordneten Strangführung weiter gekühlt und geführt wird, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Beim Stranggiessen von Metallen, insbesondere Stahl, wird dieses in flüssigem Zustand in eine gekühlte Durchlaufkokille gegossen, der in der Kokille entstehende Strang ausgezogen und in der nachgeordneten Strangführung weitergekühlt. Der aus der Kokille austretende Strang weist eine noch dünne Kruste auf, die durch den im flüssigen Kern des Stranges wirkenden ferrostatischen Druck belastet wird. Um die schädlichen Wirkungen, z. B. Risse, Durchbrüche, der dadurch bedingten Ausbauchungen der Kruste zu vermeiden, wird der Strang nach der Kokille durch Führungseinrichtungen, beispielsweise Rollen, Kühlplatten oder Führungsschienen, gestützt und geführt.
Es ist bekannt, nach der Kokille an zwei einander gegenüberliegenden Strangflächen beweglich angeordnete, durch Federn gegen die Strangflächen gepresste und in einteiligen Abschnitten gelagerte Führungsrollen anzuordnen. Der Bewegungsbereich der Abschnitte ist gegen die Strangfläche hin durch auf die gewünschte Strangdicke einstellbare Muttern begrenzt. In der Richtung von der Strangfläche weg sind die Abschnitte durch Federn nachgiebig abgestützt, wobei der Bewegungsbereich durch die infolge der Kontraktion der Federn zunehmenden und der Ausbauchung der Kruste entgegenwirkenden Kraft bestimmt wird.
Demzufolge wird bei gleichem ferrostatischem Druck, d. h. an derselben Stelle des Stranges, bei einer dünnen Kruste die Ausbauchung grösser als bei einer dicken Kruste, da die vom ferrostatischen Druck herrührende Kraft mit der Federkraft und der durch Spannungen in der Kruste hervorgerufenen Kraft im Gleichgewicht ist. Bei einer dünnen Kruste ist die letztere Kraft relativ gering und die Ausbauchung kann deshalb, falls aus irgend einem Grund die Krustendicke unzulässig dünn
EMI1.1
Im weiteren wird der Strang im Bereich, in dem er im wesentlichen durcherstarrt ist, schrumpfen.
Da die Rollen gegen die Strangfläche hin durch starre Anschläge auf die nominale Strangdicke eingestellt sind, können durch diese Schrumpfung die einzelnen Rollen nicht mehr an der Strangfläche aufliegen. Durch die fehlende Berührung mit dem Strang können sie sich nicht mehr drehen und werden infolge der hohen vom Strang herrührenden Strahlungswärme beschädigt.
Gemäss einer andern bekannten Vorrichtung wird der Strang bei einer Vertikalanlage durch an einer Strangfläche starr angeordnete Führungsschienen bzw. Führungsrollen geführt. An der gegenüberliegenden Fläche sind in beweglich angebrachten und mit hydraulischen Mitteln verbundenen Abschnitten gelagerte Führungsschienen bzw. Führungseinrichtungen vorhanden. Durch gemeinsam verstellbare Anschläge wird der Bewegungsbereich der Abschnitte gegen die Strangfläche hin begrenzt.
Die Verstellung erfolgt nur bei einer Änderung des Strangformates.
Die Abschnitte sind von der Strangfläche weg nachgiebig gelagert. Im Gegensatz zur vorhin
<Desc/Clms Page number 2>
erwähnten bekannten Vorrichtung kommen statt Federn hydraulische Einrichtungen zur Anwendung.
Dabei wird die Ausbauchung im oberen Führungsbereich nicht wirksam begrenzt und im unteren Bereich ist durch die Schrumpfung des Stranges in Querrichtung ein Anliegen der Rollen an der Strangfläche mit den bereits erwähnten Nachteilen nicht gewährleistet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die unterhalb der Kokille in der Strangführung stattfindende Ausbauchung der Strangschale wirksam auf ein zulässiges und einstellbares Mass zu beschränken, und das infolge der Schrumpfung des Stranges in Querrichtung auftretende Spiel zwischen Strangoberfläche und Führungseinrichtungen aufzuheben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss bei einem Verfahren der einleitend angegebenen Art dadurch gelöst, dass die vom ferrostatischen Druck des flüssigen Kerns verursachte Ausbauchung der noch dünnen Kruste dadurch auf einem vorgegebenen, noch zulässigen Ausmass gehalten wird, dass die Änderung des Abstandes zweier gegenüberliegender Führungen je nach den Abmessungen der durch zwei in Stranglängsrichtung aufeinanderfolgenden Führungen abgestützten Kruste, der Temperatur und der Qualität des vergossenen Stahles begrenzt wird.
Die erfmdungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, mit mindestens einer Fläche des Metallstranges zugeordneten und starr angeordneten Führungseinrichtungen und mit der gegenüberliegenden Seite des Metallstranges zugeordneten, voneinander unabhängigen, quer zur Stranglängsachse beweglich angeordneten Abschnitten von Führungseinrichtungen ist dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsbereich mindestens eines der beweglichen Abschnitte nach beiden Richtungen durch Anschläge begrenzt ist, wobei der eine Anschlag die maximal zulässige Ausbauchung begrenzt und der andere Anschlag eine Bewegung des betreffenden Abschnittes mindestens bis zur Aussenfläche des Anfahrstranges zu dessen sicheren Förderung erlaubt.
Weitere Merkmale der Erfmdung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen hervor, die durch die Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen : Fig. l eine Ansicht einer schematisch dargestellten Bogenanlage, Fig. 2 einen Schnitt durch die Strangführung entlang einer Linie lI-lI der Fig. l und Fig. 3 eine andere Lösung der Ausführungsform der Fig. 2.
Nach Fig. 1 wird in einer Bogenanlage für Brammen flüssiges Metall insbesondere Stahl, aus einem Zwischenbehälter --2-- in eine einen offenen Formhohlraum aufweisende, oszillierbare
EMI2.1
Erleichterung des Einführens in die Kokille, kleiner als derjenige des Formhohlraumes der Kokille ist. Der die Kokille --3-- verlassende, eine Kruste --4-- und einen Sumpf --5-- aufweisende Strang - wird in einer Strangführung geführt und durch nicht gezeichnete Kühlvorrichtungen, beispielsweise Sprühdüsen, weitergekühlt. Durch ein kombiniertes Auszieh-und Richtaggregat--7-wird der Strang --6-- aus der Kokille gezogen und gerade gerichtet.
Nach dem Auszieh-und Richtaggregat --7-- kann der Strang, insbesondere bei Anlagen mit hoher Giessgeschwindigkeit und über das Ausziehaggregat hinaus gehenden Sumpflängen, in der Horizontalen weiter geführt und gekühlt werden.
Der Strang wird an seiner krümmungsäusseren Fläche durch starr gelagerte Rollen --8-- geführt.
An Stelle von Rollen können auch Kühlplatten verwendet werden. In der gezeigten Ausführung sind die Rollen--8--aus fabrikatorischen Gründen in Abschnitte--9 bis 14--zusammengefasst, die in einer Struktur--15--gelagert sind. Im horizontalen Bereich ist die untere Strangfläche durch starr gelagerte Rollen --16-- geführt. Die Führung des Stranges auf seiner krümmungsinneren bzw. oberen Fläche erfolgt durch in quer zur Stranglängsachse beweglich angeordneten Abschnitten--17 bis 24-gelagerte Rollen-26--.
Nach Fig. 2 sind die Abschnitte--17 bis 24--mit hydraulischen Einrichtungen verbunden. Zu diesem Zweck ist jeder Abschnitt mit einem Kolben --58-- zusammengebaut, wobei der Abschnitt über einen Zylinderraum--41--hydraulisch beaufschlagt wird. Dadurch wird er in Richtung des Pfeiles-42--, d. h. von der krümmungsinneren Strangfläche weg, bewegt. Es kann aber auch nur der der Kokille folgende Abschnitt --17-- allein mit hydraulischen Einrichtungen verbunden werden, wenn es die Verhältnisse erfordern.
Die Bewegung jedes Abschnittes ist begrenzt durch das Anliegen der entsprechenden Fläche-43-eines starren Anschlages --44-- an der Stirnfläche-59-des Kolbens-58--, wobei unter Berücksichtigung des Strangnennmasses-45-ein Spiel in Form des Masses --46-- eingestellt wird.
Gemäss einer andern, in Fig. 3 gezeigten Ausführung, ist es möglich, dass das jeweilige Eigengewicht, beispielsweise der Abschnitte-19 bis 24--, mittels in Richtung des Pfeiles-42wirkender Federkräfte von Federn-48-derart ausbalanciert wird, so dass die Rollen-26-
<Desc/Clms Page number 3>
gerade noch auf der Strangfläche aufliegen und sich drehen. Die Federn --48-- können auch durch hydraulische Einrichtungen ersetzt werden. Gemäss dieser Ausführung sind an Stelle der in Fig. 2 gezeigten Anschläge--44--Schrauben--50--angebracht, die durch Schraubenschlüssel--49-- verstellt werden.
Bei einem Formatwechsel können sie somit, im Gegensatz zu den auszuwechselnden
EMI3.1
eingestellt und ist im wesentlichen abhängig von der Temperatur der Kruste und ihren Abmessungen, d. h. der Dicke, der durch das Strangformat gegebenen Breite, der durch zwei in Stranglängsrichtung aufeinander folgenden Rollen abgestützten Länge und der Qualität des vergossenen Stahls. Diese Einflussgrössen sind ihrerseits unter anderem abhängig von der Giessgeschwindigkeit, der Kühlintensität in Kokille und Sekundärkühlzone sowie der Temperatur des zu vergiessenden Stahls.
Wird beispielsweise das Spiel --46-- und damit die Ausbauchung der Strangkruste bei einer Krustentemperatur von 1400 C, einer Krustendicke von 20 mm, einer durch ein Strangformat von 1800X250 mm gegebene Krustenbreite von 1800 mm, einer durch die Abstände aufeinander folgender Rollen bestimmte Krustenlänge von 75 mm und einer Stahlqualität von 0, 10 bis 0, 20%oC, 0, 20 bis 0, 40% Si und 0, 80 bis 1, 40% Mn auf 1 mm begrenzt, so werden keine schädlichen Wirkungen, wie Längs- und Querrisse, Durchbrüche usw., auftreten.
Bei Veränderung einzelner oben erwähnter Parameter, beispielsweise einer Vergrösserung der Krustendicke auf 30 mm, bedingt durch kleinere Giessgeschwindigkeiten bei gleicher Kühlung, kann infolge des grösseren Widerstandes gegen das Ausbauchen das Spiel--46--ohne Nachteile auf 1, 5 mm vergrössert werden. Ebenfalls kann eine Vergrösserung des Spiels--46--ohne das Auftreten von schädlichen Wirkungen vorgenommen werden, wenn die Länge und/oder Breite des gestützten Krustenabschnitts verringert werden.
Gegebenenfalls ist das Spiel--46--bei abnehmender Krustentemperatur zu vergrössern, z. B. ist im obigen Beispiel bei einer Krustentemperatur von 1200 C, die etwa in der Mitte der Rollenführung auftritt, und bei einer entsprechenden Krustendicke von 50 mm auf 2 mm zu vergrössern.
Gemäss einem andern Beispiel beträgt das Spiel --46-- beim Vergiessen von Kohlenstoffstahl des Strangformates 1500X250 mm auf der ganzen Länge der Strangführung 1, 5 mm. Im oberen Strangbereich werden dadurch schädliche Wirkungen im Gefüge durch die Begrenzung der Ausbauchung vermieden.
EMI3.2
Strangbereich, d. h. gerade nach dem Austritt des Stranges aus der Kokille, besonders wirksam durch ein relativ geringes Spiel --46-- von beispielsweise 0, 5 mm vermieden. Die Einhaltung eines solchen kleinen Spiels --46-- ist aber mit hohen Herstellungskosten verbunden.
Deshalb wird vorteilhafterweise im unteren Strangbereich das Spiel-46-vergrössert, da, wie erwähnt, die Gefahr von schädlichen Wirkungen der Ausbauchung infolge der grösseren Krustendicke und kleineren Krustentemperatur nicht mehr besteht.
Die Bewegung der Abschnitte in Richtung des pfeiles --51--, d. h. gegen die Strangfläche hin, wird in der in Fig. 2 gezeigten Ausführung durch eine Anschlagfläche --52-- im Zylinderraum - -41-- so weit begrenzt, dass beim Anliegen dieser Fläche --52-- an der Kolbenfläche--57-- die Rollen --26-- mindestens um den Betrag--56--bis zur entsprechenden Fläche --53-- des in Fig. 2 strichpunktiert angedeuteten Anfahrstranges --54-- gelangen können. Zwecks Erleichterung des Einführens in die Kokille ist die Dicke des Anfahrstranges--54--um den Betrag--55-- kleiner als das entsprechende Mass des Formhohlraums der Kokille-3--. Das Mass muss demzufolge
EMI3.3
der Masse --46 und 56--.
Im in Fig. 3 dargestellten Beispiel ist der Bewegungsbereich in Richtung des Pfeiles--51-durch das Anliegen der Windungen der Feder--48--begrenzt.
Die konstruktiven Ausbildungen der Vorrichtungen gemäss der Erfindung sind keineswegs auf die gezeigten Beispiele beschränkt. So können die Kolben --58-- an den Abschnitten befestigt sein und die Zylinder an der Struktur der Anlage. Ebenfalls ist es möglich, die Lagerungseinrichtungen der Abschnitte von den Verschiebeeinrichtungen getrennt anzuordnen, beispielsweise durch Führen der Abschnitte in ausserhalb der Hydraulikzylinder angeordneten Stangen.
Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf bogenförmige Strangführung beschränkt. Sie kann auch im vertikalen Bereich einer Strangführung vorgesehen sein.