TECHNISCHES GEBIET
-
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggießen austenitischen
Edelstahls und insbesondere ein Verfahren zum Stranggießen, das gleichzeitig das
Verhindern von Oberflächendefekten und die Durchführung eines
Hochgeschwindigkeits-Gießvorgangs ermöglicht.
TECHNISCHER HINTERGRUND
-
Bei der Herstellung von Edelstahlblechen ist es strikt erforderlich, dass die
Oberfläche des Blechs im Vergleich mit der Oberfläche anderer, für allgemeine
Zwecke vorgesehener Stahlbleche attraktiver aussieht. Somit muss auch beim
Stranggießen von Edelstahl eine Reduzierung von Oberflächendefekten
erreicht werden. Gemäß einer bekannten herkömmlichen Technik zum
Reduzieren von Oberflächendefekten austenitischen Edelstahls wird, um die Bildung
feiner austenitischer Körnchen zu erzielen, gemäß JP-A-63-192537 eine
Steuerung der Kühlrate über einen Bereich vorgenommen, der sich von der
Festkörpertemperatur des Oberflächenverfestigungsschichtbereichs bis zu mindestens
1200ºC erstreckt. Ferner ist gemäß JP-A-3-42150 bekannt, die
Stahlschmelzen-Komponenten und den Überhitzungsgrad der Stahlschmelze derart zu
steuern, dass die Bildung feiner austenitischer Körnchen herbeigeführt wird.
-
In letzter Zeit wurden die Anforderungen an die Produktqualität zunehmend
strikter. Aus diesem Grund ist vorgeschlagen worden, die Kühlrate, den
Überhitzungsgrad der Stahlschmelze und dgl. einzeln zu steuern; es hat sich
jedoch nicht erwiesen, dass eine bloße Steuerung dieser Art ausreichend ist, da
immer noch Oberflächendefekte verursacht werden.
-
Andererseits wird seit einiger Zeit verlangt, sogar die Gießgeschwindigkeit
beim Stranggießen zu erhöhen, um die Produktivität zu steigern. Beim
Erhöhen der Gießgeschwindigkeit besteht jedoch die Tendenz einer unnötigen
Verursachung von Oberflächendefekten. Deshalb kann bislang, wenn eine höhere
Gießgeschwindigkeit gewünscht ist, die Geschwindigkeit mit Rücksichtnahme
auf die Oberflächenqualität nicht ausreichend vergrößert werden. Somit
musste eine Gießgeschwindigkeit innerhalb eines annehmbaren Bereiches auf
niedrigem Niveau gewählt werden, und folglich konnten der adäquate Standard
und die gewünschte Produktivitätsverbesserung nicht erlangt werden.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, die oben aufgeführten Probleme beim
Stranggießen austenitischen Edelstahls in vorteilhafter Weise zu lösen und ein Verfahren
zum Stranggießen austenitischen Edelstahls anzugeben, das in der Lage ist,
gleichzeitig eine hohe Produktivität und eine ausgezeichnete
Oberflächenqualität des Stahlblechs zu erzielen.
-
Mit der Erfindung wird ein Verfahren zum Stranggießen austenitischen
Edelstahls angegeben, das durchgeführt wird mittels Gießen einer Schmelze
austenitischen Edelstahls aus einer Gießwanne durch eine Tauchdüse in eine
Stranggussform einer Brammenstranggussanlage, Verfestigen des Edelstahls
in der Form, und kontinuierliches Herausziehen der resultierenden Bramme
vorgegebener Größe aus der Form, und das dadurch gekennzeichnet ist, dass
das Stranggießen mit einer Gießgeschwindigkeit von mindestens 1,2 m/min.
sowie derart durchgeführt wird, dass die Gießgeschwindigkeit, der
Überhitzungsgrad der Stahlschmelze in der Gießwanne, die Querschnittsfläche des
Ausgabedurchlasses der Tauchdüse und die Brammen-Breite die folgende
Beziehung erfüllen:
-
0,30 ≤ V0,58·W-0,04· ΔT·d-0,96 ≤ 1,40,
-
wobei V = Gießgeschwindigkeit (m/min.),
-
W = Brammen-Breite (mm),
-
ΔT = Überhitzungsgrad (ºC) der Stahlschmelze in der Gießwanne
und
-
d = Quadratwurzel der Querschnittsfläche des einer Seite der Form
zugewandten Tauchdüsen-Ausgabedurchlasses (mm),
-
vorausgesetzt, dass die Beziehung, falls die Bramme eine dicke Bramme ist,
einen Wert von ≥ 0,30 bis ≤ 0,85 hat und, falls die Bramme eine mittels eines
Doppelgurt-Gießers des Vertikal-Typs oder eines Block-Gießers hergestellte
dünne Bramme ist, einen Wert von ≥ 0,50 bis ≤ 1,40 hat.
-
Ferner ist eine Gießgeschwindigkeit V von mindestens 3,0 m/min. besonders
vorteilhaft, wenn die Brammenstranggussanlage ein Doppelgurt-Gießers des
Vertikal-Typ ist oder eine Block-Gießer zum strangweisen Herstellen einer
dünnen Bramme ist.
-
Als Tauchdüse gemäß der Erfindung ist eine Mehrlochdüse besonders
vorteilhaft. Im Fall einer Mehrlochdüse handelt es sich bei dem Querschnittsbereich
des Düsenausgabedurchlasses um den Gesamt-Querschnittsbereich der
Düsenöffnungen, die einer kurzen Seite der Form für das Stranggießen
zugewandt sind (d. h., im Fall der Zweilochdüse, ist dies der Querschnittsbereich
der Düsenöffnung an einer Seite, oder, im Fall einer Vierlochdüse, der
Gesamt-Querschnittsbereich der Düsenöffnungen, die einer kurzen Seite der
Form zugewandt sind).
-
Von den Erfindern durchgeführte Untersuchungen haben erwiesen, dass die
Bildung einer feinen inneren Verfestigungsstruktur austenitischer Körnchen in
dem Oberflächenschichtenbereich der gegossenen Bramme und die
Reduzierung der damit einergehenden Mikrosegregation von
Verunreinigungselementen wichtig für die Verbesserung der Oberflächeneigenschaften und der
Warmverarbeitungsfähigkeit sind. Wie sich ferner zeigte, muss aufgrund der
Tatsache, dass die Verfestigungsstruktur in den austeniteschen Körnchen dendritisch
ist, für die Bildung der feinen Verfestigungsstruktur die
Wärmeeintragsquantität (Qm) der durch den Ausgabedurchlass der Tauchdüse
ausgestoßenen Stahlschmelze auf die Anfangs-Verfestigungsschale, die direkt unterhalb
des Meniskusteils in der Form der Stranggussanlage gebildet wird, gesteuert
werden.
-
Ferner hat sich erwiesen, dass die Gießgeschwindigkeit V, der
Überhitzungsgrad ΔT der Stahlschmelze, die Breite W der Bramme und der
Querschnittsbereich A der Ausgabedurchlasses der Tauchdüse in der Form wichtige
Parameter zum Steuern der Wärmeeintragsquantität Qm sind. Als Ergebnis hat sich
herausgestellt, dass gegossene Brammen hoher Qualität auch bei einer hohen
Gießgeschwindigkeit erhalten werden können, indem diese vier Parameter
derart gesteuert werden, dass sie eine gegebene Beziehung erfüllen.
-
Gemäß den Untersuchungen von Kumada et al. (Journal of the Japan Institute
of Mechanics, 35, (1969)) und Nakado et al. (TETSU-TO-HAGANE, 67 (1981),
S. 1200) wird die Wärmeeintragsquantität Qm durch die folgenden
Gleichungen repräsentiert:
-
Qm = hm·ΔT
-
hm = 1,42(k/d&sub1;) x (Vn·d&sub1;·ρ/h)0,58 · (C·η/k )0,43 · (X/d&sub1;)-0,62 ..... (1),
-
wobei hm = Wärmeübertragungskoeffizient, k = Wärmeleitfähigkeit der
Schale, ρ = Dichte der Stahlschmelze, η = Viskosität der Stahlschmelze, C =
spezifische Wärme der Stahlschmelze, d&sub1; = Düsen-Durchmesser, Vn =
Strömungsrate der Stahlschmelze an dem Ausgabedurchlass, und X = Abstand
zwischen dem Ausgabedurchlass und dem Kollisionspunkt.
-
Bei einer tatsächlichen Form einer Stranggussanlage sind jedoch die meisten
Parameter in der obigen Gleichung (1) unbekannt und können nicht in ihrer
vorliegenden Form auf die Stranggussanlage angewandt werden. Die Erfinder
haben für die Anwendung mit einer tatsächlichen Stranggussanlage
Untersuchungen unter Einbeziehung der Tatsachen durchgeführt, dass das Verhältnis
zwischen der Gießgeschwindigkeit V und der Strömungsrate Vn der
Stahlschmelze an dem Ausgabedurchlass V ∞ Vn beträgt (V ist proportional zu Vn,
wie oben), das Verhältnis zwischen der Breite W der Bramme und der
Strömungsrate Vn der Stahlschmelze an dem Ausgabedurchlass W ∞ Vn beträgt,
das Verhältnis zwischen der Breite W der Bramme und dem Abstand X
zwischen dem Ausgabedurchlass und dem Kollisionspunkt W ∞ X beträgt, und
dass die Wärmeleitfähigkeit k der Schale, die Dichte ρ der Stahlschmelze, die
Viskosität η der Stahlschmelze und die spezifische Wärme C der Stahlschmelze
konstant sind, und haben herausgefunden, dass die obige Gleichung (1) in
Form der folgenden Gleichung (2) neugeschrieben werden kann:
-
qm =V0,58·W-0,04·ΔT·d-0,96 .....(2),
-
wobei qm = Index der Wärmeeintragsquantität, V = Gießgeschwindigkeit
(m/min.), W = Brammen-Breite (mm), ΔT = Überhitzungsgrad der
Stahlschmelze in der Gießwanne (ºC), und d = Quadratwurzel (mm) des
Querschnittsbereichs des Düsenausgabedurchlasses (an einer Seite einer
Zweilochdüse).
-
Somit können die maximale Gießgeschwindigkeit, bei der entsprechend dem
Überhitzungsgrad der Stahlschmelze die Qualität der Stahlschmelze noch
gewährleistet ist, die Brammen-Breite und der Querschnittsbereich des
Düsenausgabedurchlasses abgeleitet werden, indem zuvor der Maximalwert des
Indexes der Wärmeeintragsquantität qm bestimmt wird, bei dem noch keine
Oberflächendefekte verursacht werden, und auf diese Weise können
gleichzeitig eine hohe Produktivität und eine hohe Qualität erreicht werden. Ferner ist,
wenn der Index der Wärmeeintragsquantität qm zu klein ist, die Fusion des
Schmelzpulvers unzureichend, und somit tritt ein Anhaften ungeschmolzenen
Formpulvers an der gegossenen Bramme auf, wodurch Oberflächendefekte des
Stahlblechs verursacht werden. Deshalb wird der untere Grenzwert der
Wärmeeintragsquantität unter diesem Aspekt definiert. Das zum Bestimmen des
oberen Grenzwerts und des unteren Grenzwerts der Wärmeeintragsquantität
durchgeführte Experiment wird noch beschrieben.
-
Zum besseren Verständnis der Erfindung und zur Veranschaulichung möglicher
Anwendungsformen werden im folgenden als Beispiel die beigefügten
Zeichnungen erläutert.
-
Fig. 1 zeigt ein Schaubild des Verhältnisses zwischen dem Index der
Wärmeeintragsquantität und der Verhältniszahl des Auftretens von
Oberflächendefekten bei einem kaltgewalzten Stahlblech;
-
Fig. 2 zeigt ein Schaubild des Verhältnisses zwischen dem Überhitzungsgrad
der Stahlschmelze und dem Abstand des sekundären Dendrit-Arms;
-
Fig. 3 zeigt ein Schaubild des Verhältnisses zwischen der
Gießgeschwindigkeit und dem Abstand des sekundären Dendrit-Arms;
-
Fig. 4 zeigt ein Schaubild des Verhältnisses zwischen der Brammen-Breite
und dem Abstand des sekundären Dendrit-Arms;
-
Fig. 5 zeigt ein Schaubild des Verhältnisses zwischen dem
Querschnittsbereich des Düsenausgabedurchlasses und dem Abstand des sekundären
Dendrit-Arms;
-
Fig. 6 zeigt ein Schaubild des Verhältnisses zwischen dem Index der
Wärmeeintragsquantität und dem Abstand des sekundären Dendrit-Arms; und
-
Fig. 7 zeigt ein Schaubild des Verhältnisses zwischen dem Index der
Wärmeeintragsquantität und der Verhältniszahl des Auftretens von
Oberflächendefekten bei kaltgewalztem Stahl bei der Strangußoperation unter
Verwendung eines Doppelgurt-Gießers.
-
Das Gießen von Stahl mit 18 Gew.-% Cr und 8 Gew.-% Ni (SUS 304), der die
in Tabelle 1 gezeigte chemische Zusammensetzung aufwies, wurde unter
verschiedenen - in Fig. 2 aufgeführten - Bedingungen hinsichtlich der Tauchdüse
(Zweilochdüse), der Gießgeschwindigkeit, des Überhitzungsgrads der
Stahlschmelze und der Brammen-Breite durchgeführt. Ferner betrug die Dicke der
Bramme 200 mm. Zum Bestimmen des Grads der feinen Verfestigungsstruktur
des Oberflächenschichtbereiches der durch diesen Stranggussvorgang
erhaltenen Bramme wurde die Verfestigungsstruktur in einer Tiefe von 4 mm von der
Brammen-Oberfläche untersucht, um die Bildung der Feinstruktur anhand der
großen und kleinen Bemessungen des Abstands des sekundären Dendrit-Arms
auszuwerten. Anschließend wurde die gegossene Bramme einem Warmwalz-,
einem Kaltwalz- und einem Beizvorgang ausgesetzt, um als Produkt ein
Stahlblech mit einer Dicke von 1,4 mm zu erhalten, an dem zur Beurteilung der
Oberflächenqualität einer Sichtprüfung vorgenommen wurde. Bei dieser
Sichtprüfung wurden die Oberflächendefekte des Stahlblechs untersucht, um das
Verhältnis des Auftretens von Defekten zu bestimmen. Das Verhältnis des
Auftretens von Defekten war definiert als Index des Auftretens von Defekten,
ausgedrückt als (Länge des aufgrund von Defekten zurückgewiesenen
Abschnitts)/(volle Länge des Stahlblechs) · 100.
Tabelle 1
Tabelle 2
-
Die Testergebnisse für den Abstand des sekundären Dendrit-Arms der im
Strangguss hergestellten Bramme sind in Fig. 2-5 graphisch wiedergegeben
als Funktion des Überhitzungsgrads ΔT der Stahlschmelze, der
Gießgeschwindigkeit V, der Brammen-Breite W und des Querschnittsbereichs A des
Düsenausgabedurchlasses (Querschnittsbereich pro Loch bei einer Zweilochdüse).
Gemäß Fig. 2-5 tendiert der Abstand des sekundären Dendrit-Arms dazu,
sich bei einem Ansteigen des Überhitzungsgrads ΔT, der Gießgeschwindigkeit
V und der Brammen-Breite W und bei einem Abnehmen des
Querschnittsbereichs A des Düsenausgabedurchlasses zu vergrößern. Wie man anhand des
Verhältnisses zwischen der Gießgeschwindigkeit V und dem Abstand des
sekundären Dendrit-Arms erkennt (Fig. 3), ist die Streuung besonders groß, da
die Brammen-Breite, der Überhitzungsgrad der Stahlschmelze und der
Durchmesser des Ausgabedurchlasses der Tauchdüse differieren. Somit können
diese Parameter nicht als Indikatoren für die feine Ausbildung austenitischer
Körnchen und somit als Indikatoren für die Oberflächenqualität verwendet
werden.
-
Der sich aus der obigen Gleichung (2) ergebende Index der
Wärmeeintragsqualität qm wurde für jeden Gieß-Zustand berechnet, und das Verhältnis
zwischen dem Index der Wärmeeintragsqualität qm und dem Abstand des
sekundären Dendrit-Arms ist in Fig. 6 graphisch dargestellt. Diese Figur zeigt, dass
der Index der Wärmeeintragsqualität qm einer starken Wechselbeziehung mit
dem
Abstand des sekundären Dendrit-Arms 2-4 mm unter der Brammen-
Oberfläche unterliegt, was im wesentlichen der Tiefe eines Oberflächendefekts
eines gerollten Blechprodukts entspricht. Ferner ist in Fig. 1 das Verhältnis
zwischen dem Index der Wärmeeintragsqualität qm und dem auftretenden
Verhältnis von Oberflächendefekten gezeigt. Aus Fig. 1 wird auch zudem
deutlich, dass der Index der Wärmeeintragsqualität qm einer starken
Wechselbeziehung mit dem Verhältnis des Auftretens von Oberflächendefekten unterliegt
und dass man Stahlbleche mit guter Qualität erhält, wenn der Index der
Wärmeeintragsqualität qm nicht über 0,85 liegt. Dies bedeutet, dass, wenn der
Index der Wärmeeintragsqualität qm weniger als 0,85 beträgt, der Abstand
des sekundären Dendrit-Arms an einer Position von 4 mm unter der
Oberfläche nicht mehr als ungefähr 30 um beträgt, wie Fig. 6 zeigt. Ferner beträgt,
wenn der Index der Wärmeeintragsqualität qm nicht größer als 0,6 ist, der
Abstand des sekundären Dendrit-Arms nicht mehr als 25 um, wodurch das
Auftreten von Oberflächendefekten sogar noch weiter reduziert wird.
-
Falls hingegen die Wärmeeintragsqualität qm in der Umgebung des Meniskus
zu klein ist und somit der Index der Wärmeeintragsqualität qm weniger als
0,30 beträgt, wird aufgrund der bereits erwähnten Infusion des Pulvers ein
Anhaften des Form-Pulver verursacht, so dass gemäß Fig. 1 Defekte in dem
Stahlblech verursacht werden. Somit ist es erforderlich, dass der durch die
Gleichung (2) definierte Index der Wärmeeintragsqualität qm aus Gründen des
gewünschten Qualität nicht weniger als 0,30 beträgt.
-
Bei dem Gießverfahren gemäß der Erfindung kann, selbst wenn das
Hochgeschwindigkeits-Gießen mit einer Gießgeschwindigkeit von mindestens 1,2
m/min. und vorzugsweise mindestens 3,0 m/min. durchgeführt wird, das
Auftreten von Oberflächendefekten verhindert werden, indem der Durchmesser
des Düsenausgabedurchlasses und der Überhitzungsgrad der Stahlschmelze
optimiert werden. Wenn bei dem herkömmlichen Verfahren ein
Hochgeschwindigkeits-Gießen mit einer Gießgeschwindigkeit von mindestens 1,2 m/min.
durchgeführt werden sollte, stieg der Index der Wärmeeintragsqualität qm
häufig auf über 0,85 an, so dass Oberflächendefekte entstanden. Deshalb
konnte die Gießgeschwindigkeit nicht vergrößert werden und betrug höchstens
ungefähr 1,2 m/min.
-
Die gemäß der Erfindung verwendete Stranggussmaschine weist nicht nur
Universal-Brammenstranggussvorrichtungen, sondern auch Doppelgurt-Gießer
des Vertikal-Typs oder Block-Gießer zum Gießen einer dünnen Bramme mit
einer Dicke von 20-100 mm auf. Wie z. B. in KAWASAKI STEEL GIHO, Vol. 21,
No. 3 (1989), S. 175-181 beschrieben ist, weist der Doppelgurt-Gießer des
Vertikal-Typs ein Paar Endlosriemen, die entsprechend der Dicke der zu
gießenden dünnen Bramme voneinander beabstandet sind, und einen Gießraum
auf, der durch ein Paar kurzer Form-Seiten begrenzt ist, die an beiden
Seitenenden des Riemens angeordnet sind und eine aufwärts verlängerte, abwärts
kontrahierte Form haben (aufwärtsverlaufende Gussform). Die Stahlschmelze
wird durch die Tauchdüse in die aufwärtsverlaufende Form gegossen, und
dann wird durch Kühl-Platten, die an der Rückseite des Endlosriemens
angeordnet sind, Wärme aus der Stahlschmelze abgezogen, um eine dünne
Bramme zu gießen.
-
Wenn eine Bramme vorgegebener Größe im Strangguss hergestellt wird,
indem eine Schmelze austenitischen Edelstahls durch die Tauchdüse in die Form
eines Doppelgurt-Gießers des Vertikal-Typs oder eines Block-Gießers gegossen
und dann verfestigt wird, kann der Hochgeschwindigkeits-Stranggussvorgang
derart ausgeführt werden, dass die folgende Gleichung erfüllt ist:
-
0,50 ≤ V0,58·W-0,04·ΔT·d-0,96 ≤ 1,40
-
Das Stranggießen austenitischen Edelstahls wurde durchgeführt unter
kontinuierlicher Veränderung der Bedingungen des Überhitzungsgrads ΔT der
Stahlschmelze, der Gießgeschwindigkeit V, der Brammen-Breite W und des
Querschnittsbereichs A des Düsenausgabedurchlasses (Querschnittsbereich pro
Loch bei einer Zweilochdüse) in der aufwärtsverlaufenden Form eines Doppelgurt-Gießers
des Vertikal-Typs, um die Ergebnisse gemäß Fig. 7 zu erhalten,
aus der ersichtlich ist, dass, wenn diese Parameter die Bedingung 0,50 ≤
V0,58·W-0,04·ΔT·d-0,96 ≤ 1,40 erfüllen, die Oberflächendefekte reduziert werden
und eine Bramme mit guter Qualität hergestellt wird. Bei einem derartigen
Stranggussvorgang unter Verwendung der aufwärtsverlaufenden Form des
Doppelgurt-Gießers des Vertikal-Typs können im Vergleich zum Stranggießen
mittels der Universal-Stranggussanlage gute Oberflächeneigenschaften auch
bei einer höheren Gießgeschwindigkeit erzielt werden. Als Grund dafür wird
angenommen, dass bei Verwendung eines Doppelgurt-Gießers des Vertikal-
Typs die Dicke der Bramme relativ klein ist und die Stahlschmelze schnell
gekühlt wird, so dass selbst bei höherer Gießgeschwindigkeit kaum
Oberflächendefekte auftreten. Ferner werden, wenn der Wert: von V0,58·W-0,04·ΔT·d-0,95
kleiner als 0,50 ist, einhergehend mit einer Abnahme der Temperatur der
Stahlschmelze Probleme wie z. B. eine Entstehung falscher Wände, ein mattes
Erscheinungsbild der Oberfläche und dgl. verursacht, so dass bei einer
Stranggussanlage zur Herstellung einer dünnen Bramme der untere Grenzwert von
V0,58·W-0,04·ΔT·d-0,96 gleich 0,50 ist.
-
Somit kann mit einem Doppelgurt-Gießer des Vertikal-Typs oder einem Block-
Gießer ein Hochgeschwindigkeits-Gießvorgang mit einer Gießgeschwindigkeit V
von mindestens 3,0 m/min. durchgeführt werden.
Die folgenden Beispiele dienen der Veranschaulichung der Erfindung.
Beispiel 1
-
Zur Durchführung eines Stranggussvorgangs wurde eine Stahlschmelze, die
0,04 Gew.-% C, 0,52 Gew.-% Si, 0,90 Gew.-% Mn, 0,02 Gew.-% P, 0,003
Gew-% S. 9,2 Gew.-% Ni, 18,3 Gew.-% Cr und 0,028 Gew.-% N und im
übrigen Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen aufwies, aus einer Gießwanne
durch eine Tauchdüse in eine Stranggussform gegossen und in der Form
verfestigt, und die resultierende Bramme wurde kontinuierlich aus der Form herausgezogen.
Während des Stranggießens betrug der Überhitzungsgrad ΔT der
Stahlschmelze in der Gießwanne 48ºC; der Querschnittsbereich des
Ausgabedurchlasses der Tauchdüse (Düse vom Zweiloch-Typ, Ausgabewinkel: 5º
aufwärts) betrug 4200 mm² pro Loch; die Brammen-Breite betrug 1040 mm; die
Brammen-Dicke betrug 200 mm; und die Gießgeschwindigkeit betrug 1,0
m/min. Bei Inspektion der verfestigten Struktur der resultierenden Bramme in
einer Tiefe von 4 mm von der Brammen-Oberfläche betrug der Abstand des
sekundären Dendrit-Arms 23 um. Anschließend wurde die Bramme in üblicher
Weise einem Warmwalz-, Kaltwalz- und Beizvorgang unterzogen, um ein
Stahlblech mit einer Dicke von 1,4 mm zu erhalten. Eine Sichtprüfung des
Produkts zeigte eine gute Qualität (qm = 0,66) ohne Oberflächendefekte
(Verhältnis des Auftretens von Defekten: 0,07).
Vergleichs-Beispiel 1
-
Durch das Stranggussverfahren wurde eine Bramme aus einer Stahlschmelze
mit der gleichen chemischen Zusammensetzung wie in Beispiel 1 gebildet. In
diesem Fall betrug der Überhitzungsgrad ΔT der Stahlschmelze in der
Gießwanne 28ºC; der Querschnittsbereich des Ausgabedurchlasses der Tauchdüse
(Düse vom Zweiloch-Typ, Ausgabewinkel: 5º aufwärts) betrug 4200 mm² pro
Loch; die Brammen-Breite W betrug 1020 mm; die Brammen-Dicke betrug
200 mm; und die Gießgeschwindigkeit betrug 0,6 m/min. Bei Inspektion der
verfestigten Struktur der Bramme in einer Tiefe von 4 mm von der Brammen-
Oberfläche betrug der Abstand des sekundären Dendrit-Arms der
resultierenden Bramme 20 um, Anschließend wurde die Bramme in üblicher Weise einem
Warmwalz-, Kaltwalz- und Beizvorgang unterzogen, um ein Stahlblech mit
einer Dicke von 1,4 mm zu erhalten. Eine Sichtprüfung des Produkts zeigte das
Vorhandensein von Defekten aufgrund der Infusion von Form-Pulver, und das
dadurch verursachte Verhältnis des Auftretens von Defekten betrug 0,45 (qm
= 0,28).
Vergleichs-Beispiel 2
-
Durch das Stranggussverfahren wurde eine Bramme aus einer Stahlschmelze
mit der gleichen chemischen Zusammensetzung wie in Beispiel 1 gebildet. In
diesem Fall betrug der Überhitzungsgrad ΔT der Stahlschmelze in der
Gießwanne 46ºC; der Querschnittsbereich des Ausgabedurchlasses der Tauchdüse
(Düse vom Zweiloch-Typ, Ausgabewinkel: 5º aufwärts) betrug 3000 mm² pro
Loch; die Brammen-Breite W betrug 1060 mm; die Brammen-Dicke betrug
200 mm; und die Gießgeschwindigkeit betrug 1,5 m/min. Bei Inspektion der
verfestigten Struktur der Bramme in einer Tiefe von 4 mm von der Brammen-
Oberfläche betrug der Abstand des sekundären Dendrit-Arms der
resultierenden Bramme 30 um. Anschließend wurde die Bramme in üblicher Weise einem
Warmwalz-, Kaltwalz- und Beinvorgang unterzogen, um ein Stahlblech mit
einer Dicke von 1,4 mm zu erhalten. Eine Sichtprüfung des Produkts zeigte,
dass die Struktur grob war, und das Verhältnis des Auftretens von Defekten
betrug 0,6 (qm = 0,94).
Beispiel 2
-
Zur Durchführung eines Stranggussvorgangs wurde eine Stahlschmelze, die
0,06 Gew.-%10 C, 0,70 Gew.-% Si, 1,5 Gew.-% Mn, 0,04 Gew.-% P, 0,008
Gew-% S, 10,2 Gew.-%10 Ni, 19,0 Gew.-% Cr und 0,045 Gew.-% N und im
übrigen Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen aufwies, aus einer Gießwanne
durch eine Tauchdüse in eine Stranggussform gegossen und in der Form
verfestigt, und die resultierende Bramme wurde kontinuierlich aus der Form
herausgezogen. Während des Stranggießens betrug der Überhitzungsgrad ΔT der
Stahlschmelze in der Gießwanne 46ºC; der Querschnittsbereich des
Ausgabedurchlasses der Tauchdüse (Düse vom Zweiloch-Typ, Ausgabewinkel: 5º
aufwärts) betrug 4200 mm² pro Loch; die Brammen-Breite betrug 1260 mm; die
Brammen-Dicke betrug 200 mm; und die Gießgeschwindigkeit betrug 1,5
m/min. Bei Inspektion der verfestigten Struktur der resultierenden Bramme in
einer Tiefe von 4 mm von der Brammen-Oberfläche betrug der Abstand des
sekundären Dendrit-Arms 26 um. Anschließend wurde die Bramme in üblicher
Weise einem Warmwalz-, Kaltwalz- und Beizvorgang unterzogen, um ein
Stahlblech mit einer Dicke von 1,4 mm zu erhalten. Eine Sichtprüfung des
Produkts zeigte eine gute Qualität (qm = 0,80) ohne Oberflächendefekte
(Verhältnis des Auftretens von Defekten: 0,08).
Beispiel 3
-
Zur Durchführung eines Stranggussvorgangs wurde eine Stahlschmelze, die
die gleiche Zusammensetzung wie in Beispiel 2 aufwies, aus einer Gießwanne
durch eine Tauchdüse in eine Stranggussform gegossen und in der Form
verfestigt, und die resultierende Bramme wurde kontinuierlich aus der Form
herausgezogen. Während des Stranggießens betrug der Überhitzungsgrad ΔT der
Stahlschmelze in der Gießwanne 48ºC; der Querschnittsbereich des
Ausgabedurchlasses der Tauchdüse (Düse vom Zweiloch-Typ, Ausgabewinkel: 5º
aufwärts) betrug 4200 mm² pro Loch; die Brammen-Breite betrug 1260 mm; die
Brammen-Dicke betrug 200 mm; und die Gießgeschwindigkeit betrug 1,5
m/min. Bei Inspektion der verfestigten Struktur der resultierenden Bramme in
einer Tiefe von 4 mm von der Brammen-Oberfläche betrug der Abstand des
sekundären Dendrit-Arms 27 um. Anschließend wurde die Bramme in üblicher
Weise einem Warmwalz-, Kaltwalz- und Beizvorgang unterzogen, um ein
Stahlblech mit einer Dicke von 1,4 mm zu erhalten. Eine Sichtprüfung des
Produkts zeigte eine gute Qualität (qm = 0,83) ohne Oberflächendefekte
(Verhältnis des Auftretens von Defekten: 0,07).
Beispiel 4
-
Zur Durchführung eines Stranggussvorgangs wurde eine Stahlschmelze, die
0,06 Gew.-% C, 0,70 Gew.-% Si, 1,5 Gew.-% Mn, 0,04 Gew.-% P, 0,008
Gew-% S, 10,0 Gew.-% Ni, 19,0 Gew.-% Cr und 0,045 Gew.-% N und im
übrigen Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen aufwies, aus einer Gießwanne
durch eine Tauchdüse in eine Stranggussform gegossen und in der Form verfestigt,
und die resultierende Bramme wurde kontinuierlich aus der Form
herausgezogen. Während des Stranggießens betrug der Überhitzungsgrad ΔT der
Stahlschmelze in der Gießwanne 45ºC; der Querschnittsbereich des
Ausgabedurchlasses der Tauchdüse (Düse vom Zweiloch-Typ, Ausgabewinkel: 45º
abwärts) betrug 2000 mm² pro Loch; die Brammen-Breite betrug 1040 mm; die
Brammen-Dicke betrug 200 mm; und die Gießgeschwindigkeit betrug 1,6
m/min. Bei Inspektion der verfestigten Struktur der resultierenden Bramme in
einer Tiefe von 4 mm von der Brammen-Oberfläclhe betrug der Abstand des
sekundären Dendrit-Arms 26 um. Anschließend wurde die Bramme in üblicher
Weise einem Warmwalz-, Kaltwalz- und Beizvorgang unterzogen, um ein
Stahlblech mit einer Dicke von 1,4 mm zu erhalten. Eine Sichtprüfung des
Produkts zeigte eine gute Qualität (qm = 1,04) ohne Oberflächendefekte
(Verhältnis des Auftretens von Defekten: 0,09).
Vergleichs-Beispiel 3
-
Ein Stranggussverfahren wurde durchgeführt, indem eine Stahlschmelze mit
der gleichen chemischen Zusammensetzung wie in Beispiel 2 aus einer
Gießwanne durch eine Tauchdüse in eine Stranggussform gegossen wurde und in
der Form verfestigt wurde, und die resultierende Bramme wurde kontinuierlich
aus der Form herausgezogen wurde. Während des Stranggießens betrug der
Überhitzungsgrad ΔT der Stahlschmelze in der Gießwanne 51ºC; der
Querschnittsbereich des Ausgabedurchlasses der Tauchdüse (Düse vom Zweiloch-
Typ, Ausgabewinkel: 10º abwärts) betrug 2500 mm² pro Loch; die Brammen-
Breite W betrug 1260 mm; die Brammen-Dicke betrug 200 mm; und die
Gießgeschwindigkeit betrug. 1,6 m/min. Bei Inspektion der verfestigten Struktur
der resultierenden Bramme in einer Tiefe von 4 mm von der
Brammen-Oberfläche betrug der Abstand des sekundären Dendrit-Arms 35 um. Anschließend
wurde die Bramme in üblicher Weise einem Warmwalz-, Kaltwalz- und
Beizvorgang unterzogen, um ein Stahlblech mit einer Dicke von 1,4 mm zu
erhalten. Eine Sichtprüfung des Produkts zeigte, dass die Struktur grob war. Das
Verhältnis des Auftretens von Defekten betrug 0,71 (qm = 1,25).
Beispiel 5
-
Zur Durchführung eines Stranggussvorgangs wurde eine Stahlschmelze, die
0,05 Gew.-% C, 0,40 Gew.-% Si, 1,05 Gew.-% Mn, 0,025 Gew.-% P, 0,005
Gew-% S, 8,9 Gew.-% Ni, 18,0 Gew.-% Cr und 0,031 Gew.-% N und im
übrigen Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen aufwies, aus einer Gießwanne
durch eine Tauchdüse in eine aufwärts verlaufende Form eines Doppelgurt-
Gießers des Vertikal-Typs gegossen und in der Form verfestigt, und die
resultierende dünne Bramme wurde kontinuierlich aus der Form herausgezogen.
Während des Stranggießens betrug der Überhitzungsgrad ΔT der
Stahlschmelze in der Gießwanne 39ºC; der Querschnittsbereich des Ausgabedurchlasses
der Tauchdüse (Düse vom Zweiloch-Typ, Ausgabewinkel: 60º abwärts) betrug
4000 mm² pro Loch; die Brammen-Breite betrug 1700 mm; die Brammen-
Dicke betrug 30 mm; und die Gießgeschwindigkeit: betrug 5,0 m/min. Bei
Inspektion der verfestigten Struktur der resultierenden Bramme in einer Tiefe
von 0,5-1,0 mm von der Brammen-Oberfläche betrug der Abstand des
sekundären Dendrit-Arms 23 um. Anschließend wurde die Bramme in üblicher Weise
einem Warmwalz-, Kaltwalz- und Beizvorgang unterzogen, um ein Stahlblech
mit einer Dicke von 1,4 mm zu erhalten. Eine Sichtprüfung des Produkts zeigte
eine gute Qualität (qm = 1,37) ohne Oberflächendefekte (Verhältnis des
Auftretens von Defekten: 0,09).
Vergleichs-Beispiel 4
-
Durch das herkömmliche Stranggussverfahren wurde eine dünne Bramme aus
einer Stahlschmelze mit der gleichen chemischen Zusammensetzung wie in
Beispiel 5 gebildet. In diesem Fall betrug der Überhitzungsgrad ΔT der
Stahlschmelze in der Gießwanne 40ºC; der Querschnittsbereich des
Ausgabedurchlasses der Tauchdüse (Düse vom Zweiloch-Typ, Ausgabewinkel: 60º abwärts)
betrug 3500 mm² pro Loch; die Brammen-Breite W betrug 1700 mm; die
Brammen-Dicke betrug 30 mm; und die Gießgeschwindigkeit betrug 6,0
m/min. Bei Inspektion der verfestigten Struktur der resultierenden Bramme in
einer Tiefe von 0,5-1,0 mm von der Brammen-Oberfläche betrug der Abstand
des sekundären Dendrit-Arms 35 um. Anschließend wurde die Bramme in
üblicher Weise einem Warmwalz-, Kaltwalz- und Beizvorgang unterzogen, um ein
Stahlblech mit einer Dicke von 1,4 mm zu erhalten. Eine Sichtprüfung des
Produkts zeigte eine grobe Struktur und ein Verhältnis des Auftretens von
Defekten von 1,30 (qm = 1,67).
-
Beim Stranggießen austenitischen Edelstahls durch das Stranggießverfahren
gemäß der Erfindung kann der Gießvorgang entsprechend einem gegebenen
Überhitzungsgrad der Stahlschmelze mit einer höheren Gießgeschwindigkeit
und durchgeführt werden und dennoch eine hohe Qualität gewährleistet
werden, so dass gleichzeitig eine hohe Qualität und eine hohe Produktivität
erreicht werden können.