DE1558207A1

DE1558207A1 - Method and device for the horizontal continuous casting of molten metals, in particular steel

Info

Publication number: DE1558207A1
Application number: DE19671558207
Authority: DE
Inventors: Baumann Dr-Ing Hans G
Original assignee: Demag AG
Current assignee: Mannesmann Demag AG
Priority date: 1967-03-06
Filing date: 1967-03-06
Publication date: 1970-03-19

Description

DEMAG Aktiengesellschafi 2.3.1967DEMAG Aktiengesellschafi 2.3.1967

Wolf gang-Keuter-Platz ι ^ w «. u ,Wolfgang-Keuter-Platz ι ^ w «. u,

Verfahren und Vorrichtung zum horizontalen Stranggießen von schmelzflüssigen Metallen, insbesondere StahlMethod and device for the horizontal continuous casting of molten metals, especially steel

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die zu dessen Ausübung erforderliche Vorrichtung zum horizontalen Stranggießen von schmelzflüssigen Metallen^insbesondere Stahl.The invention relates to a method and to the same Exercise required apparatus for the horizontal continuous casting of molten metals ^ in particular Stole.

Aus der Literatur sind viele Beispiele bekannt, deren Verfahren das Horisontal-Stranggießen sum Gegenstand haben. Die aufgezeigten Schwierigkeiten gründen auf Erscheinungen, die beim Vertikal-Stranggießen teilweise als günstig betrachtet werden können. Zwischen Vertikal- und Horizontal-Stranggießen bestehen demnachMany examples are known from the literature, the process of which involves horizontal continuous casting to have. The difficulties identified are based on phenomena that occur partially in vertical continuous casting can be considered cheap. There is therefore between vertical and horizontal continuous casting

durch
einige greifende Unterschiede.by
some pervasive differences.

Während der statische Druck im vertikalen Strang mit der Bewegungsrichtung zusammenfällt, stehen der statische und hydrostatische Druck auf der Bewegungsrichtung beim horizontalen Gießen senkrecht. Die sich bildene Strangschale in der Vertikal-Kokille zieht sich auf dem ganzen Umfang im wesentlichen unter der Kokillenwandung zurück.While the static pressure in the vertical strand coincides with the direction of movement, the static and hydrostatic pressure are perpendicular to the direction of movement in horizontal casting. The strand shell that is formed in the vertical mold retreats over its entire circumference, essentially under the wall of the mold.

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Dem gegenüber liegt lie Unterseite des Horizontalstranges stets auf der unteren Kokillenwand und nach Austreten aus der Kokille auf den Transportwalzen. 3ine weitere unangenehme Erscheinung beim Horizontal-Stranggießen ist der Erstarrungsschwund auf der Oberseite des Stranges, wodurch mit der oberen Kokillenwandung ein Spalt gebildet wird, in dem Dampfblasen des Kühlmittels die v/eitere Wärmeabfuhr verzögern» während dem Schrumpfungsprozeß in der oberen Seite des Stranges bereits in der Kokille durch das Eigengewicht des Werkstoffes Unterstützung zuteil wird, trifft die unteren Schichten die Last des teils flüssigen, teils teigigen Materials. "Jänneabfuhr und Schrumpfungsprozeß sind also beim Horizontal-StranggieLen kritische aeeicbtepunkte, die beim Vertikal-Stranggießen längst als überwunden betrachtet v/erden können·Opposite this lies the underside of the horizontal strand always on the lower mold wall and after exiting the mold on the transport rollers. Another uncomfortable one The phenomenon in horizontal continuous casting is the solidification shrinkage on the upper side of the strand, which causes a gap is formed with the upper mold wall in which vapor bubbles of the coolant delay the further heat dissipation » during the shrinkage process in the upper side of the strand already in the mold due to its own weight If support is given to the material, the lower layers bear the burden of partly liquid, partly doughy Materials. "So the January discharge and the shrinking process are at Horizontal continuous casting is critical aeeicbtpunkte that during Vertical continuous casting has long been considered overcome can·

Gemäß einer bekannten Lösung (britische Patentschrift 725829) wird versucht, eine Zwischenlösung von Vertikal- und Horizontal-Stranggießen zu finden, um die aufgezeigten Probleme zu beseitigen. Zwar lastet beim bekannten Verfahren durch die Höhe des Giiispiegels in der Kokille ein natürlicher ferostatischer Druck über jeder Stelle nach Austritt aus der Kokille, jedoch kann damit die Schwierigkeit des unterschiedlichen Druckes an Ober- und Unterseite des Sbranges nicht aus dem V/ege geräumt werden. Das Problem, Ober- und Unterseibe beim Horizontal -Stranggießen gleichmäßig zu behandeln, insbesondereAccording to a known solution (British patent 725829) an intermediate solution of vertical and horizontal continuous casting is attempted can be found in order to eliminate the identified problems. It is true that the height is a burden in the known method of the liquid level in the mold, a natural ferostatic pressure over every point after exiting the mold, however the difficulty of the different pressure on the upper and lower side of the Sbranges cannot be eliminated will. The problem of treating the upper and lower disks evenly in horizontal continuous casting, in particular

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■bezüglich des im Werkstoff herrschenden Flüssigkeitsdruckes gilt somit immer noch als ungelöst.■ with regard to the fluid pressure prevailing in the material is therefore still considered unsolved.

Wenn an Ober- und Unterseite des Gießstranges unterschiedliche Abkühlungsverhültnisse bestehen, sind Auswirkungen auf dem Gefügeaufbau unvermeidbar. Der Strang besitzt dann über seinen ^uersclinitt wechselnde Gefügestruktur , was nicht nur aus Gründen der Weiterverarbeitung, sondern auch aus Festigkeitsgründen abzulehnen ist. Ein derart von Abhängigkeit der einzelnen Querschnittsschichten gegossener Strang neigt auch sonst zur inneren Spannungsbildung, sojdaß damit zu rechnen ist, daß der Strang sieh nach der abgekühlten, d. h. kälteren Seite hin biegt, also 'nicht gerade verläuft. . . 'If there are different cooling ratios on the top and bottom of the cast strand, there are effects unavoidable on the structure. The strand then has a structure that changes over its shape which is to be rejected not only for reasons of further processing, but also for reasons of strength. A A strand cast in this way, depending on the individual cross-sectional layers, also tends to develop internal stress in other ways, so that it is to be expected that the strand will see after the cooled, d. H. bends towards the colder side, so 'does not run straight. . . '

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, gemäß einem völlig anders gearteten Vorgehen die beschriebenen Verhältnisse im Strangquerschnitt zu ändern und einen neuen Weg aufzuzeigen, der das Horizontal-Stranggießen zumindest von der metallurgischen Seite her in neue Bahnen zu lenken vermagοThe present invention has set itself the task according to a completely different approach to change the described relationships in the strand cross-section and a new one To show a way to steer the horizontal continuous casting in new directions, at least from the metallurgical side able

!fach der Lehre der Erfindung wird diese Aufgabe verfahrens-! subject of the teaching of the invention, this task is procedurally

o gemäß dadurch gelöst, daß das zu vergießende Material untero according to solved in that the material to be potted under

Anwenden mehrerer elektromagnetischer, mit ihren resultie- ^ rehden mechanischen Kräften in Fließ- bzw. Strangbewegunss-Applying several electromagnetic, with their result- The mechanical forces in flow or strand movement

cn Richtung wirkenden Feldern derart aus der Kokille gefördertcn direction acting fields so promoted from the mold

wird, daß an jeder beliebigen Querschnittsstelle von Kokille bis,.. Sumpfende ein überlagerter Druck erzeugt wird.is that at any cross-section of the mold until, .. bottom end a superimposed pressure is generated.

BAD ORIGINAL - 4 -ORIGINAL BATHROOM - 4 -

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Die elektromagnetischen Felder wirken also quer zur · Gewichtskraft in den einzelnen Strangabschnitten· Während bisher die Tendenz des Schwundes beim Abkühlungsvorgang Unterstützung fand« kann mit einer Pumpvorrichtung der flüssige Werkstoff bereits ia Eintritt in die Kokille unter Spannung gesetzt werden, wenn zum statischen Druck je nach gewünschtem Maß ein Ausgleich geschaffen werden kann. Ss gelingt sozusagen, dem flüssigen Werkstoff eine Vorspannung zu geben, wodurch gleichzeitig ein dichtes Gefüge, frei von größeren Unregelmäßigkeiten erzeugbar ist.The electromagnetic fields therefore act across the Weight force in the individual strand sections · While so far the tendency to shrink during the cooling process Support found «the liquid material can generally already be handled with a pumping device Entrance into the mold can be put under tension when to static pressure as desired Measure a balance can be created. Ss succeeds, so to speak, in a pretensioning of the liquid material to give, whereby at the same time a dense structure, free of major irregularities can be generated.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch am Gießweg jeweils angeordnete LIagnetpolpaare mit senkrecht zu "** deren Verbindungsachse verlaufenden Elektroden. Die .,. zu erzeugende Feldstärke kann sowohl für die Magnetpolpaare regelbar vorgesehen sein, als auch für den Gleichstrom. Von besonderem Vorzug ist die Möglichkeit, von der Kokille angefangen bis zu einem Bereich in das Sumpfende LIagnetfeldstationen anzuordnen, sodaß von Station zu Station auch unterschiedliche Felder je nach dem Ersatarrungszustand des Stranges aufgebaut werden können. Die Magnetpolarten lassen sich entsprechend dem gewünschten Schmelzendruck auch v^chseln oder die FeId-The device for carrying out the method is characterized according to the invention by in each case on the casting path arranged magnetic pole pairs with perpendicular to "** their connecting axis extending electrodes. The .,. The field strength to be generated can be provided both for the magnetic pole pairs and for the adjustable Direct current. The possibility of starting from the mold up to an area in the is particularly advantageous To arrange boggy magnetic field stations, so that from Station to station also different fields depending on the Ersatarrungsstatus of the strand can be built. The types of magnetic poles can be changed according to the the desired melt pressure or the field

00981?/0 68 β00981? / 0 68 β

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stärken verändern, was sowohl für das Magnetfeld, als auch das Gleichetromfeld gilt· Es empfiehlt sich insbesondere, mit geringen Spannungen und hohen Stromstärken zu arbeiten, um die notwendigen Kräfte erzeugen zu könnenοstrengths change what both for the magnetic field, as the equatorial field also applies It is particularly advisable to to work with low voltages and high currents in order to generate the necessary forces to be able to ο

In der' Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematise]! dargestellt, an Hand dessen sich das erfindungsgemäße Verfahren erläutern läßt.In the 'drawing is an embodiment of the invention schematize]! shown, on the basis of which the method according to the invention can be explained.

Die einzige Figur zeigt einen axialen Querschnitt im Aufriß durch den Gießgutverteiler bzw. der Kokille und der erfindungsgemäßen Vorrichtung.The single figure shows an axial cross-section in elevation through the pouring material distributor or the mold and the device according to the invention.

Aus der Gießpfanne 1 oder auch einem weiter nicht gezeichneten an dem Verteiler 2 angesetzten Vakuumgefäß gelangt der Strom des flüssigen Materials 3 auf dem Weg einer Umlenkstelle A in die Kokille 5»in der das flüssige Material 3 eine Strangschale 6 bildet. Der Torgang des Schwundes in der von Kühlwasser durchströmten Kokille 5 wird durch die Anordnung der erfindungsgemäßen Magnetpolpaare direkt anschließend an der Kokille beeinflußt. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel befinden sich vor und hinter dem aus der Kokille aus-From the ladle 1 or a further not shown The flow of the liquid material 3 reaches the vacuum vessel attached to the distributor 2 the path of a deflection point A in the mold 5 »in the the liquid material 3 forms a strand shell 6. The doorway of the shrinkage in which the cooling water flows through Mold 5 is by the arrangement of the invention Magnetic pole pairs influenced directly afterwards on the mold. In the illustrated embodiment are located in front of and behind the

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■ tretenden Strangteil 7 Magnetpole 8 bzw. 9 und senkrecht zu deren Verbindungsachse 1o Elektroden 11 und 12, die an eine weiter nicht gezeigte Gleichstromquelle angeschlossen sind.■ stepping strand part 7 magnetic poles 8 or 9 and vertically to their connection axis 1o electrodes 11 and 12, which are connected to a direct current source, not shown further are connected.

Gemäß der aus der Elektrotechnik bekannten "Dreifingerregel" erzeugt der durch die Wicklungen der Magnetpole 8 und 9 fließende elektrische Strom parallel zur Strangachse eine Kraft· Diese erfährt durch das Schneiden des Elektronenstroms zwischen den Elektroden 11 und 12 mit dem Magnetfeld eine Verstärkung derart, daß je nach Polung der Anschlüsse 13 und 14 für die Elektroden 11 und 12 eine Addition der in Strangrichtung wirkenden Kräften eintritt·According to the "three-finger rule" known from electrical engineering, the generated by the windings of the magnetic poles 8 and 9 electric current flowing parallel to the strand axis creates a force · This is experienced by the cutting of the Electron current between the electrodes 11 and 12 with the magnetic field an amplification such that depending on the polarity the connections 13 and 14 for the electrodes 11 and 12 an addition of the forces acting in the direction of the strand entry·

Derartige Magnetfeldstationen, gebildet aus den Polen 8 und 9 sowie den Elektroden 11 und 12 mit ihren jeweiligen Anschlüssen können selbstverständlich auf dem gesamten Gießweg vom Verteiler 2 über die Kokille 5 und dem weiter erstarrenden Strangteil 15 angeordnet sein.Such magnetic field stations, formed from the poles 8 and 9 and the electrodes 11 and 12 with their respective Connections can of course on the entire casting path from the distributor 2 via the mold 5 and the strand part 15, which continues to solidify, can be arranged.

Gemäß dem erfindungsgeeäßen Verfahren gelangt das flüssige Material mit einem Überdruck aus dem Verteiler 2 in die Kokille und verhindert so ein frühzeitiges,According to the method according to the invention, the liquid arrives Material with an overpressure from the distributor 2 into the mold and thus prevents premature,

Lösen
ungleichmäßiges von Strangober- und Unterseite an denTo solve
uneven top and bottom of the strand on the

Kokillenwänden.Mold walls.

009812/0688009812/0688

Claims

2.3.1967 ΙΌ / . pi. / Le.

Patent claims:

1. Process for the horizontal continuous casting of molten metals, in particular steel, characterized in that the material to be potted using several electromagnetic, with their resulting mechanical forces in the direction of flow or strand movement acting fields is promoted from the mold in such a way that at any given ^ uinterface a superimposed pressure is generated from the mold to the end of the sump.

2. Device for performing the method according to claim 1, characterized by on the casting path (2.5 » 7 »15) each arranged magnetic pole pairs (8,9) with perpendicular to their connecting axis (Ίο), DC-fed electrodes (11, 12).

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