SE452122B - Forfarande for kontinuerlig gjutning av stalplatiner fria fran ytdefekter - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 H0 452 122 . 2.: vanligen "negativstrignüng") hålles inom området från 60 till 80%.

De mest vanligen antagna oscilleringsförhâllandena är: oscil- leringscykel: 60-90 perioder/min.; oscilleringsslaglängd: 6-10 mm.' Vid den vanliga kontinuerliga gjutningen, då man använder en kokill, som osoillerar enligt en sinuskurva, har det ansetts vara en avgörande punkt att upprätthålla stelningstiden inom ett visst område för att förhindra genombrott genom att minska friktionen mellan kokillväggen och strängens skal och för att hålla stelningstiden inom ett visst omrâde måste de tre faktorerna, den negativastrd4pningen, oscilleringscykeln och oscilleringsslaget inställas till ett annat värde än ut- dragningshastigheten för strängen, som hålles konstant under. gjntningen. I detta sammanhang har man vanligen ansett en högre oscilleringscykel vara fördelaktig för jämn tillförsel av tillsatser i pulverform mellan kokillväggen och strängens skal. Emellertid kräves vid en högre oscilleringscykel en negativstxümpning så hög som 100%. Därför har vid den vanliga tekniken 60-90 perioder/min. för oscilleringscykeln allmänt använts och de andra två faktorerna, den negativa stríppníng- en och oscilleringsslaget har bestämts såsom ovan omnämnts varvid oscilleringscykeln upprätthâlles i området av från 60 till 90 perioder/min. ' Emellertid har det framkommit att då man utför kontinuerlig gjutning under ovanstående förhållanden bildas grunda horisontella intryckningsmärken, allmänt kända som "oscille- ringsmärken" på strängens skal svarande mot varje oscille- ringscykel för kokillen. Oscilleringsmärkena bildas oundvik- ligen då en oscillerande kokill användes, och ytdefekter, såsom abnorma strukturer beroende på segring av nickelhalten, fina sprickor och inneslutning av kokilltillsatser i pulver- form, förorsakas mycket ofta utmed den intryckta delen av oscilleringsmärkena. Dessa ytdefekter kommer i det följande att kallas "oscilleringsdefekter".

Mekanismen för uppträdandet av oscilleringsdefekter kan 10 15 20 25 BO 35 H0 5- ' 452 122 förk1aras'nedan genom hänvisning till fig. 1 (a), (b) och fic).

Vid kontinuerlig gjutning med användning av en oscillerande kokill är det allmän praxis att tillsätta tillsatser i pulver- form (här kallat "pulver“) i kokillen för att åstadkomma 5 smörjning mellan kokillväggen och strängens skal och pulvret som tillsättes i kokillen kyles pâ strängens skal och vid- häftar därtill och bildar en "slaggskålla". Denna slaggskålla tenderar att trycka in och deformera meniskdelen på skalet då kokillens nedåtgående rörelsehastighet blir större än strängens utdragningshastighet under kokillens nedåtgående rörelse och då kokillen vänder för att röra sig uppåt och skalets meniskdel avlägsnar sig från slaggskållan, strömmar det smälta stålet upp på den yttre ytan av skalets meniskdel och stelnar där på avstånd från kokillväggen, vilket medför bildning av oscilleringsmärkena. De fina sprickorna som upp- träder i de intryckta delarna av oscilleringsmärken anses förorsakas då skalets meniskdel deformeras av slaggskållan, under det att den abnorma strukturen, anrikad på segrat nickel och inneslutningen av pulvret anses förorsakas av det smälta stålet och det pulver som strömmar upp på den övre delen av menisken, som deformeras då kokillen rör sig uppåt.

Oscilleringsdefekterna i delarna på de erhållna stålplatiner- na svarande mot de intryckta delarna av oscilleringsmärkena förekommer för det mesta inom 2 mm djup från stålplatinens yta och dessa defekter framträder som betade ytoregelbunden- heter och strimlor då, t.ex. rostfria stâlplatiner valsas direkt utan ytbehandling, varigenom ytkvaliteten på de er- hållna stålplåtprodukterna avsevärt försämras. Därför av- lägsnas dessa oscilleringsdefekter vanligen genom slipning i ett mellanliggande steg, men de erforderliga ytbehandlingar- na resulterar i avsevärt ökad produktionskostnad och sänkt produktionsutbyte etc.

Man har vidare upptäckt genom experiment efteråt av upp- fínnarna att ytterligare defekter uppträder då stâlplatiner fria från oscilleringsdefekter valsas direkt utan ytbehand- lingar och det är omöjligt att säkerställa fullständigt obe- roende av ytbehandlíngar. Nya ytterligare ytdefekter såsom 10 15 20 25 30 35 .452 122 inneslfitñingar, förgrovning av ytan och intryckningar, som förekommer oberoende av oscilleringsmärkena har sålunda upp- täckts. Dessa defekter är gamla sådana. som förekommit vid de vanliga förfarandena, men som ej gav anledning till några problem emedan de avlägsnades under ytslipningen av hela ytan som krävdes för att avlägsna oscilleringsmärkena.

Därför, i närvaro av sådana ytterligare ytdefekter måste en partiell ytslipning utföras för att avlägsna dessa även då oscilleringsdefekterna eliminerats och inget behov föreligger för hel ytslipning.

Uppfinnarna har upptäckt att dessa ytterligare defekter för- orsakas av de pulverformade tillsatserna.

Ett av ändamâlen med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett sätt vid kontinuerlig gjutning av stålplatiner och -ämnen fria från oscilleringsdefekter för att eliminera behovet av hel ytslipning av platinerna och ämnena.

Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är ett sätt som ej förorsakar ytterligare defekter till följd av pulverformiga tillsatser och sålunda uppnå ett sätt som ej kräver en behand- ling av ytan för efterföljande'valsning genom att eliminera partiell slipning av platinerna och ämnena. ' Ett ytterligare ändamål för föreliggande uppfinning är att tillämpa uppfinningens sätt på rostfritt stål där oscillerings- defekterna och andra ytterligare defekter beskrivna ovan elimineras och därmed elimineras ytslipning för valsning.

Uppfinningen omfattar således ett sätt vid kontinuerlig gjut- ning av en stålplatin där en kokill oscilleras med sinuslik- nande rörelseslag för att eliminera deformationen av menisk- delen av ett strängskal under det förhållande som visas i formel (1) i det följande dvs. att begränsa kokillens maximala nedåtgående rörelsehastighet till mindre än strängens utdrag' ningshastighet eller att förhindra deformationen av menisk- delen i ett strängskal under det.förhållande 10 15 20 25 30 35 sf 452 122 som visas i formel (2) i det följande dvs. att begränsa kokillens maximala nedåtgående rörelsehastighet till ej mindre än strängens utdragningshastighet och samtidigt öka oscille- ringscykeln för att korta oscilleringsslagen.

V/S-f >4? ...(1) øcvouuoønooonaoonøaanøoonucøunuann v/s-fâfr/ ,f¿11ooch3¿s¿1o . . . . . . . . . . ..(2) där V: strängens udragningshastighet (mm/min) f: oscilleringscykeln (perioder/min) S: oscilleringsslag (mm) 7f: cirkelns konstant Ett ytterligare medel för att uppnå uppfinningens ändamål är, förutom vad som ovan nämnts, att använda en pulvertillsats vilken vid 1300oC har en viskositet ej större än 1,5 poise.

Fig. 1 (a), bildning av oscilleringsmärken vid det vanliga förfarandet, fig. 2 visar förhållandet mellan rörelsehastighet på kokillen och strängens utdragningshastighet och tiden, (b) och (c) visar sekvensen för mekanismen vid fig. 3 visar oscilleringscyklernas inflytande på förekomsten av oscilleringsdefekter, fig. 4 visar inflytandet av oscilleringsslagen på förekomsten av oscilleringsdefekter, fig. 5 visar inflytandet av V/S°f på oscilleringsdefekternas förekomst och fig. 6 visar slutligen inflytandet på de pulverformiga till- satsernas viskositet på förekomsten av platinytdefekter.

Föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas i detalj med hänvisning till bifogade ritningar.

Den oscillerande kokillen, som användes vid föreliggande upp- finning kan vara någon som vanligen användes och som oscille- ras medelst vanliga excentriska kammar. 10 15 20 25 30 35 452 122 6 De pulverformade tillsatserna som användes vid föreliggande uppfinning kan vara sådana som vanligen användes och som har en kemisk sammansättning och fysikaliska egenskaper såsom an- ges i tabell 1 nedan. _ + _ Smältp. Vïflamitetß c Cao S102 A120, Na F cao/S102 OC vid 150000 poise (0,3 H1,2 3U,3 3,0 10,1 7,0 1,20 1015 1,3 (0,3 U1,1 32,5 2,8 10,2 7,8 1,26 1010 1,0 (0,3 U2,ü 32,0 2,7 10,7 8,2 1,32 1000 0,7 De pulverformade tillsatserna tillsättes på den övre ytan av smält stål i kokillen för att täcka och skydda det smälta stålet från atmosfären såsom vanligen utföres.

Detaljerad beskrivning kommer att göras i anslutning till de fall där SUS 30ü rostfria stålplatiner kontinuerligt gjutes under de förhållanden som visas i tabell 2.

Tabell 2 Strängens Oscille- Oscille- utdragníngs- rings- rings- hastighet cykel slag Nr. Stål V(mm/min.) f(per./min.) S(mm) V/S'f Anm. 1 SUSÉOU 1100 80 6 2,5 Vanligt sätt 2 SUSSOU 1100 100 6 1,8 Vanligt sätt 3 SUSBOU 1100 150 6 1,2 Förel.

M suszou 1100 200 6 0,9 lugpflnn' 5 SUSÉOU 1100 250 6 0,7 S' :W 6 SUS30U 1100 50 U 5,5 Förel. 7 sUs30u 1100 80 u 3,u “§ff1““' är" Inflytandet från oscílleringscyklerna på förekomsten av oscille- ringsdefekterna visas i fig. 3. 10 15 20 25 30 35 vi 452 122 Uppträdandet av oscilleringsdefekter kan klassificeras i tvâ mönster: ett framträder då den maximala nedåtgående hastig- heten på kokillen ej är mindre än strängens utdragningshastighet och den andra uppträder då den maximala nedåtgående hastig- heten är mindre än utdragningshastigheten; det innebär, att zonen där den maximala nedåtgående rörelsehastigheten77S°f ej ' är mindre än strängdragningshastigheten V (V/S-f §77) och zonen inom vilken 7f-S°f är mindre än V (V/S-f >7f). I något- dera fallet är förekomsttätheten för oscilleringsdefekter lägre allteftersom oscilleringscykeln ökar.

I zonen där den maximala nedåtgående rörelsehastigheten (7f-S-f) på kokillen ej är mindre än strängens utdragningshas- tighet V, sålunda V/S-f §7ï, minskar förekomsten av oscille- ringsdefekter då periodtalet f ökar, särskilt då det är 110 perioder/min. eller högre. Allmänt blir stelningstiden th kortare då periodtalet f ökar.

Oscilleringsförhållandena enligt föreliggande uppfinning har bestämts så att stelningstiden th kortas genom att öka oscilleringsperíodtalet till 110 perioder/min. eller högre under förutsättning att V/S'f §7Y, nämligen då den maximala nedåtgående rörelsehastigheten på kokillen'fi'S-f ej är mindre än strängens utdragningshastighet V och därmed att korta den tid under vilken slaggskållan trycker in menisken, och där- gm» igenom förhindra förekomsten av oscilleringsdefekter. För detta ändamål mäste gjutningen utföras med oscillerings- slaget S ej mindre än 3 mm, men ej större än 10 mm inom det område som uppfyller villkoret S 2 VflN'f. Då oscillerings- slaget S är mindre än 3 mm, flyter den effekt som tillföres kokillen ej tillfredsställande in mellan kokillväggen och strängskalet och lyckas därmed ej förhindra klibbning mellan kokillen och strängen, vilket leder till farliga genombrott. Å andra sidan då oscílleringsslaget S är över 10 mm, pressar slaggskållan som vidhäftar kokillväggen ned menisken tillsam- mans med det smälta pulvret, så att förekomsten av oscille- ríngdefekter skarpt ökar. 10 15 20 25 30 35 452 122 Inverkan av oscilleringsslagen vid en oscilleringsperiod av 200 perioder/min. på förekomsten av oscilleringsdefekter visas i fig. H.

Förhållandet mellan förekomsten av oscilleringsmärken och oscilleringsförhållandena i zonen där den maximala nedåt- gående rörelsehastiaheten 'f/-s-f för kokilien är mindre än strängens utdragningshastighet V, sålunda V/S-f > TV, kommer att beskrivas med hänvisning till fig. 5.

Det framgår att väsentligen inga oscilleringsdefekter föror- sakas då zonen där den maximala nedåtgående rörelsehastig- hetenff-S-f på kokillen är mindre än strängens'utdragnings- hastighet V, sålunda V/Sf >4Y. På detta sätt förhindras slaggskållan att trycka in meniskdelen på strängens skal ge- nom att upprätthålla den maximala nedåtgående rörelsehastig- heteniï-S-f på kokillen mindre än strängens utdragningshas- tighet V och därmed skyddas meniskdelen från att deformeras, vilket förekommer uppträdandet av oscílleríngsdefékfer; I getta fall är det nödvändigt att uppfylla villkoret V/S'f >ïf, och eftersom strängens utdragningshastighet V begränsas av tvär- sektionsdimensionerna på platinen och längden på kylzonen, måste oscilleringscykeln f och oscilleringsslaglängden S väljas så att de uppfyller villkoret S-f < V/7Y.

En högre oscilleringscykel f är önskvärd för att minska oscilleringsdefekterna, men då perioden f ökas är det nöd- vändigt att korta av oscilleringsslaglängden S.

Då oscilleringsslaglängden S minskas, förhindras de pulver- formade tillsatserna att strömma in mellan kokillväggen och strängen. Därför är det önskvärt att upprätthålla oscillerings- slaglängden S ej understigande 3 mm. Då oscilleringsslag- längden S minskas, minskas även mängden pulverformade till- satser, som flyter in mellan kokillvägoen och strängen, men flödet av de pulverformade tillsatserna däremellan kan be- fordras genom att sänka viskositeten på de pulverformade tillsatserna. 10 15 20 25 30 35 9 452 122 I zonen där den maximala nedåtgående rörelsehastigheten på kokíllen ej är mindre än utdragningshastigheten för strängen, nämligen V/S-F 3 71, kan oscilleringsdefekterna avsevärt minskas med en oscilleringsperiod av 110 perioder/min. eller större. Om emellertid oscilleringscykeln befinner sig vid en sådan hög nivå blir stelningstiden th avkortad, så att till- förseln av de pulverformade tillsatserna in mellan kokíll- väggen och strängen blir otillräcklig och oregelbunden och sålunda underlättas förekomsten av de ytterligare defekterna såsom ytförgrovning eller intermittenta intryckningar utmed oscilleringsmärkena. Även den nedåtgående rörelsehastigheten på kokíllen ökar då oscilleringsperioden ökas till en hög nivå, så att slaggskållan som bildas genom stelning av de smälta pulverformade tillsatserna på kokillväggen rör sig nedåt vid- häftande kokillväggen och tenderar att förorsaka de ytterligare defekterna såsom inneslutning av stora partiklar av till- satserna.

För att öka flödeshastigheten och säkerställa ett jämnt flöde av de pulverformade tillsatserna in mellan kokillväggen och strängen, är det nödvändigt att sänka de pulverformade till- satsernas viskositet. Då viskositeten ökas befordras ytter- ligare tillförselknappheten och flödesoregelbundenheten för de pulverformade tillsatserna, och förorsakar sålunda större yt- defekter.

Inflytandet av viskositeten för de pulverformade tillsatserna vid 1300°C på förekomsten av platinytdefekter visas i fig. 6.

Alla defekterna innefattar de ytterligare defekterna såsom innslutningen, öppen yta och intryckningar minskas genom att sänka viskositeten på de pulverformade tillsatserna och man har funnit att viskositeten för de pulverformade tillsatserna vid 13øo°c ej får vara högre än 1,5 poiee för arr förhindra ae ytterligare defekterna.

Då oscilleringsperioden upprätthâlles vid en hög nivå, ej understigande 110 perioder/min. och viskositeten pâ de pulverformade tíllsatserna vid 1300OC inställes till 0,8 poise har formen på oscilleringsmärkena, som bildas på de 10 15 20 25 30 35 452 122 10 erhållna stålplatinerna ett djupare djup och bredd jämfört med motsvarande för oscilleringsmärken bildade på stålplatiner erhållna genom att använda en hög oscilleringsperiod och en hög viskositet på de pulverformade tillsatserna, men de är nästan lika med avseende på förhållandet mellan djupet och bredden på oscilleringsmärkena.

Man har även funnit att oscílleringsdefekterna, såsom den nickelrika abnorma strukturen, fina sprickor och pulverinne- slutningar, som uppträder i de intryckta delarna av oscille- ringsmärkena kan ytterligare minskas genom att sänka viskosi- teten på de pulverformade tillsatserna.

I zonen där utdragningshastigheten V för strängen är större än den maximala nedåtgående rörelsehastigheten71°S-f för kokillen, nämligen V/S-f> ïf, är friktionen mellan kokill- väggen och strängens skal större än motsvarande i föregående fall, så att minskningen av friktionen genom smörjeffekten som lämnas av den pulverformade tillsatsen är mera betydelse- full.

För att upprätthålla den maximala nedåtgående rörelsehastig- heten7Y-S-f på kokillen mindre än strängens utdragningshas- tighet V, är det nödvändigt att minska oscilleringsperioden f eller slaglängden S. Om emellertid periodtalet f eller slag- längden S minskas, blir tillförseln av pulverformade till- satser in mellan kokillväggen och strängens skal otillräck- ligt och själva flödet blir oregelbundet, så att de ytterliga re defekterna, såsom inneslutningar, ythårdheter och intryck- ningar lätt förorsakas. En sänkt viskositet på de pulverforma- de tillsatserna kan öka flödeshastigheten in mellan kokill- väggen och strängskalet och minska friktionen däremellan, genom den smörjeffekt som lämnas av de pulverformade till- satserna och sålunda förhindra de ytterligare defekterna. För att effektivt förhindra de ytterligare defekterna är viskosi- teten på de pulverformade tillsatserna vid 1300°C företrädes- vis 1,S eller lägre. 10 15 20 25 30 11 452 122 Viskositeten för de pulverformade tillsatserna kan inställas genom att reglera förhållandet mellan Si02 till Ca0, som är huvudbestândsdelar i de pulverformade tillsatserna. Det är önskvärt att hålla smältpunkten på de pulverformade till- satserna under 1150°C, ty om smältpunkten är högre än 1150°C blåser de pulverformade tillsatserna i ofullständigt smält tillstànd in mellan*koki11väggen och strängens skal och för- orsakar sâledes de ytterligare defekterna i de erhållna stål- platinerna.

Föreliggande uppfinning kommer att bättre förstås av följande beskrivning av utföringsformer med hänvisning till tabell 3.

SUS304 och SUS430 rostfria stálplatiner med 130 mm tjocklek och 1000 mm bredd göts kontinuerligt under de förhållanden som visas i tabell 3 med användning av olika viskositeter för de pulverformade tillsatserna vid 1300°C vid en strängutdrag- ningshastighet av 1100 mm/min.

Då värdet på V/S°f ej överstiger 7f och oscilleringsperioden är 200 perioder/min. eller då värdet på V/S-f ej är mindre än 77, minskar oscilleringsdefekterna och då ett pulver med låg viskositet användes minskar de ytterligare defekterna. De erhållna stålplatinerna valsas direkt varmt utan ytbehandling och kallvalsas till stâlplåtar med 1 mm tjocklek.

De stålplåtar som framställts av stålplatinerna, som gjutits enligt tidigare känd teknik lider av många oregelbundenheter och strimmor från syrabetning och uppvisar ett genomsnittligt produktionsutbyte av 64%, under det att stålplâtarna fram- ställda av stålplatinerna enligt föreliggande uppfinning upp- visar mycket mindre antal ytdefekter och ett genomsnittligt produktionsutbyte av 93% eller högre. 12 m Hflwnmë mzfiø se N qfiu fififlp www WW. nmfiøcmswn. w.n. | mm cap» wflwm æ.m =.«N fi.~ oofifl_ w Om Nam zommam H mmflkfimnx P. wcflfiucmsmnuh fiwm =@ = H.ofi ~.>@ m.N oofifi W ow Nam zønmpm W mwfišmnx wcfifiucmsmn MW -»>_m«>Hwu »w@u=m mm = @~> m.fi who Oofifi W cow >.fi Jonwaw w = mm = w.> @.fim N.~ Oofifi m oofi >.H qommam w mwwflñmâvfl w:fiH@=«ß@Q»> fiwm flß = N_m n.~m =.~ oofifl m om >.fi zommøm mwfiïwwäå wCfiHUCNQwD |»> w«>Hmu pwwucm wa wfi>H@ø ~.w m.: m.m oøflfl = om >.fi zomwmw = wa = H.@ N.fi m.Q oofifi w Qom ~.H onzmøw M J = mm = O w.N @.o ocflfl w Qom fi.fi =ømwDw W = Nm = fi.o @.~ m.o oofifl w DON @.o :omwaw m. n n n = wa = O w m w fi Oofifi m Qzfl Q fi zomwaw W = mm = O :.mfi >.H oofifi m omfi o.fi =omw=w W = mm _ = fi“@ ~.- w.fl Qofifl m owfl @.fi rowmøw w = wa = fi.o :.fi m.m Qoflfi J om ~.fi @m=wøw .m = wa = fl.Q æ.~ m.m Qofifi = om :nä :omwøw m nå wcfifiøcmsmnvæ m. mm cmpw flQ@ »flwm Nm :ww=fi fi.o n.N~ m.m ooflfl = om @.o :Qwwøm 5 a: _ får: 0; . \ssv > Aeev m ^.=fie Au Qomfl CJ =fi»mH@|HmMwmwm .Rv »ms _@w=mH \.»@@v M o@fl>V Å. Év ma wcflfl ...Éwuww uxwwmu uwwpmmß :mm-Hm Umhw uwu wcwnonhm> wanna: uucmswn whmmafl umwcflh m.w\> nmmcfi: amwcfin xmwcfln |fiwoxwfi> .Hm>x -pmfim |p» |Hw»»» -wflflfluwo «wm»U@D -mñfifivmo lwfififiømo |»w>H:m -flwpw umfinzmmnmwcwskfohm cwucmflflmshmmwwcflc>onm

Claims (3)

,| 10 15 452 122 13 Pâtênfiklïäïl

1. Sätt vid kontinuerlig gjutning av en stålplatin fri från ytdefekter genom att oscillera en kokill i vertikalled med sínusliknande rörelseslag. k ä n n e t e c k n a t av att kokillens maximala nedåtgående rörelsehastighet är mindre eller större än strängens utdragningshastighet och att ett pulver tillsättes för smörjning mellan kokillen och strängens skal. varvid pulvret vid l300°C har en viskositet mindre än 1,5 poise.

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att kokil- lens maximala nedåtgående hastighet är större än strängens utdragningshastighet. varvid kokillen oscilleras med en osci1~ leringscykel ej understígande 110 perioder/minut och en oscil- leringsslaglängd inom området 3-10 mm. W

3. Sätt enligt krav l eller 2. k ä n n e t e c k n a t av att stålet utgöres av ett rostfritt stål.