DE1917367A1

DE1917367A1 - Verfahren zum Stranggiessen von Stahl und Stranggussanlage zum Ausueben des Verfahrens

Info

Publication number: DE1917367A1
Application number: DE19691917367
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung P Antrag
Original assignee: Est Aciers Fins
Current assignee: Est Aciers Fins
Priority date: 1965-11-15
Filing date: 1969-04-03
Publication date: 1971-02-11
Also published as: FR95190E; GB1271021A; US3845809A; GB1271022A; AT301069B

Description

Zusatz zu Patentanmeldung P 15 03 959.5

Bekanntlich ist die Fabrikation von Stahlstrangguß verhältnismässig billig, teilweise weil einerseits die beim klassischen Kokillenguß durch Beschneiden jeder Stange am unteren und vor allem am oberen Ende auftretenden Stahlverluste vermieden werden, und weil andererseits das Giessen mit kleinem Querschnitt erfolgt, wodurch die Bearbeitungskosten gegenüber dem Kokillenguß mit grossem* Stangenquerschnitt herabgesetzt werden. Darüber hinaus wird die Qualität des Stahls verbessert, einerseits wegen der besseren Querschnittseigenschaften, die eine geringere Bearbeitung zur Egalisierung des endgültigen Querschnitts erforderlich machen, und andererseits vreil die schnelle Verfestigung, die fortlaufend in parallelen Streifen erfolgt, jede Steigerung oder Aussonderung verhindert, so daß die Eigenschaften des Stahls vom Anfang bis zum Ende der Gußstange gleichmässig sind und die chemische Zusammensetzung gleichmässig vom Rande bis zum Kern der gegossenen Stange ist. Diese Homogenität ist aus sehr vielen Gründen erwünscht^ zum Beispiel wegen der grösseren

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Konstanz der Verformungen, die beim Härten der bearbeiteten. Teile auftreten.

Im allgemeinen ist es erforderlich, wenn die gegossene Stan- · ge, deren Gußringe durch Kühlen verfestigt ist, von oben nach unten durch die Rohrkokille gleiten soll, zwischen der Gußringe und der Kupferwand der Kokille zu schmieren. Dazu läßt man üblicherweise Mineralöl auf die Oberfläche des Stahlbades und auf die Kokillenwände laufen·. Auf diese l/eise wird ein Haften oder Anhängen der Stranggusstange.an der Kokilleninnenwand vermieden. *

Andererseits ist es bekannt, Stähle zu fabrizieren, deren Bearbeitbarkeit mit Schnittwerkzeugen durch geeignete Zusätze erleichtert werden kann. Als Zusätze kommen Schwefel und Dlei und anderes in Betracht, aber Zusatz von Tellur verleiht sehr viel interessantere Eigenschaften als die vorgenannten beiden Elemente, indem die Gebrauchseigenschaften kaum verändert v/erden, während die Bearbeitbarkeit mit Schnittwerkzeugen sich in viel höherem Maße verbessert als es mit Zusatz von Schwefel und Blei erreichbar ist. Auch Stähle mit einem Gehalt zwischen 0,02 und 0,10 % Tellur sind sehr begehrt. Diese Stähle werden nach den üblichen Kokillengußverfahren hergestellt, wobei das Tellur in den meisten Fällen in Form kleiner Körner während des Giessens zugefügt wird, und zwar von dem Zeitpunkt an, in dem ein Viertel des Stahls in die Kokille gegossen ist und bis die Kokille ganz mit Stahl gefüllt ist. Welche Technik auch immer angewandt wird, es ist eine gewisse Ungleichmässigkeit in der Verteilung des Tellurs festzustellen, die entweder von dem Zeitpunkt der Zugabe des Tellurs, von Verlusten durch Verdampfung oder Verbrennung an der Luft oder von der Lunkerbildung bei der Erstarrung herrührt. Daher ist der Tellurgehalt in den äusseren Schichten der Stange ungenügend und wird übermässig hoch im Kernbereich der Stange und vor allem im oberen Teil. Die Gebrauchseigenschaften und die Bearbeitbarkeit sind daher nicht günstig.

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Bs sind auch Versuche unternommen worden, Tellurstahlstrangguß herzustellen, um diese Nachteile zu beseitigen; jedoch sind alle bisher unternommenen Versuche fehlgeschlagen, und ein Tellurstahlstrangguü lconnte nicht produziert werden. Der Grund für diese Mißerfolge ist darin zu sehen, daß man bei dem Versuch, einen Tellurstahlstrangguß herzustellen, eine Folge sehr heftiger Explosionen in der Kokille erlebte, die schwere Schäden anrichteten, wenn nan den Versuch nicht sofort abbrach» Die Ursache für diese Explosionen konnte nicht ermittelt werden. Neben diesem behebbaren Mißstand führt der Stahlgießstrahl zwischen dem Zwischengefäß ("tundish") und der Kokille zu Tellur\'erlusten infolge von Verdampfung und Oxydation, und die sich bildenden Dämpfe sind für die Hiessereiarbeiter sehr schädlich.

Das ilauptpatent bezieht sich auf das Stranggiessen, das in einer Anlage vorgenommen wird, die mindestens eine rohrförmige Kokille aus Kupfer aufweist, die über ein Zwischengefäß mit flüssigem Stahl beschickt i^ird, das seinerseits aus einer Stahlgießpfanne beschickt wird und das einen Innenraum aufweist, in dessen Boden i..Iruiestens ein verschließbarer Auslauf zum Beschicken der Kokille vorgesehen ist; der Stahl wird gegen die Atmosphäre durch ein Tauchrohr aus porös gesintertem glasigem Siliciumdioxyd abgeschlossen, während es aus dem Zwischengefäß in die Kokille fließt, wobei die Schmierung zwischen der Kupferflache der Kokille und dem sich'verfestigenden Stahl in der Kokille durch eine synthetische Schlacke, jedoch nicht mit organischen 'Öl, erfolgen kann. Die Schlacke, die den Stahl in der Kokille abdeckt, ist derart gewählt, daß die Viskosität und das Benetzunis vermögen des Materials gegenüber dem Kupfer wie dem Stahl ihn erlaubt, durch Kapillarwirkung zwischen dem Kupfer der Kokille und dem sich verfestigenden Stahl einzudringen und zwischen Kupfer und Stahl eine äisserst dünne Trennschicht herzustellen.

Die Herstellung einer reduzierend wirkenden Atmosphäre in

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dem Zwischengefäß, der Schutz der Metalloberflächen in der Anlage mit einer dünnen Schicht aus synthetischer Schlacke und das Abdecken der Schlackenschweißen durch eine pulverförmige feuerfeste Substanz piIt Uärmeisolierungseigenschaften, etwa durch Graphit, führen vorteilhafterweise zu sehr günstigen Resultaten.

Die Gießpfanne läßt sich in das Zwischengefäß durch ein geradliniges, in wesentlichen lotrecht verlaufendes Rohr aus porös gesintertem glasigem Filiciumdioxyd ent leren-; dieses Rohr dient als -Verlängerung eines im Boden der Gießpfanne vorgesehenen feuerfesten Ausläufst und ein bewegter Verschluß nach Art eines Stopfens läßt sich auf die üffnung des Auslaufs legen. Das aus der Gießpfanne herauskönnende Rohr kann auch gebogen, ausgeführt sein, und die Ab flu·", steuerung weist dazu eine Antriebseinrichtung auf, die so betrieben wird,, daß die Gießpfanne um. eine waagerechte Achse kippbar ist,, die durch die Austrittsöffnung des Rohres verläuft, dessen Eintrittsöffnung sich in der 'iahe des Hodens der Gießpfanne und so nahe wie möglich an dieser Achse befindet.

Die Rohre aus porös gesintertem glasigen Siliciumdioxid werden nach den üblichen Verfahren hergestellt., "Ilan kann dazu glasiges Siliciumdioxyd pulvrig vermählen und in reinem !'lasser, dem ein vorzugsweise organischer Emulgator zugesetzt ist, aufschwemmen, um einen Brei herzustellen, der in eine poröse Gipsform gegossen wird, in der das Pulver sich gleichförmig als konsistente Kruste an den bänden absetzt; danach wird der überschüssige Brei ausgegossen und wird durch 'Jffnen der Gipsform entformt, getrocknet und gesintert, wie es aus der Xeranotechnik bekannt ist, wozu also die :'asse unter hohem Druck bei einer Temperatur zwischen 1100 und 1200⁰C, also unterhalb der Schmelz- oder Entglasungstemperatur, gepreßt wird.

Die oben angegebenen Verfahrensschritte, die den Gegenstand des I-Iauptpatentes bilden, ermöglichen die Lösung der "weiter

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oben angegebenen Aufgabe, nämlich im Stranggußverfahren alle Stahlsorten mit Zusätzen herzustellen, "die aus Tellur, Selen, einer Mischung beider oder chemischen Verbindungen mit einem dieser Elemente bestehen.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zum Anwenden der im Hauptpatent beschriebenen Anordnung; das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß unter den angegebenen Produktionsbedingungen Tellur oder Selen entweder insgesamt in die Gießpfanne gegeben wird, die dazu benutzt wird, den Stahl aus dem Stahlofen in die Stranggußanlage zu leiten, oder daß diese Zusätze in das Zwischengefäß Mschen Gießpfanne und Kokille eingeführt werden, im letzteren Fall in Form feiner Körner fortschreitend während des gesamten Gießprozesses»

Bemerkenswerterweise verläuft unter diesen Umständen das Stranggiessen völlig einwandfrei, ohne Tellur- oder Selenverluste, ohne das Auftreten von giftigen Dämpfen und ohne die geringsten Explosionserscheinungen. Daraus kann man folgern, daß die Explosionen durch Reaktion zwischen dem Tellur bzw, dem Selen und dem organischen öl oder dessen Abbauprodukten hervorgerufen wurden, denn wenn man den Guß in üblichen Kokillen vornimmt, nachdem man aber die Wände der Kokille mit Mineralöl überzogen hat, erfolgen heftige Explosionen, die nicht einmal das Füllen der Kokille zulassen, Ttfährend der gleiche Vorgang ohne Zwischenfall abläuft, wenn der Stahl frei von Tellur oder Selen ist.

Erfindungsgemäß können somit Stähle mit 0,02 bis 0,10 % Tellurgehalt im Stranggußverfahren verarbeitet werden.

Es ve¹ festzustellen, daß die tellurhaltigen Stahlstäbe, die erfindungsgemäß im Stranggußverfahren hergestellt und danach gewalzt wurden, sehr vid bessere Eigenschaften haben als Stäbe gleichen Querschnitts, die in üblichen Kokillen vergossen und anschliessend gewalzt worden waren. DieBearbeit-

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barkeit war sehr viel besser, ebenso die mechanischen Gebrauchseigenschaften. Das rührt von einer sehr viel frleich"-· massigeren Verteilung des Tellurs und von der Höflichkeit her, die Tellurkonzentration viel genauer auf einen bestimmten !'Jert einzustellen. Die fragliche Homogenität erstreckt sich sowohl auf die Verteilung in einer Ouerschnittsflache zwischen dem Kern und der Randzone als auf die Verteilung längs der Stangen vom Anfang bis zum Ende eines einheitlichen Gußstrangs.

Das Öbengesagte gilt für alle Stahlarten: für sehr kohlenstoffarme Stähle (unter 0,15 Gewichtsprozent), für Stähle mit beliebigem Kohlenstoffgehalt bis zu sehr kohlenstoffreichen (höchstens 0,80 Gewichtsprozent), für alle Arten legierten Konstruktionsstahl mit Zusätzen von nickel, Chrom, Molybdän usw. üblichen Gehalts. Das Verfahren läßt sich auch bei Stählen anwenden, die Schwefel neben Tellur, oder Blei neben Tellur, oder Schwefel, Blei und Tellur gleichzeitig enthalten,- wobei diese Zusätze zur Verbesserung der Eearbeitr barkeit durch Schnittwerkzeuge angewandt werden.

Die Erfindung betrifft ferner eine Ausbildung des Zwischengefässes, wonach es möglich ist, auf besonders vorteilhafte Weise in das Metall Tellur, Selen, ein Gemisch beider oder eine chemische Verbindung eines der beiden Elemente einzuführen .

Die Anordnung bezieht sich somit auf einen Gegenstand des Hauptpatents bildende Einrichtungen, insbesondere auf ein Zwischengefäß, das ein Gewölbe aufweist, welches die Umgebungsluft von dem Stahl in dem Zwischengefäß abhält, welch letzteres mit einer Rohrleitung zu versehen ist, die ein inertes, neutrales oder reduzierend wirkendes Gas einzuführen erlaubt, das dann die Atmosphäre im Inneren des Z\-/ischengefässes bildet. Die Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischengefäß mindestens eine öffnung für das Zuführen von Zusätzen aufweist, die in das Zwischengefäß nahe der Stelle

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mündet, an der der von der Gießpfanne herkommende Gießstrahl in den in den Zwischenbehälter befindlichen flüssigen Stahl eindringt.

Γ-in v;ie oben angegeben aufgebautes Zwischengefäß erlaubt vorteilhafterweise ausserden nicht nur, in das Bad die genannten Zusätze einzuführen, sondern ausserden Aluminium als Beruhigungsmittel zu verwenden oder in sehr gleichnässiger ''eise sehr dichte Zusätze, etwa Blei, Bleiglanz oder Schwefeleisen usw., in das flüssige Metall zu geben.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist daher die Herstellung eines neuartigen bleihaltigen Stahls.

"ach der. üau"tpatent ermöglichten die der Disoxydation oder der Stahlberuhigung dienenden Einrichtungen die abschliessende Γ-eruhigimg des Stahls zu verbessern, wenn dieser im Ofen oder in der Gießfpanne durch die klassischen Elenente (Mangan, Silicium, Calciun-Silizium, usw.), jedoch nicht mit Aluminium, beruhigt war, von der. die Fachwelt übereinstimmend annahm, dal es nicht für den Stahlstrangguß geeignet sei.

scrcrw^ kann nun die Vervollständigung der Beruhigung und ausserden die Regelung des ICorns des Stahls durch Zugabe von Aluminium oder einer Legierung von Aluminium nit 0,5 bis 1? & !Magnesium vorgenonur.en werden. Durch die '.'snd des Zwischengefässes oder durch das Gewölbe wird ein Tauchrohr aus porös gesintertem glasigem Siliciumdioxyd geführt, das unterhalb des Vorgesehenen Niveaus des flüssieen Stahls nahe der Stelle mündet, an der der Gießstrahl in das Zwischengefä" eintritt. Ferner ist eine Transporteinrichtung vorgesehen, mit der ein Band oder ein Draht aus Leichtnetall in das Rohr nit einer Geschwindigkeit geschoben werden kann, die nicht so gro" ist, daß das Γ Metallband noch in festem Zustand in den flüssi-en Stahl in den Gefäß

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Der Stahl in dem Zwischengefäß ist von einer Schlackenschicht geeigneter Zusamraensetzung bedeckt; die Schlacke kann aus einen Eutektikum auf der Grundlage von SiO₂, CaO, Al₃O₃ mit Flußmittel- oder reduzierend wirkenden Zusätzen bestellen. Das Gewölbe auf dem. Zwischengefäß schützt die Schlacke gegen Abkühlung.

Die Anbringung des Gewölbes und die Einführung eines Gases sorgen für einen guten thermischen und chemischen Schutz des Stahls. Man kann in diesem Fall ein reduzierendes (las, etwa Propan, verwenden, wobei der Stahl wegen der ihn überdeckenden Schlackenschicht keinen Ifasserstoff aufnehmen kann.

Um eine bessere Verteilung des Aluminiums in dem Stahl, und zviSiT ehe der Stahl einen der in die Kokille mündenden Ausläufe erreicht, zu erzielen, ist an den Zwischengefäß zweckmässigerweise ein seitlicher Ansatz vorzusehen, der an seiner Oberseite eine Eintrittsöffnung für den aus der Gießpfanne austretenden Gießstrahl besitzt; die Hintrittsöffnung für die Stahlzusätze ist ebenfalls in dem Ansatz vorgesehen, und die genannte öffnung ist durch einen unter der Metalloberfläche befindlichen Kanal mit den unteren Teil des Innenraums verbunden.

Da der Kanal ständig untergetaucht bleibt, ist auch der Hohlraum zwischen den Gewölbe und der freien Stahloberflache in dem Zwischengefü?>, der die .Gas-Atmosphäre enthält, abgedichtet; auch die Schlacke wird zurückgehalten und kann nicht in den Ansatz übertreten. Auf diese Ueise können Schlacken und Reaktionseinschlüsse aufsteigen und werden von der Schlackenschicht aufgefangen, die das Stahlbad in dem Zwischengefäß bedeckt.

Damit eine gute (Ueichmässigkeit der Zusammensetzung des flüssigen Stahls gewährleistet ist, bevor dieser durch einen Auslauf in die ICokille gelangt, kann in dem Zwischengefäß mindestens eine niedrige Zwischenmauer aus feuerfestem Material

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vorgesehen sein, die auf dem Boden des Zwischengefässes in Strömungsrichtung oberhalb des Auslaufs quer zur Fließbahn des Stahls errichtet ist; der Oberrand der niedrigen Mauer liegt unter dem vorgesehenen IÜndestniveau des flüssigen Stahls,

Die niedrige Mauer zwingt den von dem Ansatz .herkommenden Stahl zum Aufsteigen, wenn er in das Zwischengefäß weiterläuft.

Bisher ergaben sich bei der Zugabe von Substanzen hoher Dichte zum Stahl, Substanzen wie Blei, üleiglanz, Schwefeleisen, Selen, Tellur und deren chemische Verbindungen, beim Stranggußverfahren grosse Schwierigkeiten oder die Zugabe war unmöglich.

Es ist beispielsweise bekannt, daß es unter den üblichen Bedingungen des Stranggiessens nicht möglich ist, bleihaltige Automatenstähle herzustellen. In diesen Stählen liegt der Bleigehalt im allgemeinen zwischen 0,10 und 0,201. Das Blei xvird üblicherweise in die Gußform in den Gießstrahl gegeben, und es ist bekannt, daß das Blei, das dichter ist als der Stahl, sich sofort in der Achse der Gußform sammelt, in der Spitze des umgekehrten ICegels, der die Grenzfläche zwischen dem bereits verfestigten und dem nicht flüssigen Stahl bildet. Diese Verteilung macht den Stahl für die vorgesehene Verwendung ungeeignet.

Was hier für das Blei gesagt ist, gilt gleichermaßen für die anderen obenerwähnten schweren Zusatzsubstanzen,

Es hat sich nun gezeigt, daß Anlagen, die gemäß der Erfindung mit Tauchrohren zwischen dem Zwischengefäß und den Kokillen, mit Zwischengefässen, die einen seitlichen Ansatz aufweisen, und mit einer niedrigen Mauer ausgestattet sind, diese Nachteile nicht aufweisen.

Man kann ©in Tauchrohr aus poTös gesintertem glasigem Siliciumdioxyd zumischen der Stahlgießpfanne und dem Ansatz des

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Zwischengefässes verwenden, was besonders zweckraässir: ist, weil dadurch die Oxydation des Stahls im Gießstrahl vermieden wird und v/eil damit nicht die Möglichkeit ausgeschlossen wird, Bleigranalien in den Bereich um das in den seitlichen Ansatz hineinreichende Rohr einzuführen. In diesem Fall bilden die Einrichtung zum Einführen von Zusätzen und die öffnung für die Aufnahme des Stahlgießstrahls aus der Gießpfanne ein einheitliches Bauteil.

Bemerkenswerten/eise weist der in einer, erfindungsgenässen Anlage erzeugte bleihaltige Stahl eine Gleichförmigkeit in der Verteilung des Bleis auf, die bei klassischem Kokillenguß nicht zu erreichen ist. Daraus resultiert eine für die Bearbeitbarkeit des Stahls sehr günstige Gleichmässigkeit und man kann sich mit Sicherheit auf sehr hohe Schnittgeschwindigkeit und sehr geringen Verschleiß an den Schnittwerkzeugen einstellen; das macht diesen Stahl sehr wertvoll. Diese Stähle müssen somit als völlig neuartige Erzeugnisse angesehen werden, und die Erfindung umfaßt auch diese,Produkte.

Nachstehend werden verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und deren Besonderheiten an Hand von Zeichnungen erläutert, die die Ausführungs/formen schematisch darstellen.

Fig. 1 ist eine Sclmittdarsteilung einer Anordnung für das Einführen von Aluminium in das in Zirisehengefäß befindliche Stählbad;

Fig. 2 zeigt eine andere Aus füll rungs form der in Fig«, I gezeigten Bauweise; das Zwischengefäß ist hiernach mit einem seitlichen Ansatz ausgestattet;

Fig. 3 gibt eine Anordnung wieder, bei welcher Substanzen von sehr hoher Dichte einzuführen sind und bei dem in Zwischengefäfs eine niedrige Mauer vorgesehen ist;

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Fig. 4 zeift eine Abwandlung des Zwischengefässes mit Ansatz und niedriger Mauer; die Anordnung ist so ge· troffen, daß Schlacke leicht abzuziehen ist;

Fig. 5 bis Fig. 7 geben Schnittbilder einer Anordnung nit Vier Kokillen-wieder, wobei das Zwischengefäß mit zwei niedrigen Liingsmauern versehen ist*

Alle Halterungen, Verscliließvorriditungen, Obenv'achungsgeräte, Hinrichtungen.für die Bedienung, die !Tartung, zum Kühlen und zun Heizen usw., die an Stranggußanlagen an sich bekannt sind, sind hier nicht dargestellt worden.

Genä^pv Fig. 1 wird ein nit einem Gewölbe 3 abgedecktes Zwischengefäi 2 von einer Gießpfanne 1 beschielet. !lach den Austreten aus den Auslauf 4 der Gießpfanne 1 fließt der Strahl 5 von flüssigem Stahl durch eine öffnung 6 in dem Gewölbe

Zwischen den Gewölbe und den Spiegel des flüssigen Metalls wird eine Atmosphäre aus einen geeigneten, durch die durch das Gewiilbe 3 geführte Rohrleitung 8- hinzutretenden Gas aufrechterhalten.

Ein Tauchrohr 9 aus porös gesintertem glasigen Siliciumdioxyd tritt durch die ''and des Zwischengefässes 2 ein und mündet unterhalb des vorgesehenen Spiegels des flüssigen Stahls nahe der Stelle, wo der Strahl 5 aus flüssigem Stahl sich rat dem Stahlbad 7 vermischt. Von einer Zuführungsspule 10 kann ein Aluniniumdraht oder -band 11 abgewickelt und nittels einer Fördereinrichtung, die etwa aus zwei gegenläufig bewegten Förderwalzen 12 bestehen kann, in das Rohr 9 geschoben werden.

Das Zwischengefäß 2 weist soviele Ausläufe auf wie Kokillen

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aus dem Gefäß zu versorgen sind. Bei den in den Figo 1 bis dargestellten Ausführungsformen ist an dem Zwischengefäß nur jeweils ein Auslauf 13 vorgesehen, der ebenso x^ie der Auslauf 4 der Gießpfanne 1 mit einem nicht dargestellten Verschiußstück verschlossen v/erden kann, etwa mit einem Stopfen und zugehörigem, von Hand, halbautomatisch oder vollautomatisch gesteuerten Stopfengestänge. Der Auslauf 13 setzt"sich fort in ein feuerfestes Rohr 14 aus porös gesintertem glasigem Siliciumdioxyd, dessen unteres Ende ein bestimmtes Stück weit in eine übliche, lotrecht stehende Rohrkokille IS, etwa eine doppelwandige₉ wassergekühlte ICupferkokille hineinragt« Die Länge des Rohrs 14 ist so groß gewählt, daß der Rohrauslauf beim Gießvorgang in den flüssigen Stahl eintaucht, der von einer Schlackenschicht 16 bedeckt ist; dabei wird die Spiegelhöhe des flüssigen Stahls genau konstant gehalten, weil die Stange 17 unter Schwerkraftwirkung oder angetrieben von einer nicht gezeichneten Anordnung von Mitnehmerwalzen abgezogen wird.

Auch der Stahl in dem Zwischengefäß 2 ist von einer Sclilackenschicht 13 bedeckt.

Die Rohre 9 und 14 aus porös gesintertem glasigem Siliciumdioxyd sind nach den üblichen Verfahren hergestellt. Sie lassen sich fertigen, indem glasiges Siliciumdioxyd hergestellt, pulvrig vermählen und in reinem, mit einem Emulgator versetzten l/asser aufgenommen wird; als Emulgatoren werden vorzugsweise organische Substanzen fjewählt, und der entstehende Brei wird in eine Form aus porösem Gips gegeben, in der das Pulver sich gleichförmig als konsistente Kruste an den Wänden absetzt; der Überschuß an Brei wird aus der Form gegossen, durch öffnen der Gipsform wird das Rohr entformt, anschliessend getrocknet und gesintert; diese Technik ist für die Herstellung keramischer Teile allgemein bekannt.

Die in Fig. 2 dargestellte abgeänderte Ausführungsdform unterscheidet sich von der Ausführung nach Fig. 1 durch einen nach

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oben offenen seitlichen Ansatz 19, der von einer Seite des Zwischengefässes 20 ausgeht. Der Ansatz ist von dem Innenraum 21 des Zwischengefässes durch eine Scheidewand aus feuerfestem Material abgetrennt, die in ihrem unteren ¹Ml einen ganz in dem Stahlbad befindlichen Kanal 23 freiläßt, über den der Ansatz 19 mit dem Innenraum 21 in Verbindung steht.

Wie bei der zuvor beschriebenen Anordnung mündet auch hier eine Anordnung 9 bis 12 zum Einführen von Zusatzstoffen an der Stelle ein, an der der Strahl 5 von flüssigem Stahl in das Metallbad eindringt, in diesem Fall in das im Ansatz 19 befindliche Stahlbad.·

Das Zwischengefäß 24 nach Fig_e 3 v/eist noch eine niedrige Hauer 25 auf, die auf dem Boden des Zwischengefässes, unmittelbar stromabwärts im Vergleich zu der Scheidewand 22 und stromauf gegenüber dem Auslauf 13 steht; der obere Rand der niedrigen Mauer 25 liegt unter dem vorgesehenen Mindestniveau des Stahlbades 7.

Der Strom des flüssigen Stahls bewegt sich auf der durch die Pfeile angedeuteten Bahn und die feuerfeste Scheidewand 22 bewirkt den luftdichten Abschluß zwischen dem Gewölbe 3 und der Oberfläche des Stahlbades 7 in dem Zwischengefäß und hält die Schlacke 18 in dem Gefäß zurück, so daß sie nicht in den Ansatz 19 übertreten kann, während Ausscheidungen und Pvealctionsprodukte aufsteigen können und in der Schlacke 18 aufgefangen werden, die das Stahlbad in dem Behälter 24 überdeckt.

Übrigens läßt sich die atmosphärische Oxydation des Stahls auf dem Weg zwischen der Gießpfanne 1 und dem seitlichen Ansatz 19 dadurch verhindern, daß unter der Gießpfanne ein Tauchrohr 26 aus porös gesintertem glasigem Siliciumdioxyd angebracht wird und weiterhin der Stahl in dem seitlichen Ansatz mit einer Abdeckung 27 aus synthetischem, ausreichend

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feuerfestem Schlackenmaterial versehen wird.

Die EinführungsÖffnung für die Zusatzstoffe kann als Tauchrohr 9 (Fig. 5} ausgebildet sein, oder nan kann dafür die obere öffnung 28 wählen, durch die der Stahlstrahl 5 in den Ansatz 19 (Fig. 3) eintritt. _v

Man erkennt aus den Zeichnungen, daß beim Zufügen von schweren Stoffen, etwa von Blei, diese Stoffe den Auslauf 13, der in die Kokille 15 mündet, nicht unmittelbar durch Schwerewirkung erreichen können. Diese Schwerewanderung wird durch die niedrige !lauer 25 verhindert. Daher kann bei dieser Anordnung das Blei die niedrig© Mauer 25 nur in einer von unten nach oben führenden Bewegung überwinden; dazu muß es entweder in dem Stahl gelöst sein oder sehr fein verteilt vorliegen. Die T.'irbelbew-egungen in dem Ansatz 19 und in dem Verbindungskanal 23 zwischen dem Ansatz 19 und dee eigentlichen Gefäß erleichtern sowohl die Dispersion wie die Lösung des schweren Materials.

Das in Fig. 4 dargestellte Zwischengefäß 29 weist einerseits eine niedrige Hauer 30 auf, deren oberer Rand von einer scharfen Kante 31 gebildet wird, die mit einer geneigten Ebene 32 in den Boden 33 des Zwischengefässes übergeht und anderer» seits einen abgewinkelten Auslauf 34, der in der waagerechten. Verlängerung des Ansatzes liegt und mit dessen unteren Teil verbunden ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, nach Abschluß des Gießprozesses die synthetische Schlacke 35 durch einfaches Kippen des Gefässes um den Auslauf 34 oder besser um eine Achse 37 in Pfeilrichtung 38 vollständig in eine Schlackenwann-e 36 abzulassen.

Tritt während des Gießprozesses eine Störung auf, die zum Unterbrechen des Giessens zwingt, so kann der noch in dem Zwischengefäß befindliche Stahl durch Kippen in eine an die. Stelle der Wanne 36 gesetzte normal® Kokille vergossen κ°· den.

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Aus den Pig. 5 bis 7 ergibt sich, daß die niedrige Hauer in zwei parallel zueinander angebrachte niedrige Mauern 39 und 40 aufgeteilt werden kann_t die das Zwischengefäß in seiner ganzen Länge durchziehen und beiderseits der vertikalen Schnittöbene der Fig, S angeordnet sindj damit wird eine syiainetrische Ausschaltung der Aus laufe erreicht. Die Pfeile kennzeichnen die Bahn des schmelzflussigen Metalls«

Bein Zufügen von Blei ermöglicht diese Anordnung eine sehr gleichessige Verteilung des Schve metalls in Einrichtungen zum Vierstranggiessen» bei denen die Gießstränge symmetrisch nach Art eines Quadrats angeordnet sind (Fig. 6).

Patentansprüche;

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Claims

Patentansprüche :

Verfahren zur Anwendung einer Stranggußanlage mit einer rohrförmigen Kokille aus Kupfer, die mit flüssigem Stahl aus einem Zwischengefäß beschickbar ist, das seinerseits aus einer Gießpfanne gefüllt wird, nach welchem

- einerseits der Stahl beim Passieren des Zwischengefässes auf dem VJege zur Kokille gegen die Atmosphäre mittels eines Tauchrohres aus porös gesintertem glasigen Siliciumdioxyd abgeschlossen ist und

- andererseits die Schmierung zwischen der ICupferwand der Kokille und dem in der Kokille sich verfestigenden Stahl mittels einer nicht aus organischem öl bestehenden s>Tithetischen Schlacke erfolgt, die den Stahl in der Kokille abdeckt und derart gewählt ist, daß die Viskosität und das Benetzungsvermögen des Materials gegenüber dem Kupfer wie dem Stahl ihm erlaubt, durch Kapillarwirkung zwischen dem Kupfer der Kokille und dem sich verfestigenden Stahl einzudringen und zwischen dem Kupfer und dem Stahl eine äusserst dünne Trennschicht herzustellen,

dadurch gekennzeichnet, daß Tellur oder Selen, ein Gemisch beider oder eine chemische Verbindung eines dieser Elemente als Zusatzsubstanz zugefügt werden, und zwar entweder in die Gießpfanne, während diese aus einem Stahlofen gefüllt wird und ehe der Stahl in das Zwischengefäß abgegeben wird, oder in das Zwischengefäß in fortschreitender V/eise ununterbrochen während des gesamten Gießprozesses.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Tellur in einer Henge zwischen 0,02 und 0,10 Gewichtsprozent,

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bezogen auf die Gesamtmenge des zu vergiessenden Metalls, zugefügt wird.

Nach dem angegebenen Verfahren gewonnener Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß das Tellur in dem Metall mit einer Gleichmässiglceit verteilt ist, die soi/ohl die Verteilung des Tellurs im Querschnitt zwischen Kern und Rand als auch die Verteilung über alle Stangen vom Beginn bis zum Ende eines Gusses betrifft.

4, Anlage zum Stranggiessen von Stahl und zum Ausüben des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Gießpfanne, deren Gießstrahl in ein Zwischengefäß führt, das mit einem Gewölbe abgedeckt ist und einen Innenraum. auf\\reist, an dessen Boden mindestens ein verschließbarer Auslauf angebracht ist, der sich als im wesentlichen-lotrechtes feuerfestes Rohr aus porös gesintertem glasigem Siliciumdioxyd fortsetzt, um mindestens eine gekühlte Rohrkokille zu beschicken, wobei das untere Ende des Rohres vrährend des Giessens in die Kokille hineinragt, während die Luft in dem Innenraum mittels einer Gaszuführungsleitung, die in. den Zwischenbehälter mündet, gegen eine andere Atmosphäre ausgetauscht werden kann, nach dem Hauptpatent, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischengefäß (²J ²⁰J ²^; 29) mindestens eine öffnung für das Zuführen von Zusätzen aufweist, die in das Zwischengefäß nahe der Stelle mündet, an der der von der Gießpfanne (2) herkommende Gießstrahl (5) in den in dem Zwischenbehälter befindlichen flüssigen Stahl (7) eindringt.

5, Stranggußanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter C20; 24; 29} mit einem waagerecht vor-

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springenden seitlichen Ansatz (19) versehen ist, an dessen Oberseite eine Öffnung (28) zum Auffangen des aus der Gießpfanne (1) kommenden Gießstrahls vorgesehen ist, daß ferner die Einführungsöffnung für Zusätze ebenfalls in dem Ansatz vorgesehen ist, und daß schließlich die öffnung (28) durch einen getaucht liegenden Kanal (23) mit dem unteren Teil des Innenraums (21) verbunden ist*

Stranggußanlage nach den Ansprüchen 4 und/oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführungsöffnung für Zusätze als Tauchrohr (9) aus porös gesintertem glasigem Siliciumdioxyd ausgebildet ist, das die "and des Zwischenbehälters (2i 2Oj 24) durchstößt und unter dem für den flüssigen Stahl (7) vorgesehenen Niveau nahe der Stelle mündet, an der der Gießstrahl (5) in den in dem Zwischenbehälter (2) befindlichen flüssigen Stahl eindringt, und daß die Zusatzsubstanz in Draht- oder Bandform (11) mittels einer Fördervorrichtung (12) in das Tauchrohr (9) eingeführt und durch das Rohr hhdurch geschoben wird.

7· Stranggußanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführungsöffnung für Zusätze mit der öffnung (28) zum Auffangen des Gießstrahls verbunden ist·

8. Stranggußanlage nach einem der Ansprüche 5,6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenbehälter (24 j 29) mindestens eine niedrige, aus feuerfestem Material bestehende Mauer (25;30) aufweist, die den Innenraum durchquert und auf den Behälterboden stromabwärts bezüglich des Kanals (23) und stromaufwärts bezüglich des Auslaufe (13) gesetzt ist, und daß der Oberrand der niedrigen Mauer unterhalb des vorgesehenen Mindestniveaus des in dem Zwischen-

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behälter befindlichen flüssigen Stahls liegt.

9. Stranggußanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenbehälter (29) nur eine niedrige Quermauer (30) aufweist, deren oberer Rand von einer Schrägkante G51) gebildet ist, die in eine gegenüber dem Boden (33). geneigte Schrägfläche (32) übergeht, daß eine Auslauföffnung (34) in der waagerechten Verlängerung des Ansatzes mit dessen unterem Teil verbunden ist, und daß ferner der Zwischenbehälter (29) um eine waagerechte, senkrecht zur vertikalen Syrametrieebene der Auslauföffnung, des Ansatzes und des Innenraums verlaufende Achse (37) kippbar ist.

10. StrangguiSanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei niedrige Mauern (39, 40) beiderseits der längsverlaufenden vertikalen Symmetrieebene, die den Ansatz und den Innenraum durchquert, angeordnet sind.

11. Stranggußanlage nach einen der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Gießstrahl aus der Gießpfanne durch einen verschließbaren Auslauf (4) austritt, der sich in ein feuerfestes Rohr (26) aus porös gesintertem glasigen Siliciumdioxyd fortsetzt, dessen Ende unter dem für den Stahl in dem Zwischenbehälter CW) vorgesehenen Mindestniveau liegt.

12. Verfahren zur Anwendung der Stranggußanlage nach den Ansprüchen 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusätze eine der folgenden Substanzen gewählt ist: Aluminium, eine Aluminium-Magnesium-Legierung, Blei, Bleisulfid, Eisensulfid, Tellur, Selen und chemische Verbindungen mit

00 98 87/0707

BAD ORIGINAL

Tellur und Selen.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schlacke (13) den flüssigen Stahl in dem Innenraum und/oder dem Ansatz bedeckt.

14, Automatenstahl mit Blei, hergestellt in der Stranpgußanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 11.

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009887/07 0 7

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