DE1508146A1 - Method for producing a steel block free from edge blisters and voids - Google Patents
Method for producing a steel block free from edge blisters and voidsInfo
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"Verfahren zum Herstellen eines randblasen- und lunkerfreien 3tahlblook8n "Method for producing a 3tahlblook8 n
Bs ist bekannt, Stahlblöcke oder Brammen beruhigt, unberuhigt oder auoh halbberuhigt zu vergießen, wobei man die unberuhigte baw. halbberuhigte Erstarrung wegen der Verringerung des SohwindungBlunkere im allgemeinen vorsieht. Der Wegfall des Bohwindungslunkers verringert in starkem MaBe den Kopfsehrott und führt damit au einer nioht unbeträehtliohen Erhöhung des Ausbringens gegenüber beruhigt erstarrtem Stahl·Bs is known to calm steel blocks or slabs, to shed unquieted or auoh half-calmed, being the unquieted baw. provides semi-settled solidification because of the reduction in the bottom curl in general. The elimination of the Bohwindungslunkers greatly reduced Measure the head red and thus lead to a not insignificant increase in the spread compared to reassured solidified steel
Beim unberuhigten Erstarren maoht sich jedoch die Blockseigerung insoweit unangenehm bemerkbar, als die Legierungselemente des Stahls ungleichmäßig über den Blockquersohnitt verteilt sind. Biesen Haohteil weisen halbberuhigt erstarrte Blöoke nioht auf} bei ihnen ist die Verteilung der Bisenbegleiter und Legierungselemente bei ver-In the case of unsettled solidification, however, the block segregation becomes unpleasantly noticeable as the Alloy elements of the steel are unevenly distributed over the block cross-section. Biesen Haohteil have half-calmed, solidified blöoke} with them the distribution of the Bisen companions and alloying elements is
QQM10/0584QQM10 / 0584
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hältnismäßig geringem Schwindungslunker und wenig Kopfsohrott über den Blockquerschnitt homogen. Dafür haben halbberuhigt erstarrte Blöcke jedoch einen anderen Mangel, der darin besteht, daß ein Teil des sich während des Erstarren« bildenden Kohlenmonoxyde in Form von kleinen Blasen in der erstarrten Handschicht des Blocks verbleibt. Derartige Handblasen stellen einen sehr unangenehmen fehler dar, der sich insbesondere bei der Weiterverarbeitung der Blöcke sehr nachteilig auswirkt. Dabei ist der Randblasenbefall häufig so stark, daß ein erheblicher Teil der Randschicht durch Flämmen od.dgl· Maßnahmen entfernt werden muß.relatively small shrinkage cavities and little head rot homogeneously over the block cross-section. On the other hand, blocks that have frozen in a semi-calm state have another defect, the consists in the fact that part of the carbon monoxide that forms remains in the form of small bubbles in the solidified layer of the hand of the block. Such hand bubbles represent a very unpleasant mistake that can especially in the further processing of the blocks has a very disadvantageous effect. The marginal bladder infestation is common so strong that a considerable part of the surface layer has to be removed by scarfing or the like.
Ss ist bekannt, daß das beim Erstarren entstehende Kohlenmonoxyd je naoh Menge zum unberuhigten oder halbberuhigten Erstarren führt. Inwieweit der Brstarrungsvorgang im Einzelfall unberuhigt oder halbberuhigt ist, ergibt •ioh daraus, wie stark der Stahl bei gegebener Temperatur Ton «einem Kohlenetoff-Sauerstoff-Qleiohgewicht abweicht. üb «in halbberuhigtes Erstarren su erreichen, werden Kohlenstoff- und Sauerstoffgehalt entweder durch Tordesoxydation oder duroh eine Vakuumbehandlung so eingestellt, daß sie merklich unter dem betreffenden öleichgewichtswert liegen, dieser jedoch durch die Kohlenstoff- und Säuerstoffseigerung im Bereich der Erstarrungsfront überschritten wird. Bei beruhigten Stählen wird der freie Sauerstoff des Stahls im allgemeinen duroh Zugab· sauerstoffaffiner Elemente, wie Aluminium, Silicium und Titan so weit erniedrigt, daß dasIt is known that the carbon monoxide formed during solidification leads, depending on the amount, to unconsolidated or semi-sedated solidification. The extent to which the freezing process is unsettled or semi-settled in individual cases is shown • ioh from how strong the steel is at a given temperature Ton «deviates from a carbon-oxygen balance. As a result of semi-calmed solidification, the carbon and oxygen content are either reduced by gate deoxidation or by setting a vacuum treatment so that they are noticeably below the relevant oil equilibrium value, however, this is exceeded by the carbon and oxygen segregation in the area of the solidification front. In the case of killed steels, the free oxygen in the steel is generally reduced by the addition of elements with an affinity for oxygen, such as Aluminum, silicon and titanium are so low that the
009810/0584 bad or,g,nal009810/0584 bad or, g, nal
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zum schreiben vom 26.April 1966 an "Verfahren zum Herstellen eines,, , 'biatt >to write from April 26, 1966 on "Method for producing a ,,, 'bi att >
Kohlenstoff-Sauerstoff-Gleichgewicht während des Erstarrens nicht erreicht wird,,Carbon-oxygen equilibrium during solidification is not reached,
Ee wurde nun festgestellt, daß ein Stahl auch dann beruhigt erstarrt, wenn sein Kohlenstoff- und Sauerstoffgehalt beispielsweise durch eine Vakuumbehandlung auf tiefe Werte abgesenkt wird und der Stahl einen von diesen Werten bestimmten Mangangehalt besitzt. Anders ausgedrückt bedeutet das, der Stahl erstarrt bei gegebenem Sauerstoff- und Mangangehalt, wenn sein Kohlenstoffgehalt unter einem ™ bestimmten Wert liegt. Für die Abhängigkeit des Kohlenstoffgehaltes im Hinblick auf ein beruhigtes Erstarren wurden folgende Beziehungen gefunden!Ee has now been found that a steel too then calms solidified when its carbon and oxygen content is increased, for example through a vacuum treatment low values are lowered and the steel has a manganese content determined by these values. Expressed differently this means that the steel solidifies with a given oxygen and manganese content if its carbon content is below a ™ certain value. For the dependence of the carbon content with regard to a calm solidification were found the following relationships!
für (*0) » 20 . 10~3 ist ()tC)<- 0,0035 + 0,06 (#Mn), für (#0) - 30 · 10~3 ist (#C)<- 0,0055 + 0,06 für (%0) m 40 . 10~3 ist (#)<- 0,0075 + 0,06for (* 0) »20. 10 ~ 3 is () tC) <- 0.0035 + 0.06 (#Mn), for (# 0) - 3010 ~ 3 is (#C) <- 0.0055 + 0.06 for (% 0) m 40. 10 ~ 3 is (#) <- 0.0075 + 0.06
Die festgestellte Abhängigkeit der Gehalte an Sauerstoff, Kohlenstoff und Mangan eei nachfolgend anhand eines Beispiels näher erläutert. Ein Stahl mit 0,030# Saueretoff, Of4296 Mangan, weniger als 0,002# Aluminium, unter 0,01# Silizium erfordert in Anwendung der vorstehenden Beziehungen einen kritischen Kohlenstoffgehalt von 0,02096. Der Stahl wurde zu zwei Zehntonnenbrammen vergossen, von denen die eine bei einem Kohlenstoffgehalt von 0,01796 völlig beruhigt erstarrte und demzufolge Schwindungslunker aufwies β Die ohne Zusatz von Deeoxydationsmitteln beruhigt er-The determined dependency of the contents of oxygen, carbon and manganese eei explained in more detail below using an example. A steel with 0.030 # oxygen, O f 4296 manganese, less than 0.002 # aluminum, below 0.01 # silicon, using the above relationships, requires a critical carbon content of 0.02096. The steel was cast into two ten-ton slabs, one of which solidified completely calmly at a carbon content of 0.01796 and consequently had shrinkage holes.
009810/058Λ009810 / 058Λ
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Zum Schreiben vom 2 6 .April 196 6 on ?Ίλχ££3οχ&Ά JKlM ...Her s.t e 1 Jen e ine a,...., %\att "To the letter of April 26, 196 6 on ? Ίλχ ££ 3οχ & Ά JKlM ... Her st e 1 Jen e ine a, ...., % \ att "
starrte Bramme wies eine sehr saubere Oberfläche auf, so
daß ein Abflammen oder Putzen, wie es bei aluminiumberuhigten
Brammen häufig unerläßlich ist, nioht erforderlich war.stared slab had a very clean surface, so
that a flaming or cleaning, as it is often indispensable with aluminum-killed slabs, was not necessary.
Die zweite Bramme besaß einen Kohlenstoffgehalt
von 0,022Ji und erstarrte ohne Bildung von Sohwindungelunker,
wies jedoch zahlreiche Randblasen auf. Daraus ergibt
eich, daß das beruhigte bzw, halbberuhigte Erstarrungsverhalten bei einem bestimmten Mangangehalt nur wenig vom Sauerstoffgehalt,
jedoch in starkem Maße vom Kohlenstoffgehalt des Stahls abhängig ist·The second slab had a carbon content
of 0.022Ji and solidified without formation of bottom wrinkles, but had numerous marginal blisters. From this it follows
It is clear that the calmed or semi-calmed solidification behavior with a certain manganese content is only slightly dependent on the oxygen content, but to a large extent on the carbon content of the steel
Hiervon ausgehend, bestand die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe darin, einen sowohl randblasen- als auch eohwindungslunkerfreien Stahlblock zu erzeugen. Erfindungagemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Blockerstarrung so gelenkt wird, daß der Block im Kern halbberu« higt, in der Randzone dagegen beruhigt erstarrt.Proceeding from this, the object on which the invention is based was to provide a both marginal bladder and also to produce a steel block free of winding voids. In accordance with the invention this object is achieved by directing the solidification of the block in such a way that the block is half-closed in the core. higt, in the edge zone, on the other hand, freezes calmly.
Im einseinen besteht die Erfindung darin, einen
im Kern halbberuhigten Block mit beruhigter Randschicht dadurch herzustellen, daß nach dem Vergießen in den noch flüssigen
Blockkern eines im Vakuum beruhigten Stahle nach Bildung einer beruhigt erstarrten Randschicht eine für ein
halb- oder unberuhigtes Erstarren ausreichende Menge Kohlenstoff gegeben wird. Auf dieee Weise werden bei Fortfall der
jeweiligen Nachteile die Vorteile des beruhigt erstarrten
mit den Vorteilen des unberuhigt bzw. halbberuhigt erstarr-In one thing, the invention consists in one thing
In the core of a semi-calmed block with a calmed surface layer to be produced by pouring it into the still liquid block core of a steel calmed in a vacuum after the formation of a calmed, solidified surface layer one for one
Sufficient amount of carbon is given to semi- or unsettled solidification. In this way, if the respective disadvantages cease to exist, the advantages of the calmed freeze
with the advantages of unsettled or semi-settled
009810/0584009810/0584
S"S "
ten Stahle vereinigt· Das heißt, der naoh dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugte Block ist sowohl randblasen- als auoh lunkerfrei.th steels united · That is, the block produced according to the method according to the invention is both blistered and auoh free of voids.
Der Zeitpunkt der Kohlenetoffzugabe in den flüssigen Blockkern hängt von der im Hinblick auf eine fehlerfreie Weiterverarbeitung erforderlichen Dioke der Randeohicht ab. Sa die Dioke der erstarrten Randschicht vom Blockkopf zum Blockfuß stetig zunimmt» wird der Zugabezeit- λ punkt für den Kohlenstoff zweokmäßigerweise anhand der Randeohichtdioke am Blookkopf bestimmt. Die Zeitabhängigkeit der Erstarrung ergibt sioh für Kokillenguß etwa aus folgender formel:The point in time at which the carbon is added to the liquid block core depends on the diameter of the edge layer required for error-free further processing. If the diameter of the solidified surface layer increases steadily from the block head to the block base, the addition time λ point for the carbon is determined in two ways using the edge layer diameter on the block head. The time dependency of the solidification results for gravity die casting from the following formula:
d - 2,5 · \Tt,d - 2.5 \ Tt,
wobei d die Dioke der erstarrten Randschicht in Zentimetern und t die leit naoh Irstarrungsbeginn in Minuten sind. Somit kann der leitpunkt für die Kohlenetoffzugabe nach Brstarrungsbeginn entsprechend der nachfolgenden Oleiohung ermittelt werdeniwhere d is the diameter of the solidified surface layer in centimeters and t the leit naoh start of blurring in minutes. Thus, the key point for the addition of carbon after the start of solidification can be set according to the subsequent oiling be determined i
d ist in diesem YaIl die im Hinblick auf eine fehlerfreie Weiterverarbeitung zu fordernde Dicke der randblaaenfreien Randsohioht. Ist demnach eine randblasenfreie Schicht von beispielsweise 2,5 cm gefordert, so muß die Kohlenetoffzugabe 1 Minute naoh Irstarrungsbeginn erfolgen·d is in this YaIl the most error-free Further processing to the required thickness of the border blemishes-free Randsohioht. Is therefore a blister-free layer of For example, 2.5 cm is required, the addition of carbon must take place 1 minute after the start of solidification.
Die im linzelfall erforderliche Zugabemenge er-009810/0584The added amount required in each individual case is er-009810/0584
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gibt sich aua der Differenz zwischen dem für ein halbberuhigtes bzw. unberuhigtee Erstarren entsprechend den obigen Bedingungen erforderlichen Kohlenstoffgehalt der Schmelze und dem tatsächlichen Kohlenstoffgehalt, für die beruhigt erstarrte Bramme des oben beschriebenen Beispiels wäre demnach eine zusätzliche Kohlenstoffmenge von 0,003^ erforderlich. Es empfiehlt sich jedoch in jedem Falle, eine das notwendige Maß geringfügig übersteigende Kohlenstoffmenge in " den Blockkern zu geben. Sie Praxis hat dabei erwiesen, daß im allgemeinen Kohlenstoffzugaben von unter 0,01$ ausreiohend sind, was bei einer Zehntonnenbramme einer Zugabe von 1 kg Kohlenstoff entspricht. Wie Versuche gezeigt haben, führt die durch die erfindungsgenäße Kohlenstoffzugabe bedingte geringfügige Erhöhung des Kohlenstoffgehaltes des Stahle zu keiner wesentlichen Beeinträchtigung seiner technologischen Eigenschaften. Sa die Kohlenetoffzugabe in den flüssigen Blockkern zu den Zweoke erfolgt, naoh dem Erstarren der randblasenfreien Außensone die Bildung von Schwindungslunker zu yerhindern, genügt es, wenn der Kohlenstoffgehalt lediglich in Bereich des Blockkopfes erhöht wird.is also the difference between that for a semi-settled or unsettled solidification according to the above Conditions required carbon content of the melt and the actual carbon content for which calmed solidified slab of the example described above would therefore require an additional amount of carbon of 0.003 ^. In any case, however, it is advisable to use an amount of carbon in "To give the block core. Practice has shown that In general, carbon additions of less than $ 0.01 are sufficient, which for a ten-ton slab is an addition of Corresponds to 1 kg of carbon. As tests have shown, the slight increase in the carbon content caused by the addition of carbon leads to the Steels do not significantly impair their technological properties. Sa the carbon addition in the liquid block core is added to the block, after the solidification of the outer bubble-free outer zone to prevent the formation of shrinkage cavities, it is sufficient if the carbon content is only increased in the area of the block head.
Erfindungegemäß erfolgt die Kohlenstoffzugabe durch Eintauchen von Kohlenstoff stäben oder Stäben aus kohlenstoffhaltigem Material in den flüssigen Blockkern. Es können jedoch auch eioh in Stahl auflösende oder zersetzende Behälter mit Kohlenstoff oder kohlenstoffhaltigem Material in den flüssigen Blookkern gegeben werden. Eine weite-According to the invention, the carbon is added by dipping carbon rods or rods made of carbonaceous material into the liquid block core. It However, containers with carbon or carbonaceous material that dissolve or decompose in steel can also be added to the liquid blook core. A wide
009810/0584009810/0584
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Zum Schreiben vom 26oApril 1966 on "Yerf ahren zum Herstellen eines.··«'Wt VTo the letter of 26 April 1966 on o "Yerf Ahren for producing a. ·· '' Wt V
re Möglichkeit zum Einführen von Kohlenstoff oder kohlenstoffhaltigem Material in den Blockkern besteht in der Verwendung eines Trügergases oder von sich im Stahl zersetzenden kohlenstoffhaltigen Gasen wie beispielsweise Methan.re possibility of introducing carbon or carbonaceous Material in the block core consists of the use of a carrier gas or of those that decompose in the steel carbon-containing gases such as methane.
009810/0584009810/0584
Claims (1)
>will ο
>
0 09810/05 84 draws that carbon or carbonaceous material is blown into the liquid block core using a carrier gas.
0 09810/05 84
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DED0049959 | 1966-04-27 | ||
DED0049959 | 1966-04-27 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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DE1508146C3 DE1508146C3 (en) | 1976-08-26 |
Family
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---|---|
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |