DE2910023A1 - Verfahren und durchfuehrungsanordnung zum umruehren in aus einer kokille kommenden giesstraengen - Google Patents

Verfahren und durchfuehrungsanordnung zum umruehren in aus einer kokille kommenden giesstraengen

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DE2910023A1
DE2910023A1 DE19792910023 DE2910023A DE2910023A1 DE 2910023 A1 DE2910023 A1 DE 2910023A1 DE 19792910023 DE19792910023 DE 19792910023 DE 2910023 A DE2910023 A DE 2910023A DE 2910023 A1 DE2910023 A1 DE 2910023A1
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stirrer
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Withdrawn
Application number
DE19792910023
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English (en)
Inventor
Sten Dipl Ing Kollberg
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.)
ABB Norden Holding AB
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ASEA AB
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    • 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
    • B22D11/12Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/122Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ using magnetic fields

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Mixers With Rotating Receptacles And Mixers With Vibration Mechanisms (AREA)

Description

  • Verfahren und Durchführungsanordnung zum Umrühren in aus einer
  • Kokille kommenden Gießsträngen.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Durchführungsanordnung zum Umrühren in aus einer Kokille kommenden Gießsträngen beim Stranggießen.
  • Das Umrühren der nichterstarrten Bereiche eines Gießstranges ist bereits in verschiedenen Ausführungen bekannt. Unter anderem ist es bekannt, diese Bereiche an einer oder mehreren Stellen in einer Ebene senkrecht zur Gießrichtung umzurühren.
  • Einer der GRünde für diese Umrührung besteht darin, daß man Lunker (sogenannte mini-ingots) und Seigerungen in dem fertigen Gußstück vermeiden will und daß man eine möglichst gleichmäßige Erstarrungsfront anstrebt. Ein Problem bei dieser Art von Umrührung besteht dain, daß sogenannte weiße Bänder, d.h.
  • Bänder mit negativer Seigerung entstehen, wenn die Schmelze auf diese Weise allzu plötzlich in eine allzu kräftige Rührbewegung versetzt wird.
  • Es ist auch bekannt, derartige Schmelzen mit doppelten, in Längsrichtung wirkenden Umrührern umzurUhren, die entweder paarweise oder im Zick-Zack längs des Stranges angeordnet sind, wobei man ein oder mehrere Umrührmuster erhält.
  • Auch eine einfache, in Längsrichtung wirkende Umrührung ist bekannt, doch ist es bisher unklar gewesen, wie man hierbei weiße Bänder vermeiden kann oder wie man eine ausreichende Rührwirkung erzielen kann.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art nebst Durchführungsanordnung zu entwickeln, bei dem die ausgeprägten weißen Bänder im wesentlichen vermieden werden.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welches erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale aufweist.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 - 5 genannt. Eine Anordnung zur Durchfürhung des Verfahrens ist gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 6 genannten Merkmale gekennzeichnet. Eine vorteilhafte Weiterbildung dieser Anordnung ist im Anspruch 7 genannt.
  • Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden.
  • Es zeigen Fig. 1 eine Umriihrung in Längsrichtung des Gießstranges gemäß der Erfindung, Fig. 2 die erfindungsgemäße Anbringung eines Umrührers gemäß der Erfindung längs eines gekrümmten Gießstranges, Fig. 3 die Verteilung der Umrührkräfte über den Querschnitt des Gießstranges, Fig. 4 ein sogenanntes weißes Band in einem Rohling oder Gußkörper, Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel für eine kombinierte Längsumrührung und Rundumrührung (Querumrührung), Fig. 6 den Zusammenhang zwischen der Umrührkraft F und der Frequenz f des Stromes, mit dem der Umrührer betrieben wird.
  • Nachdem man aus einer Gießkokille zum kontinuierlichen Gießen (Stranggießen) Rohlinge oder Gußstücke ("billets" oder "blooms") erhalten hat, was in Figur 1 nicht dargestellt ist, wird der Gießstrang Walzen zugeführt zum Zwecke des Weitertransports und der weiteren Behandlung. Seitlich des nichterstarrten inneren Bereiches 1 dieses Gießstranges 2 wird einseitig ein mehrphasiggespeister induktiver Umrührer 3 angeordnet, der mit Strom von Netzfrequenz (5Q - 60 Hz) oder niedrigerer Frequenz im Bereich von 10 - 20 Hz gespeist wird. Der Umrührer 3 erzeugt ein Wanderfeld parallel zur Gießrichtung und hat eine-Länge, die wesentlich kürzer ist als die vertikale Länge des nichterstarrten inneren Bereiches 1 des.Gießstranges. Die von dem Umriihrer erzeugte Metallbewegung hat in Längsrichtung eine Ausdehung, die mindestens der doppelten Länge des Umrührers entspricht.
  • Dadurch erreicht man einen allmählichen Übergang von dem Bereich mit umgerührter Schmelze zu dem Bereich mit nicht umgerührter Schmelze 1. Man vermeidet hierdurch die beim Rundumrühren und anderem bekannten Umrühren autretenden sogenannten weißen Bänder sowie auch entsprechende Anreicherungen von Kohlenstoff und Schwefel in der Mitte des Stranges. Das UmrUhrmuster ist einfach. In dem in Figur 1 gezeigten Fall verläuft die Rührbewegung auf der linken Seite nach unten und auf der rechten Seite nach oben. Die Anbringung des geraden Umrührers 3 kann nicht nur bei einem gerade verlaufenden Gießstrang 2 erfolgen, sondern auch bei einem bogenförmig verlaufenden Gießstrang (siehe Fig. 2). Dabei kann der Umrührer statt seitlich - wie in Fig. 2 dargestellt - auch an der schräg nach oben weisenden Seite', also oberhalb des schräg verlaufenden Gießstranges angeordnet sein.
  • Der Umrührer wird zweckmäßigerweise so angebracht, daß er so nahe unterhalb der Kokille 13 liegt, daß sich die von ihm erzeugte Rührbewegung nach oben bis in die Kokille hineinerstreckt.
  • Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird mittels einer Netzfrequenz oder einer im Bereich von 10 - 20 Hz liegenden Frequenz und mit einer Ausdehnung der Rührbewegung im flüssigen Bereich in Längsrichtung von etwa der doppelten Länge des Umrührers 3 umgerührt, wodurch man den angestrebten weichen Ubergang zwischen umgerührtem und nichtumgerührtem Bereich der Schmelze 1 erhält.
  • Beim Erstarren bilden sich Kristalle, sogenannte Dendriten, zwischen denen eine Anreicherung von Schwefel und Kohlenstoff stattfindet. Bei der üblichen Umrührung werden diese Anreicherungen in die noch flüssige Schmelze übergeführt und durch Teile der noch flüssigen Schmelze ersetzt, die keine solchen Anreicherungen enthalten, wodurch ein sogenanntes "weißes Band 4 gemäß Figur 4 entsteht. Man erhält im Bereich 5 Veränderungen im Schwefel- und/oder Kohlenstoffgehalt, und in dem Gußbereich 7 entsteht eine sogenannte negative Seigerung.
  • Durch die Anwendung des relativ kurzen in Längsrichtung wirkenden Umrührers am Gießstrang und durch weit ausgedehnte Rührwirkung (Aufbau, Leistungsverhältnisse, Frequenz) erhält man ein entsprechend wirksames Feld und eine weiche, wirkungsvolle Umriihrung weit außerhalb der strangparallelen Länge des Umrührers selbst. Die Umrührrichtung kann in Gießrichtung oder gegen die Gießrichtung erfolgen, und man erhält eine Verteilung der Anreicherungen gemäß der Kurve 6 in Figur 4.
  • Man erhält eine gleichmäßige Verteilung der genannten Anreicherungen mit einem im wesentlichen ausgeglichenen"weißen Band".
  • Figur 3 zeigt einen Teil eines Stranges und das sukzessiv abnehmende Eindringen der Rührkräfte bei 8 zur Mitte 9 hin.
  • Hierdurch erhält man das in Figur 1 gezeigte Umrührmuster.
  • Bei konventionell stranggegossenen Guß stücken treten folgende Qualitätsprobleme auf: a) Schlackenpartikel in der Strangoberfläche, was Durchbruchgefahren begründet und daher zu einer beschränkten Gießgeschwindigkeit zwingt.
  • b) Die genannten Probleme mit Seigerungen und Porosität in der Mitte, die die Qualität der fertigen Stücke beeinträchtigen.
  • Das ProbLem a) kann zweckmäßigerweise dadurch gelöst werden, daß der vorstehend beschriebene, in Längsrichtung wirkende Umrührer 11 (Fig. 5) durch einen Rundumrührer in der Kokille ergänzt wird. Dieser Rundumrührer kann zylindrisch aufgebaut sein oder aus mehreren geraden Umrührern bestehen, die in einer horizontalen Ebene um den Strang herum angebracht sind. Gleichzeitig wird Problem b) mittels eines vorstehend beschriebenen, einseitig angeordneten Umriihrers 11 (Seitenmontage) gelöst.
  • Der Umrührer 11 erfordert nicht viel Platz und kann zwischen Rollen in der Gießmaschine (nicht gezeigt) angebracht werden.
  • Bei dieser Umruhrung erhält man zuerst eine schlacken- und porenfreie Oberflächenschicht durch den Umrührer 12 und danach einen gleichmäßigen Seigerungsausgleich durch den Umrührer 11, die beide mehrphasig gespeist sind.
  • Bei dem Rundumrührer erzielt man u.a. den Vorteil, daß Schlackeneinschlüsse von den Außenwänden des Gußstückes entfernt werden und eine Porenbildung dort verhindert wird.
  • Das Umrühren in Längsrichtung geschieht also mit einer Rückströmung an der dem Umriihrer abgewandten Seite der Schmelze.
  • Figur 6 zeigt den Zusammenhang zwischen der Umrührkraft F und die Frequenz f. Vorzugsweise' arbeitet man im Bereich von 10 - 20 Hz und im allgemeinen im Bereich von 5 - 500 Hz ( cL in Figur 6). Bei Frequenzen unterhalb des Bereiches schlägt das Feld durch den Strang durch und verursacht nur einen statischen Druck. Bei Frequenzen oberhalb des Bereiches wird vor allem Wärme in der äußeren festen Schale erzeugt.
  • Anhand des offenbarten allgemeinen Erfindungsgedankens kann das vorstehend konkret beschribbene Verfahren in vielfacher Weise variiert werden.
  • L e e r s e i t e

Claims (7)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zum Umrühren in aus einer Kokille kommenden Gießsträngen beim Strangießen, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich oder oberhalb des Gießstranges auf einem Niveau, auf dem die Schmelze im Inneren des Gießstranges noch nicht erstarrt ist, ein gerader, induktiver Umrührer angeordnet wird, dessen Länge wesentlich kurzer ist als die Länge des nichterstarrten Schmelzenbereichs des Gießstranges und der eine-in Längsrichtung erfolgende Umrührung der nicht- erstarrten Schmelze im Strang bewirkt, wobei der Umrührer-mit einer solchen Leistung und mit einer solchen Frequenz gespeist wird, daß man eine Rührbewegung erhält, die sich ion Längsrichtung über mindestens die doppelte Länge des Umrührers erstreckt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umriihrer so nahe unterhalb der Kokille längs des Gießstranges angebracht wird, daß seine Rührwirkung sich nach oben bis in die Kokille hinein erstreckt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umrührer mit Netzfrequenz (50 - 60 Hz) gespeist wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, daurch gekennzeichnet, daß der Umrührer mit einer. Frequenz zwischen 10 und 20 Hz gespeist wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Anspräche, dadurch gekennzeichnet, daß die nichterstarrten Bereiche des Stranges außerdem durch einen Umrührer umgerührt werden, der eine Umrührrichtung quer zur Gießrichtung hat, wobei dieses Umrühren vorzugsweise im Bereich der Kokille erfolgt.
  6. 6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Umrührer zur induktiven Umriihrung der nichterstarrten Bereiche eines Gießstranges, wobei die Umrührrichtung parallel zur Gießrichtung liegt, sowie mit einer Kokille, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umrührer (3) am Gießstrang auf einem Niveau, auf dem die Schmelze im Innern des Gießstranges noch nicht erstarrt ist, angeordnet ist, daß der Umrührer eine Länge hat, die wesentlich kürzer ist als die Länge des nichterstarrten Schmelzenbereiches des aus der Kokille ausgetretenen Gießstranges und daß die vom magnetischen Fluß des Umrührers bewirkte Rührrichtung in vertikaler Richtung eine Ausdehnung hat, die mindestens doppelt so groß ist wie die Länge des Umrührers.
  7. 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich, und zwar vorzugsweise in der Gießkokille ein Umrührer zum Umriihren quer zum Gießstrang angeordnet ist.
DE19792910023 1978-03-21 1979-03-14 Verfahren und durchfuehrungsanordnung zum umruehren in aus einer kokille kommenden giesstraengen Withdrawn DE2910023A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
SE7803212A SE427091B (sv) 1978-03-21 1978-03-21 Forfaringssett for omrorning i gjutstreng vid strenggjutning

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DE19792910023 Withdrawn DE2910023A1 (de) 1978-03-21 1979-03-14 Verfahren und durchfuehrungsanordnung zum umruehren in aus einer kokille kommenden giesstraengen

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DE (1) DE2910023A1 (de)
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0045938A1 (de) * 1980-08-11 1982-02-17 Concast Holding Ag Verfahren und Vorrichtung zum Rühren eines Stranges mit rechteckigem Querschnitt in einer Stahlstranggiessanlage

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0045938A1 (de) * 1980-08-11 1982-02-17 Concast Holding Ag Verfahren und Vorrichtung zum Rühren eines Stranges mit rechteckigem Querschnitt in einer Stahlstranggiessanlage

Also Published As

Publication number Publication date
JPS54131530A (en) 1979-10-12
SE427091B (sv) 1983-03-07
SE7803212L (sv) 1979-09-22

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