DE1220973B

DE1220973B - Verfahren zum Stranggiessen lunkerfreier Knueppel, Brammen und aehnlicher Abmessungen

Info

Publication number: DE1220973B
Application number: DEP26611A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ulrich Ploeger
Original assignee: ULRICH PLOEGER DIPL ING
Current assignee: ULRICH PLOEGER DIPL ING
Priority date: 1961-02-18
Filing date: 1961-02-18
Publication date: 1966-07-14

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

B22d

Deutsche Kl.: 31 c - 21

irf KL

1220 973.!,^
P 26611VI a/31 c
18. Februar 1961
14. Juli 1966

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Stranggießen lunkerfreier Knüppel, Brammen und ähnlicher Abmessungen aus unberuhigten Stahlschmelzen, wobei der Strang mit noch flüssigem Kern verformt wird.

Bei einem bekannten Verfahren zum Stranggießen lunkerfreier Stränge wird der Strang oberhalb der natürlichen Sumpfspitze durch der Kokille nachgeschaltete Walzen so weit zusammengedrückt, bis die inneren Wandungen der bereits verfestigten Strangschale in ihren Grenzschichten verschweißen. Hierdurch wird die Bildung von Kernundichtigkeiten in Form schwammigen Kerngefüges und örtlicher oder durchlaufender Lunker vermieden. Jedoch treten beim Stranggießen unberuhigter Stahlschmelzen üblicherweise im Anschluß an die hohlraumfrei erstarrte Randzone des Stranggutes Gasblaseneinschlüsse auf, die mit Hilfe des bekannten Verfahrens nicht zu vermeiden sind. Diese Gasblaseneinschlüsse stören bei der Weiterverarbeitung des Stranggutes, sofern sie nicht zu völlig dichtem Gefüge zusammenschweißen, sondern als materialtrennende Einschlüsse im Halbzeug verbleiben. Das Stranggießen ist aus diesem Grunde im wesentlichen an beruhigte oder wenigstens halbberuhigte Stahlschmelzen gebunden. Selbst bei diesen Stahlschmelzen kommt es aber bei kleineren Dicken des Stranggutes zu Gasblaseneinschlüssen, weil hierbei die Erstarrungsgeschwindigkeit nicht nur der sich an die gasblasenfrei erstarrende Randzone anschließenden Ubergangszone, sondern sogar des gesamten Strangquerschnitts größer als die Entgasungsgeschwindigkeit ist. Zwar gelingt es auf dem Wege der Seigerungsraffmation, beim Stranggießen die aus einer trichterförmigen Kokille mit einer Wandstärke von etwa 2,5 mm austretende Strangschale zu Blechstreifen von höchstens etwa 5 mm zusammenzupressen, doch erhält man dabei entsprechend den Gesetzmäßigkeiten des Seigerungsprozesses ein Material, das in seiner chemischen Zusammensetzung zwischen dem Beginn und dem Ende einer Schmelze erhebliche Veränderungen aufweist und besonders in seiner Dicke auf wenige Millimeter begrenzt bleibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der einleitend beschriebenen Art und zu dessen Durchführung geeignete Vorrichtungen zu schaffen, wodurch es gelingt, daß Knüppel, Brammen und ähnliche Abmessungen nicht nur lunkerfrei, sondern darüber hinaus auch frei von den beim Verarbeiten von unberuhigten Stahlschmelzen üblicherweise auftretenden Gasblasen sind. Das wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch erreicht, daß der Strang

Verfahren zum Stranggießen lunkerfreier
Knüppel, Brammen und ähnlicher Abmessungen

Anmelder:

Dipl.-Ing. Ulrich Plöger,

Düsseldorf-Holthausen, Bahlenstr. 130

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Ulrich Plöger,
Düsseldorf-Holthausen

durch Verformen der ganz oder überwiegend gasblasenfrei erstarrten Randzone gebildet wird. Der Kern ist hierbei noch flüssig und wird bei dem in einer oder mehreren Stufen erfolgenden Verformung so weitgehend verdrängt, bis der ganze Strangquerschnitt von dem ursprünglichen oder während der Verformung stärker gewordenen Randzonengefüge ausgefüllt wird. Die Verformungskräfte wirken dabei, um den gewünschten Knüppel, die Bramme oder ähnliche Abmessung zu erhalten, allseitig auf den Außenumfang der erstarrten Randzone ein. Es kann daher nicht zu örtlich unzulässig hohen Verformungsspannungen, die ein Reißen der Randzone zu Folge hätten, kommen, zumal die Verformung hierbei mit einer Umfangsverminderung einhergeht. Die gasblasenfrei erstarrende Randzone läßt sich in ihrer Stärke durch verschiedene Maßnahmen, wie Veränderung der Gießgeschwindigkeit, SauerstofEbehandlung der Schmelze bzw. der Schlacke oder durch die Wahl geeigneter Drücke genügend stark machen, um einerseits die erfindungsgemäße Verformung zu ermöglichen und andererseits den Querschnitt des Stranggutes völlig auszufüllen.

Während der Verformung gelangen die Gase aus der Stahlschmelze wegen ihres gegenüber dem üblichen, verformungsfreien Stranggießen verlängerten Aufenthaltes im flüssigen Zustand in der Kokille zur Ausscheidung. Da der Verteilungskoeffizient, also das Verhältnis der Konzentration eines Stoffes im erstarrten Metall zu seiner Konzentration im flüssigen Metall, bei Gasen wesentlich niedriger als bei festen oder flüssigen Stoffen ist, läßt sich das Verfahren so anwenden, daß die gasblasenfreie Erstarrung der Randzone eintritt, ohne daß sich die chemische Zusammensetzung des Strangquerschnittes zwischen Beginn und Ende einer Schmelze nennenswert ändert,

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was für die Qualitätseigenschaften des Stranggutes von erheblicher Bedeutung ist.

Die Verformung kann auf unterschiedliche Weise vorgenommen werden. Sofern die Verhältnisse es zulassen, wird man bereits die Kokille so ausbilden, daß ihr für die Erstarrung maßgeblicher Querschnitt am Einlauf größer als am Austritt ist.Die Absenkung des Stranges muß dann so kräftig sein, daß sich die erstarrte Randzone unter gleichzeitiger Verformung von der Kokillenwand löst, ohne zu reißen. Ebenfalls kann der Strang durch eine oder mehrere der Kokille nachgeschaltete Formen gezogen werden. Schließlich läßt sich die Verformung noch durch Walzen oder durch Pressen ausführen. Der angestrebte Zweck schließt eine Kombination der genannten Verformungsmöglichkeiten ein. Wesentlich ist nur, daß der Stab zu Beginn der Verformung im Innern noch flüssig ist. Verformungen des bereits über einen gesamten Querschnitt erstarrten Stranggutes im unmittelbaren Anschluß an die Kokille durch Ziehen sind hingegen bereits bekannt gewesen.

Für den zuerst gegossenen, nachfolgend als Angußabschnitt bezeichneten Teil des Stranges liegen für das beschriebene Verfahren abweichende Bedingungen vor, weil eine einwandfreie Erstarrung zusätzlich am Boden des Stranges stattfindet. Wenn der Angußabschnitt beispielsweise wegen seiner Verbindung mit dem beim Stranggußverfahren bekannten Kaltstrang oder aus anderen Gründen nicht verformbar ist, wird er im Kokillenaustrittsquerschnitt hergestellt und, falls erforderlich, später vom übrigen Strang abgetrennt. Alle Verformungsvorrichtungen hinter dem Kokillenaustritt müssen sich dann so weit öffnen lassen, daß der Angußquerschnitt und gegebenenfalls der Kaltstrang passieren können. Falls aber der Angußabsdhnitt frei abgesenkt oder vor Beginn der Verformung vom Kaltstrang getrennt werden konnte, oder der Kaltstrang in Form, Größe und Lage so ausgebildet wurde, daß er im Gegensatz zum Strang die Verformungsvorrichtung passieren kann, so läßt sich auch der Angußabschnitt mit verformen. Eine weitere Verformungsmöglichkeit für den Angußabschnitt ist dann gegeben, wenn ein an sich dünner Kaltstrang einen für jeden Strang zu erneuernden Kopf als verformungsfähiges Verbindungsstück für den Angußabschnitt trägt.

Claims

Patentansprüche: ,. .

1. Verfahren zum Stranggießen lunkerfreier Knüppel, Brammen und ähnlicher Abmessungen aus unberuhigten Stahlschmelzen, wobei der ■ Strang mit noch flüssigem Kern verformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang durch Verformen der ganz oder überwiegend gasblasenfrei erstarrten Randzone gebildet wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kokille verwendet wird, deren für die Erstarrung maßgeblicher Querschnitt am Einlauf größer als am Austritt ist.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Kokille Walzen angeordnet sind.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Kokille eine oder mehrere Ziehformen angeordnet sind.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Kokille.eine oder mehrere Pressen angeordnet sind,

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Verformungsvorrichtungen nacheinander angeordnet sind.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar am Einlauf der Metallschmelze ein Walzspalt oder eine Preßform vorgesehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Österreichische Patentschriften Nr. 189 346,
187251;

USA.-Patentschrift Nr. 2 597 046;

Fischer, W. A., Spitzer, H., Hishinuma, M., »Das Zonenschmelzen von Eisen und die Ermittlung der Verteilungskoeffizienten für Kohlenstoff, Phosphor, Schwefel und Sauerstoff«, Ardhiv für das Eisenhüttenwesen, 31 (1960), 6, S. 365 bis 371;

Tenenbaum, M., Schrader, C. F., Mai, L., »Solidification characteristics of continously cast low-carbon steels«, Journal of the Iron and Steel Institute, 191 (1959), 1, S. 20 bis 33.