DD143221A5 - CONTINUOUS CAST STEEL STRUCTURE AND METHOD OF MANUFACTURE - Google Patents
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- DD143221A5 DD143221A5 DD78209764A DD20976478A DD143221A5 DD 143221 A5 DD143221 A5 DD 143221A5 DD 78209764 A DD78209764 A DD 78209764A DD 20976478 A DD20976478 A DD 20976478A DD 143221 A5 DD143221 A5 DD 143221A5
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Description
.Anwendungsgebiet der Erfindung: , Field of application of the invention:
Die Erfindung betrifft das Stranggießen von Stahl und vor allem Verfahren und Anlagen für die Herstellung fortlaufender Längen von Stahlsträngen mit verbesserten Eigenschaften.The invention relates to the continuous casting of steel and, more particularly, to methods and equipment for the production of continuous lengths of steel strands having improved properties.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: Bei den üblichen Verfahren für das Stranggießen von Metallen wie Stahl wird das flüssige Metall in eine offene vertikale Gießform gegossen. Durch die Gießform wird die Peripherie des Metalles abgeschreckt, so daß eine feste Haut oder Hülle an der Formwandung zur Bildung eines Stranges entsteht, der kontinuierlich von der Unterseite der Gießform abgezogen wird, während flüssiges Metall kontinuierlich oben in die Gießform eingegossen wird. Die Geschwindigkeit, mit der das gegossene Metall von der Gießform abgezogen wird, ist so eingestellt, dai3 sie dem Volumen des in die Gießform gegossenen flüssigen Metalls gleich ist. Hach dem Austritt aus der Gießform wird der heiße Strang gekühlt, zum Beispiel durch auf den halbfesten Strang gerichtete Wasserstrahlen, damit ein vollständig verfestigter Strang entsteht. Das Kühlen, das für den Strang nach seinem Austreten aus der Gießform angewandt wird, ist im Fachgebiet als Sekundärkühlung bekannt und reicht aus, um die vollkommene Verfestigung des Stranges vor jeder anschließenden Bearbeitung zu erreichen. Characteristic of the known technical solutions: In the usual processes for the continuous casting of metals such as steel, the liquid metal is poured into an open vertical casting mold. Through the mold, the periphery of the metal is quenched, so that a solid skin or shell on the mold wall to form a strand is formed, which is continuously withdrawn from the bottom of the mold, while liquid metal is continuously poured into the top of the mold. The rate at which the cast metal is withdrawn from the mold is set to be equal to the volume of liquid metal poured into the mold. Upon exiting the mold, the hot strand is cooled, for example, by jets of water directed at the semi-solid strand to form a fully solidified strand. The cooling applied to the strand after it leaves the mold is known in the art as secondary cooling and is sufficient to achieve complete consolidation of the strand prior to any subsequent processing.
Bei den meisten Stranggußanlagen verläuft die Achse der Gießform vertikal und tritt der Strang vertikal nach unten aus ihr aus. Nach der endgültigen Verfestigung des Stranges werden Stücke in der vorgesehenen Länge von dem sich bewegenden Strang abgeschnitten. Da der Strang vor dem Schneiden vollkommen erstarrt sein muß, waren die Gießgeschwindigkeiten durch die Berücksichtigung der vertikalen Höhe begrenzt. Das heißt, die Gießgeschwindigkei-In most continuous casting plants, the axis of the mold runs vertically and the strand emerges vertically downwards from it. After the final consolidation of the strand pieces are cut in the intended length of the moving strand. Since the strand must be completely solidified before cutting, the casting speeds were limited by the consideration of the vertical height. That is, the casting speed
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ten mußten begrenzt werden, damit die vollständige Verfestigung innerhalb annehmbarer vertikaler Dimensionen zwischen der Gießform und der Schneidestation erfolgen konnte. Andernfalls wurden die Konstruktionskosten für die Anlage übermäßig hoch sein.had to be limited so that complete solidification could occur within acceptable vertical dimensions between the mold and the cutting station. Otherwise, the design cost of the equipment would be excessively high.
Beim Gießen von Stahl waren diese Probleme wegen der hohen Temperatur des flüssigen Stahls und der langen, für die vollkommene Verfestigung des Stranges erforderlichen Zeit besonders schwerwiegend. Beispielsweise ist in typischen Anlagen für das kontinuierliche Gießen von Stahl eine Strecke von siebenundzwanzig Fuß zwischen der Gießform und der Schneidestation nichts Ungewöhnliches, und selbst diese Strecke macht eine Beschränkung der Gießgeschwindigkeit unter die theoretisch mögliche erforderlich.When casting steel, these problems were particularly serious because of the high temperature of the liquid steel and the long time required for complete consolidation of the strand. For example, in typical equipment for continuous casting of steel, a distance of twenty-seven feet between the mold and the cutting station is not uncommon and even this distance requires a limitation of the casting speed below the theoretically possible.
Zur Verringerung der vertikalen Höhenbedingungen wurde vorgeschlagen, den Strang in einer vertikal angeordneten Gießform zu gießen, den austretenden Strang dann in einer vertikal verlaufenden sekundären Kühlzone zu kühlen, in der das Gußstück durch Walzen gehalten wird. Der Strang wird anschließend durch Paare von Preßwalzen zur Horizontalen gebogen. Bei derartigen Anlagen wird der Strang in einem Winkel von annähernd 90° so gebogen, daß der gebogene Strang tangential zur Horizontalen verläuft. Am I'angentialpunkt wird der Strang aurückgebogen und durch Paare von Preßwalzen gerichtet und anschließend horizontal zur Schneidestation geführt. Dadurch kann die Höhe der Maschine etwas verringert werden, aber es stellt keine zufriedenstellende Lösung des Problems dar, da ein Megebogen mit verhältnismäßig langem Radius erforderlich ist. Selbst bei einem großen Radius bestehen immer noch Schwierigkeiten beim Biegen und dann Zurückbiegen des erstarrten Gußstückes, ohne daß es dabei zu Rißbildung oder anderweitigen Beschädigungen des Gußstückes kommt«To reduce the vertical height conditions, it has been proposed to cast the strand in a vertically disposed mold, then to cool the emerging strand in a vertically extending secondary cooling zone in which the casting is held by rolling. The strand is then bent by pairs of press rolls to the horizontal. In such systems, the strand is bent at an angle of approximately 90 ° so that the curved strand is tangent to the horizontal. At I'angentialpunkt the strand is bent back and directed by pairs of press rolls and then guided horizontally to the cutting station. This can reduce the height of the machine somewhat, but it does not provide a satisfactory solution to the problem, because a relatively long radius beam is required. Even with a large radius, there are still difficulties in bending and then bending back the solidified casting, without cracking or otherwise damaging the casting. "
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Eine weitere Verringerung der Höhe und der Gesamtlänge von Gießmaschinen war dadurch möglich, daß man den uießformhohlraum gebogen ausführte, so daß der Strang in gekrümmtem, der gebogenen Bahn entsprechendem Zustand aus der Gießform austritt. Gießformen mit gekrümmten Hohlräumen erwiesen sich jedoch als nicht zufriedenstellend. Gießformhohlräume werden normalerweise mit Auskleidungen aus Kupfer wegen dessen guter Y/ärmeleitfähigkeitseigenschaf ten versehen. Die gekrümmten Gießformauskleidungen aus Kupfer verursachen höhere Herstellung- und Wartungskosten als gerade Kupfer aus k.leidungen für gerade Gießfornihohlräume. Außerdem ist die genaue Ausrichtung einer Gießform mit einem gekrümmten Hohlraum viel schwieriger als die einer Gießform mit geradem Hohlraum. Allerdings muß ein in geradem Zustand aus einem geraden Gießformhohlraum austretender Strang dann in die gekrümmte Bahn gebogen werden, und dieser Biegevorgang macht zusätzlichen vertikalen Raum erforderlich, im Vergleich zu dem vertikalen Platzbedarf für Maschinen mit gekrümmten Gießformhohlräumen. In bekannten Gießmaschinen rechtfertigen somit die Vorteile, die sich durch das Führen des Stranges in einer gekrümmten Bahn von der Gießform weg ergeben, die weitere Anwendung gekrümmter Bahnen, aber diese Vorteile werden durch die oben beschriebenen Probleme bei den Gießformen geschmälert.A further reduction in the height and overall length of casting machines was possible by making the mold cavity bent so that the strand emerges from the mold in a curved condition corresponding to the arcuate path. However, curved cavity molds proved unsatisfactory. Mold cavities are usually provided with liners of copper because of its good thermal conductivity properties. The curved mold liners made of copper cause higher manufacturing and maintenance costs than straight copper liners for straight mold cavities. In addition, the precise alignment of a mold having a curved cavity is much more difficult than that of a straight cavity mold. However, a strand emerging from a straight mold cavity in a straight condition must then be bent into the curved path, and this bending operation requires additional vertical space as compared to the vertical space requirement for curved mold cavity machines. Thus, in known casting machines, the benefits of routing the strand in a curved path away from the casting mold justify the continued use of curved webs, but these advantages are diminished by the casting mold problems described above.
Außer den Bemühungen, den für das Stranggießen benötigten vertikalen Raum zu verringern, gab es das ständige Bestreben, die Gießgeschwindigkeit zu erhöhen. Bekanntlich wird durch die ständige relative Bewegung zwischen Gußstück und Gießform Wärme von dem erstarrenden Gußstück an die Gießformwandung übertragen und dadurch die Gießgeschwindigkeit verringert. Bis heute wurde die bemerkenswerteste Steigerung durch leichtes Schwingen der Gießform in Gießriohtung erzielt,· wie in der US-PS 2.135.183 offenbart wird. Beim Gießen von Stahl beträgt das übliche Ausmaß für das Schwingen der Gießform etwa 1/10.bis 1/30 der Gießformlänge-, beispielsweise 1/16 bis 2 Zoll. Bei bekannten Konstruktionen werden Gießformen mit gekrümmten Gieß-In addition to efforts to reduce the vertical space needed for continuous casting, there has been a constant drive to increase casting speed. As is known, heat is transferred from the solidifying casting to the mold wall by the constant relative movement between the casting and the casting mold, thereby reducing the casting speed. To date, the most notable increase has been achieved by lightly vibrating the casting mold in casting, as disclosed in U.S. Patent No. 2,135,183. When casting steel, the usual amount of swing in the mold is about 1/10 to 1/30 of the mold length, for example 1/16 to 2 inches. In known constructions, casting molds with curved casting
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formhohlräumen in einem Bogen geschwungen, der der Krümmung der Bahn entspricht, auf der der Strang von der Gießform weggeführt wird. Wenn jedoch eine Gießform mit geradem Hohlraum verwendet wird, muß der Strang, um die oben genannten, bei gekrümmten Gießformdurchgängen auftretenden Schwierigkeiten auszuschließen, von der Gießform in einer geraden vertikalen Linie so weit weggeführt werden, daß ein Scheuern der Unterkante der Gießform an einem Teil des Gußstückes an der Innenseite der gebogenen Bahn ausgeschlossen ist. Dafür muß aber der erforderliche vertikale Raum vergrößert werden. Außerdem haben Untersuchungen ergeben, daß ein mit höheren Gießgeschvvindigkeiten in einem geraden Gießformhohlraum gegossener Strang, der anschließend in Übereinstimmung mit einer gekrümmten Bahn von der Gießform her gebogen wird, die Neigung zur Entwicklung von inneren Fehlern und Oberflächenrissen zeigt.curved cavities in an arc that corresponds to the curvature of the web on which the strand is led away from the mold. However, when using a straight cavity mold, in order to eliminate the above difficulties encountered in curved mold passages, the strand must be led away from the mold in a straight vertical line so far as to scour the lower edge of the mold on a part of the mold Casting is excluded on the inside of the curved path. For this, however, the required vertical space must be increased. In addition, studies have shown that a strand cast with higher casting speeds in a straight mold cavity, which is subsequently bent in conformity with a curved path from the mold, tends to develop internal defects and surface cracks.
Ein weit ernsteres Problem, das sowohl bei geraden als auch bei gekrümmten Gießformhohlräumen auftritt, ergibt sich als direkte Folge erhöhter Gießgeschwindigkeiten, und zwar das Problem zufriedenstellende Überflächenkennwerte zu erzielen.A far more serious problem that occurs with both straight and curved mold cavities arises as a direct result of increased casting speeds, namely the problem of achieving satisfactory surface area characteristics.
Ein allgemeines Merkmal von Gußstücken, die mit Hilfe einer schwingenden Gießform hergestellt wurden, ist das Auftreten von Schwingüngsmarkierungen oder Ringen, die um das Gußstück herum in dessen Oberfläche zu finden sind. Infolge der Reibung' zwischen dem sich vorschiebenden Gußstrang und der schwingenden Gießformoberfläche wirken axiale Spannungen auf die dünne erstarrende Metallhülle ein. Durch diese V/echselspannungen können Oberflächenrisse oder andere Fehler in Abständen an der Länge des Gui3stückes, gewöhnlich in Form von Ringen, die um den gesamten Umfang des Gußstückes verlaufen,·auftreten. Diese Ringe sind in Abständen anzutreffen, die dem Gesamtvorschub des Gußstückes zwischen aufeinanderfolgenden Takten der Gießform gleich sind. Das bedeutet, wenn der GecamtvorschubA common feature of castings made by means of a vibrating mold is the appearance of vibrational marks or rings found around the casting in its surface. As a result of the friction between the advancing cast strand and the vibrating mold surface, axial stresses act on the thin solidifying metal shell. These alternating stresses can cause surface cracks or other defects at intervals along the length of the piece, usually in the form of rings extending around the entire circumference of the casting. These rings are to be found at intervals that are equal to the total feed of the casting between successive cycles of the mold. That means when the velcro advance
des Gußstückes zwischen dem Beginn eines Zurückziehfcaktes der Gießform und dem Beginn des nächsten darauf folgenden Zurückziehtaktee 2 Zoll beträgt, dann werden die Ringe in Abständen von zwei Zoll zu finden sein. Weiterhin variiert die Breite der Ringe, d.h. der Längenabstand am Gußstück, in dem diese Fehler festzustellen sind, je nach den Bedingungen des Gießvorganges. Bei extremer Sorgfalt und Arbeiten mit geringer Gießgeschvvindigkeit können diese Einflüsse weitgehend reduziert werden, aber im allgemeinen steht die Breite der Ringe mit der Dauer des Zurückziehtaktes der Gießform in Beziehung. Das heißt, wenn für das Zurückziehen ein Viertel der Zeit eines vollständigen Zyklus gebraucht wird, werden die Ringe.so gebildet werden, daß sie mindestens ein Viertel der Oberfläche des Hohlraumes umfassen.of the casting between the beginning of a withdrawal stroke of the casting mold and the beginning of the next subsequent withdrawal stroke is 2 inches, then the rings will be found at two inch intervals. Furthermore, the width of the rings, i. the distance between the lengths on the casting, in which these defects are found, depending on the conditions of the casting process. With extreme care and low pouring speed work, these influences can be greatly reduced, but in general the width of the rings is related to the duration of the withdrawal stroke of the mold. That is, if retraction takes a quarter of the time of a complete cycle, the rings will be formed to encompass at least a quarter of the surface area of the cavity.
Diese Ringe sind durch eine aufgerauhte Außenfläche gekennzeichnet, häufig in Verbindung mit überflächenrißbildung und oftmals durch das Auftreten von "Ausbluten", d.h. das Austreten von flüssigem Metall durch eine Verletzung in der vorher modifizierten Haut des Gußstückes mit anschließender Erstarrung des ausgetretenen Metalls. Das Kristallgefüge des unmittelbar unter den Ringen liegenden Metalls ist gleichfalls unregelmäßig und gestört.These rings are characterized by a roughened outer surface, often in conjunction with over-surface cracking and often by the occurrence of "bleeding", i. the leakage of liquid metal through an injury in the previously modified skin of the casting followed by solidification of the leaked metal. The crystal structure of the metal immediately under the rings is also irregular and disturbed.
Bei Nichteisenmetallen waren diese Auswirkungen unerwünscht, aber nicht zu schwerwiegend. In vielen Fällen konnten die Gußstücke trotz der Überflächenfehler gewalzt, stranggepreßt oder anderweitig ohne Schwierigkeiten verarbeitet werden. In anderen Fällen genügte ein leichtes Schälen oder eine andere Überflächenbehandlung, um alle störenden Überflächenfehler zu beseitigen. Bei Stahl können jedoch derartige Oberflächenfehler nicht toleriert werden, und ist es v.'irschaftlich auch nicht tragbar, die Fehler durch Schälen zn beseitigen. Außerdem verlangen die wirtschaftlichen Erwägungen beim Stranggießen von Stahl eine viel höhere Gießgeschvvindigkeit als sie bei Nicht-For non-ferrous metals, these effects were undesirable, but not too severe. In many cases, despite the surface defects, the castings could be rolled, extruded, or otherwise processed without difficulty. In other cases, light peeling or other over-surface treatment was sufficient to eliminate any annoying surface defects. For steel, however, such surface defects can not be tolerated, and it is not v.'irschaftlich also unsustainable to eliminate the errors by peeling zn . In addition, the economic considerations in continuous casting of steel require a much higher casting speed than
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eisenmetallen üblich oder erstrebenswert ist, und man hat festgestellt, daß die erhöhte Gießgeschwindigkeit der Schwierigkeiten noch erheblich vergrößert, ^o ist beim Gießen von Nichteisenmetallen eine Gießgesehwindigkeit von dreißig bis sechzig Zoll pro Minute gevjöhnlich ausreichend, und bei diesen Geschwindigkeiten sind die Oberflächenfehler bei Nichteisenmetallen tolerierbar. Im Gegensatz dazu sind beim Gießen von Stahl Gießgeschwindigkeiten bis zu zweihundert Zoll pro Minute bereits beim Jungshans-Prozeß erzielt worden. Dieser Erfolg wird aber durch die Tatsache gedämpft, daß diese Geschwindigkeiten die Oberflächenfehler innerhalb der Ringflächen oftmals ganz besonders schlimm.sind. Zwischen aufeinanderfolgenden Ringen ist die Oberfläche gewöhnlich in Ordnung und das innere Krietallgefüge annehmbar, ! iron casting is common or desirable, and it has been found that the increased casting speed of the difficulties is greatly increased. In casting non-ferrous metals, a casting speed of thirty to sixty inches per minute is usually sufficient, and at these speeds the surface defects of non-ferrous metals are tolerable , In contrast, casting speeds of up to two hundred inches per minute have already been achieved in the Junghans process. However, this success is dampened by the fact that these velocities the surface imperfections within the annular surfaces are often especially serious. Between successive rings, the surface is usually in order and the internal crotch structure is acceptable ,!
Theoretisch gesehen wäre daher die ideale Gestalt einer Gießform für das Stranggießen eine gekrümmte mit weit ausgedehnter Länge, aber da das aus praktischen Erwägungen nicht möglich ist, wurden andere Maßnahmen ergriffen. So wurde beispielsweise vorgeschlagen, endlose Stützen, wie umlaufende Trommeln, Räder oder dergleichen oder endlose laufende Bänder oder Reihen von Gießformprofilen zu verwenden, die sich vereinigen, um am Beginn des Erstarrungsprozesses eine Gießform zu bilden, und sich bei dessen Beendigung trennen, um das verfestigte Metall freizugeben. Da die Oberfläche derartiger beweglicher Stützen in bezug auf das Metall während des Erstarrungsprozesses stationär gehalten werden können, ergeben sich für die Verfestigung des Metalls gute Bedingungen, auch hinsichtlich eines guten KristalIgefüges und glatter Oberflächenmerkmale. Wenn auch derartige Methoden einige theoretische Vorteile bieten» so waren die Erfahrungen mit ihnen in der Praxis enttäuschend. Kon— struktions- und Betriebsschwierigkeiten haben für den praktischen erfolgreichen Betrieb so viele Hindernisse geschaffen, daß solche Methoden beim eigentlichen großtechnischen Einsatz nur wenig oder gar keinen Erfolg brachten.Theoretically, therefore, the ideal shape of a casting mold for continuous casting would be a curved one of extensive length, but since this is not possible for practical reasons, other measures have been taken. For example, it has been proposed to use endless supports such as rotating drums, wheels or the like or endless running belts or rows of mold profiles which combine to form a mold at the beginning of the solidification process and separate upon solidification to solidify Release metal. Since the surface of such movable pillars can be kept stationary with respect to the metal during the solidification process, good conditions for the solidification of the metal, also with regard to a good crystal structure and smooth surface features. While such methods may provide some theoretical benefits, "the experience with them has been disappointing in practice. Design and operational difficulties have created so many obstacles to practical successful operation that such methods have had little or no success in actual large-scale deployment.
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Daher wurde bisher die Verwendung von schwingenden Gießformen mit gekrümmten Hohlräumen ala die erfolgreichste Anordnung für die Verringerung der Anlagenhöhe und für die Erhöhung der Gießgeschwindigkeit angesehen, trotz der sich durch das Schwingen der oben beschriebenen gekrümmten Gießformauskleidungen ergebenden Probleme.Therefore, hitherto, the use of curved cavity vibrating molds has been considered the most successful arrangement for reducing the height of the plant and increasing the casting speed, despite the problems caused by the vibration of the curved mold linings described above.
Horizontale Gießformen wurden bisher für das Stranggießen von Aluminium und einiger anderer Nichteisenmetalle in Maschinen verwendet, in denen das flüssige Metall durch eine feuerfeste, eich durch die Stirnwand der Gießform erstreckende Gießschnauze in eine horizontale Gießform eingegossen wird* Beim Gießen von Aluminium wird die Gießschnauze durch das flüssige Metall nicht durchfeuchtet, sondern sie bleibt im Verlaufe des Gießens frei. Beim Gießen von Stahl dagegen, und vor allem beim vorgesehenen Einsatz einer schwingenden Gießform, kann dieser Typ einer horizontalen Gießform mit einer feuerfesten Gießschnauze nicht verwendet werden. Ss wurde festgestellt, daß der Stahl die Schnauze durchfeuchtet und um die Schnauze herum erstarrt. Der erstarrte Stahl baut nacn und nach eine falsche, sich längs in der Gießform erstreckende Rinne auf, was schließlich zu einem Ausbrechen von flüssigem Metall am Auotrittsende der Gießform führt.Horizontal casting molds have hitherto been used for the continuous casting of aluminum and some other non-ferrous metals in machines in which the molten metal is poured into a horizontal mold through a refractory pouring spout extending through the end wall of the casting mold liquid metal is not moistened, but it remains free in the course of casting. On the other hand, when casting steel, and especially when using a vibrating casting mold, this type of horizontal casting mold with a refractory pouring spout can not be used. It was found that the steel moistened the snout and solidifies around the snout. The solidified steel builds nacn and after a wrong, extending longitudinally in the mold groove, which eventually leads to a breakout of liquid metal at the Auotrittsende the mold.
Außerdem ist bekannt, daß der Erstarrungsprozeß und somit das entstehende Produkt sehr stark von der Stelle und der Richtung des einströmenden flüssigen Metallstromes abhängig sind.In addition, it is known that the solidification process and thus the resulting product are very much dependent on the location and direction of the incoming liquid metal stream.
Bei einer horizontalen Gießform ist es gewöhnlich erforderlich, daß ein horizontal einströmender Metallstrom auf Metall trifft, das bereits an der Gießformwandung zu erstarren beginnt. Dadurch wird das erstarrende Metall wieder geschmolzen, wodurch es oftmals zum Ausbluten von flüssigem Metall zur Außenseite des Gußstücken kommt. Xienn. die Geschwindigkeit des einfließen-In a horizontal mold, it is usually necessary for a metal stream flowing horizontally to strike metal already beginning to solidify on the mold wall. As a result, the solidifying metal is melted again, which often leads to the bleeding of liquid metal to the outside of the castings. Xienn. the speed of inflowing
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den Metalls hoch ist oder so ist, daß in der flussigen Metallmasse Turbulenz entsteht, dann können Gasblasen und Oxidteilchen, Schlacke oder Schmutz, die auf der Oberfläche des flüssigen Metalls schwimmen, festgehalten werden, wodurch Locher und Einschlüsse in dem Gußstück entstehen, die manchmal sogar zu starker Porosität oder Lunkerbildung .in dem Gußstück führen. Und schließlich zeigt ein horizontal erstarrter Strang infolge der .Schwerkraftwirkungen innere Abweichungen im Profil. Beispielsweise zeigen eingeschlossene Gase und leichte Teilchen die Neigung, nach oben zur Oberseite des Stranges zu schwimmen. So kann die Mitte des Stranges einwandfrei sein, aber eine Zone von Porosität oder mit Einschlüssen nahe der Strangkante vorhanden sein. Diese Verteilung von Fehlern außerhalb der Mitte ist oftmals schwerwiegender als Mittenfehler, da sie unvorhersagbare Abweichungen bei der anschließenden Verarbeitung, z.B. dem Warmwalzen zu Draht, ergeben. Folglich ist man bestrebt, die Masse des flüssigen Metalls an der Oberseite freiliegend oder offen zu halten, damit die eingeschlossenen Gase und anderen Verunreinigungen nicht in dem erstarrenden Strang festgehalten werden können oder wenigstens auf die Mitte beschränkt bleiben, wo sie weniger schädlich sind.If the metal is high or so as to cause turbulence in the liquid metal mass, gas bubbles and oxide particles, slag or dirt floating on the surface of the liquid metal may be trapped, thereby creating holes and inclusions in the casting, sometimes even lead to excessive porosity or voids formation in the casting. Finally, a horizontally solidified strand shows internal deviations in the profile due to the effects of gravity. For example, trapped gases and light particles tend to float up to the top of the strand. Thus, the middle of the strand may be flawless, but there may be a zone of porosity or with inclusions near the strand edge. This distribution of off-center errors is often more severe than center error because it causes unpredictable discrepancies in subsequent processing, e.g. to hot rolling into wire. Consequently, efforts are made to keep the mass of liquid metal at the top exposed or open so that the trapped gases and other contaminants can not be trapped in the solidifying strand or at least be confined to the center where they are less harmful.
Wenn ein Stranggußstück mit rechteckigem Querschnitt anfangs in einer typischen horizontalen Gießform erstarrt, sind die größere Oberseite und Unterseite zwangsläufig einer stärkeren Abkühlung ausgesetzt, -^urch die dadurch entstehenden Schrumpfungseffekte werden diese Oberflachen, vor allem die Oberseite, von den Gießfonswandungen weggezogen, ehe sie sich sehr weit von der flüssigen Masse wegbewegt haben, wodurch das anfängliche rasche '.Abkühlen verlangsamt wird. Da die verschiedenen Kanten und Flächen nicht alle gleichmäßig schrumpfen, sind die Kühlgeschwindigkeiten und somit die Temperaturen, Spannungen und Dicken der erstarrten Hülle bei den einzelnen Flachen unterschiedlich· Diese Nachteile werden bei höheren Gießgeschwindigkeiten noch ausgeprägter, und beim weiteren Durchlaufen des Gußstückes durch die Gießform zeigen sich beim Austreten ausWhen a rectangular cross-section continuous casting initially solidifies in a typical horizontal mold, the larger top and bottom are forced to undergo greater cooling, and the resulting shrinkage effects cause these surfaces, especially the top, to be pulled away from the casting walls before they expand moved very far from the liquid mass, slowing down the initial rapid cooling. Since the various edges and surfaces do not all shrink uniformly, the cooling rates and thus the temperatures, stresses and thicknesses of the solidified shell are different for the individual surfaces. These disadvantages become more pronounced at higher casting speeds and show as the casting passes through the casting mold on exit
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der Gießform helle und dunkle Bereiche an dem Knüppel. Die hellen Stellen deuten oftmals auf Bereiche hoher Temperatur hin, an denen die bereits erstarrte Hülle wieder geschmolzen werden kann. Das erneute Schmelzen tritt infolge Wärmeübertragung von dem noch heißen Inneren des Stranges auf. An diesen schwachen Stellen wenden durch die in der erstarrten Hülle vorhandenen Spannungen Risse erzeugt, die zu Ausbrechen oder anderen Oberflächenfehlern führen können.the mold light and dark areas on the billet. The bright areas often indicate areas of high temperature, where the already solidified shell can be melted again. The remelting occurs due to heat transfer from the still hot interior of the strand. At these weak points, cracks develop due to the stresses present in the solidified shell, which can lead to breakouts or other surface defects.
Die ungleichmäßigen Spannungen haben aber noch eine andere unerwünschte Wirkung, und zwar führen sie zu einer Art geometrischem Verziehen des Gußßtranges, das als rhombenförmigeο Verziehen bekannt ist und bei der anschließenden Verarbeitung des Gußstückes ein Hindernis ist.However, the non-uniform stresses have another undesirable effect, and indeed they lead to a kind of geometric warping of Gußßtranges, which is known as rhombenförmigeο warping and is an obstacle in the subsequent processing of the casting.
Ziel der Erfindung:Object of the invention:
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Anlage für das Stranggießen von Stahl zu schaffen.The invention is therefore based on the object to provide an improved method and an improved system for the continuous casting of steel.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung betrifft die Schaffung eines neuartigen kontinuierlich gegossenen Stahlstranges mit verbesserten Eigenschaften im Vergleich zu bisher kontinuierlich gegossenen Stahlsträngen.Another object of the invention is to provide a novel continuous cast steel cord having improved properties compared to previously continuously cast steel strands.
Es ist vor allem eine Aufgabe der Erfindung, ein viel schnelleres Verfahren für das Stranggießen eines Stahlstranges zur Verfugung zu stellen, der sich für das direkte Walzen zu einem Knetprodukt eignet.It is above all an object of the invention to provide a much faster process for the continuous casting of a steel strand, which is suitable for direct rolling to a kneaded product.
Darlegung des V/esenn der Erfindung; Explanation of the invention;
Zur Erläuterung dieser und noch anderer Aufgaben der Erfindung,To illustrate these and other objects of the invention,
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die im Laufe der Beschreibung deutlicher erkennbar werden, bestehen die Hauptaspekte dieser Entwicklung im Gießen von Stahl in eine Gießform, die durch eine Randnut in einem umlaufenden Gießrad und ein Rand, das ein Stück der Nut abdichtet, gebildet wird.As will become more apparent in the course of the description, the main aspects of this development are the casting of steel into a casting mold formed by an edge groove in a rotating casting wheel and an edge sealing a portion of the groove.
In der Praxis ist es allgemein üblich, die Gießform vorzugsweise aus einem Metall mit hoher Wärmeleitfähigkeit, z.B. einer Kupferlegierung, herzustellen und die Gießform durch direktes Aufsprühen von Kühlmittel auf die Gießform oder durch umlaufendes Kühlmittel, wie kaltes hindurchfließendes V/asser, abzuschrecken.In practice, it is common practice to use the mold preferably made of a high thermal conductivity metal, e.g. a copper alloy, and quench the mold by direct spraying of coolant onto the mold or through circulating coolant, such as cold flowing water.
Die Gießforsnut kann je nach Bedarf verschiedene Querschnittsformen aufweisen, sie kann beispielsweise halbkreisförmig oder annähernd rechteckig sein. Ss hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, eine trapezförmige Querschnittsform mit kleinen (7 biß 14°) Freiwinkeln an den Seiten und mit einem Breite/Tiefe-Verhältnis von 1,5 : 1 oder größer zu wählen.The Gießforsnut may have different cross-sectional shapes as needed, they may for example be semicircular or approximately rectangular. However, it has proved advantageous to choose a trapezoidal cross-sectional shape with small (7 to 14 °) clearance angles on the sides and with a width to depth ratio of 1.5: 1 or greater.
Beim Gießvorgang wird der flüssige Stahl in die Gießform gegossen und durch den Wärmeentzug durch die Gießformwandungen gleichmäßig abgeschreckt, so daß eine dünne peripherale Haut von erstarrtem Metall entsteht, die das darin befindliche flüssige Metall umgibt. Die Geschwindigkeit des Wärmeentzugs wird entsprechend der Gießgeschwindigkeit durch Regulieren der Umlaufgeschwindigkeit des Kühlmittels für die Gießform oder anderweitig so geregelt, daß die Temperatur der Außenseite der peripheralen Haut des erstarrten Metalls beim Austritt aus der GieSform nicht über 2500 0F liegt, aber auch nicht weniger als 2000 ÜF beträgt.During the casting process, the liquid steel is poured into the mold and quenched by the heat extraction through the Gießformwandungen evenly, so that a thin peripheral skin of solidified metal is formed, which surrounds the liquid metal therein. The rate of heat extraction is controlled according to the casting speed by regulating the circulation rate of refrigerant for the mold or otherwise so that the temperature of the outside of the peripheral skin of the solidified metal as it exits the GieSform not less than 2500 0 F, but also not less than 2000 Ü F is.
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Der austretende Strang wird dann auf einem stützenden Laufweg zur endgültigen Abkühlung zu einer im wesentlichen horizontalen Kühlzone transportiert. Der stützende Laufweg kann aus einer Reihe von Elementen bestehen, deren Oberflächen den Strang berühren und tragen. In den Elementen können Vorrichtungen für den Vorschub des Stranges auf seinem Weg zur nächsten ProzeSstation vorhanden sein. Der Gußstrang läuft auf einer Bahn mit fortlaufend großer werdendem Radius bis er geradlinig wird.The exiting strand is then transported on a supporting path for final cooling to a substantially horizontal cooling zone. The supporting track may consist of a series of elements whose surfaces touch and carry the strand. Devices for advancing the strand on its way to the next processing station may be present in the elements. The cast strand runs on a path of continuously increasing radius until it becomes straight.
Ein anderer wichtiger Unterschied besteht darin, daß durch die Erfindung die Regulierung der Wärmeübergangsgeschwindigkeit in Verbindung mit dem Erstarrungsprozeß erfolgt. Da das flüssige Metall z.B. kontinuierlich in eine relativ große kalte Radstruktur geleitet wird, wirkt das Rad als V/ärmesenke. Die Wärmeübergangsgeschwindigkeit ist sehr hoch, was zur raschen Abkühlung führt, so daS eine relativ dicke erkaltete Schicht im gegossenen Produkt entsteht, während die Wärmeübergangsgeschwindigkeit später geringer wird, wodurch die Erstarrungsfront einwandfrei wachsen kann.Another important difference is that the regulation of the heat transfer rate occurs in conjunction with the solidification process by the invention. Since the liquid metal e.g. is continuously fed into a relatively large cold wheel structure, the wheel acts as a V / ärmesenke. The heat transfer rate is very high, resulting in rapid cooling, so that a relatively thick cooled layer is formed in the molded product, while the heat transfer rate later decreases, allowing the solidification front to grow properly.
Die entstandene fortlaufende Länge des Gußstranges hat bessere Oberflächen- und innere Eigenschaften als Stahlstränge, die nach dem bisherigen Stand der Technik gegossen wurden. Beispielsweise sind auf der Oberfläche keine Überlappungen oder Grate vorhanden, wie sie normalerweise in Verbindung mit Schwingungsmarkierungen auftreten. Außerdem hat infolge des einzigartigen Gießprozesses der verlängerten Gießform und der hohen Gießgeschwindigkeit der Strang im gegossenen Zustand eine dünnere Oxidschicht auf der Oberfläche als es bei bioher gegossenen Strängen der Fall war.The resulting continuous length of the cast strand has better surface and internal properties than steel strands cast in the prior art. For example, there are no overlaps or burrs on the surface as they normally occur in conjunction with vibration marks. In addition, due to the unique casting process of the elongated mold and the high casting speed, the as-cast strand has a thinner oxide layer on the surface than bioherently cast strands.
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Die Erfindung wird anschließend ausführlicher unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen darstellen: .The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which: FIG.
Fig. 1 eine schematische Ansicht, die ein Beispiel einer für die Durchführung der Erfindung geeigneten Anlage zeigt, wobei die Anlage aus einer Gießmaschine mit einem umlaufenden Gießrad, in dem sich eine Randnut befindet, und einem endlosen Band, das ein Stück der Nut abdichtet, besteht;1 is a schematic view showing an example of a system suitable for carrying out the invention, the system comprising a casting machine with a rotating casting wheel in which there is an edge groove and an endless belt sealing a part of the groove; consists;
Fig. 2 bis 11 Histrοgramme der Eigenschaften des neuartigen Gußstahlproduktes und der Eigenschaften eines anderen Gußstahlproduktes, daß nach einem dein bisherigen Stand der Technik entsprechenden Verfahren gegossen wurde.Fig. 2 to 11 Histrograms of the properties of the new cast steel product and the properties of another cast steel product that has been cast according to a prior art according to your methods.
Wenn auch diese Figuren und die folgende ausführliche Beschreibung eine Ausführungsform der Erfindung offenbaren, so ist damit nicht gemeint, daß die Erfindung auf die hier dargelegten Einzelheiten beschränkt wäre, denn sie kann in anderen gleichwertigen Formen9 ohne vom erfindungsgemäßen Konzept abzuweichen, verkörpert werden. While these figures and the following detailed description disclose an embodiment of the invention, it is not intended that the invention be limited to the details set forth herein, for it may be embodied in other equivalent forms 9 without departing from the inventive concept.
In den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszahlen gleiche Teile in allen Ansichten bezeichnen, zeigt Fig. 1 ein Gießrad 10 mit einem Radius von vier Fuß und einer in seinem Umfang befindlichen Hut und einem endlosen flexiblen Band oder Riemen 11., das mit Hilfe von Bandhalterädern 12, .13 und 14 an einem Teil ihres Umfanges anliegt. Das Bandhalterad 12 befindet sich in der Mhe der Stelle am Gießrad 10, an der flüssiger Stahl durch einen Gie3topf oder eine Gießkanne 16 in eine Gießform M, die von dem Band 11 und einer um das Gießrad 10 verlaufenden Randnut G gebildet wird, gegossen wird. Das Bandhalterad 14 befindetIn the drawings, wherein like reference numerals designate like parts throughout the several views, FIG. 1 shows a casting wheel 10 having a radius of four feet and a circumferentially located hat and an endless flexible belt or belt 11, by means of tape retaining wheels 12, 13 and 14 abuts a part of its circumference. The band holder wheel 12 is located near the point on the casting wheel 10 where liquid steel is poured through a casting pot or watering can 16 into a mold M formed by the band 11 and an edge groove G extending around the casting wheel 10. The tape holder 14 is located
sich an der Stelle des Gießrades 10, an der teilweise erstarrtes Metall vom Gießrad 10 abgezogen wird. Die Außenflächen des Gießrades und des Bandes werden kontinuierlich durch eine Kühlflüssigkeit gekühlt, und zwar durch Kühlmittelstrahlen aus den Düsen S1 am inneren Abschnitt der Randnut, wobei die (nicht gezeigten) Düsen von den Falltanks S2, S3 und S4 bis etwa zum äußeren Abschnitt der Randnut reichen. Jede Düse kann einzeln auf ein veränderliches, von ihr versprühtes Flüssigkeitsvolumen eingestellt werden, und die Leitungen, die die Kühlflüssigkeit zu den Düsen führen, werden durch Kegelventile für den Beginn des Kühlmittelstromes und dessen Beendigung sowie für die Veränderung der Menge des KUhlmittelstromes reguliert.at the location of the casting wheel 10, is pulled off the partially solidified metal from the casting wheel 10. The outer surfaces of the casting wheel and the belt are continuously cooled by a cooling liquid by coolant jets from the nozzles S1 at the inner portion of the peripheral groove, the nozzles (not shown) from the drop tanks S2, S3 and S4 to about the outer portion of the peripheral groove rich. Each nozzle can be individually adjusted to a variable volume of liquid sprayed from it, and the lines leading the cooling liquid to the nozzles are regulated by cone valves for the start of coolant flow and its termination and for changing the amount of coolant flow.
Über dem Bandhalterad 14 und über dieses hinausreichend befindet sich ein ausgedehnter Biegeabschnitt 18, der zum Richten des vorn Gießrad 10 abgezogenen gegossenen Stahlstranges dient. Im Biegeabschnitt 18 befinden sich zahlreiche von einem (nicht gezeigten) Rahmen getragene Stützwalzen 19. Bin Kühlmittelfalltank 21 zum Nachkühlen ist über und neben dem Bandhalterad 14 angebracht und liefert einen direkten Kühlmittelstrom zu dem aus der gebogenen Gießform austretenden Gußstrang.Above the band holder wheel 14 and beyond this there is an extended bending section 18, which serves for straightening the cast steel strand drawn off from the front casting wheel 10. A plurality of backup rolls 19 carried by a frame (not shown) are located in the bend section 18. A post-pass coolant hold tank 21 is mounted above and adjacent to the belt support wheel 14 and provides direct flow of coolant to the cast strand exiting the arcuate mold.
Die Stützwalzen 19 können angetrieben v/erden oder nicht angetrieben sein, aber es ist vorgesehen, daß in den meisten Fällen zuminä est einige der Stützwalzen zur Unterstützung beim Richten des Gußstranges angetrieben werden. Seitliche (nicht gezeigte) Führungsrollen können gleichfalls an den gegenüberliegenden Seiten des Laufweges P angebracht werden, um den Strang in seiner Bahn zu halten.The back-up rolls 19 may be driven or non-powered, but it is contemplated that in most cases some of the back-up rolls will be driven to assist in directing the cast strand. Lateral guide rollers (not shown) may also be attached to opposite sides of the pathway P to hold the strand in its path.
Beim Betrieb der Anlage wird flüssiger Stahl von der Gießwanne 16 durch ihre nach unten gerichtete Schnauze I6a in die Randnut G des Gießrades 10 gegossen* Das Ausgußende der Schnauze I6a befindet sich so dicht wie möglich am Anfang der gebogenenDuring operation of the plant, molten steel is poured from the tundish 16 through its downwardly directed spout 16a into the peripheral groove G of the casting wheel 10. The spout end of the spout 16a is located as close as possible to the beginning of the curved one
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Gießform, damit der flüssige Stahl direkt aus dem Düsenausgang in die flüssige Stahlmasee in der gebogenen uießform fließen kann, per Stahlstrom und die Winkelgeschwindigkeit des Gießrades werden so gesteuert, daß der Stahl beim Eingießen in die gebogene Form so schnell von der Düsei6a fortbewegt wird wie der flüssige Stahl durch die Düse fließt, damit die Oberfläche der flüssigen Stahlmasse am Eingang der gebogenen Form auf einem konstanten Niveau gehalten wird. Außerdem ist das Strömungsregelungssystem für die Leitungen, die Kühlmittelflüssigkeit zu den Düsen S1 und den Falltanks S2, S3 und S4 leiten, ebenfalls so eingestellt, daß es die erforderliche Menge Kühlmittel an das Band und das Gießrad liefert, um dadurch die Kühlgeschwindigkeit des flüssigen Metalls auf seinem Weg um die gebogene Gießform zu bestimmen. Durch das verhältnismäßig große Ausmaßides Gießrades 10 übt dieses die Punktion einer Wärmesenke aus, indem die Hitze, die von dem zuerst in die gebogene Gießform strömenden flüssigen Metall abgegeben wird, an das verhältnismäßig große Gießrad verteilt wird und die verhältnismäßig große Oberfläche des Gießrades durch die aus den Düsen der Anlage gelieferte Kühlflüssigkeit gekühlt wird. Infolgedes-8 en findet ein großer Teil der raschen Abkühlung und Erstarrung des. flüssigen Metalls an den Oberflächen des Gießrades und des Bandes statt, und der fortlaufende Entzug von Wärme von dem teilweise gegossenen Strang durch das Gießrad, das Band und die Kühlflüssigkeit setzt die Erstarrung des flüssigen Metalls in einer Form fort, von der man annimmt, daß es eine fortlaufende und gleichmäßige Verfestigung von der Oberfläche des Gußstranges zur Mitte des Stranges hin ist.Casting mold, so that the liquid steel can flow directly from the nozzle outlet into the molten steel molten steel in the curved mold, by steel flow and the angular velocity of the casting wheel are controlled so that the steel is moved as quickly from the Düseni6a as pouring into the curved shape liquid steel flows through the nozzle, so that the surface of the molten steel mass at the entrance of the curved mold is kept at a constant level. In addition, the flow control system for the lines conducting coolant liquid to the nozzles S1 and the drop tanks S2, S3 and S4 is also set to supply the required amount of coolant to the belt and the casting wheel, thereby to increase the cooling speed of the liquid metal his way to determine the curved mold. Due to the relatively large degree of casting wheel 10, this exerts the puncture of a heat sink by the heat given off by the liquid metal flowing first into the arcuate mold is distributed to the relatively large casting wheel and the relatively large surface of the casting wheel through the the coolant supplied to the nozzles of the system is cooled. As a result, much of the rapid cooling and solidification of the liquid metal takes place at the surfaces of the casting wheel and belt, and the continued removal of heat from the partially cast strand by the casting wheel, belt and cooling fluid sets the solidification of the liquid metal in a form which is believed to be a continuous and uniform solidification from the surface of the cast strand to the center of the strand.
Das Band 11 gelangt in Kontakt mit der Randnut G des Gießrades 10, wenn es sich von der Führungsrolle 12 abhebt, so daß das Band mit dem Gießrad 10 an einem oberen Abschnitt des Gießrades in Berührung kommt, und dann nach unten um den unteren Teil des Gießrades, dann nach oben läuft, bis es das Führungsrad 15 erreicht, worauf es von dem Gießrad weg geführt wird. Die durch die Randnut G und das Band 11 gebildete Gießform M ist eineThe belt 11 comes into contact with the Randnut G of the casting wheel 10 when it lifts from the guide roller 12, so that the belt with the casting wheel 10 at an upper portion of the casting wheel in contact, and then down to the lower part of the Gießrades, then runs up until it reaches the guide wheel 15, whereupon it is guided away from the casting wheel. The mold M formed by the peripheral groove G and the band 11 is one
längliche gebogene Gießform, die sich ständig mit der Drehung des Gießrades 10 bewegt, und der in der bogenförmigen Gießform M gegossene Strang B entspricht der gebogenen Form der Gießform, bis er von der Gießform abgezogen wird. Der Kadius des Stranges B muß vergrößert werden, damit der Strang von der gebogenen Gießform abgezogen werden kann, und der Strang wird fortlaufend in einem ständig vergrößerten Radius gerichtet, wenn der Strang durch den ausgedehnten Biegeabschnitt 18 der Anlage läuft. Die Walzen 19 führen den Strang durch seine Aufbiege- oder Richtbahn über das Gießrad 10, und vorzugsweise . ist zumindest ein Paar der Führungswalzen 19 angetrieben, um den Strang B längs von dem Gießrad 10 abzuziehen. Die auf den Strang angewandten Ziehkräfte sowie die auf den Strang durch die unteren Führungswalzen 19, die sich unter dem Strang B befinden, einwirkenden Hebelkräfte haben die Aufgabe, den Strang zu stützen und zu richten. Durch das kontinuierliche Richten des Stranges auf seiner von dem Gießrad wegführenden Bahn entstehen erhebliche innere Spannungen in dem Strang. Die auf den Strang wirkende Spannung kann in ihrer Stärke durch Verringerung oder Erhöhung der Temperatur des Stranges bei seinem Durchgang durch den Biegeabschnitt 18 der Anlage erhöht oder verringertwerden. Außerdem kann die Temperatur des durch den Biegeabschnitt 18 gehenden Stranges durch Veränderung der Kühlmittelmenge, die mit Hilfe der Verteilerleitung 21 neben der Abzieheteile des Stranges von dem Gießrad aufgebracht wird, so verändert und geregelt werden, daß die inneren Spannungen des Stranges B während seines Durchganges durch den Biegeabschnitt 18 reguliert werden. Wenn der Strang zuerst das Gießrad verläßt, wird er viel stärker gebogen, und wenn der Strang dann weiter auf seinem Y/eg durch den Biegeabschnitt 18 läuft, wild er weniger stark gebogen. Der Falltank 21 liefert Kühlflüssigkeit an den Strang bei dessen Austritt aus der Gießform, damit der Strang vollkommen fest ist, bevor er das Niveau der flüssigen Metallmasse an der Düse 1ba erreicht. Dadurch ist sichergestellt, daß der innex*e Kern aus flüssigem Metall in dem Strang keinen Unterdruck erzeugen und dadurch ein Hohlraum in dem Strang entstehen kann. Auch die aus dem Falltank 21 zugeführte Kühlmittel-elongated arcuate mold continuously moving with the rotation of the casting wheel 10 and the strand B cast in the arcuate mold M corresponds to the curved shape of the mold until it is withdrawn from the mold. The radius of the strand B must be increased to allow the strand to be withdrawn from the arcuate mold, and the strand is continuously directed in an ever-increasing radius as the strand passes through the extended bend portion 18 of the plant. The rollers 19 lead the strand through its Aufbiege- or directional track on the casting wheel 10, and preferably. At least a pair of the guide rollers 19 are driven to pull the strand B longitudinally from the casting wheel 10. The pulling forces applied to the strand, as well as the lever forces acting on the strand through the lower guide rollers 19, which are under the strand B, have the task of supporting and directing the strand. Due to the continuous straightening of the strand on its path leading away from the casting wheel, considerable internal stresses arise in the strand. The tension on the strand can be increased or decreased in thickness by reducing or increasing the temperature of the strand as it passes through the bending section 18 of the plant. In addition, the temperature of the strand passing through the bending portion 18 can be changed and controlled by varying the amount of refrigerant which is applied by means of the distribution line 21 adjacent the Abziehetile of the strand of the casting wheel, that the internal stresses of the strand B during its passage through the bending portion 18 are regulated. When the strand first leaves the casting wheel, it is much more bent, and as the strand continues to pass through the bending section 18 on its axis, it will bend less strongly. The drop tank 21 supplies cooling liquid to the strand as it exits the mold so that the strand is completely solid before reaching the level of liquid metal mass at the nozzle 1ba. This ensures that the liquid metal innexe core in the strand will not create a vacuum and thereby create a void in the strand. Also, the coolant supplied from the drop tank 21
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menge kann zur Regulierung der Temperatur des erstarrten Stranges beim Abzug aus der Gießform eingestellt werden, um dadurch die inneren Spannungen des Stranges zu steuern.Amount can be adjusted to regulate the temperature of the solidified strand in the deduction from the mold, thereby controlling the internal stresses of the strand.
Infolge der ziemlich großen Länge der von dem Band 11 und der Randnut G des Gießrades 10 gebildeten gebogenen Gießform kann das Gießrad mit einer verhältnismäßig hohen Winkelgeschwindigkeit gedreht werden, und trotzdem die Verfestigung des flüssigen Metalls nach Wunsch, erzielt werden. In dem erläuterten Ausführungsbeispiel ist die Gießform M annähernd trapezförmig, wobei eine kleine Abmessung im inneren Abschnitt der Randnut liegt und eine große Abmessung an dem Band 11 liegt. Der mit Hilfe der Gießmaschine in dem erläuterten Beispiel gegossene Strang ist etwa 2 5/8 Zoll-an seiner breiten Stelle breit, 2 1/8 Zoll an seiner schmalen Stelle breit und 1 7/8 Zoll tief bei einem Radius von etwa 1/4 Zoll, der die kleinere Breite mit den beiden Seiten des Stranges verbindet. Stränge in anderen Größen und Formen können nach Bedarf gegossen werden.Due to the rather long length of the arcuate mold formed by the belt 11 and the peripheral groove G of the casting wheel 10, the casting wheel can be rotated at a relatively high angular velocity, and yet solidify the liquid metal as desired. In the illustrated embodiment, the mold M is approximately trapezoidal, with a small dimension in the inner portion of the peripheral groove and a large dimension is on the belt 11. The strand cast by the casting machine in the illustrated example is about 2 5/8 inches wide at its width, 2 1/8 inches wide at its narrow location, and 1 7/8 inches deep at a radius of about 1/4 Inch, which connects the smaller width with the two sides of the strand. Strands in other sizes and shapes can be cast as needed.
Die relativ hohe Umlaufgeschwindigkeit des Gießrades führt dazu, daß der Strang B mit einer ziemlich hohen linearen Geschwindigkeit aus dem Gießrad austritt, so daß der Strang mit einer hohen Geschwindigkeit weiter zur nächsten Verarbeitungsstufe befördert wird, z.B. zu einem Walzwerk. Durch die rasche Bewegung des Stranges und die damit verbundene Tatsache, daß der Strang in einer relativ langen Gießform eingenchlossen war, wird die Möglichkeit, daß sich auf der Strangoberfläche eine Zunderschicht bildet, verringert.The relatively high rotational speed of the casting wheel causes the strand B to exit the casting wheel at a fairly high linear velocity so that the strand is conveyed at high speed to the next processing stage, e.g. to a rolling mill. Due to the rapid movement of the strand and the associated fact that the strand was eingenchlossen in a relatively long mold, the possibility that forms a scale layer on the strand surface is reduced.
Die Eigenschaften eines Gußstahlstranges, der in einem umlaufenden Gießrad des bei 10 in Fig. 1 gezeigten Typs gegossen worden war, wurden gemessen. Die Eigenschaften dieses Gußstahlstranges wurden mit den Eigenschaften eines Gußstranges verglichen, der mit Hilfe einer Stranggußmaschine mit einer gebe-The properties of a cast steel strand cast in a rotating casting wheel of the type shown at 10 in Fig. 1 were measured. The properties of this cast steel strand were compared with the characteristics of a cast strand obtained by means of a continuous casting machine with a cast
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genen, schwingenden Gießform erzeugt worden war. Die Eigenschaften des neuartigen Gußstahlstranges und des nach dem bisherigen Stand der Technik gegossenen Stranges werden in den i'ig. 2 bis 11 verglichen. Diese Figuren sind Histogramme der Eigenschaf ten dieser beiden gegossenen Stränge, wobei der bisherige Gußstrang in jeder Figur mit den Buchstaben "PA" bezeichnet wird.gene, vibrating mold had been generated. The properties of the novel cast steel strand and of the prior art cast strand are in the i'ig. 2 to 11 compared. These figures are histograms of the properties of these two cast strands, the previous cast strand being designated in each figure with the letters "PA".
Die Figuren 2 bis 8 stellen Histogramme des neuartigen Gußstahlstranges, und des dem bisherigen Stand der Technik entsprechenden Gußstahlstranges dar, wenn im Längsquerschnitt jedes Stranges gemessen wurde. Fig. 2 ist eine Messung der Dicke der erkalteten Schicht der beiden Stränge, woraus hervorgeht, daß der frühere Strang eine durchschnittliche Dicke der erkalteten Schicht von etwa 0,2 Millimeter hatte, wogegen der neuartige Gußstrang eine durchschnittliche Dicke der erkalteten Schicht von über 1,0 Millimeter hat.Figures 2 to 8 represent histograms of the new cast steel strand, and of the prior art cast steel strand, when measured in the longitudinal cross-section of each strand. Fig. 2 is a measurement of the thickness of the cooled layer of the two strands, indicating that the former strand had an average thickness of the cooled layer of about 0.2 millimeters whereas the new cast strand has an average thickness of the cooled layer greater than 1, Has 0 millimeters.
Fig. 3 zeigt, daß der frühere Gußstahlstrang eine mittlere gleichachsige Korngröße in der erkalteten Schicht von etwa 0,4 Millimeter hatte, während die Korngröße bei dem neuartigen Gußstahlstrang bei etwa 0,35 Millimetern liegt.Fig. 3 shows that the former cast steel strand had a mean equiaxed grain size in the cooled layer of about 0.4 millimeters, while the grain size in the novel cast steel strand is about 0.35 millimeters.
Fig. 4 zeigt, daß der bisherige Gußstahlstrang eine mittlere Stengelkörnerlänge von etwa 7,8 Millimetern hatte, während der neuartige Gußstahlstrang eine Stengelkörnerlänge von etwa 3>0 Millimetern hat.Fig. 4 shows that the previous cast steel strand had an average stem grain length of about 7.8 millimeters, while the novel cast steel strand has a stem grain length of about 3> 0 millimeters.
Fig. 5 zeigt, da3 der bisherige Gußstahlstrang eine mittlere Stengelkornerbreite von etwa 1,0 Millimeter hatte, wogegen der neuartige Gußstahlstrang eine durchschnittliche Stengelkörnerbreite von etwa 0,67 Millimetern hat.Figure 5 shows that the previous cast steel strand had an average stalk grain width of about 1.0 millimeter whereas the novel cast steel strand has an average stalk grain width of about 0.67 millimeters.
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In Pig. 6 ist dargestellt, daß der bisherige Gußstahlstrang eine mittlere Dendritenlänge von etwa 3f8 Millimetern hatte, während der neuartige Gußstahlstrang eine durchschnittliche Dendritenlänge von 2,3 Millimetern hat.In Pig. Fig. 6 shows that the previous cast steel strand had an average dendrite length of about 3 f 8 millimeters, while the novel cast steel strand has an average dendrite length of 2.3 millimeters.
Fig. 7 zeigt, daß der bisherige Gußstahlstrang einen mittleren Dendritenabstand von O,1 Millimeter hatte, während der neuartige Gußstahlstrang einen durchschnittlichen Dendritenabstand von etwa 0,18 Millimetern hat.Fig. 7 shows that the previous cast steel strand had an average dendrite distance of O, 1 millimeter, while the novel cast steel strand has an average dendrite spacing of about 0.18 millimeters.
Fig. 8 stellt dar, daß der bisherige Gußstahlstrang eine mittlere Sekundärarmlänge von 0,05 Millimetern hatte, während der neuartige Gußstahlstrang eine durchschnittliche iiekundärarmlänge von 0,12 Millimetern hat.Fig. 8 illustrates that the previous cast steel strand had an average secondary arm length of 0.05 millimeters, while the novel cast steel strand has an average lateral arm length of 0.12 millimeters.
Fig. 9 ist ein Histogramm einer Messung, die an einem Längsschnitt der beiden gegossenen Stränge vorgenommen wurde und zeigt, daß der bisherige Gußstahlstrang eine mittlere gleichachsige Korngröße in Längsrichtung des Stranges von 1,08 Millimetern hatte, während der neuartige Gußstahlstrang eine durchschnittliche gleichachsige Korngröße von 0,76 Millimetern hat»Fig. 9 is a histogram of a measurement made on a longitudinal section of the two cast strands, showing that the previous cast steel strand had a mean equiaxed grain size in the longitudinal direction of the strand of 1.08 millimeters, while the novel cast steel strand had an average equiaxed grain size of 0.76 millimeters has »
Fig. 10 und 11 sind Histogramme von Messungen, die am kurzen Querschnitt der beiden Stränge vorgenommen wurden. Fig. 10 zeigt, daß der bisherige Gußstahlstrang eine Stengelkörnerlänge von 3»8 Millimetern hatte, wogegen der neuartige Gußstahlstrang eine durchschnittliche Stengelkornerlänge von 2,4 Millimetern hat.Figures 10 and 11 are histograms of measurements made on the short cross section of the two strands. Fig. 10 shows that the previous cast steel strand had a stem grain length of 3 »8 millimeters, whereas the novel cast steel strand has an average stem core length of 2.4 millimeters.
Fig. 11 zeigt, daß der bisherige Gußstahlstrang eine mittlere Stengelkornerbreite von 1,1 Millimeter hatte, während der neuartige GuQstahlstrang eine durchschnittliche ßtengelkornerbreite von 0,8 Millimetern hat,Fig. 11 shows that the previous cast steel strand had an average stalk grain width of 1.1 millimeters, while the novel casting steel strand has an average grain width of 0.8 millimeters,
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Den Fachleuten dürfte klar sein, daS viele Abwandlungen von dem hier zum Zwecke der Erläuterung der Erfindung gewählten Ausführungsbeispiel möglich sind, ohne daß vom Geltungsbereich, wie er in den beigefügten Ansprüchen umrissen ist, abgewichen wird.It will be apparent to those skilled in the art that many modifications are possible from the embodiment chosen herein for the purpose of illustrating the invention without departing from the scope as defined in the appended claims.
Claims (8)
an den Gießformwandungen zu erstarren beginnt
und eine Schicht von festem Metall um einen
flüssigen Kern bildet,b) cooling the mold so that the liquid metal
begins to solidify on the mold walls
and a layer of solid metal around one
forms liquid core,
es sich bei dem neuen Produkt um ein Stahlprodukt handelt, gekennzeichnet dadurch, daßc) cooling the cast strand by direct and indirect spraying of cooling liquid, wherein
the new product is a steel product, characterized in that
Querschnitt hat.e) a mean equiaxed grain size of less than 0.8 mm in longitudinal section and a mean stem kernel length of less than 3 »5 mm in the short
Cross section has.
so daß der legierte Stahlgußstrang direkt ohne
zusätzliche Oberflächenreinigung zu einem Knetprodukt warmgewalzt werden kann»(f) it is a forge quality steel strand material of sufficient surface quality,
so that the alloyed steel cast strand directly without
additional surface cleaning to a kneading product can be hot rolled »
das Stranggießen mit folgenden Schritten eingesetzt
wirdi13 · Heue possibility of use of the prior art casting device that for
Continuous casting is used with the following steps
wirdi
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