DE60115364T2

DE60115364T2 - Herstellverfahren für stranggegossenes gussteil

Info

Publication number: DE60115364T2
Application number: DE60115364T
Authority: DE
Inventors: Hiromitu Chuo-ku SHIBATA; Yasuo Chuo-ku KISHIMOTO; Shuji Chuo-ku TAKEUCHI; Koji Chuo-ku YAMAGUCHI
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2000-03-09
Filing date: 2001-03-09
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2021-03-10
Also published as: EP1195211B1; WO2001066282A1; KR20020013862A; US20020157808A1; KR100618362B1; CN1366478A; BR0105029A; DE60115364D1; EP1195211A4; BR0105029B1; US6557623B2; CN1196548C; EP1195211A1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines stranggegossenen Gussteils mit einer geneigten Zusammensetzung, bei der die Konzentration eines bestimmten Lösungselements in der Oberflächenschicht des Gussteils höher ist als im Inneren desselben.
Stand der Technik
Bisher wurden verschiedene Verfahren zum Herstellen eines Gussteils, dessen Komponente zwischen dem Oberflächenschichtabschnitt und dem Inneren desselben unterschiedlich ist, durch Stranggießen vorgeschlagen.
Zum Beispiel offenbart die japanische Auslegeschrift Nr. 3-20295 ein Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Gussteils durch Einwirken mit Gleichstrom-Magnetflüssen auf das Gussteil in der gesamten Länge desselben in einer Richtung senkrecht zu einer Gießrichtung von einer Position, die sich unter dem Pegel des geschmolzenen Metalls in einer Stranggussform befindet und mit einem vorgegebenen Abstand davon beabstandet ist; und Zuführen unterschiedlichen Metalls zu der oberen Seite und der unteren Seite einer statischen Magnetfeldzone, die durch die Gleichstrom-Magnetflüsse gebildet wird und als Grenze wirkt.
Des Weiteren offenbart die japanische Offenlegungsschrift Nr. 7-51801 ein Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Stahlblechs durch Gießen von geschmolzenem Stahl in eine Stranggussform zusammen mit einem Gas in eine vertikale Richtung, wobei die Aufwärtsfließgeschwindigkeit des geschmolzenen Stahls reduziert wird, indem mit Gleichstrom-Magnetflüssen auf den geschmolzenen Stahl in der Form in der gesamten Länge derselben von einer Position über einer Gießposition geschmolzenen Stahls eingewirkt wird; Hinzufügen eines Elements, das sich von den Komponenten des geschmolzenen Stahls unterscheidet, zu dem geschmolzenen Stahl, der sich über der Position befindet, von der mit dem Gleichstrom-Magnetfeld eingewirkt wird; Veranlassen des geschmolzenen Stahls, der sich an dem oberen Abschnitt befindet, geschmolzenen Stahl durch das Rühren, das durch das Schweben des eingeströmten Gases verursacht wird, zu legieren; und Bilden einer Oberflächenschicht, die aus dem legierten Stahl besteht, auf der Oberfläche des Stahls.
Darüber hinaus offenbart die japanische Offenlegungsschrift Nr. 8-257692 ein Verfahren zum Herstellen eines Gussteils mit einer einheitlichen Konzentration von Legierungselement in der Oberflächenschicht desselben durch Gießen geschmolzenen Stahls mit einer vorgegebenen Zusammensetzung, während eine Bremszone gebildet wird, indem mit einem Gleichstrom-Magnetfeld auf eine Form in der gesamten Breite derselben von einer Position in einem vorgegebenen Abstand unter einem Meniskus eingewirkt wird, wobei eine Tauchdüse, die die Ausstoßlöcher einer Düse über und unter der Bremszone aufweist, verwendet wird; und des Weiteren kontinuierliches Zuführen von Legierungselementen unter Verwendung von Drähten zu einem Bad aus geschmolzenem Stahl über der Bremszone und Rühren des Legierungselements durch den Fluss des gegossenen geschmolzenen Stahls.
Da jedoch das in der japanischen Auslegeschrift Nr. 3-20295 offenbarte Verfahren einen sehr komplizierten Prozess zum getrennten Feinen des geschmolzenen Stahls, der in der Oberflächenschicht des Gussteils verwendet wird, und des geschmolzenen Stahls, der in dem Inneren desselben verwendet wird, umfasst, neigt das Verfahren dazu, Störungen bei der Produktion zu verursachen. Darüber hinaus ist es schwierig, das Gussteil in dem Verfahren stabil herzustellen, da es erforderlich ist, sehr schwierige Steuerung durchzuführen, um geschmolzenen Stahl aus jeweiligen Gießwannen in Mengen, die den Verfestigungsgeschwindigkeiten desselben entsprechen, über und unter der Magnetfeldzone unabhängig zuzuführen. Als Folge gibt es ein Problem, dass der Ausstoß eines Produkts abnimmt.
Bis zu diesem Punkt ist eine solche strenge Steuerung, wie sie oben beschrieben wird, für das Herstellverfahren, das in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 7-51801 offenbart wird, nicht erforderlich. Dies kommt daher, dass geschmolzener Stahl, der aus einer Gießwanne zugeführt wird, von einer Art ist und der geschmolzene Stahl so zugeführt wird, dass das geschmolzene Metall in der Form auf einem vorgegebenen Pegel unmittelbar unter der Magnetfeldzone gehalten wird. Entsprechend fließt die Stahlmenge, die für eine über der Magnetfeldzone zu verfestigende Menge geschmolzenen Stahls nicht ausreicht, natürlich aus dem unteren Abschnitt der Magnetfeldzone und somit ist die oben beschriebene strenge Steuerung nicht erforderlich.
In diesem Fall fließt jedoch der geschmolzene Stahl durch den Einfluss des Gleichstrom-Magnetfelds langsam aus dem unteren Abschnitt der Magnetfeldzone zu der oberen Zone derselben. Als Folge entsteht ein Problem, dass ein extremer Konzentrationsunterschied zwischen einem Abschnitt, dem ein Lösungselement hinzugefügt wird, und einem Abschnitt, der von dem vorgenannten Abschnitt entfernt ist, nicht allein durch die Rührwirkung von Blasen beseitigt werden kann.
Des Weiteren wird bei dem in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 8-257692 offenbarten Herstellverfahren derselbe geschmolzene Stahl zu einem oberen und einem unteren Bad aus der Einzeldüse mit den Ausstoßlöchern über und unter der Magnetfeldzone zugeführt. Somit erfordert das Verfahren keinen komplizierten Prozess zum getrennten Vorbereiten von zwei Arten geschmolzenen Stahls.
Bei dem Verfahren wird jedoch das Verhältnis der Mengen geschmolzenen Stahls, die zu dem oberen Bad und dem unteren Bad zuzuführen sind, durch Regulieren des Verhältnisses der Innendurchmesser des oberen und des unteren Ausstoßlochs gesteuert. Entsprechend wird, selbst wenn das Verhältnis des geschmolzenen Stahls, der zu dem unteren Bad zugeführt wird, nur geringfügig verändert wird, die Grenze des oberen und des unteren geschmolzenen Stahls mit einer unterschiedlichen Zusammensetzung gegenüber der Magnetfeldzone versetzt. Somit ist das Verfahren nachteilig, da die Legierungskomponente in dem oberen Bad zu dem unteren Bad abfließt und der Ausstoß eines Produkts in großem Maße sinkt.
Dagegen nimmt das Verhältnis der Fließmenge geschmolzenen Stahls zu dem oberen Bad ab oder eine Gießgeschwindigkeit muss auf Grund von Problemen reduziert werden, und Gleiches gilt für den Betrieb, bei dem geschmolzener Stahl, der eine geringere Menge an Legierungskomponente enthält, aus dem unteren Bad in das obere Bad einfließt. Zu diesem Zeitpunkt entsteht, da der geschmolzene Stahl, der von dem unteren Abschnitt zu dem oberen Abschnitt fließt, entlang den beiden Enden der Form in einer Breitenrichtung auf Grund des Einflusses des Stroms des geschmolzenen Stahls aus dem unteren Ausstoßloch ansteigt, ein Problem, dass die Legierungskomponente an beiden Enden eines Gussteils abnimmt und somit nimmt auch der Ausstoß eines Produkts in großem Maße ab.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die die vorgenannten Probleme auf vorteilhafte Weise löst, besteht darin, ein vorteilhaftes Verfahren zum Herstellen eines stranggegossenen Gussteils vorzuschlagen, das nicht nur ein einfaches Steuern der Zufuhr von geschmolzenem Stahl zu dem oberen und dem unteren Bad ermöglicht, sondern auch die Konzentration eines Lösungselementes in der Oberflächenschicht des Gussteils einfach und in angemessener Weise regulieren kann.
Offenbarung der Erfindung
Das heißt, der Kern und die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung lautet wie nachfolgend gezeigt.

1. Verfahren zum Herstellen eines stranggegossenen Gussteils durch Stranggießen von geschmolzenem Stahl, indem mit einer Gleichstrom-Magnetfeldzone auf das gegossene Teil über die gesamte Breite desselben in einer Richtung quer zur Dicke desselben an einer Position in einem vorgegebenen Abstand unter dem Pegel des geschmolzenen Metalls zur Gießrichtung in einer Stranggussform eingewirkt wird, und der geschmolzene Stahl unter Verwendung einer Tauchdüse in ein Bad aus geschmolzenem Stahl in oder über der Gleichstrom-Magnetfeldzone gegossen wird, wobei das Verfahren die Schritte des Versehens der Tauchdüse mit Ausstoßlöchern in wenigstens zwei Stufen, d. h. einer oberen und einer unteren, des Anordnens von einem oder mehreren unterer Ausstoßlöchern, so dass es die folgende Formel (1) erfüllt; des Einstellens der Zuführgeschwindigkeit Q' des geschmolzenen Stahls, der über obere Ausstoßlöcher zugeführt wird, niedriger als die Geschwindigkeit Q, die durch Verfestigung in dem Bad aus geschmolzenem Stahl über der Mitte der Höhe der Gleichstrom-Magnetfeldzone verbraucht wird; und des Hinzufügens eines bestimmten Lösungselementes zu dem geschmolzenen Stahl in oder über der Gleichstrom-Magnetfeldzone umfasst, um so die Konzentration des Lösungselementes in dem Oberflächenschichtabschnitt des gegossenen Teils zu regulieren, indem die Konzentration des Lösungselementes gegenüber dem geschmolzenen Stahl im oberen Bad erhöht wird. 0 < h < (1/2)·w·tan θ (1)wobei

θ:

Abwärtswinkel eines unteren bzw. unterer Ausstoßlöcher (°);

w:

Länge der Form in Breitenrichtung (m); und

h:

Abstand vom Mittelpunkt des unteren Ausstoßlochs zur Mitte der Höhe des Magnetpols (m).
2. Verfahren zum Herstellen eines stranggegossenen Gussteils nach Anspruch 1, wobei eine Tauchdüse, die so ausgeführt ist, dass die oberen Ausstoßlöcher die folgende Formel (2) erfüllen, verwendet wird. h' > (1/2)·w·tan θ' (2)wobei

θ':

Abwärtswinkel oberer Ausstoßlöcher (°);

w:

Länge der Form in Breitenrichtung (m); und

h':

Abstand vom Mittelpunkt des oberen Ausstoßlochs zur Mitte der Höhe des Magnetpols (m).
3. Verfahren zum Herstellen eines stranggegossenen Gussteils nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Tauchdüse, die so ausgeführt ist, dass die oberen Ausstoßlöcher und das untere Ausstoßloch bzw. die unteren Ausstoßlöcher die folgenden Formeln (3) und (4) erfüllen, verwendet wird. 0 < h ≤ 1,5 V·sin θ (3) d ≤ 0,5 (4)wobei

h:

Abstand vom Mittelpunkt des unteren Ausstoßlochs zur Mitte der Höhe des Magnetpols (m);

V:

durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit des Stroms, der über das untere Ausstoßloch bzw. die unteren Ausstoßlöcher ausgestoßen wird (m/s);

θ:

Abwärtswinkel eines unteren Ausstoßlochs bzw. unterer Ausstoßlöcher (°); und

d:

Abstand vom Mittelpunkt des oberen Ausstoßlochs zum Mittelpunkt des unteren Ausstoßlochs (m).
4. Verfahren zum Herstellen eines stranggegossenen Gussteils nach Anspruch 1,2 oder 3, wobei eine Tauchdüse, die so ausgeführt ist, dass die Zuführgeschwindigkeit des geschmolzenen Stahls, der über die oberen Ausstoßlöcher zugeführt wird, die folgenden Formeln (5) erfüllt, verwendet wird. 0,3·Q ≤ Q' ≤ 0,9·Q (5)wobei

Q':

Zuführgeschwindigkeit von geschmolzenem Stahl, der über obere Ausstoßlöcher zugeführt wird (t/min);

Q:

Verbrauchsgeschwindigkeit von geschmolzenem Stahl, der sich in dem Bad aus geschmolzenem Stahl über der Mitte der Höhe des Magnetpols verfestigt (t/min).

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für eine Art des Gießens von geschmolzenem Stahl nach der vorliegenden Erfindung zeigt (wenn ein unteres Ausstoßloch als ein Einzelloch angeordnet ist, das senkrecht nach unten zeigt).
2 ist eine Ansicht, die einen Induktionsstrom erläutert, der um den Strom von geschmolzenem Stahl aus einer Düse herum erzeugt wird.
3 ist eine Ansicht, die elektromagnetische Kraft erläutert, die nach der vorliegenden Erfindung um den Strom des geschmolzenen Stahls aus der Düse herum erzeugt wird.
4 ist ein Diagramm, das die Verteilung von geschmolzenem Stahl zeigt, der nach der vorliegenden Erfindung von dem unteren Bad einer Magnetfeldzone zu dem oberen Bad derselben strömt.
5 ist eine Ansicht, die die Verteilung der Konzentration eines Lösungselements in einer Form nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist eine Ansicht, die die Verteilung eines Lösungselements im Querschnitt, der sich senkrecht zu einer Gießrichtung befindet, von einem gegossenen Teil nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für eine Art des Gießens von geschmolzenem Stahl nach einem Vergleichsbeispiel zeigt (wenn eine Flussmenge geschmolzenen Stahls aus oberen Ausstoßlöchern abnimmt).
8 ist ein Diagramm, das die Verteilung von geschmolzenem Stahl zeigt, der nach dem Vergleichsbeispiel von dem unteren Bad einer Magnetfeldzone zu dem oberen Bad derselben strömt.
9 ist eine Ansicht, die die Verteilung der Konzentration eines Lösungselements in einer Form nach dem Vergleichsbeispiel zeigt.
10 ist eine Ansicht, die die Verteilung der Konzentration eines Lösungselements im Querschnitt, der senkrecht zu einer Gießrichtung ist, von einem Gussteil nach dem Vergleichsbeispiel zeigt.
11 ist ein Diagramm, das das Verhältnis der Ni-Konzentration in der Oberflächenschicht eines Gussteils gegenüber der Ni-Konzentration in der inneren Schicht desselben zeigt, wenn der Betrieb durch Ändern von Q'/Q nach der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
12 ist ein Diagramm, das die Dispersion der Ni-Konzentration in der Oberflächenschicht des Gussteils zeigt, wenn der Betrieb durch Ändern von Q'/Q nach der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
13 ist eine schematische Ansicht, die ein anderes Beispiel für die Art des Gießens von geschmolzenem Stahl nach der vorliegenden Erfindung zeigt (wenn ein unteres Ausstoßloch als eine Zwei-Loch-Ausführung angeordnet wird).
14 ist ein Diagramm, das den Vergleich der Verhältnisse des Auftretens eines Ni-Konzentrationsmangels in der Oberflächenschicht eines Gussteils nach dem Beispiel der vorliegenden Erfindung und dem Vergleichsbeispiel zeigt.
15 ist ein Diagramm, das den Vergleich der Verhältnisse des Auftretens eines inneren Mangels eines Gussteils nach dem Beispiel der vorliegenden Erfindung und dem Vergleichsbeispiel zeigt.
16 ist ein Diagramm, das den Vergleich der Dispersionen von Ni-Konzentration in der Oberflächenschicht eines Gussteils nach dem Beispiel der vorliegenden Erfindung und dem Vergleichsbeispiel zeigt.

1: Form
2: Tauchdüse
3: Magnetpol
4: Mitte der Höhe des Magnetpols
5: unteres Ausstoßloch der Tauchdüse
6: oberes Ausstoßloch der Tauchdüse
7: Strom aus dem unteren Ausstoßloch
8: Strom aus dem oberen Ausstoßloch
9: Rückfluss aus dem unteren Bad der Gleichstrom-Magnetfeldzone zu dem oberen
: Bad derselben
10: Lösungselement (Draht)
11: Position, in der Lösungselement hinzugefügt wird
12: verfestigter Mantel
13: Induktionsstrom
14: Gleichstrom-Magnetfeld (Richtung des Magnetfelds)
15: elektromagnetische Kraft
16: Stromabschnitt
17: Bereich in der Form, in dem Kondensation von Lösungselement auftritt
18: Bereich, in dem der Grad an Kondensation von Lösungselement niedrig ist
19: Bereich, in dem keine Kondensation von Lösungselement in der Form auftritt
20: Oberflächenschicht des Gussteils (Abschnitt, in dem Kondensation von Lösungs
: element auftritt)
21: Lösungselement-Konzentrationsübergangsschicht des Gussteils (Abschnitt, in
: dem der Grad an Kondensation von Lösungselement niedrig ist)
22: innere Schicht des Gussteils (es tritt keine Kondensation von Lösungselement auf)

Beste Form der Ausführung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend spezifisch nach den Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Art des Gießens von geschmolzenem Stahl nach der vorliegenden Erfindung. In dem Beispiel wird eine Düse mit einem einzigen unteren Ausstoßloch und zwei oberen Ausstoßlöchern als Tauchdüse eingesetzt. Geschmolzener Stahl, der aus dem unteren Ausstoßloch zugeführt wird, fließt in eine ungefähr senkrechte Richtung.
In der Figur bezeichnet die Ziffer 1 eine Form, die Ziffer 2 bezeichnet eine Tauchdüse und die Ziffer 3 bezeichnet einen Magnetpol. Mit einer Gleichstrom-Magnetzone kann auf eine gegossene Bramme in der gesamten Breite derselben in ihrer Dickenrichtung durch den Magnetpol (3) eingewirkt werden.
Ziffer 4 bezeichnet die Mitte der Höhe des Magnetpols. Des Weiteren bezeichnet Ziffer 5 das untere Ausstoßloch der Tauchdüse (2), die Ziffern 6a bzw. 6b bezeichnen die oberen Ausstoßlöcher der Tauchdüse (2), Ziffer 7 bezeichnet einen Strom aus dem unteren Ausstoßloch (5), die Ziffern 8a und 8b bezeichnen Ströme aus den oberen Ausstoßlöchern (6a und 6b), die Ziffern 8a und 8b bezeichnen die Ströme aus den oberen Ausstoßlöchern (6a und 6b) und Ziffer 9 bezeichnet einen Rückfluss vom unteren Bad der Gleichstrom-Magnetfeldzone zum oberen Bad derselben. Ziffer 10 bezeichnet ein Lösungselement (Drähte), Ziffer 11 bezeichnet Positionen, in denen das Lösungselement (10) hinzugefügt wird, und Ziffer 12 bezeichnet einen verfestigten Mantel.
Es ist zu beachten, dass in der Figur „w" die Breite der Form bezeichnet, „θ" bzw. „θ''' die Winkel des unteren und des oberen Ausstoßlochs (5 und 6) der Tauchdüse (2) bezeichnen (Abwärtswinkel, wenn eine horizontale Richtung mit 0 bezeichnet wird), „h" den Abstand vom Mittelpunkt des unteren Ausstoßlochs zur Mitte der Höhe des Magnetpols bezeichnet, „h''' den Abstand vom Mittelpunkt der oberen Ausstoßlöcher zur Mitte der Höhe des Magnetpols bezeichnet, „d" den Abstand vom Mittelpunkt der oberen Ausstoßlöcher zum Mittelpunkt des unteren Ausstoßlochs bezeichnet und „A" den Abstand vom Pegel des geschmolzenen Metalls in der Form zur Mitte der Höhe des Magnetpols bezeichnet.
Bei der in 1 gezeigten Anordnung fließt der Strom (7) geschmolzenen Stahls, der aus dem unteren Ausstoßloch (5) der Tauchdüse (2) zugeführt wird, ein Mal in das untere Bad der Magnetfeldzone. Jedoch die Menge, die der unzureichenden Menge des geschmolzenen Stahls in dem oberen Bad entspricht, des geschmolzenen Stahls, der ein Mal in das untere Bad hineingeflossen ist, fließt natürlich zurück in das obere Bad hinein. Dies kommt daher, weil die Zuführgeschwindigkeit Q' des geschmolzenen Stahls, der aus den oberen Ausstoßlöchern (6) zu dem oberen Bad zugeführt wird, kleiner ist als die Verbrauchsgeschwindigkeit Q des geschmolzenen Stahls, der in dem oberen Bad verfestigt und verbraucht wird.
Entsprechend entsteht bei der vorliegenden Erfindung kein Problem in Bezug auf die Steuerung der Zuführgeschwindigkeit von geschmolzenem Stahl ähnlich dem Verfahren, das in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 7-51801 beschrieben wird.
Des Weiteren wird bei der vorliegenden Erfindung, da der Strom (7) des geschmolzenen Stahls, der aus dem unteren Ausstoßloch (5) der Tauchdüse (2) über die Gleichstrom-Magnetfeldzone wandert, ein Induktionsstrom-Elektrostrom (13), wie in 2 gezeigt, um den Strom (7) herum erzeugt. Als Folge wird die elektromagnetische Kraft (15), wie in 3 gezeigt, durch die Wechselwirkung zwischen dem Induktionsstrom (13) und einem Gleichstrom-Magnetfeld (14) erzeugt. Wie oben beschrieben, wird Kraft mit einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung des Stroms (7), d. h. sogenannte elektromagnetische Bremskraft, in einem Stromabschnitt (16) erzeugt. Da jedoch der Induktionsstrom (13) unvermeidbarerweise außerdem an den beiden Seiten des Stromabschnitts (16) erzeugt wird, wird ähnliche Kraft an den beiden Seiten erzeugt, so dass ein Rückfluss zur Erzeugung an den beiden Seiten des Stromabschnitts (16) neigt.
Als Folge tritt der Fluss des geschmolzenen Stahls vom unteren Bad der Magnetfeldzone zum oberen Bad derselben lediglich in den Abschnitten an den beiden Seiten des Stromabschnitts (16) auf, wie in 4 gezeigt.
Wie oben beschrieben, tritt der Fluss des geschmolzenen Stahls vom unteren Bad zum oberen Bad in dem bestimmten Bereich, der auf die beiden Seiten des Stromabschnitts (16) aus dem unteren Ausstoßloch (5) beschränkt ist, auf und sammelt sich an den beiden Seiten der Düse. Da jedoch die oberen Ausstoßlöcher (6) dort bestehen, wird der geschmolzene Stahl, der aus dem unteren Bad geflossen ist, in die Ströme (8) aus den oberen Ausstoßlöchern (6) hineingezogen und wird einheitlich mit additiver Legierung vermischt, während er zusammen mit dem geschmolzenen Stahl, der aus den oberen Ausstoßlöchern (6) zugeführt wird, zwangsweise in die Richtungen der beiden Enden der Form fließt.
Entsprechend wird die Konzentration des Lösungselements nach der vorliegenden Erfindung in der Form verteilt, wie in 5 gezeigt, und eine resultierende Guss-Bramme wird angeordnet wie in 6 gezeigt.
In 5 bezeichnet Ziffer 17 einen Bereich in der Form, in dem die Kondensation des Lösungselements auftritt, Ziffer 18 bezeichnet einen Bereich, in dem ein Grad an Kondensation des Lösungselements niedrig ist, und Ziffer 19 bezeichnet einen Bereich, in dem keine Kondensation des Lösungselements auftritt. Des Weiteren bezeichnet in 6 Ziffer 20 von der Oberflächenschicht des gegossenen Teils einen Abschnitt, in dem die Kondensation des Lösungselements auftritt, Ziffer 21 bezeichnet von der Guss-Bramme eine Lösungselement-Konzentrationsübergangsschicht, in der ein Grad an Kondensation des Lösungselements niedrig ist, und Ziffer 22 bezeichnet von der Guss-Bramme eine innere Schicht, in der keine Kondensation des Lösungselements auftritt.
Wie oben beschrieben, ist bei der vorliegenden Erfindung der Abschnitt, in dem der geschmolzene Stahl aus dem unteren Bad zu dem oberen Bad fließt, auf den bestimmten Bereich, das heißt beide Seiten des Stromabschnitts, beschränkt und der geschmolzene Stahl, der geflossen ist, schließt sich dem Strom aus den oberen Ausstoßlöchern in der Umgebung der Düse an. Somit wird selbst dann, wenn sich die nichtmetallischen Einschlüsse in dem geschmolzenen Stahl auf den oberen Ausstoßlöchern ablagern und die Geschwindigkeit der Flussmenge aus den oberen Ausstoßlöchern abnimmt, der Bereich, in dem die Konzentration des Gelösten niedrig ist, nicht allein durch eine Erhöhung der Flussmenge des geschmolzenen Stahls aus dem unteren Bad geändert. Somit ändert sich die Verteilung der Konzentration des Lösungselements im oberen Bad nicht.
Dagegen wird selbst dann, wenn die Geschwindigkeit der Flussmenge aus dem/den oberen Ausstoßloch/-löchern abnimmt, die Verteilung der Konzentration des Lösungselements im oberen Bad ebenfalls nicht geändert, wenn lediglich die Flussmenge des selben reduziert wird. Das kommt daher, weil der geschmolzene Stahl besteht, der von Beginn an aus dem unteren Abschnitt fließt.
Des Weiteren wird bei der vorliegenden Erfindung, da der geschmolzene Stahl, der zu dem unteren Bad zugeführt wird, von oberhalb der Magnetfeldzone zugeführt wird, die Geschwindigkeit desselben reduziert, wenn er die Magnetfeldzone durchströmt, wobei das Mitführen nichtmetallischer Einschlüsse in eine untere Richtung, was eine Ursache für einen inneren Mangel ist, reduziert wird und die innere Qualität verbessert wird.
Zum Vergleich wurde der Fluss von geschmolzenem Stahl in einem Fall untersucht, in dem der geschmolzene Stahl durch die Ausstoßlöcher hindurch, die in dem oberen und dem unteren Bad einer Magnetfeldzone angeordnet waren, von einer Tauchdüse zugeführt wurde wie bei dem Verfahren, das in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 8-257692 beschrieben wird, und bei der das Zuführverhältnis von geschmolzenem Stahl zum unteren Bad erhöht wurde. 7 zeigt das Ergebnis der Untersuchung.
Wie in der Figur gezeigt wird, ist die Position des Flusses aus einem unteren Abschnitt durch den Einfluss der starken Ströme (7') aus unteren Ausstoßlöchern (5') bei dem Verfahren auf die beiden Enden einer Form konzentriert (siehe 8). Somit treten bei der Verteilung der Konzentration des Lösungselements in der Form Bereiche, in denen ein Grad an Konzentration des Lösungselements niedrig ist, an den beiden Enden der Form auf, wie in 9 gezeigt. Als Folge werden Oberflächenschichtabschnitte, in denen die Konzentration von Legierung niedrig ist, an den kurzseitigen Oberflächenschichtabschnitten einer Guss-Bramme erzeugt, wie in 10 gezeigt. Dagegen fließt, wenn ein Zuführverhältnis von geschmolzenem Stahl zu einem oberen Abschnitt steigt, das Gelöste im oberen Bad zum unteren Bad und die Konzentration des Gelösten wird in einer Oberflächenschicht gesenkt.
Des Weiteren kann das vorgenannte Problem gelöst werden, wenn die Flussmengen aus den Ausstoßlöchern im oberen Abschnitt und im unteren Abschnitt genau gesteuert werden, um das Problem zu vermeiden. Es ist jedoch eigentlich sehr schwierig, die Flussmengen aus der Düse genau zu steuern.
Das kommt daher, weil die Flussmenge aus der Düse auf Grund von Verstopfung der Düse, einem unausgeglichenen Fluss in der Form und Ähnlichem zu einem gewissen Grad schwankt.
Daher ist es im Wesentlichen sehr schwierig, die Konzentration des Gelösten in der Oberflächenschicht durch das Verfahren des Vergleichsbeispiels zu steuern.
Wie oben beschrieben, ist es bei der vorliegenden Erfindung notwendig, das/die untere(n) Ausstoßloch/-löcher in geeigneter Weise zu installieren, um zu ermöglichen, dass ein Rückfluss um den Strom des geschmolzenen Stahls herum, der zu dem unteren Bad zugeführt wird, einfach erzeugt werden kann. Als Folge verschiedener Untersuchungen zu diesem Punkt wurde festgestellt, dass die folgende Beziehung in Bezug auf die Positionen der oberen und unteren Ausstoßlöcher, Ausstoßwinkel und die Position, auf die mit einem Magnetfeld eingewirkt wird, erfüllt werden muss.
Zunächst ist es in Bezug auf das/die untere(n) Ausstoßloch/-löcher erforderlich, die folgende Formel (1) zu erfüllen, und es ist zu bevorzugen, die Beziehung der folgenden Formel (3) zu erfüllen. 0 < h < (1/2)·w·tan θ (1) 0 < h ≤ 1,5 V·sin θ (3)wobei

θ:: Abwärtswinkel eines unteren bzw. unterer Ausstoßlöcher (°);
w:: Länge der Form in Breitenrichtung (m);
h:: Abstand vom Mittelpunkt des unteren Ausstoßlochs zur Mitte der Höhe des Magnetpols (m); und
V:: durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit des Stroms, der über das untere Ausstoßloch bzw. die unteren Ausstoßlöcher ausgestoßen wird (m/s).

Hier besteht ein Grund, warum die Formel (1) notwendig ist, darin, dass, wenn diese Bedingung nicht erfüllt wird, ein Strom auf die Wandflächen an beiden Enden auftrifft, bevor er ausreichend durch die Magnetfeldzone hindurchströmt, und ein Rückfluss aus dem unteren Bad nicht ausreichend erzeugt werden kann.
Des Weiteren besteht ein Grund, warum die Formel (3) zu bevorzugen ist, darin, dass, da ein Strom hauptsächlich in umgekehrter Proportion zu dem Abstand zu einem Ausstoßloch gedämpft wird, wenn das untere Ausstoßloch weit von dem Magnetpol entfernt ist, der Strom diffundiert, bevor er die Magnetfeldzone durchströmt. Des Weiteren wird, wenn das Ausstoßloch unter der Mitte des Magnetpols installiert wird, der Rückfluss, der erzeugt wurde, durch ein Magnetfeld über der Mitte des Magnetfelds gedämpft. Somit kann ein Rückfluss ebenfalls nicht ausreichend erzeugt werden.
Hier wird V ermittelt, indem die Menge an geschmolzenem Stahl (m³/s), die aus dem/den untere(n) Ausstoßloch/-löchern fließt, durch die Querschnittsfläche der unteren Ausstoßgeschwindigkeit geteilt wird.
Es ist zu beachten, dass die Form des Ausstoßlochs so konstruiert sein muss, dass der Strom nicht mit den sich verfestigenden Oberflächen der langen Seiten im oberen Bad in Kontakt gerät.
Dagegen ist, da verhindert werden muss, dass der Fluss geschmolzenen Stahls aus den oberen Ausstoßlöchern zu dem unteren Bad fließt, zu bevorzugen, dass die folgende Formel (2) erfüllt wird. Des Weiteren ist zu bevorzugen, dass die folgende Formel (4) erfüllt wird, um den geschmolzenen Stahl, der aus dem unteren Bad fließt, zu veranlassen, ausreichend in den Fluss geschmolzenen Stahls aus den oberen Ausstoßlöchern hineingezogen zu werden, so dass der geschmolzene Stahl aus dem unteren Bad nicht die sich verfestigenden Oberflächen im oberen Bad erreicht. h' > (1/2)·w·tan θ' (2) d ≤ 0,5 (4)wobei

θ':: Abwärtswinkel oberer Ausstoßlöcher (°);
w:: Länge der Form in Breitenrichtung (m);
h':: Abstand vom Mittelpunkt der oberen Ausstoßlöcher zur Mitte der Höhe des Magnetpols (m);
d:: Abstand vom Mittelpunkt des oberen Ausstoßlochs zum Mittelpunkt des unteren Ausstoßlochs (m).

Des Weiteren muss die Zuführgeschwindigkeit des geschmolzenen Stahls aus den oberen Ausstoßlöchern kleiner eingestellt werden als die Geschwindigkeit, mit der der geschmolzene Stahl durch Verfestigung im oberen Bad verbraucht wird, wobei die Schwankung des Verhältnisses der geschmolzenen Stähle, die aus dem oberen Ausstoßloch und dem unteren Ausstoßloch zugeführt werden, zu berücksichtigen ist. Wenn jedoch die Zuführgeschwindigkeit des geschmolzenen Stahls aus den oberen Ausstoßlöchern weniger als das 0,3-fache der Verbrauchsgeschwindigkeit des geschmolzenen Stahls im oberen Bad beträgt, gibt es einen Fall, bei dem eine Geschwindigkeit des Stroms, die ausreicht, um den aus dem unteren Bad zugeführten geschmolzenen Stahl und das hinzugefügte Lösungselement hineinzuziehen und sie zusammenzumischen, selbst unter den Bedingungen, unter denen die vorgenannte Formel (4) erfüllt wird, nicht erreicht werden kann.
Entsprechend ist zu bevorzugen, dass die Beziehung der folgenden Formel (5) in Bezug auf die Zuführgeschwindigkeit Q'(t/min) des aus den oberen Ausstoßlöchern zuzuführenden geschmolzenen Stahls und die Verbrauchsgeschwindigkeit Q(t/min) des geschmolzenen Stahls, der im oberen Bad aus geschmolzenem Stahl verfestigt wird, erfüllt wird. 0,3·Q ≤ Q' ≤ 0,9·Q (5)
11 zeigt Q'/Q und das Verhältnis der Oberflächenschicht Ni zu der inneren Oberfläche Ni. Dies ist ein Beispiel, bei dem das Verhältnis der Oberflächenschicht Ni zu der inneren Oberfläche Ni auf 10 gesteuert wird. Eigentlich nimmt jedoch, wenn Q/Q = 0,9 überschritten wird, das Verhältnis der Oberflächenschicht Ni zu der inneren Oberfläche Ni ab. Dies kommt daher, weil, wenn Q'/Q 0,9 überschreitet, ein Fluss von einer oberen Badschicht zu einer unteren Badschicht verursacht wird, weil das Zuführverhältnis des geschmolzenen Stahls aus dem oberen und dem unteren Ausstoßloch, wie oben beschrieben, schwankt.
12 zeigt Q'/Q und das Verhältnis von Maximum-Ni zu Minimum-Ni, das anhand von Proben bestimmt wird, die aus einer Vielzahl von Positionen auf einem Oberflächenschichtabschnitt genommen wurden. Das Verhältnis, das so nahe wie möglich an 1 liegt, zeigt, dass die Konzentration des Gelösten in der Oberflächenschicht weniger dispergiert. Es wurde jedoch festgestellt, dass, wenn Q'/Q 0,9 überschreitet oder wenn Q'/Q geringer als 0,3 ist, die Dispersion in großem Maße zunimmt.
Ein Grund, warum eine Konzentrationsdifferenz entsteht, wenn Q'/Q 0,9 überschreitet, besteht darin, dass auf Grund des Flusses des geschmolzenen Stahls aus der oberen Badschicht zu der unteren Badschicht ein lokaler Fluss verursacht wird.
Des Weiteren kommt dies daher, dass, wenn Q'/Q geringer als 0,3 ist, eine Geschwindigkeit des Stroms, die ausreicht, um den geschmolzenen Stahl in der oberen Badschicht zu zirkulieren und zu vermischen, nicht erreicht werden kann.
Dann wurde festgestellt, dass, wenn der Betrieb unter den Bedingungen insbesondere zum Erfüllen der vorgenannten Formeln (1) bis (5) durchgeführt wird, eine einheitliche Guss-Bramme mit einem hohen Ausstoß hergestellt werden kann, ohne die Konzentration des Lösungselements in der Oberflächenschicht derselben zu senken.
Es ist zu beachten, dass zwar die Beschreibung nur mit Bezug auf die Figur erfolgte, bei der das untere Einzelausstoßloch, das bei dem vorgenannten Beispiel bei 90° nach unten zeigt, eingesetzt wird, aber das wichtige Anliegen bei der vorliegenden Erfindung darin besteht, örtlich einen Flussabschnitt zu erzeugen, bei dem der geschmolzene Stahl vom unteren Bad zum oberen Bad fließt. Entsprechend ist es selbst in einem Fall von zwei unteren Ausstoßlöchern, wie sie beim gewöhnlichen Stranggießen verwendet werden, möglich, einen gewünschten örtlichen Flussabschnitt zu erzeugen, wenn die vorgenannte Formel (1) erfüllt wird, wie in 13 gezeigt.
Des Weiteren ist zu bevorzugen, das untere Ausstoßloch über der Mitte des Magnetpols anzuordnen, um die Wirkung des Bildens des örtlichen Flussabschnitts und die Dämpfwirkung des Stroms aus dem unteren Ausstoßloch zu erhöhen.
Wenn die Stärke des Magnetfelds, mit dem eingewirkt wird, zu gering ist, besteht eine Möglichkeit, dass der geschmolzene Stahl im oberen Bad mit dem geschmolzenen Stahl im unteren Bad vermischt wird, weil die Bremswirkung, die durch das Magnetfeld ausgeübt wird, abgeschwächt wird. Dagegen wird, wenn die Stärke zu groß ist, der Fluss des geschmolzenen Stahls zum oberen Bad zu stark und der geschmolzene Stahl wird zum oberen Bad in einer Menge zugeführt, die größer als erforderlich ist. Als Folge besteht eine Möglichkeit, dass der geschmolzene Stahl in dem oberen Bad an einem Abschnitt ausfließt, der vom Flussabschnitt entfernt ist. Entsprechend ist es wichtig, das Magnetfeld, mit dem eingewirkt wird, mit einer korrekten Stärke zu versehen, die das Vermischen des geschmolzenen Stahls im oberen Bad mit dem im unteren Bad veranlasst und die nicht die gleichmäßige Auflösung des Legierungselements stört. Somit ist zu bevorzugen, dass das Magnetfeld, mit dem eingewirkt wird, gewöhnlich auf ungefähr 0,1 bis 0,5 T eingestellt wird.
Des Weiteren ist, wenn die Flussmenge von Ar-Gas, die in die Düse eingeströmt wird, auf dieselbe Weise zu groß ist, der Fluss des Ar-Gases in das obere Bad hinein zu stark, wodurch die Neigung zum Verursachen eines durch die Blasen eingravierten Feinlunkermangels entsteht. Somit ist zu bevorzugen, die Flussmenge des Ar-Gases auf 20 l/min oder weniger einzustellen.
Des Weiteren ist, wenn die Breite (in der Höhenrichtung) der Gleichstrom-Magnetfeldzone, mit der einzuwirken ist, zu klein ist, eine Bremswirkung nicht ausreichend, während, wenn die Breite zu groß ist, die Kapazität einer Leistungsversorgung und eine Spulengröße, die zum Erzeugen des Magnetfelds erforderlich sind, zunehmen, wodurch die Ausrüstungskosten steigen. Daher ist zu bevorzugen, die Breite auf 0,1 bis 0,5 m bei der Breite des Magnetpols in einer Höhenrichtung einzustellen.
Beispiele
Strangguss-Brammen wurden unter den folgenden Bedingungen (Beispiele, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird) unter Verwendung der in 1 gezeigten Stranggussform hergestellt.
– Innenabmessung der Form

Lange Seite w = 0,4 m, kurze Seite: 0,11 m

Beispiel 1

– Position der Gleichstrom-Magnetfeldeinwirkung (Abstand vom Pegel des geschmolzenen Metalls in der Form zur Mitte der Höhe des Magnetpols) A: 0,347 m
– Stärke des Magnetfelds, mit dem eingewirkt wurde: 0,3 T
– Höhe des Magnetfelds: 0,15 m
– Tauchdüse Oberes Ausstoßloch: 2 Löcher, Lochabmessung: 10 × 10 mm Ausstoßwinkel θ = 0° (horizontal) Unteres Ausstoßloch: Einzelloch, Lochabmessung: 28 mm Durchmesser (Kreis) Ausstoßwinkel θ = 90° (vertikal abwärts)
– Eintauchtiefe des unteren Lochs (vom Pegel des geschmolzenen Metalls in der Form zum unteren Ende des unteren Ausstoßlochs) 0,34 m
– Eintauchtiefe der oberen Löcher (vom Pegel des geschmolzenen Metalls in der Form zum Mittelpunkt des oberen Ausstoßlochs) 0,177 m
– Innendurchmesser der Tauchdüse: 0,040 m
– Abstand vom unteren Ausstoßloch zur Mitte der Höhe des Magnetpols h: 0,007 m
– Abstand vom oberen Ausstoßloch zur Mitte der Höhe des Magnetpols h': 0,170 m
– Gießgeschwindigkeit: 1,6 m/min Gießdurchsatz: 0,49 t/min
– Zuführgeschwindigkeit von geschmolzenem Stahl aus oberen Löchern Q': Q' = 0,76 Q (0,76-fache Verbrauchsgeschwindigkeit von geschmolzenem Stahl, der sich an einer Position über der Mitte der Höhe des Magnetpols verfestigt)
– Lösungselement (reine Ni-Drähte) Zuführpositionen reiner Ni-Drähte (horizontale Abstände zu oberen Ausstoßlöchern in Richtung beider Enden): 0,1 m Schmelzpositionen reiner Ni-Drähte (Abstände zu oberen Ausstoßlöchern in Höhenrichtung): 0,12 m Drahtzuführgeschwindigkeit: 3,5 kg/min

Es ist zu beachten, dass festgestellt wurde, dass die Dicke des Wachstums d (m) eines verfestigten Mantels bei der vorgenannten Gießmaschine durch die folgende Formel (6) angegeben wird. d = 0,022 × (A/Vc)0,5 (6)wobei A den Abstand (m) vom Pegel geschmolzenen Metalls zur Mitte der Höhe des Magnetpols anzeigt und Vc eine Gießgeschwindigkeit (m/min) anzeigt.
Daher kann anhand der vorgenannten Formel (6) festgestellt werden, dass die Dicke des verfestigten Mantels am Grenzabschnitt zwischen dem oberen und dem unteren Bad ungefähr 10,2 mm beträgt.
Als Folge wird Q = 0,112 t/min ermittelt. Dagegen wird, da Q' 17,5% eines Gesamtdurchsatzes von einem Wassermodell und Ähnlichem beträgt, Q' = 0,0853 t/min ermittelt. Daher Q' = 0,76 Q.
Beispiel 2

– Position der Gleichstrom-Magnetfeldeinwirkung (Abstand vom Pegel des geschmolzenen Metalls in der Form zur Mitte der Höhe des Magnetpols) A: 0,347 m
– Stärke des Magnetfelds, mit dem eingewirkt wurde: 0,3 T
– Tauchdüse Oberes Ausstoßloch: 2 Löcher, Lochabmessung: 10 × 10 mm Ausstoßwinkel θ = 0° (horizontal) Unteres Ausstoßloch: Einzelloch, Lochabmessung: 28 mm Durchmesser (Kreis) Ausstoßwinkel θ = 90° (vertikal abwärts)
– Eintauchtiefe des unteren Lochs (vom Pegel des geschmolzenen Metalls in der Form zu dem unteren Ende des unteren Ausstoßlochs) 0,290 m
– Eintauchtiefe des oberen Lochs (vom Pegel des geschmolzenen Metalls in der Form zum Mittelpunkt des oberen Ausstoßlochs) 0,127 m
– Innendurchmesser der Tauchdüse: 0,040 m (40 mm)
– Abstand vom unteren Ausstoßloch zur Mitte der Höhe des Magnetpols h: 0,057 m
– Abstand vom oberen Ausstoßloch zur Mitte der Höhe des Magnetpols h': 0,220 m
– Gießgeschwindigkeit: 1,2 m/min Gießdurchsatz: 0,37 t/min
– Zuführgeschwindigkeit von geschmolzenem Stahl aus oberen Löchern Q': Q' = 0,63 Q (0,63-fache Verbrauchsgeschwindigkeit von geschmolzenem Stahl, der sich an einer Position über der Mitte der Höhe des Magnetpols verfestigt)
– Lösungselement (reine Ni-Drähte) Zuführpositionen reiner Ni-Drähte (horizontale Abstände zu oberen Ausstoßlöchern in Richtung beider Enden): 0,1 m Schmelzpositionen reiner Ni-Drähte (Abstände zu oberen Ausstoßlöchern in Höhenrichtung): 0,05 m Drahtzuführgeschwindigkeit: 3,6 kg/min

Es ist zu beachten, dass anhand der vorgenannten Formel (6) festgestellt werden kann, dass die Dicke des Wachstums (m) des verfestigten Mantels am Grenzabschnitt zwischen dem oberen und dem unteren Bad bei der vorgenannten Gießmaschine ungefähr 11,8 mm beträgt.
Als Folge wird Q = 0,0965 t/min ermittelt. Dagegen wird, da Q' 16,5% eines Gesamtdurchsatzes von einem Wassermodell und Ähnlichem beträgt, Q' = 0,0611 t/min ermittelt. Daher Q' = 0,63 Q.
Des Weiteren wurden zum Vergleich stranggegossene Guss-Brammen außerdem unter Bedingungen hergestellt, bei denen das untere Ausstoßloch unter der Magnetfeldzone installiert wurde (Beispiel auf das Verfahren angewendet, das in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 8-257692 offenbart wird).
Die Gießbedingungen zu diesem Zeitpunkt wurden wie nachfolgend beschrieben eingestellt.

– Position der Gleichstrom-Magnetfeldeinwirkung (Abstand vom Pegel des geschmolzenen Metalls in der Form zur Mitte der Höhe des Magnetpols) A: 0,347 m
– Stärke des Magnetfelds, mit dem eingewirkt wurde: 0,3 T
– Tauchdüse Oberes Loch: 2 Löcher, Lochabmessung: 12,2 × 12,2 mm Ausstoßwinkel θ = 0° (horizontal) Unteres Loch: Einzelloch, Lochabmessung: 28 mm Durchmesser (Kreis) Ausstoßwinkel θ = 90° (vertikal abwärts)
– Eintauchtiefe des unteren Ausstoßlochs (vom Pegel des geschmolzenen Metalls zum unteren Ende des unteren Ausstoßlochs) 0,547 m
– Eintauchtiefe des oberen Ausstoßlochs (vom Pegel des geschmolzenen Metalls zum Mittelpunkt des oberen Ausstoßlochs) 0,3 m
– Gießgeschwindigkeit: 1,6 m/min (Gießdurchsatz: 0,49 t/min)
– Zuführgeschwindigkeit von geschmolzenem Stahl aus oberem Ausstoßloch Q': Q (gleichvielfach wie Verbrauchsgeschwindigkeit von geschmolzenem Stahl, der sich an einer Position über der Mitte der Höhe des Magnetpols verfestigt)
– Abstand vom unteren Ausstoßloch zur Mitte der Höhe des Magnetpols h: –0,2 m
– Abstand vom oberen Ausstoßloch zur Mitte der Höhe des Magnetpols h': 0,047 m

Andere Bedingungen als die vorgenannten, wie Bedingungen, unter denen Ni hinzugefügt wird, und Ähnliches wurden ähnlich wie diejenigen aus Beispiel 1 eingestellt.
Die Auftrittsrate fehlerhafter Produkte wurde untersucht, indem Beispiele, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wurde, mit Vergleichsbeispielen verglichen wurden. Die 14 und 15 zeigen Ergebnisse der Untersuchung. Es kann festgestellt werden, dass die Konzentration der Oberfläche bei den Beispielen der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu den herkömmlichen Beispielen weniger dispergiert ist und dass die Auftrittsrate fehlerhafter Produkte in großem Maße abnimmt.
Des Weiteren kann außerdem festgestellt werden, dass sich die Auftrittsrate des inneren Mangels einer Guss-Bramme, der durch die Einmischung von Einschlüssen verursacht wurde, um die Hälfte reduziert.
Beispiel 3

– Abmessung der Form: lange Seite = 1,2 m kurze Seite = 0,26 m, Höhe = 0,9 m
– Position der Gleichstrom-Magnetfeldeinwirkung (Abstand vom Pegel des geschmolzenen Metalls in der Form zur Mitte der Höhe des Magnetpols) A: 0,60 m
– Höhe des Magnetpols: 0,2 m
– Stärke des Magnetfelds, mit dem eingewirkt wurde: 0,3 T
– Tauchdüse Innendurchmesser der Düse: 90 mm Oberes Loch: 2 Löcher, Lochabmessung: 21 × 30 Unteres Loch: 2 Löcher, Lochabmessung: 49 mm Durchmesser (Kreis)
– Abstand vom unteren Ausstoßloch zur Mitte der Höhe des Magnetpols h: 0,10 m
– Abstand vom oberen Ausstoßloch zur Mitte der Höhe des Magnetpols h': 0,30 m (d = 0,2 m) Gießgeschwindigkeit: 1,6 m/min Gießdurchsatz: 3,5 t/min Zuführgeschwindigkeit von geschmolzenem Stahl aus oberen Löchern Q': Q' = 0,7 Q Ni-Draht-Zuführposition (horizontaler Abstand zum oberen Ausstoßloch): 0,3 m Ni-Draht-Schmelzpositionen (Abstände zu den Mittelpunkten der oberen Ausstoßlöcher in Höhenrichtung): 0,1 bis 0,2 m Drahtzuführgeschwindigkeit: 15 kg/min

Stranggießen wurde durch Verändern der Winkel der Düsenausstoßlöcher durchgeführt und der Einfluss davon wurde untersucht.
Untere Ausstoßlöcher: 2 Löcher,
Ausstoßwinkel θ = 0° (horizontal), 5°, 10°, 20°, 60°
(abwärts)
Obere Ausstoßlöcher: 2 Löcher,
Ausstoßwinkel θ' = –10° (aufwärts 10°)
0° (horizontal), 25°, 30°, 60° (abwärts)
16 zeigt ein erzieltes Ergebnis. In der Figur zeigt
, dass der Dispersionsindex von Ni-Konzentration in einer Oberflächenschicht (maximale Ni-Konzentration/minimale Ni-Konzentration) geringer als 1,05 ist; O zeigt, dass der Dispersionsindex 1,05 oder mehr und weniger als 1,10 beträgt; Δ zeigt, dass er 1,10 oder mehr und weniger als 1,20 beträgt; und x zeigt, dass er 1,20 oder mehr beträgt.
Wie aus der Figur ersichtlich ist, kann festgestellt werden, dass, wenn die oben gezeigte Formel (1) erfüllt wird, die Dispersion der Konzentration des Gelösten in der Oberflächenschicht in großem Maße reduziert wird, und dass, wenn die oben gezeigte Formel (2) erfüllt wird, die Dispersion noch mehr reduziert wird.
Gewerbliche Verwertbarkeit
Nach der vorliegenden Erfindung kann nicht nur die Zufuhr von geschmolzenem Stahl zum oberen und unteren Bad, in denen die Konzentration des Lösungselements an den beiden Seiten einer Grenze in der Umgebung der Magnetfeldzone unterschiedlich ist, sehr einfach gesteuert werden, sondern es kann außerdem eine Guss-Bramme, bei der die Dispersion der Konzentration des Lösungselements in dem Oberflächenschichtabschnitt der Guss-Bramme sehr klein ist, stabil hergestellt werden, wodurch der Ausstoß eines Produkts in großem Maße verbessert werden kann. Des Weiteren wird, da der geschmolzene Stahl nur oberhalb des Magnetfeldabschnitts zugeführt wird, kein Einschluss unterhalb des Magnetfeldabschnitts eingeschlossen werden. Entsprechend kann ein innerer Mangel der Guss-Bramme in großem Maße reduziert werden.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Strangguß-Bramme durch Stranggießen von geschmolzenem Stahl, in dem mit einer Gleichstrom-Magnetfeldzone auf die gegossene Bramme über die gesamte Breite derselben in einer Richtung quer zur Dicke derselben an einer Position in einem vorgegebenen Abstand unter dem Pegel des geschmolzenen Metalls zur Gießrichtung in einer Stranggussform eingewirkt wird, und der geschmolzene Stahl unter Verwendung einer Tauchdüse in ein Bad aus geschmolzenem Stahl in oder über der Gleichstrom-Magnetfeldzone gegossen wird, wobei das Verfahren die Schritte des Versehens der Tauchdüse mit Ausstoß-löchern in wenigstens zwei Stufen, d.h. einer oberen und einer unteren, des Anordnens wenigstens eines unteren Ausstoßlochs, so dass es die folgende Formel (1) erfüllt, des Einstellens der Zuführgeschwindigkeit Q' des geschmolzenen Stahls, der über obere Ausstoßlöcher zugeführt wird, niedriger als die Geschwindigkeit Q, die durch Verfestigung in dem Bad aus geschmolzenem Stahl über der Mitte der Höhe der Gleichstrom-Magnetfeldzone verbraucht wird, und des Hinzufügens eines bestimmten Lösungselementes zu dem geschmolzenen Stahl in oder über der Gleichstrom-Magnetfeldzone umfasst, um so die Konzentration des Lösungselementes in dem Oberflächenschichtabschnitt der gegossenen Bramme zu regulieren, indem die Konzentration des Lösungselementes gegenüber dem geschmolzenen Stahl im oberen Bad erhöht wird 0 < h < (1/2)·w·tan θ (1)wobei θ: Abwärtswinkel eines unteren Ausstoßlochs bzw. unterer Ausstoßlöcher (°); w: Länge der Form in Breitenrichtung (m); und h: Abstand vom Mittelpunkt des unteren Ausstoßlochs zur Mitte der Höhe des Magnetpols (m).
Verfahren zum Herstellen einer Strangguß-Bramme nach Anspruch 1, wobei eine Tauchdüse, die so ausgeführt ist, dass die oberen Ausstoßlöcher die folgende Formel (2) erfüllen, verwendet wird, h' > (1/2)·w·tan θ' (2)wobei θ': Abwärtswinkel oberer Ausstoßlöcher (°); w: Länge der Form in Breitenrichtung (m); und h': Abstand vom Mittelpunkt des oberen Ausstoßlochs zur Mitte der Höhe des Magnetpols (m).
Verfahren zum Herstellen einer Strangguß-Bramme nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Tauchdüse, die so ausgeführt ist, dass die oberen Ausstoßlöcher und die unteren Ausstoßlöcher die folgenden Formeln (3) und (4) erfüllen, verwendet wird, 0 < h ≤ 1.5 V·sin θ (3) d ≤ 0.5 (4)wobei h: Abstand vom Mittelpunkt des unteren Ausstoßlochs zur Mitte der Höhe des Magnetpols (m); V: durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit des Stroms, der über das untere Ausstoßloch bzw. die unteren Ausstoßlöcher ausgestoßen wird (m/s); θ: Abwärtswinkel eines unteren Ausstoßlochs bzw. unterer Ausstoßlöcher (°); und d: Abstand vom Mittelpunkt des oberen Ausstoßlochs zum Mittelpunkt des unteren Ausstoßlochs (m).
Verfahren zum Herstellen einer Strangguß-Bramme nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei eine Tauchdüse, die so ausgeführt ist, dass die Zuführgeschwindigkeit des geschmolzenen Stahls über die oberen Ausstoßlöcher die folgende Formel (5) erfüllt, verwendet wird, 0,3·Q ≤ Q' ≤ 0.9·Q (5)wobei Q': Zuführgeschwindigkeit von geschmolzenem Stahl über obere Ausstoßlöcher (t/min) Q: Verbrauchsgeschwindigkeit von geschmolzenem Stahl, der sich in dem Bad aus geschmolzenem Stahl über der Mitte der Höhe des Magnetpols verfestigt (t/min).