DE3873698T2

DE3873698T2 - Verfahren und vorrichtung zur behandlung der nicht erstarrten bereiche eines giessstranges.

Info

Publication number: DE3873698T2
Application number: DE19883873698
Authority: DE
Inventors: Jan Erik Eriksson; Hiroshi Suzuki
Original assignee: Asea Brown Boveri AB
Current assignee: ABB AB
Priority date: 1987-11-02
Filing date: 1988-10-29
Publication date: 1993-03-25
Anticipated expiration: 2008-10-30
Also published as: JPH01150450A; EP0317789A1; SE8704259L; DE3873698D1; EP0317789B1; SE8704259D0; SE465306B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung der nichterstarrten Teile eines Gießstranges gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens. Ein Verfahren und eine Vorrichtung dieser Art sind bekannt aus der Druckschrift Patent Abstracts of Japan, Volume 10, No. 142, (M-481)(2199) 24.05.1986.
EP-A-0 040 383 beschreibt ein Rührverfahren der oben genannten Art. Bei diesen bekannten Verfahren durchläuft der Pfad des Gießstrahls in der Kokille ein statisches magnetisches Feld, welches von einem Dauermagneten oder von einem fließenden elektrischen Gleichstrom erzeugt wird. Wenn die einströmende metallische Schmelze dieses magnetische Feld passiert, wird die Geschwindigkeit des Gießstrahls herabgesetzt, und der Gießstrahl wird derart aufgeteilt, daß die Wirkung seines Aufschlagens auf den Rest der Schmelze in der Kokille zumindest geschwächt wird. Diese Druckschrift beschreibt auch eine Vorrichtung zur Ausführung des beschriebenen bekannten Verfahren.
Das oben genannte bekannte Verfahren wurde auch in der Weise verbessert, daß die magnetischen Pole, welche das magnetische Feld erzeugen, so dicht am Gießrohr oder an der Kokille plaziert wurden, daß diejenigen Teile der Schmelze, die an der Seite des eintretenden Gießstrahls liegen und daher nicht direkt von diesem beeinflußt werden, beeinflußt werden durch das Zusammenspiel zwischen dem magnetischen Feld, welches von den magnetischen Polen ausgeht, und dem Strom, der induziert wird, wenn der Gießstrahl verlangsamt wird (siehe EP-A- 0 092 126).
Es hat sich gezeigt, daß die Anlagekosten für eine Anlage für diese Verfahren zu einer Vergrößerung neigen wegen der speziellen Ausbildung, die für die Kokille zusammen mit den Spulen/Magneten erforderlich ist.
Die Druckschrift Patent Abstracts of Japan, Volume 10, No. 142, (M-481)(2199) 24.05.1986 beschreibt eine Stranggießanlage mit zwei Rührern, die an den schmalen Seiten der Bramme in dem unteren Teil der die Kokille tragenden Teile angeordnet sind. Diese Rührer sind auch relativ nahe an dem unteren Rand der Kokille positioniert. Jeder Rührer erzeugt ein magnetisches Wanderfeld, welches in Längsrichtung des Stranges, aber entgegengesetzt zu der Bewegung des Stranges selbst, wandert.
Wenn eine Gießmaschine für höhere Geschwindigkeiten (oberhalb 2,0 m/min) oder für dünnere Gießstränge verwendet wird, kann es bei der Benutzung dieser bekannten Verfahren schwierig sein, einen reineren Stahl zu erhalten. Dies liegt daran, daß nichtmetallischen Körpern, die den Gießstrahl begleiten, unter anderem von einer Düse, durch welche Argon- Blasen (Ar) strömen, tiefer in die Schmelze eindringen und daß größere Meniskusveränderungen und Fluktuationen auf der Schmelzenoberfläche in der Kokille auftreten, was sich nur schwer steuern läßt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung der oben genannten und anderer damit zusammenhängenden Probleme zu finden, ohne daß die Vorteile der bekannten Verfahren verloren gehen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zur Behandlung der nichterstarrten Teile eines Gießstranges gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welches erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.
Eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 ist durch die Merkmale des Anspruches 2 gekennzeichnet.
Das auf die Schmelze zur Einwirkung gebrachte magnetische Feld kann durch einen fließenden Gleichstrom oder niederfrequenten (weniger als 1 Hz) Wechselstrom erzeugt werden. Das Feld kann auch durch Dauermagnete erzeugt werden. Dieses Verfahren schafft die Möglichkeit zu einer Verbesserung der Bremsintensität im Verhältnis zu der Geometrie der zu der Gießvorrichtung gehörenden Bauteile. Die Anlagekosten für die Anlage werden vermindert, und die Kokille braucht nicht mit Rücksicht auf die Spulen und dergleichen abgeändert zu werden. Das Verfahren kann auch bei dünnen Brammen und für alle Arten von Stahllegierungen angewendet werden. Im Verhältnis zu dem, was bisher möglich war, kann eine sehr starke Bremsleistung erreicht werden. Die erfinderische Idee kann beim Brammengießen bei hoher Geschwindigkeit angewendet werden sowie auf das Gießen von Knüppeln.
Die Spulen (Magnete) liegen mit ihrem Zentrum zwischen 1,5 m und 4 m unter der Schmelzenoberfläche (Meniskus) in der Kokille, wodurch die effektivste Bremsung erreicht wird.
Es ist auch möglich, das Verfahren und die Vorrichtung im Zusammenhang mit dem Stranggießen von Barren anzuwenden, jedoch liegt das Schwergewicht der Erfindung bei dem Gießen von Brammen, das heißt von Rohlingen, die eine größere Breite als Dicke haben, zum Beispiel in der Größenordnung von 2,0·0,2 m im Querschnitt.
Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen
Fig. 1 Stranggießen ohne magnetische Bremsung,
Fig. 2 elektromagnetische Bremsung mit bekannten Verfahren,
Fig. 3 Bremsung gemäß der Erfindung.
Fig. 1 zeigt das Stranggießen von Brammen ohne magnetische Bremsung. Schmelze gelangt in eine bodenlose Kokille 2 über ein Abgießrohr 1 aus einem Behälter oder Ofen, der sich über der Kokille befindet. Die Bewegung der Gasblasen ist durch Pfeile 3 angedeutet. Wie erkennbar, dringt der Gießstahl bis tief unterhalb der Kokille in die nicht erstarrten Teile des Rohlings ein.
Fig. 2 zeigt das oben beschriebene bekannte Verfahren. Schmelze gelangt über ein Abgießrohr 4 in eine bodenlose Kokille 6. Die durch den Abgießstrahl aus dem Rohr 4 verursachte Bewegung in der Schmelze wird durch das magnetische Feld 5 verzögert und die Bewegung der Schmelze wird entsprechend den Pfeilen 7 zersplittert, wodurch man einen reineren Stahl erhält. Schlackenpartikel sammeln sich an der Schmelzenoberfläche, und die Gasblasen (Ar) werden daran gehindert, tiefer in die Schmelze einzudringen.
Fig. 3 zeigt das Verfahren gemäß der Erfindung. Schmelze tritt (eventuell mit höherer Geschwindigkeit) über das Abgießrohr oder die Düse 8 ein. Das Rohr (Düse) 8 wird auch von Ar-Blasen durchströmt. Das Abbremsen der Bewegung der Schmelze erfolgt unterhalb der Kokille 9, das heißt, 1,5 bis 4 m unter der Schmelzenoberfläche (Meniskus) 11 mittels magnetischer Felder 10, die von mit Gleichstrom oder niederfrequentem (weniger als 1 Hz) Wechselstrom gespeisten Spulen oder durch Dauermagnete erzeugt werden. Die Bewegung der Schmelze wird entsprechend den Pfeilen 12 zersplittert. Man erhält einen reineren Stahl als Endprodukt, bei dem es sich vorzugsweise um Brammen und eventuell Knüppel handelt.
Auch die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist in Fig. 3 gezeigt. Die Vorrichtung bewirkt eine Reduzierung nichtmetallischer Einschlüsse, beispielweise Pulver, möglicherweise von der Kokille, welche in die Schmelze eindringen. Die Erfindung bewirkt auch eine Optimierung der Bremsintensität bezogen auf die Geometrie der beteiligten Bauteile, wie zum Beispiel dem Eintrittswinkel von Düsen und der Position der Spulen (Magnete). Das Verfahren und die Vorrichtung können auch für Entfernungen unterhalb der Kokille verwendet werden, die sich von unmittelbar unterhalb der Kokille bis zu 5 Metern vom Meniskus 11 entfernt erstrecken.

Claims

1. Verfahren zur Behandlung der nichterstarrten Teile eines Gießstranges, der in einer Kokille (9) aus einem Gießstrahl aus flüssigem Material geformt wird, welcher direkt oder über ein Gießrohr (8) in die Kokille eintritt, mit einem magnetischen Feld, welches an dem Strang unterhalb der Kokille erzeugt wird und quer zur Längsrichtung der Kokille wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang mit einer Geschwindigkeit von mehr als zwei m/min gegossen wird und daß das magnetische Feld (10) - ein dauermagnetisches Feld, ein durch Gleichstrom erzeugtes magnetisches Feld oder ein durch Wechselstrom mit einer Frequenz unter ein 1 Hz erzeugtes magnetisches Feld - mit seinem Zentrum zwischen 1,4 und 4 m unter der Schmelzenoberfläche/Meniskus (11) in der Kokille (9) liegt, wobei das magnetische Feld die Bewegung der Schmelze bei ihrem Durchtritt durch das magnetische Feld reduziert.

2. Verfahren zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 mit einer bodenlosen Kokille (9) in einer Stranggießmaschine und einer Pfanne oder einem Behälter, von dem direkt oder über ein oder mehrere Gießrohre (8) in die Kokille abgezapft wird, mit Einrichtungen zur Erzeugung eines magnetischen Feldes (10), welches an dem Gießstrang unterhalb der Kokille angeordnet ist und quer zur Gießrichtung wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zum Gießen des Stranges mit einer Geschwindigkeit von mehr als zwei m/min vorgesehen sind, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines magnetischen Feldes (10) aus Dauermagneten, gleichstromgespeisten Spulen oder wechselstromgespeisten Spulen besteht, daß die Einrichtung zur Erzeugung des magnetischen Feldes (10) mit ihrem Zentrum in einer Entfernung zwischen 1,5 und 4 m unterhalb der Schmelzenoberfläche/Meniskus (11) in der Kokille liegt, wobei das genannte magnetische Feld die Bewegungen (12) der Schmelze zu reduzieren und aufzusplittern vermag.