CH617608A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stahlstranggiessen, wobei Stahl in eine Durchlaufkokille mit mindestens zwei in Stranglaufrichtung sich folgende Konizitätsstufen gegossen wird.

Das Schrumpfverhalten ist beim Giessen von Stahlsträngen mit gleichem Querschnitt von den Giessparametern, wie Analyse der Schmelze, Giessgeschwindigkeit, Giesstemperatur und Giesstechnik, wie beispielsweise das Giessen mit oder ohne Giesspulver, abhängig. Zur Erzeugung von Strängen wird häufig die Konizität der Kokille dem Schrumpfverhalten unterschiedlicher Stahlqualitäten und der vorgesehenen Giessgeschwindigkeit angepasst. Damit wird neben verringerter Durchbruchsneigung eine optimale Strangkühlung erreicht, die ihrerseits eine gute Strangqualität sicherstellt.

Beim Stranggiessen von Stahlknüppeln und Vorblöcken ist aus der Praxis bekannt, Rohrkokillen mit entsprechend konisch geformtem Formhohlraum zu verwenden. Die Konizität wird dabei einerseits dem Strangformat und anderseits einer Stahlqualitätsgruppe sowie der vorgesehenen mittleren Giessgeschwindigkeit angepasst. Wird beispielsweise die Stahlqualität von üblichen C-Stählen auf austenitische oder andere legierte Stähle umgestellt, so wird dem unterschiedlichen Schwindungsverhalten dieser beiden Stahlsorten durch ein Auswechseln der Kokille mit entsprechend angepasstem Giesskonus Rechnung getragen. Die Verfügbarkeit der Anlage wird durch solche Kokillenwechsel reduziert.

Beim Stahlstranggiessen mit Plattenkokillen ist weiter ein Verfahren bekannt, das eine Anpassung der Konizität des Formhohlraumes zwischen den beiden Schmalseiten auch während des Giessbetriebes bei Veränderung von Giessparametern vorsieht. Dieses für Brammenformate geeignete Verfahren ist bei Knüppel- und quadratischen Vorblockquerschnitten sowie beim Vergiessen in Rohrkokillen nicht anwendbar.

Zur Vermeidung von Längsrissen, insbesondere von Kantenrissen, und zur Verminderung der Durchbruchsgefahr bei erhöhter Giessgeschwindigkeit ist weiter bekannt, den konvergierenden Formhohlraum durch Wände mit parabelförmiger Oberfläche zu begrenzen. Die parabelförmigen Oberflächen der Innenwände können auch durch stufenförmig angeordnete ebene Flächen begrenzt sein, sodass in Stranglaufrichtung sich folgende Konizitätsstufen ergeben, deren Konizitätsgrad sich in Stranglaufrichtung vermindert. Im Bereich des Giess-Spie-gels ist der Kokillenhohlraum mit parallelen Wänden versehen. Dieser mehrfach konische Kokillenhohlraum wird für eine vorbestimmte Stahlzusammensetzung, Giessgeschwindigkeit und Kokillenlänge berechnet. Beim Giessen von Stahlchargen unterschiedlicher Zusammensetzung usw. sind solche Kokillen auszuwechseln, wodurch die Verfügbarkeit der Anlage reduziert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das erlaubt, Stahl mit unterschiedlichen Giessparametern nacheinander in eine Kokille zu vergiessen. Die Konizität des Formhohlraumes soll dabei zur Sicherstellung einer optimalen Strangqualität dem unterschiedlichen Schrumpfungsverhalten der verschiedenen Stahlsorten optimal angepasst sein. Im weitern soll durch das Verfahren eine hohe Verfügbarkeit der Anlage und eine zum Sequenzgiessen erforderliche Flexibilität in der Bestimmung der Giessgeschwindigkeit erreicht werden.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zur Anpassung des Schrumpfverhaltens des Stahles an unterschiedliche Giessparameter die Badspiegelhöhe innerhalb mehrerer Konizitätsstufen verändert wird.

Das erfindungsgemässe Verfahren erlaubt eine wirksame Anpassung der für die Bildung des Stranges massgebenden Formhohlraum-Konizität der Kokille an unterschiedliche Stahlzusammensetzungen, ohne dass die Kokille in ihrem Hohlraummass verstellt oder ausgewechselt werden muss. Im weitern ermöglicht das Verfahren eine Anpassung der für die Kühlung wirksamen Konizität während eines laufenden Gusses bei sich verändernder Stranggeschwindigkeit und/oder Stahltemperatur, wodurch die Flexibilität der Anlage erhöht wird. Bei einander sich folgenden Chargen mit unterschiedlicher Giesstechnik, wie beispielsweise mit oder ohne Giesspulver-schlacke, kann ebenfalls, ohne Reduktion der Verfügbarkeit der Anlage, ein den neuen Verhältnissen angepasster Giesskonus gewählt werden. Durch die Wahl des optimalen Giesskonus kann die Strangqualität, insbesondere die Strangoberfläche verbessert und die Durchbruchgefahr vermindert werden.

Die Badspiegelhöhe wird vorzugsweise innerhalb von Konizitätsstufen mit Konizitätsgraden zwischen 2,5 und 0,5 %/m verändert.

Im Nachfolgenden wird anhand einer Figur ein Ausführungsbeispiel beschrieben.

Der Formhohlraum 1 einer Rohrkokille 2 weist in Stranglaufrichtung 3 sich folgende Konizitätsstufen 5, 6, 7, 8 auf. Der Konizitätsgrad des Formhohlraumes 1 dieser Konizitätsstufen 5, 6, 7, 8 vermindert sich in Stranglaufrichtung 3. Durch Strichpunktlinien sind drei Badspiegelhöhen 11, 12,13 dargestellt.

Der Konizitätsgrad K in %/m der Konizitätsstufen 5-8 ist durch folgende Formel definierbar:

K (^\ AB 100 ^m/ Bu L

Dabei bedeutet <dB die Differenz in mm der oberen und der unteren Breite des Formhohlraumes einer Konizitätsstufe, Bu das Mass in mm der unteren Breite des Formhohlraumes der genannten Konizitätsstufe und L die Länge in m der gleichen Konizitätsstufe.

Die Konizitätsstufen 5-8 weisen in diesem Beispiel folgende Konizitätsgrade K auf:

Konizitätsstufe 5 1,2 %/m

Konizitätsstufe 6 0,9 %/m

Konizitätsstufe 7 0,7 %/m

Konizitätsstufe 8 0,5 %/m

Die Herstellung einer solchen als Rohrkokille ausgebildeten Kokille 2 ist mit einem hohen Genauigkeitsgrad, z. B. durch Verformung auf einen Dorn mittels Detonation von Sprengstoff, realisierbar.

Das Stranggiessen nach dem erfindungsgemässen Verfahren verläuft wie folgt:

Eine Charge C-Stahl mit 0,2 % C wird mit einer Giessgeschwindigkeit von 2,2 m/Min. in einen Strangquerschnitt von 200 x 200 mm2 vergossen. Zur Erzielung einer optimalen Qualität in bezug auf eine gute Strangoberfläche, eine geringe Spiesskantigkeit und ein gut ausgebildetes inneres Gefüge soll diese Charge bei der vorgesehenen Giessgeschwindigkeit in eine Kokille mit einem durchschnittlichen Konizitätsgrad von 0,6 %/m vergossen werden. Zur Erfüllung dieser Bedingung

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wird der Badspiegel für diesen Stahl mit Vorteil innerhalb der Konizitätsstufe 7 mit einem Konizitätsgrad von 0,7 %/m auf einer Badspiegelhöhe 13 gehalten.-Im Badspiegelbereich liegt somit der Konizitätsgrad mit 0,7 %/m etwas über dem durchschnittlich erwünschten Konizitätsgrad von 0,6 %/m und im 5 untern Kokillenteil, in der Konizitätsstufe 8 mit einem Konizitätsgrad von 0,5 %/m, etwas darunter. Eine solche Verteilung des Konizitätsgrades ist erwünscht, weil nahe dem Badspiegel eine höhere Schrumpfung vorhanden ist als beispielsweise im untern Teil der Kokille. 10

Ohne dass ein Kokillen wechsel auf der Stranggiessanlage vorgenommen wird, soll nach Beendigung dieser C-Stahl Charge eine Charge austenitischer Stahl der Legierungsgruppe Cr/Ni 18/8 in die gleiche Kokille vergossen werden. Der erwünschte mittlere Konizitätsgrad von 1 %/m für diesen Stahl 15 bei einer Giessgeschwindigkeit von 1,8 m/Min. erfordert eine Badspiegelhöhe 11. Der sich bildende Strang durchläuft somit in Stranglaufrichtung die nachfolgenden Konizitätsgrade: 1,2 %/m etwa während 5 % der Kokillenlänge 0,9 %/m etwa während 5 % der Kokillenlänge 20

0,7 %/m etwa während 15 % der Kokillenlänge 0,5 %/m etwa während 75% der Kokillenlänge

Die ausgenützte Kokillenlänge ist bei dieser Stahlcharge etwa 15% länger als bei der vorgenannten C-Stahl Charge, d. h. sie ist bei der Cr/Ni Charge 700 mm gegenüber 600 mm bei der C-Stahl Charge.

Bei sich ändernder Giessgeschwindigkeit, Giesstemperatur und/oder der Giesstechnik, wie beispielsweise bei Verwendung von Giesspulver, sind zusätzliche Anpassungen an den erwünschten Konizitätsgrad durch Veränderung der Badspiegelhöhe erreichbar.

Die Konizitätsstufen sind in ihrer Länge frei wählbar und können den Bedürfnissen entsprechend angepasst werden. In der Regel varieren die Konizitätsstufen zwischen 2,5 und 0,5 %/m.

Anstelle der Konizitätsstufen kann auch eine Übergangskurve gewählt werden, die einen stufenlosen Übergang gewährleistet.

Zur Überwachung der vorbestimmten Badspiegelhöhen können bekannte Badspiegelmesseinrichtungen wie radioaktive Strahler eingesetzt werden. Im weiteren sind Messeinrichtungen auf dem Prinzip von Thermoelementen wegen einer guten Schaltungsmöglichkeit auf unterschiedlichen Sollspiegelhöhen ebenfalls geeignet.

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1 Blatt Zeichnungei

Claims (2)

617 608 2 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Stahlstranggiessen, wobei der Stahl in eine Durchlaufkokille mit mindestens zwei in Stranglaufrichtung sich folgende Konizitätsstufen gegossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anpassung des Schrumpfverhaltens des Stahles an unterschiedliche Giessparameter die Badspiegelhöhe innerhalb mehrerer Konizitätsstufen verändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Badspiegelhöhe innerhalb von Konizitätsstufen mit Konizitätsgraden zwischen 2,5 und 0,5 %/m verändert wird.