DE19946549A1 - Process for producing continuously cast steel products and continuous casting device therefor - Google Patents
Process for producing continuously cast steel products and continuous casting device thereforInfo
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Abstract
Um stranggegossene Stahlerzeugnisse herzustellen, die einen verminderten Grad an Kernseigerungen und einen hohen Kernverdichtungsgrad aufweisen, wird der Strang mit mindestens einer einseitigen Profilüberhöhung (5, 6, 7, 8a, 8b) als Funktion der Kokillenform vergossen und während der sich anschließenden Strangverformung im Bereich der Resterstarrung die jeweilige Profilüberhöhung zurückgewalzt, indem das Verformungsmittel (2, 3) über die jeweilige Profilüberhöhung eine gerichtete Krafteinleitung in das Stranginnere zur Kernverdichtung bewirkt. Gleichzeitig wird eine entsprechende Vorrichtung vorgeschlagen.In order to produce continuously cast steel products that have a reduced degree of core segregation and a high degree of core compaction, the strand is cast with at least one unilateral profile elevation (5, 6, 7, 8a, 8b) as a function of the mold shape and during the subsequent strand deformation in the area of the Residual solidification rolled back the respective profile elevation by the deformation means (2, 3) effecting a directed introduction of force into the strand interior for core compression via the respective profile elevation. At the same time, a corresponding device is proposed.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von stranggegossenen Stahlerzeugnissen in einer Stranggießvorrichtung, das einen Verformungsschritt des Gießerzeugnisses im Bereich der Resterstarrung des Strangs umfaßt. Zudem betrifft die Erfindung eine Stranggießvorrichtung hierzu, umfassend eine Kokille sowie Mittel, die entlang der Stranggießbahn angeordnet und zueinander beweg lich sind, um eine Verformung des abgezogenen Gießerzeugnisses durchzufüh ren. Ein solche - geringe - Verformung ist auch unter den Begriffen Softreduction bekannt.The invention relates to a method for producing continuously cast Steel products in a continuous caster, which includes a deformation step of the cast product in the area of residual solidification of the strand. In addition The invention relates to a continuous casting device for this purpose, comprising a mold as well as means arranged along the continuous casting track and moving to each other Lich to carry out a deformation of the withdrawn cast product Such a - slight - deformation is also called soft reduction known.
Beim Stranggießen erstarrt der kontinuierlich gegossene Strang über die Bildung einer festen Strangschale in der Kokille, um während des sich anschließenden Abziehvorgangs in Richtung Strangmitte zu erstarren. Dabei kommt es an der Er starrungsfront zu Anreicherungen von Legierungselementen. Diese verursachen im durcherstarrten Strang Kernseigerungen, die wiederum für Inhomogenitäten und ungleichmäßige Eigenschaften über dem Strangquerschnitt und damit im Endprodukt verantwortlich sind. Durch voreilende Brückenbildung kommt es zu Kernporositäten. Des weiteren kann die metallische Schrumpfung mit abnehmen der Temperatur zu inneren Spannungen führen, die wiederum Risse verursachen können.In continuous casting, the continuously cast strand solidifies over the formation a fixed strand shell in the mold to be used during the subsequent Solidify pulling process towards the middle of the strand. It comes down to the Er Rigid front to enrichment of alloy elements. Cause this in the solidified strand nuclear segregation, which in turn for inhomogeneities and uneven properties over the strand cross section and thus in End product are responsible. Leading bridging occurs Core porosities. Furthermore, the metallic shrinkage can decrease the temperature lead to internal stresses, which in turn cause cracks can.
Als ein Mittel zur Minimierung der Seigerungen an der Erstarrungsfront und Erhö hung der Kerndichte ist das Verfahren der Softreduction bekannt, bei dem es zu einem geringfügigen Verwalzen des noch nicht vollständig durcherstarrten Stran ges und damit des noch flüssigen Kerns kommt.As a means of minimizing segregation on the solidification front and increases Hung the core density is known as the process of soft reduction, in which it is too a slight rolling of the not yet completely solidified strand and thus the still liquid core comes.
In der deutschen Offenlegungsschrift 16 02 127 wird ein Verfahren zur Beseiti gung von Innenfehlern von Gießprodukten beschrieben, das insbesondere bei Halbzeug zur Anwendung kommt. Hierbei werden die Innenpartien des Halbzeugs durch Ausübung eines Preßdrucks auf nur einen Teil mindestens einer Seitenflä che des Halbzeugs verdichtet, wobei die nicht dem Preßdruck ausgesetzten Teile des Halbzeugs Widerstand gegen eine Formänderung leisten können und damit mindestens teilweise eine Dehnung verhindern. Zudem ist offenbart, daß der Block auch mit teilweisen Ausbauchungen an einer oder mehreren Seiten gegos sen werden kann, die beim Drücken oder Walzen unter Verdichtung der Innenpar tien eingedrückt werden. Diese Ausbauchungen dürfen aber nur so groß sein, daß die vom Werkzeug bzw. von den Walzen nicht verformten Teile genügend Wider stand gegen eine Verlängerung leisten. Bestimmte konkrete geometrische Formen sind für die Ausbauchungen nicht angegeben.In the German published patent application 16 02 127, a procedure for eliminating tion of internal defects of cast products described, particularly in Semi-finished product is used. Here, the inner parts of the semi-finished product by exerting a pressure on only a part of at least one side surface che of the semi-finished product, the parts not exposed to the pressure of the semi-finished product can resist a change in shape and thus prevent at least partial stretching. It is also disclosed that the Block also cast with partial bulges on one or more sides sen can be, which when pressing or rolling with compression of the inner par tien be pressed. These bulges may only be so large that the parts not deformed by the tool or by the rollers are sufficient stood against an extension. Certain concrete geometric shapes are not specified for the bulges.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Herstellung von Stranggießprodukten mit einem verminderten Grad an Kernseigerungen und hohem Kernverdichtungs grad zu schaffen.The object of the present invention is a method and a Device of the type mentioned for the manufacture of continuous casting products with a reduced level of nuclear segregation and high core compression to create.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 so wie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruch 2 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen offenbart. Erfindungswesentlich ist die Kombination der geringförmigen Verformung des Strangs im Bereich der Resterstarrung mit einer Erhöhung der Kernverdichtung durch gerichtete Kraftein leitung der Verformungskraft über die jeweilige Strangprofilüberhöhung in das Stranginnere. This object is achieved by a method having the features of claim 1 as solved by a device with the features of claim 2. Beneficial Embodiments are disclosed in the subclaims. Essential to the invention is the combination of the slight deformation of the strand in the area of Residual solidification with an increase in core compaction through directed force conduction of the deformation force via the respective extruded profile elevation into the Inside the strand.
Die jeweilige Strangprofilüberhöhung ist - im Querschnitt betrachtet - im wesentli chen trapezförmig ausgebildet mit - bei Knüppel-, Block- und Brammenformaten zueinander parallel verlaufenden - Grundseiten a, b, wobei die kurze Grundseite a des Trapezes die Kontaktfläche zwischen Strang und Verformungsmittel bildet. Als Verformungsmittel kommen Walzen oder Rollen in Frage. Es wurde festgestellt, daß gerade die Ausbildung der Strangquerschnittsform mit trapezförmig ausgebil deten Profilüberhöhungen sehr gute Eigenschaften zur Kernverdichtung bieten.The respective extruded profile elevation - viewed in cross section - is essentially Chen trapezoidal shape with - for billet, block and slab formats mutually parallel base sides a, b, the short base side a of the trapezoid forms the contact surface between the strand and the deforming agent. As Deformers can be rolls or rollers. It was determined, that just the formation of the strand cross-sectional shape with trapezoidal training deten profile increases very good properties for core compression.
Bei dem Querschnitt eines nach einer ersten Ausführungsform des Verfahrens hergestellten Stranges entspricht die lange Grundseite b der trapezförmigen Pro filüberhöhung in etwa dem Grundformat des Strangquerschnitts, ausgehend von Knüppel-, Block- oder Brammenformaten.In the cross section of a according to a first embodiment of the method manufactured strand corresponds to the long base b of the trapezoidal Pro fil cant roughly the basic format of the strand cross-section, starting from Billet, block or slab formats.
Bei dem Querschnitt eines nach einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens hergestellten Stranges ist die lange Grundseite b der trapezförmigen Profilüberhö hung kleiner als das Grundformat des Strangquerschnitts für Knüppel-, Block- und Brammenformate. Dies ist vorteilhaft, weil die sich auf die Kernverdichtung günstig auswirkende trapezförmige Querschnittsgeometrie über eine Mehrzahl von Um formstichen bei der Softreduction im wesentlichen bis zum letzten Umformstich erhalten bleibt, d. h. die trapezförmige Profilüberhöhung ändert zwar ihre Höhe, im wesentlichen aber nicht ihre trapezförmige Grundform. Bei einer solchen Geome trie des Stranges findet selbst bei dem letzten Stich des Verformungsprozesses noch eine deutliche Kernumformung und damit -verdichtung statt. Wegen der Hö henänderung besteht des weiteren der Vorteil, daß die Strangprofilierung nach der Softreduction im wesentlichen beseitigt ist, d. h. an das Stranggrundformat ange paßt ist. Die Höhe des Trapezes ist in Abhängigkeit der Strangabmessungen und der Anzahl der Umformstiche zu wählen.In the cross section of one according to a second embodiment of the method The strand produced is the long base side b of the trapezoidal profile overlap hung smaller than the basic format of the strand cross section for billet, block and Slab formats. This is advantageous because the core compression is beneficial impacting trapezoidal cross-sectional geometry over a plurality of um Form stitches in soft reduction essentially until the last forming stitch is preserved, d. H. the trapezoidal profile elevation changes its height, in but not their trapezoidal basic shape. With such a geome trie of the strand takes place even at the last stitch of the deformation process still a clear core forming and thus compression. Because of the height henwechsel there is also the advantage that the strand profiling after Softening is essentially eliminated, d. H. to the basic strand format fits. The height of the trapezoid depends on the strand dimensions and the number of forming stitches.
Nach dem Querschnitt eines nach einer dritten Ausführungsform des Verfahrens hergestellten Stranges sind die Übergänge zwischen der Grundseite a der jeweili gen trapezförmigen Profilüberhöhung und den beiden nicht parallelen Seiten c, d gekrümmt ausgebildet. Bevorzugt sind große Krümmungsradien. Diese Ausfüh rungsform dient insbesondere zur praktischen Realisierung der optimierten Profi lierungsform mit einer trapezförmigen Profilüberhöhung, wobei die lange Grund seite b kleiner als das Stranggrundformat ist.According to the cross section of a third embodiment of the method manufactured strand are the transitions between the base side a of the resp trapezoidal profile elevation and the two non-parallel sides c, d curved. Large radii of curvature are preferred. This execution Form is used in particular for the practical implementation of the optimized professional lation form with a trapezoidal profile elevation, the long reason side b is smaller than the basic strand format.
Nach einer vierten Ausführungsform weist der Strang sowohl an seiner Losseite als auch an seiner Festseite eine trapezförmige Profilüberhöhung auf. Los- und Festseite des Strangs sind in Abhängigkeit der Anordnung der "festen" bzw. "lo sen" Rollen zum Strang definiert. Die festen Rollen sind über ein entsprechendes Gerüst mit dem Fundament verankert, während die losen Rollen in Abhängigkeit von den festen Rollen zur Variation eines definierten Rollenspaltes verstellbar sind. Bei der Ausbildung des Stranges mit beidseitigen Profilüberhöhung ist so wohl möglich, daß die lange Grundseite b in etwa dem Grundformat des Strangquerschnitts entspricht oder daß die Grundseite b kleiner ist als das Grundformat.According to a fourth embodiment, the strand has both on its loose side as well as a trapezoidal profile elevation on its fixed side. Lot and Fixed side of the strand are depending on the arrangement of the "fixed" or "lo sen "roles to the strand defined. The fixed roles are over a corresponding Scaffold anchored to the foundation, while the loose casters are dependent adjustable from fixed rollers to variation of a defined roller gap are. When forming the strand with profile elevation on both sides, it is so it is possible that the long base side b roughly corresponds to the basic format of the Corresponds to strand cross section or that the base side b is smaller than that Basic format.
Neben einer Strangüberhöhung als Funktion der Kokille, die in Richtung Kerninne res zurückgewalzt wird, ist alternativ oder zusätzlich auch das jeweilige Verfor mungsmittel profiliert ausgebildet. Dies empfiehlt sich beispielsweise bei einem Rundformat als Ausgangsprodukt, wobei dann die Rolle an der Festseite vorteil hafterweise profiliert ist.In addition to a strand increase as a function of the mold, which in the direction of the core res is rolled back, is alternatively or additionally the respective Verfor means profiled. This is recommended for example with a Round format as the starting product, with the role on the fixed side then being advantageous is unfortunately profiled.
Es wird vorgeschlagen, daß der Verformungsschritt in einem oder in bis zu drei Teilverformungsschritten abläuft. Insbesondere soll der erste Verformungsschritt einen höheren Umformgrad als bei den nachfolgenden Umformstichen aufweisen, um die günstige Wirkung der optimal trapezförmigen Ausbildung der Profilüberhö hung auszunutzen. Eine andere bevorzugte Schrittabfolge ist die Durchführung von zwei - dann relativ starken - gleichmäßigen Umformstichen. Gerade die zweite Schrittabfolge führt dazu, daß mit dem Ende des Umformvorgangs die Pro filierung nicht mehr vorhanden ist.It is suggested that the deformation step be in one or in up to three Partial deformation steps takes place. In particular, the first deformation step have a higher degree of deformation than in the subsequent forming passes, the beneficial effect of the optimal trapezoidal design of the profile overlap to exploit hung. Another preferred sequence of steps is implementation of two - then relatively strong - uniform forming stitches. Just that second sequence of steps leads to the fact that the Pro filleting is no longer available.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher beschrieben. Hierbei zeigen:The invention is described below with reference to the figures. Here demonstrate:
Fig. 1 den Querschnitt eines nach einer ersten Ausführungsform des Ver fahrens hergestellten Stranges, wobei die lange Grundseite b der trapezförmigen Profilüberhöhung auf der Losseite dem Grundformat des Strangquerschnitts entspricht; Fig. 1 of the trapezoidal profile camber on the loose side correspond to the cross-section of a strand produced by driving a first embodiment of the process, wherein the long base side b the basic format of the strand cross-section;
Fig. 2 den Querschnitt eines nach einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens hergestellten Stranges, wobei die lange Grundseite b der trapezförmigen Profilüberhöhung kleiner als das Grundformat des Strangquerschnitts ist; Fig. 2 of the trapezoidal profile camber is less than the basic format of the strand cross-section the cross-section of a strand produced according to a second embodiment of the method, wherein the long base side b;
Fig. 3 den Querschnitt eines nach einer dritten Ausführungsform des Ver fahrens hergestellten Stranges, wobei die Übergänge zwischen der Grundseite a der jeweiligen trapezförmigen Profilüberhöhung und den beiden nicht parallelen Seiten c und d gekrümmt ausgebildet ist; Figure 3 shows the cross section of a strand manufactured according to a third embodiment of the method, the transitions between the base side a of the respective trapezoidal profile elevation and the two non-parallel sides c and d being curved;
Fig. 4 den Querschnitt eines nach einer vierten Ausführungsform des Ver fahrens hergestellten Stranges, wobei der Strang sowohl an seiner Losseite als auch an seiner Festseite eine trapezförmige Profilüber höhung aufweist. Fig. 4 shows the cross section of a strand manufactured according to a fourth embodiment of the method, the strand having a trapezoidal profile elevation both on its loose side and on its fixed side.
Fig. 1 zeigt den Querschnitt eines Strangblockes 1, hier vom Blockformat von 430 (Breite) × 320 (Dicke) mm. Der Block weist auf seiner Losseite eine tra pezförmige Profilüberhöhung 5 auf. Die lange Seite b des Trapezes entspricht der Blockbreite B von 430 mm. Die kurze Seit a entspricht in etwa 1/3 der Blockbreite B. Die beiden nicht parallelen Seiten des Trapezes sind mit c und d bezeichnet. Die Profilüberhöhung hat die Höhe h. Zur Verformung sind die sich gegenüberlie genden Rollen 2 an der Losseite und Rolle 3 an der Festseite vorgesehen, hier beispielhaft als ein Paar Rollen im Querschnitt dargestellt. Das Kerninnere, wel ches während des geringen Verformungseinflusses im schmelzflüssigen Zustand unter Druckaufbringung auf die Profilüberhöhung des Stranges gezielt zusam mengedrückt wird, ist mit 4 gekennzeichnet. Fig. 1 shows the cross-section of a strand block 1, here by the block size of 430 (width) x 320 (thickness) mm. The block has a tra pez shaped profile elevation 5 on its loose side. The long side b of the trapezoid corresponds to the block width B of 430 mm. The short side a corresponds approximately to 1/3 of the block width B. The two non-parallel sides of the trapezoid are labeled c and d. The profile elevation has the height h. For deformation, the opposing rollers 2 are provided on the loose side and roller 3 on the fixed side, shown here by way of example as a pair of rollers in cross section. The core of the core, which is deliberately pressed together during the slight influence of deformation in the molten state under the application of pressure to the profile elevation of the strand, is marked with 4 .
Die Teile der Fig. 2, die mit denen der Fig. 1 übereinstimmen, sind mit den glei chen Bezugszeichen bezeichnet. Die trapezförmige Profilüberhöhung 6 des Strangquerschnitts nach Fig. 2 unterscheidet sich im Hinblick zur denjenigen nach Fig. 1 in der Länge der langen Seite b des Trapezes, die mit b' bezeichnet wird. Die Länge der kurzen Seite a des Trapezes ist unverändert. Die hier darge stellte Profilierung zeigt Vorteile bei der Krafteinbringung in das Kerninnere 4 so wie bei dem höheren Zurückwalzungsgrad am Ende des Verformungsbereichs. Die im Vergleich zu Fig. 1 kürzeren Seiten sind mit c' und d bezeichnet.The parts of FIG. 2, which correspond to those of FIG. 1, are denoted by the same reference numerals. The trapezoidal profile elevation 6 of the strand cross section according to FIG. 2 differs with respect to that according to FIG. 1 in the length of the long side b of the trapezoid, which is denoted by b '. The length of the short side a of the trapezoid is unchanged. The profiling shown here shows advantages in the introduction of force into the core interior 4 as well as in the higher degree of rolling back at the end of the deformation region. The shorter sides compared to FIG. 1 are denoted by c 'and d.
Eine Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 2 zeigt die Fig. 3, indem die Übergänge zwischen der kurzen Seite a und der Blockaußenseite an den jeweils nicht parallelen Seiten des Trapezes c" und d" nicht winklig, sondern gekrümmt ausgebildet sind. Es ergibt sich eine Profilüberhöhung 7.A modification of the embodiment according to FIG. 2 is shown in FIG. 3, in that the transitions between the short side a and the outside of the block on the non-parallel sides of the trapezoid c "and d" are not angled but curved. There is a profile elevation 7 .
Fig. 4 zeigt einen Strangquerschnitt, wobei der Strang sowohl an seiner Losseite
als auch an seiner Festseite eine Profilüberhöhung 8a, 8b aufweist, die bei dieser
Ausführungsform symmetrisch ausgebildet sind (a1 = a2; b1 = b2 = B). Anhand dieses
Beispiels sollen weitere bevorzugte, aber nicht einschränkende, Geometrien der
Trapezgrundform beschrieben werden als:
Fig. 4 shows a strand cross-section, the strand has both on its loose side and on its fixed side a profile camber 8 a, 8 b which are formed symmetrically in this embodiment, (a 1 = a 2; b 1 = b 2 = B) . Based on this example, further preferred, but not restrictive, geometries of the basic trapezoid shape are described as
b1 = b2 < B;
1/3B < a1 < 2/3B und 1/3B < a2 < 2/3B oder a2 < 0,8B;
c = d < 0,7a oder c = d < 0,3a;
0,01D < y0 < 0,05D und 0,01D < yu < 0,05D oder 0,005D < yu < 0,03D
b 1 = b 2 <B;
1 / 3B <a 1 <2 / 3B and 1 / 3B <a 2 <2 / 3B or a 2 <0.8B;
c = d <0.7a or c = d <0.3a;
0.01D <y 0 <0.05D and 0.01D <y u <0.05D or 0.005D <y u <0.03D
mit b1; b2: lange Grundseite des Trapezes;
B: Breite des Stranges an der Seite der Profilüberhöhung;
a1, a2: kurze Grundseite des Trapezes;
c, d nicht parallele Seiten des Trapezes;
D: Dicke des Stranges;
Y0; Yu: Höhe der Profilüberhöhungen.with b 1 ; b 2 : long base of the trapezoid;
B: width of the strand on the side of the profile elevation;
a 1 , a 2 : short base of the trapezoid;
c, d non-parallel sides of the trapezoid;
D: thickness of the strand;
Y 0 ; Y u : height of the profile cant.
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Legal Events
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| 8131 | Rejection |