DE2805011A1 - Verfahren und vorrichtung zum verbessern der gefuegestruktur einer stahlstranggussbramme - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum verbessern der gefuegestruktur einer stahlstranggussbramme

Info

Publication number
DE2805011A1
DE2805011A1 DE19782805011 DE2805011A DE2805011A1 DE 2805011 A1 DE2805011 A1 DE 2805011A1 DE 19782805011 DE19782805011 DE 19782805011 DE 2805011 A DE2805011 A DE 2805011A DE 2805011 A1 DE2805011 A1 DE 2805011A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wire
mold
melt
strand
slab
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19782805011
Other languages
English (en)
Inventor
Karl Heinz Dipl Ing Bauer
Herbert Dr Ing Wagner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dillinger Huettenwerke AG
Original Assignee
Dillinger Huettenwerke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dillinger Huettenwerke AG filed Critical Dillinger Huettenwerke AG
Priority to DE19782805011 priority Critical patent/DE2805011A1/de
Publication of DE2805011A1 publication Critical patent/DE2805011A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10Supplying or treating molten metal
    • B22D11/11Treating the molten metal
    • B22D11/112Treating the molten metal by accelerated cooling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Description

  • "Verfahren und Vorrichtung zum Verbessern der Gefügestruktur
  • einer Stahlstranggußbramme" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbessern der Gefügestruktur einer Stahlstranggußbramme durch Zugabe von festem Eisen in die Kokille, das vor dem Erstarren der Schmeize in dieser aufschmilzt.
  • Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Stranggußbrammen woison ebenso wie andere Gußstücke eine Makrostruktur mit drei aufeinanderfolgenden Zonen auf, einer feinkörnig erstarrenden Randschicht, einer Dendritenzone und einer Globularzone im Kernbereich. In der Globularzone entstehen infolge der Volumenverminderung des Metalles beim Absinken der Temperatur Mikrohohlräume, je nach den Bedingungen auch größere Erstarrungshahlräume. Infolge der Anreicherung der Restschmelze an Legierungselementen bei fortschreitender Erstarrung kommt es farner zu Ungleichmäßigkeiten der Konzentration an diesen Elementen in der kernzone des Brammenquerschnitts. Diese sogenannte Makroseigerung kann, insbesondere in Verbindung mit Mikrphohlräumen oder Erstarrungshohlräumen, auch zu Rissen in der Bramme und zu schweren Materialfehlern in dem daraus gefertigten-Endprodukt führen.
  • Die Makroseigerung ist umso ausgeprägter - gleichermaßen die Ausbildung der Dendritenzone unter Verminderung der Globularzone sowie die Hohlraumbildungen in dieser - , je dünner die Globularzone ist.
  • Die Makroseigerung wird deshalb gefördert und in erster Linie bestimmt durch die Überhitzungswärme der vergossenen Schmelze, d. h.
  • die bis zur Erstarrung abzuführende Wärmemenge. Infolgedessen ist die Ausbildung der Globularzone im wesentlichen bestimmt durch die Überhitzungstemperatur über dem Schmelzpunkt und die vergossene Stahlmenge, d. h. die Gießgeschwindigkeit.
  • Diese zwei Parameter können jedoch beide nur scher begrenzt im Sinne der Makrostrukturverbesserung verändert werden.
  • Die Schmelze braucht eine gewisse Überhitzungstemperatur, um über die zur Entleerung einer Pfanne über einen Tundish in die Kokille benötigte Zeit mit Sicherheit ohne vorzeitige Erstarrung noch in der Pfanne oder im Tundish hinwegzukommen. Die Überhitzung läßt dan zwar im Laufe eines Abgusses nach, muß zunächst aber verkraftet werden. Eine hohe Temperatur hat im übrigen den Vorteil, das Aufsteigen von Verunreinigungen in der Schmelze und Abscheiden in die Schlackenschicht in der Pfanne, im Tundish und noch in der Kokille zu crleichertn und damit die Stahlqualität zu verbessern. Eine Verringerung der GießgeschwindigkEit ist insbesondere mit Rücksicht auf die Wirtschaftlichkeit unerwünscht.
  • Aus diesen Gründen sind verschiedene Vorschläge gemacht worden, die Üborhitzungstemporatur erst im noch flüssigen Inneren der Bramme selbst zu senken.
  • Eine Möglichkeit hierfür ist eine Verstärkung der Strömungen der Schmelze in der Bramme, z. B. durch elektromagnetisches Rühren.
  • Hierdurch gelangen immer wieder heißere Teile der Schmelze an die von der Kokille und der Sekundärkühlung her gekühlte, bereits erstarrte Mußenschicht der Bramme, so daß der WäremabfluB verstärkt wird. Das Ergebnis ist jedoch in seinem Anwendungsbereich begrenzt.
  • DiE Globularzone bleibt, je nach der Überhitzungstemperaur, vergleichsweise dünn und enthält dementsprechend starke Seigerungen, z. 5. an Kohlenstoff und Schwefel, sowie Erstarrungshohlräume und Risse. Eine wirksame und sichere Verringerung der Steigerung und eine genügende VErkleinerung und Vergleichmässigung der Erstarrungshohlräume kann erst bei Olobularzonendicke von mehr als 25 % der Brammendicke beobachtet werden. Das läßt sich jedoch mit der Rührung nicht mit Sicherheit erreichen.
  • Ein andere Möglichkeit ist die obengenannte Verfahrensweise der Zugabe von festem Eisen in die Kokille, das in dem es erhitzt und zum Schmelzen gebracht wird, der Schmelze Lärms entzlcht. Diese Methode ist aus der DE-OS 23 29 953 bekannt. Die Offenlegungsschrift befaßt sich mit der Zugabe von Eisenpulver und Granalien in gewissen Korngrößen und Mengen.
  • Si behandelt darüberhinaus noch ein anderes Prinzip, die Olobularzone zu verbreitern, nämlich die Impfung der Schmelze mit Kristallisationskeimen, die die zugegebenen Eisenkörner beim Aufschmelzen hinterlassen sollen.
  • Auch mit dieser Zugabe von kaltem Eisen in die Kokille bleibt das Ergebnis nach unbefriedigend, da die Art der Zugabe ungerichtet ist, und die Eisenpartikel den zufälligen Strömungen im flüssigen Strangkern felgen. Darüber hinaus muß das Pulver dem offenen Gießstrahl zugesetzt werden, damit ein Einströmen in den flüssigen Kern möglich ist. tjeuto wird jedoch durchweg mit verdecktem Gießstrahl gearbeitet, wodurch die Technik der Pulverzugabe unmöglich wird.
  • Dcr Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einer aus einer überhitzten Schmelze abgegessenen Stranggußbramme die Globularzone weiter zu verbreitern und die Seigerung und die Hohlraumbildung weiter zu vergleichmässigen.
  • Die Erfindung geht aus von einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art und sieht vor, daß das feste Eisen in Form von Draht mit grüßoror Geschwindigkeit als die Absenkgeschwindigkeit der Bramme in die Kokille eingesenkt wird.
  • Mit dieser Verfahrensweise wird die Wirksamkeit des zugegebenen festen Eisens außerordentlich gesteigert. Die Globularzone wird beispielweise von 10 % auf 52 S der Brammendicke vergrößert. Es treten weder Seigerungen noch Mikrohohlräume in größerem AusmaB auf. Dabei wird zugleich weniger Eisen benötigt, beispielsweise 50/oo. Die Überhitzung kann erhöht und die Gießgeschwindigkeit kan gesteigert werden. Die Länge des flüssigen Kerns des Stranges verkürzt sich.
  • Die Erklärung mag darin liegen, daß nach der Erfindung das Eisen in die Tiefe der Bramme gebraucht wird. Die Zugabe von Eisenpulver und Granalien, auch wenn sie über den GiEßstrahl erfolgt, bleibt demgegenüber auf den oberen Strangbereich der Schmelze beschränkt.
  • In der größeren Tiefe ist der erstarrte Rand der Bramme dicker und der Anteil der Schmelze am Brammenquerschnitt geringer. Dieselbe Eisenmonge bewirkt hier eine dementsprechend größere Kühlung.
  • Auch Wärembilanzrechnungen mit der tatsächlich erfolgten Abkühlung und der Wäremkapazität es Drahtes gehen nur auf, wenn man eine bereits deutlich verminderte Menge an Schmelze zugrunde legt. Darüber hinaus könnte der eingebrachte Draht in der Schmelze die Keimbildung fördern und möglicherweise bei seinem Aufschmelzen selbst arteigene Fremdkeime hinterlassen. Auch das könnte in der größeren Tiefe der Bramme und in dem dort weiter fortgeschrittenen Zustand der Abkühlung und Erstarrung wirkungsvoller als in der Nähe der Oberfläche der Schmelze sein. Schließlich wird dem in die Tiefe der Bramme eingestoßenen Draht dort auch eine nicht geringe Rührwirkung zuzuschreiben sein, mit der ein wesentlich verbesserter W'lrrmaustausch und damit eine noch wirksamere Absenkung der Überhitzung verbunden ist.
  • Je dicker der Draht und je größer seine Einsenkgeschwindigkeit, umso tiefer gelangt Er. Auf diesem Wege ist ein gewisse Steuerung der Eindringtiefe möglich. In der Regel wird man bestrebt sein, den Draht bis in den Stranggußsurnpf zu bringen, andererseits aber ungeschmolzene Drahtreste zu vermeiden. Untersuchunchen an einer erfindungsgemöß gegossenen Oramme haben keinerlei Hinweis auf das Vorhandensein ungeschmolzener Reste des Drahtes gegeben. In den Einzelheiten richtet sich die Durchführung des Verfahrens nach der Analyse und Qualität des zu erzeugenden Werkstoffs sowie nach den jeweiligen Verhältnissen der Herstellung.
  • Die Geschwindiykeit, mit der der Draht in die Kokille eingesenkt wird, dürfte im Bereich von bis zu 400 m/min liegen, in der Regel zwischen 100 und 200 m/min.
  • Als Drahtdruchmesser kommen vornehmlich bis 5 mm in Betracht, vorzugsweise etwa 1 bis 2 mm.
  • Die zugegebene Menge des Drahtes wird 3 % der Gießmenge kaum übersteigen und meist wesentlich kleiner sein, weniger als 1 %.
  • Auf dem üblichen langgezogenen Kokillenquerschnitt wird vorzugsweise eine Mehrzahl von Drähten gleichmäßig verteilt.
  • So ist es möglich und vorteilhaft, mit einer etwa bis zu 40° C, vorzugsweise 2(3 bis 3(30 C, über die Liquidustemperatur erhitzte Schmelze zu gießen.
  • Welche Einflüsse Veränderungen der Parameter in der einen oder der anderen Richtung haben und wodurch sich Grenzen ergeben, ist vor dem Hintergrund der obigen Darlegungen und erst recht des allgemeinen Fachwissens ohne weiteres ersichtlich und braucht deshalb hier nicht nocn einmal wörtlich ausgedrückt zu werden.
  • Eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach der Erfindung kennzeichnet sich dadurch1 daß über einer Stranggießkokille mindestens eine Führung für einen Draht nach unten ausmündet, der eine Treibeinrichtung, vorzugsweise ferner eine Richtmaschine, für den Draht vorgeschaltet ist.
  • Es sei darauf hingewiesen, daß die Einführung von Draht in eine StrangsieEikokille aus den DE-OS 23h3451 und 2702141 bekannt ist, jedoch nur zur Einführung eines anderen Materials, Aluminium bzw. Cer, schlechthin und im Ergebnis nur bis kurz unter die Oberfläche der Schmelze.
  • Diese Drahtzugaben werden darüber hinaus mit anderen technisch-metallurgischen Zielsetzungen, z. B. Desoxydation, Entschwefelung, Beeinflutung der Morphologie von Einschlüssen, vorgeschlagen. Die Gedanken der vorliegenden Erfindung, kühlendes Material in größere Tiefe zu bringen, weil es dort wegen des verminderten Querschnitts der Schmelze wirksamer ist und dies durch entsprechend schnelles Abspulen und Einsenken von Draht in die Bramme zu erreichen, liegen den bekannten Vorschlägen fern.
  • Im folgenden sei die Erfindung anhand eines Beispiels und Abbildungen Leiter erluuíert.
  • Bei diesem Beispiel handelt es sich um zwei Stränge der gleichen Schmelze, die auf einer Zwillingsstranggießanlage vergossen worden sind.
  • Die Gießparameter für beide Stränge sind folgende: Strangquerschnitt 2200 x 300 mm Gießgeschwindigkeit 0,45 m/min Überhitzung der Schmelze 240 C Strang I Dieser Strang wurde in herkömmlicher Weise ohne Drahtzugabe vergossen.
  • Fig. 1 zeigt das erhaltende Gefüge. Die Globularzone nimmt nur etwa 1(3 % der Brammendicke ein und ist von starken Seigerungen und Lunkern durchsetzt.
  • Strang II Beim GieBen des Stranges II unter sonst gleichen Voraussetzungen und Bedingungen wie am Strang I wurden 7,0 kg Draht/Tonne Schmelze hinzugefügt.
  • Im einzelnen wurden sechs Drähte von 2 mm Durchmesser, gleichmäßig über den Kokillenquerschnitt verteilt, mit einer Geschwindigkeit von 107/ m/min von oben her in den Strang eingeschoben.
  • Das erhaltene Gefüge zeigt Fig. 2. Die Globularzone erstreckt sich über etwa 52 % der Brammendicke und ist frei von Makroseigerungen und Lunkern.
  • Um diese Makrostruktur ohne Drahtzugabe zu erreichen, hätte die Schmelze eine Überhitzungstemperatur von etwa minus 20 C im Tundish haben müssen. Von der Frage der Durchführbarkeit abgesehen, wären dafür zum Kühlen der um 240 C überhitzten Schmelze 14 kg festes Eisen/Tonne Schmelze notwendig gewesen, also doppelt soviel wie bei der erfindungsgemäßen Kühlung in der Tiefe des Strangs.
  • Fig. 3 zeigt die zum Einbringen des Drahtes verwendete Vorrichtung, jedoch nur mit zwei Drähten.
  • Die beiden Drähte 1 sind von zwei ruhend oder drehbar abspulbaren Bunden 2 über Spannrollen 3, Führungsrohre 4, Umlenkrollen 5, eine Richtmaschine 6, eine aus zwi Treibrollen 7 bestehende, stufenlos verstellbare Treibeinrichtung weitere Führungsrohre 8 zu einer Stranggießkokolle 9 geführt. Über dieser münden die Führungsrohre 8 aus mit Umbiegungen 10, die den Draht 1 nach unten umlenken. Trotz leichter Biegung infolge der Umlenkung noch genügend gerade, werden die Drähte nach unten in die Schmelze 11 geschoben, aus der der Oeißstrang innerhalb seiner erstarrten Schale 12 noch besteht.
  • (3ai 13 ist ein Tundish mit eingetauchtem Einguß 14 angedeutet, aus dem die Schmelze in die Kokille 9 gegossen wird Die Dosierung der notwendigen Drahtmenge,in Ahängigkeit von der Überhitzung una der Gießleistung, wird durch ein automatisches Regelsysterr, 15, das über die Geißdaten verfügt, vorgenommen.
  • L e e r s e i t e

Claims (7)

  1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1.) Verfahren zum Verbessern der Gefügestruktur einer Stahlstranggußbramme durch Zugabe von festem Eisen in die Kokille, das vor dem Erstarren der Schmelze in dieser aufschmilzt, d a d u r c h g c k e n n z c i c h n e t , daß das feste Eisen in Form von Draht mit größerer Geschwindigkeit als die Absenkgeschwindigkeit der Bramme in die Kokille eingesenkt wird.
  2. 2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht mit Einer Geschwindigkeit von bis zu 400 m/min, vorzugsweise 100 - 200 m/min, in die Kokille eingesenkt wird.
  3. 3.) Verfahren nach Amspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht in einer Dicke bis zu 5 mm Durchmesser, vorzugsweise 1 - 2 mm Durchmesser, zugegeben wird.
  4. 4.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht in einer Menge von bis zu 3 % der Gießmenge, vorzugsweise bis zu 1 %, zugegeben wird.
  5. 5.) Verfahren nach einem der ansprüche 1 - X, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl, vorzugweise 1 - 6 Drähte, etwa gleichmäßig über den Kokillenquerschnitt verteilt werden.
  6. 6.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine um bis zu 14(30 C, vorzugsweise 20 - 30° C, über die Liquidustemperatur erhitzte Schmelze vergossen wird.
  7. 7.) Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - o, dadurch gekennzeichnet, daß über einer Stranggießkokille mindestens eine Fuhrung für einen Draht nach unten ausmündet, der eine Treibeinrichtung, vorzugsweise ferner eine Richtmaschine, für den Draht vorgeschaltet ist.
DE19782805011 1978-02-06 1978-02-06 Verfahren und vorrichtung zum verbessern der gefuegestruktur einer stahlstranggussbramme Withdrawn DE2805011A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19782805011 DE2805011A1 (de) 1978-02-06 1978-02-06 Verfahren und vorrichtung zum verbessern der gefuegestruktur einer stahlstranggussbramme

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19782805011 DE2805011A1 (de) 1978-02-06 1978-02-06 Verfahren und vorrichtung zum verbessern der gefuegestruktur einer stahlstranggussbramme

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2805011A1 true DE2805011A1 (de) 1979-09-27

Family

ID=6031286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19782805011 Withdrawn DE2805011A1 (de) 1978-02-06 1978-02-06 Verfahren und vorrichtung zum verbessern der gefuegestruktur einer stahlstranggussbramme

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2805011A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114054697A (zh) * 2021-11-17 2022-02-18 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种连铸小方坯的生产方法及钢筋钢

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2329953B2 (de) * 1973-06-13 1978-06-15 Paderwerk Gebr. Benteler, 4794 Schloss Neuhaus Verfahren zur Erhöhung der Gießgeschwindigkeit sowie zur Verfeinerung der Gefügestruktur des Gußstranges beim Stranggießen von Stahl
DE2738379A1 (de) * 1977-05-24 1978-11-30 Metal Research Corp Verfahren zum raffinieren von eisen- und stahlschmelzen

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2329953B2 (de) * 1973-06-13 1978-06-15 Paderwerk Gebr. Benteler, 4794 Schloss Neuhaus Verfahren zur Erhöhung der Gießgeschwindigkeit sowie zur Verfeinerung der Gefügestruktur des Gußstranges beim Stranggießen von Stahl
DE2738379A1 (de) * 1977-05-24 1978-11-30 Metal Research Corp Verfahren zum raffinieren von eisen- und stahlschmelzen

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114054697A (zh) * 2021-11-17 2022-02-18 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种连铸小方坯的生产方法及钢筋钢

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69429900T2 (de) Verfahren zum Stranggiessen und Verfahren zum Stranggiessen/Walzen von Stahl
DE2440042C2 (de) Anordnung zum Schmelzen, Warmhalten und Abfüllen von Metallen und Metalllegierungen
DE2428059A1 (de) Kontinuierliches stahlstranggiessverfahren
DE3146417C2 (de)
DE69612707T2 (de) Stranggiessverfahren für rostfreien austenitischen stahl
DE3113192C2 (de) Verfahren zum elektromagnetischen Rühren einer Stahlschmelze in mehreren Bereichen einer Stranggießanlage
DE2805011A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum verbessern der gefuegestruktur einer stahlstranggussbramme
DE19800433C2 (de) Stranggießverfahren zum Vergießen einer Aluminium-Gleitlagerlegierung
DE102008015845B3 (de) Bimetallband zur Herstellung von Sägeblättern, Sägebändern oder Streichrakeln
DE3002347C2 (de) Verfahren zum kontinuierlichen Gießen von Metall
DE3856161T2 (de) Verfahren und vorrichtung zum direkten giessen von metall zur bildung langer körper
DE2605146A1 (de) Verfahren zum kontinuierlichen giessen von stahlstraengen
DE2944159C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Brammen-Stranggießen mit elektromagnetischer Rührung
DE2406252C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Stranggießen und Weiterverarbeiten des gegossenen Strangs
DE2647300C3 (de) Stranggießkokille für Metalle
DE3012398A1 (de) Verfahren zur minderung der seigerungen beim stranggiessen von stahl
EP0183679B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Block- und Formgussstücken sowie Vorrichtung zur Herstellung derselben
AT412454B (de) Verfahren und vorrichtung zur temperaturführung einer schmelze in einer gekühlten stranggiesskokille
DE2807844C2 (de) Verfahren zum Elektroschlackegießen von Metallblöcken
EP3427863A1 (de) Verfahren und anlage zur herstellung von gussblöcken aus metall
DE892229C (de) Verfahren zum Stranggiessen von Bloecken oder Barren aus Stahl oder Eisen
EP0166718B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Stranggiessen von metallischen Schmelzen
DE2329953C3 (de) Verfahren zur Erhöhung der Gießgeschwindigkeit sowie zur Verfeinerung der Gefügestruktur des Gußstranges beim Stranggießen von Stahl
DE3834666C2 (de)
DE2951911A1 (de) Verfahren zur herstellung eines verguetbaren, in der waerme verformten produktes aus einer aluminiumlegierung

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8130 Withdrawal