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EP0166718A2 - Method of and installation for continuous casting of metallic melts - Google Patents

Method of and installation for continuous casting of metallic melts Download PDF

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Publication number
EP0166718A2
EP0166718A2 EP85890141A EP85890141A EP0166718A2 EP 0166718 A2 EP0166718 A2 EP 0166718A2 EP 85890141 A EP85890141 A EP 85890141A EP 85890141 A EP85890141 A EP 85890141A EP 0166718 A2 EP0166718 A2 EP 0166718A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
melt
feed line
melt feed
mold
cross
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP85890141A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0166718B1 (en
EP0166718A3 (en
Inventor
Peter Dipl.-Ing. Machner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Boehler GmbH
Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Vereinigte Edelstahlwerke AG
Boehler GmbH
Voestalpine AG
Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vereinigte Edelstahlwerke AG, Boehler GmbH, Voestalpine AG, Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH filed Critical Vereinigte Edelstahlwerke AG
Publication of EP0166718A2 publication Critical patent/EP0166718A2/en
Publication of EP0166718A3 publication Critical patent/EP0166718A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0166718B1 publication Critical patent/EP0166718B1/en
Expired legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/045—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds for horizontal casting
    • B22D11/047—Means for joining tundish to mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10—Supplying or treating molten metal

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for the continuous casting of metallic melts, in particular of higher melting alloys, e.g. Stole.
  • melts can be caused to rotate, for example, by electromagnetic stirring devices around the casting direction or around the longitudinal direction of the mold, or it can cause flows from the outer edge of the mold to the inner edge of the mold.
  • Such flows can be achieved by suitably arranged electromagnetic stirring devices and corresponding controls.
  • the present invention aims to provide a method and an apparatus for the horizontal continuous casting of metallic melts, in particular of higher melting alloys, e.g. To create steel in which a particularly high surface quality is achieved, which has the least possible outlay on equipment, and which permits energy-saving operation, and the. Internal quality of the strand increased significantly.
  • the process according to the invention for the continuous casting of metallic melts, in particular of higher melting alloys, e.g. steel the metallic melt via at least one melt feed line, e.g. channel, from a melt container, pan, or the like into a substantially horizontally arranged and liquid-tight with it
  • a melt feed line e.g. channel
  • the partially solidified strand from the mold preferably step by step, optionally with a partial step backwards, consists essentially in that the melt is stirred in the melt feed line, causing the melt to rotate about its direction of flow will, and that already rotating melt is introduced into the mold via a preferably smaller cross-sectional area than the die having the mold.
  • the melt already rotates into the mold, so that the boundary layers, i.e. surface layers, which may have notches when the strand is gradually withdrawn, also have a particularly high degree of homogeneity, while at the same time an additional acceleration in the Metal melt flow direction is applied.
  • Another advantage is that there is already a rotational flow of the molten metal at the start of the formation of the strand shell.
  • melt feed line has at least two different cross-sections, the corresponding sections of the melt feed line opening tangentially into one another, then a stirring movement in the melt can be achieved without further energy expenditure and expensive devices.
  • melt feed line has at least two different, adjoining cross-sectional areas, the melt being introduced approximately tangentially, preferably from that section with the smaller cross-sectional area into the one with the larger cross-sectional area, then rotation of the melt about its direction of flow can also be carried out without additional energy, e.g. can be achieved by electromagnets or the like, with the entire metal current being set in motion at the same time.
  • a particularly homogeneous strand can be obtained if the melt flow rate at each Point of melt feed is kept constant over time.
  • a particularly low overheating of the melt in the melt container can be maintained if the melt is discharged from an essentially vertically arranged melt feed line from the melt container into an inclined, preferably essentially horizontally arranged, short melt feed line.
  • a short melt feed line can also be achieved in that the melt flows faster in the substantially vertically arranged melt feed line than in the melt feed line inclined to it and is introduced therein essentially tangentially to the cross section thereof.
  • a device for the continuous casting of metallic melts in particular higher melting metals and alloys, e.g. Steel, with a melt container, essentially horizontally arranged, preferably liquid-cooled mold and at least one melt feed line and a strand draw-off device arranged between them, essentially consists in the melt feed line having at least two adjoining sections with different cross sections, viewed in the flow direction of the melt, one section, preferably with the smaller cross-sectional area, opens into the following essentially tangentially.
  • the axes of the melt feed in the area of the diversion are skewed and preferably have a normal distance of 1/2 to 1/6 of the inner diameter of the melt feed with the larger cross-sectional area from one another.
  • the melt feed line in the melt container can be closed with a stopper.
  • FIG. 1 shows the schematic representation of a horizontal continuous casting installation in section and FIG. 2 shows the section through a melt feed line.
  • the melt container 1 has a melt feed line 2 which opens into the liquid-cooled mold 4 via an outlet opening of the nozzle block 3.
  • the smallest free cross-sectional area of the nozzle stone is smaller than that of the mold.
  • the melt feed line protruding from the melt container is fastened to the melt container 1 by means of a clamp 5.
  • the melt supply to the mold can be prevented by lowering the stopper 6.
  • the melt feed line has different cross sections, the section 7 lying first in the direction of flow opening tangentially into the following section 8. In the mouth area, the cross section 7 is essentially slit-shaped.
  • section 9 shows a further section through a melt feed line, the section 9 with axis 11 of the melt feed line, which has an essentially circular cross section, opening tangentially into section 10 with axis 12 of the melt feed line, which likewise has a circular cross section.
  • the cross-sectional area of section 9 is approximately 15 cm 2 , whereas that of section 10 is 43 cm 2 .
  • the normal distance a is approx. 1/4 of the inner diameter d of the melt feed line with the larger cross-sectional area.
  • iron-based alloys and carbon steels with different compositions were initially cast using the horizontal continuous casting process.
  • the casting cross sections were 0 96 mm and qu. 100 mm.
  • the melt weights were 2.5 and 14 t.
  • the strand material was subjected to extensive quality testing. For this, the examination was carried out in the transverse and longitudinal directions of the strand.
  • the casting speed was 1.6 m / min.
  • the casting cross section was qu. 100 mm.
  • the overheating of the alloy at the beginning of the casting was 80 ° C.
  • the steel temperature in the melt container was accordingly 1540 ° C.
  • the cross-sectional shape of the strands was square, the rotation of the melt causing no cooling stress cracks in the strand, even with high steel overheating occurred.
  • the crystallization form was largely globulitic.
  • the eccentricity of the blow hole could be reduced considerably, while at the same time a significant reduction in the notches on the strand surface could be achieved. Subsequent hot deformations showed no cracks after the first deformation stitch.

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Abstract

1. A method for extruding molten metals, in particular alloys with a relatively high melting point, e.g. steel, wherein the molten metal is conveyed via at least one melt feed line (2), e.g. a duct, from a melt container (1), a pan or the like, to a substantially horizontally arranged chill (4) connected with the container in a fluid-tight manner and preferably fluid-cooled, through an outlet opening of a nozzle block (3), which opening has a smaller cross-sectional area than the chill (4), and the billet is drawn backwards out of the chill (4), preferably stepwise, possibly with a partial step, characterised in that the melt is conveyed substantially tangentially into a substantially horizontal part (8, 10) of the melt feed line (2), thus effecting rotation of the melt around the longitudinal axis (12) of the part (8), and thereafter the rotating melt is conveyed into the chill (4).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stranggießen von metallischen Schmelzen, insbesondere von höher schmelzenden Legierungen, z.B. Stahl.The invention relates to a method and an apparatus for the continuous casting of metallic melts, in particular of higher melting alloys, e.g. Stole.

Beim Erstarren von metallischen Schmelzen, insbesondere von Legierungen, kommt es zu sogenannten Seigerungen, d.h. unterschiedlichen chemischen bzw. physikalischen Zusammensetzungen bezogen auf den Quer- und gegebenenfalls Längsschnitt des erstarrenden Blockes bzw. Stranges. Um derartige Seigerungen zu verhindern bzw. geringer zu halten, ist es sowohl beim Block- als auch Strangguß bekannt, die Schmelze während des Erstarrens in der Kokille in Bewegung zu halten. Hiebei kann die Schmelze beispielsweise durch elektromagnetische Rühreinrichtungen in Rotation um die Gießrichtung oder um die Kokillenlängsachsrichtung gebracht werden oder es können Strömungen von dem Kokillenaußenrand zu dem Kokilleninnenrand verursacht werden. Derartige Strömungen können durch geeignet angeordnete elektromagnetische Rührvorrichtungen und entsprechenden Steuerungen erreicht werden.When metal melts, especially alloys, solidify, so-called segregations occur, i.e. different chemical or physical compositions based on the cross-section and, where appropriate, longitudinal section of the solidifying block or strand. In order to prevent such segregations or to keep them lower, it is known both in block and continuous casting to keep the melt in motion in the mold during solidification. Here, the melt can be caused to rotate, for example, by electromagnetic stirring devices around the casting direction or around the longitudinal direction of the mold, or it can cause flows from the outer edge of the mold to the inner edge of the mold. Such flows can be achieved by suitably arranged electromagnetic stirring devices and corresponding controls.

Einsetzende Schmelzenströmungen vor der Kristallisationsfront können jedoch auch zu Inhomogenitäten bzw. Seigerstreifen führen. Diese bekannten negativen Seigerungen (white bands) beeinträchtigen in hohem Maße die Qualität des Produktes.Melt flows beginning in front of the crystallization front can also lead to inhomogeneities or Seiger stripes. These known negative segregations (white bands) greatly affect the quality of the product.

Aus der DE-OS 29 03 234 wird ein Verfahren zum vertikalen Stranggießen bekannt, wobei die Schmelze von einem Schmelzenbehälter über ein Gießrohr in die Kokille gelangt. Um das Gießrohr ist eine elektromagnetische Rührvorrichtung angeordnet, mit welcher die Metallschmelze gerührt werden kann, sodaß dieselbe bereits mit einer zusätzlich zur Strömungsrichtung überlagerten Bewegung versehen, in die Kokille eintritt.From DE-OS 29 03 234 a method for vertical continuous casting is known, the melt reaching the mold from a melt container via a pouring tube. Around the pouring tube is an electromagnetic stirring device, with which the molten metal can be stirred, so that it already provides a movement which is superimposed on the direction of flow and into which the mold enters.

Beim horizontalen Strangguß ist es bereits bekannt geworden, vor der Kokille in der Schmelzenzuleitung ein elektromagnetisches Ventil vorzusehen, um den Schmelzenzufluß zu verhindern.In the case of horizontal continuous casting, it has already become known to provide an electromagnetic valve in front of the mold in the melt feed line in order to prevent the melt flow.

Die vorliegende Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum horizontalen Stranggießen von metallischen Schmelzen, insbesondere von höher schmelzenden Legierungen, z.B. Stahl, zu schaffen, bei welchem bzw. welcher eine besonders hohe Oberflächengüte erreicht wird, das einen möglichst geringen apparativen Aufwand aufweist, und einen energiesparenden Betrieb erlaubt, sowie die. Innengüte des Stranges wesentlich erhöht.The present invention aims to provide a method and an apparatus for the horizontal continuous casting of metallic melts, in particular of higher melting alloys, e.g. To create steel in which a particularly high surface quality is achieved, which has the least possible outlay on equipment, and which permits energy-saving operation, and the. Internal quality of the strand increased significantly.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum stranggießen von metallischen Schmelzen, insbesondere von höher schmelzenden Legierungen, z.B. Stahl, wobei die metallische Schmelze über zumindest eine Schmelzenzuleitung, z.B. Kanal, von einem Schmelzenbehälter, Pfanne, od. dgl. in eine im wesentlichen horizontal angeordnete und mit diesem flüssigkeitsdicht verbundene, vorzugsweise flüssigkeitsgekühlte Kokille zugeleitet wird, und der teilerstarrte Strang aus der Kokille, vorzugsweise schrittweise, gegebenenfalls mit einem Teilschritt rückwärts gezogen wird, besteht im wesentlichen darin, daß die Schmelze in der Schmelzenzuleitung gerührt wird, wobei eine Rotation der Schmelze um ihre Strömungsrichtung bewirkt wird, und die bereits rotierende Schmelze in die Kokille über einen, vorzugsweise eine geringere Querschnittsfläche als die Kokille aufweisenden Düsenstein eingeleitet wird. Bei einem derartigen Verfahren tritt die Schmelze bereits rotierend in die Kokille ein, sodaß auch die Grenzschichten, d.h. Oberflächenschichten, welche z.B. bei einem schrittweisen Abzug des Stranges Kerben aufweisen können, eine besonders hohe Homogenität besitzen, wobei gleichzeitig über die Querschnittsveränderung eine zusätzliche Beschleunigung in der Metallschmelzenströmungsrichtung aufgebracht wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bereits beim Beginn der Strangschalenbildung eine Rotatiohsströmung der Metallschmelze gegeben ist.The process according to the invention for the continuous casting of metallic melts, in particular of higher melting alloys, e.g. steel, the metallic melt via at least one melt feed line, e.g. channel, from a melt container, pan, or the like into a substantially horizontally arranged and liquid-tight with it Connected, preferably liquid-cooled mold is fed, and the partially solidified strand from the mold, preferably step by step, optionally with a partial step backwards, consists essentially in that the melt is stirred in the melt feed line, causing the melt to rotate about its direction of flow will, and that already rotating melt is introduced into the mold via a preferably smaller cross-sectional area than the die having the mold. In such a process, the melt already rotates into the mold, so that the boundary layers, i.e. surface layers, which may have notches when the strand is gradually withdrawn, also have a particularly high degree of homogeneity, while at the same time an additional acceleration in the Metal melt flow direction is applied. Another advantage is that there is already a rotational flow of the molten metal at the start of the formation of the strand shell.

Weist die Schmelzenzuleitung zumindest zwei unterschiedliche Querschnitte auf, wobei die entsprechenden Abschnitte der Schmelzenzuleitung ineinander tangential münden, so kann eine Rührbewegung in der Schmelze ohne weiteren Energieaufwand und aufwendigen Vorrichtungen erreicht werden.If the melt feed line has at least two different cross-sections, the corresponding sections of the melt feed line opening tangentially into one another, then a stirring movement in the melt can be achieved without further energy expenditure and expensive devices.

Weist die Schmelzenzuleitung zumindest zwei unterschiedliche, aneinander anschließende Querschnittsflächen auf, wobei die Schmelze, vorzugsweise von jenem Abschnitt mit der kleineren Querschnittsfläche in den mit der größeren Querschnittsfläche, etwa tangential eingeleitet wird, so kann ebenfalls eine Rotation der Schmelze um ihre Strömungsrichtung ohne zusätzliche Energie, z.B. durch Elektromagneten od. dgl., erreicht werden, wobei gleichzeitig der gesamte Metallstrom in Bewegung versetzt wird.If the melt feed line has at least two different, adjoining cross-sectional areas, the melt being introduced approximately tangentially, preferably from that section with the smaller cross-sectional area into the one with the larger cross-sectional area, then rotation of the melt about its direction of flow can also be carried out without additional energy, e.g. can be achieved by electromagnets or the like, with the entire metal current being set in motion at the same time.

Ein besonders homogener Strang kann dann erhalten werden, wenn die Strömungsgeschwindigkeit der Schmelze an jedem Punkt der Schmelzenzuleitung im Mittel über die Zeit, konstant gehalten wird.A particularly homogeneous strand can be obtained if the melt flow rate at each Point of melt feed is kept constant over time.

Eine besonders geringe Überhitzung der Schmelze im Schmelzenbehälter kann dann eingehalten werden, wenn die Schmelze von einer im wesentlichen vertikal angeordneten Schmelzenzuleitung vom Schmelzenbehälter in eine hiezu geneigt, vorzugsweise im wesentlichen horizontal angeordnete kurze Schmelzenzuleitung abgeleitet wird.A particularly low overheating of the melt in the melt container can be maintained if the melt is discharged from an essentially vertically arranged melt feed line from the melt container into an inclined, preferably essentially horizontally arranged, short melt feed line.

Eine kurze Schmelzenzuleitung kann auch dadurch erreicht werden, daß die Schmelze in der, im wesentlichen vertikal angeordneten Schmelzenzuleitung schneller strömt, als in der zu dieser geneigt angeordneten Schmelzenzuleitung und in dieser im wesentlichen tangential zum Querschnitt derselben eingeleitet wird.A short melt feed line can also be achieved in that the melt flows faster in the substantially vertically arranged melt feed line than in the melt feed line inclined to it and is introduced therein essentially tangentially to the cross section thereof.

Eine Vorrichtung zum Stranggießen von metallischen Schmelzen, insbesondere höher schmelzenden Metallen und Legierungen, z.B. Stahl, mit Schmelzenbehälter, im wesentlichen horizontal angeordneter, vorzugsweise flüssigkeitsgekühlter Kokille und zumindest einer, zwischen diesen angeordneten Schmelzenzuleitung und einer Strangabzugseinrichtung, besteht im wesentlichen darin, daß die Schmelzenzuleitung zumindest zwei aneinander anschließende Abschnitte mit unterschiedlichen Querschnitten aufweist, wobei in Fließrichtung der Schmelze gesehen, der eine Abschnitt, vorzugsweise mit der geringeren Querschnittsfläche in den darauffolgenden im wesentlichen tangential in diesen mündet.A device for the continuous casting of metallic melts, in particular higher melting metals and alloys, e.g. Steel, with a melt container, essentially horizontally arranged, preferably liquid-cooled mold and at least one melt feed line and a strand draw-off device arranged between them, essentially consists in the melt feed line having at least two adjoining sections with different cross sections, viewed in the flow direction of the melt, one section, preferably with the smaller cross-sectional area, opens into the following essentially tangentially.

Mit einer derartigen Vorrichtung ist eine besonders einfache Vorrichtung zum horizontalen Stranggießen geschaffen, wobei gleichzeitig eine Rotation der in die Kokille eintretenden Schmelze erreicht wird, sodaß Oberflächenschäden des Stranges und auch Seigerungen besonders gering gehalten werden können.With such a device, a particularly simple device for horizontal continuous casting is created, at the same time a rotation of the melt entering the mold is achieved, so that surface damage to the strand and also segregation can be kept particularly low.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Achsen der Schmelzenzuleitung im Bereich der Umleitung windschief und weisen vorzugsweise einen Normalabstand von 1/2 bis 1/6 des Innendurchmessers der Schmelzenzuleitung mit der größeren Querschnittsfläche voneinander auf. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der vorliegenden Erfindung ist die Schmelzenzuleitung im Schmelzenbehälter mit einem Stopfen verschließbar.According to a further feature of the invention, the axes of the melt feed in the area of the diversion are skewed and preferably have a normal distance of 1/2 to 1/6 of the inner diameter of the melt feed with the larger cross-sectional area from one another. According to a further advantageous embodiment of the present invention, the melt feed line in the melt container can be closed with a stopper.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen und Beispiele näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawings and examples.

Es zeigen Fig. 1 die schematische Darstellung einer Horizontalstranggußanlage im Schnitt und Fig. 2 den Schnitt durch eine Schmelzenzuleitung.1 shows the schematic representation of a horizontal continuous casting installation in section and FIG. 2 shows the section through a melt feed line.

Der Schmelzenbehälter 1 gemäß Fig. 1 weist eine Schmelzenzuleitung 2 auf, die über eine Austrittsöffnung des Düsensteines 3 in die flüssigkeitsgekühlte Kokille 4 mündet. Die kleinste freie Querschnittsfläche des Düsensteines ist geringer als jene der Kokille. Die aus dem Schmelzenbehälter herausragende Schmelzenzuleitung ist über eine Schelle 5 am Schmelzenbehälter 1 befestigt. Die Schmelzenzufuhr zur Kokille kann durch Senken des Stopfens 6 unterbunden werden. Wie aus Fig. la ersichtlich, weist die Schmelzenzuleitung unterschiedliche Querschnitte auf, wobei der in Strömungsrichtung zuerst liegende Abschnitt 7 in den darauffolgenden Abschnitt 8 tangential mündet. Im Mündungsbereich ist der Querschnitt 7 im wesentlichen schlitzförmig.The melt container 1 according to FIG. 1 has a melt feed line 2 which opens into the liquid-cooled mold 4 via an outlet opening of the nozzle block 3. The smallest free cross-sectional area of the nozzle stone is smaller than that of the mold. The melt feed line protruding from the melt container is fastened to the melt container 1 by means of a clamp 5. The melt supply to the mold can be prevented by lowering the stopper 6. As can be seen from FIG. 1 a, the melt feed line has different cross sections, the section 7 lying first in the direction of flow opening tangentially into the following section 8. In the mouth area, the cross section 7 is essentially slit-shaped.

In Fig. 2 ist ein weiterer Schnitt durch eine Schmelzenzuleitung dargestellt, wobei der Abschnitt 9 mit Achse 11 der Schmelzenzuleitung,welcher einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist, tangential in den Abschnitt 10 mit Achse 12 der Schmelzenzuleitung mündet, welcher ebenfalls einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Die Querschnittsfläche des Abschnittes 9 beträgt ca. 15 cm2, wohingegen jene des Abschnittes 10 43 cm2 beträgt. Der Normalabstand a beträgt ca. 1/4 des Innendurchmessers d der Schmelzenzuleitung mit der größeren Querschnittsfläche.2 shows a further section through a melt feed line, the section 9 with axis 11 of the melt feed line, which has an essentially circular cross section, opening tangentially into section 10 with axis 12 of the melt feed line, which likewise has a circular cross section. The cross-sectional area of section 9 is approximately 15 cm 2 , whereas that of section 10 is 43 cm 2 . The normal distance a is approx. 1/4 of the inner diameter d of the melt feed line with the larger cross-sectional area.

Für eine Horizontalstranggußanlage ist es weiters erforderlich, daß .ein Strangabzug vorgesehen wird, wobei dieser nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist, sodaß auf dessen Beschreibung hier verzichtet werden kann.For a horizontal continuous casting installation, it is also necessary to provide a continuous take-off, which is not part of the present invention, so that the description thereof can be dispensed with here.

In einer Pilot-Anlage wurden vorerst nach dem Stand der Technik unterschiedlich zusammengesetzte Eisenbasislegierungen und C-Stähle nach dem horizontalen Stranggußverfahren gegossen. Die Gießquerschnitte waren 0 96 mm und qu. 100 mm. Die Schmelzengewichte betrugen 2,5 und 14 t. Das Strangmaterial wurde einer eingehenden Qualitätserprobung unterworfen. Hierfür erfolgte die Untersuchung in Quer- und in Längsrichtung des Stranges.In a pilot plant, iron-based alloys and carbon steels with different compositions were initially cast using the horizontal continuous casting process. The casting cross sections were 0 96 mm and qu. 100 mm. The melt weights were 2.5 and 14 t. The strand material was subjected to extensive quality testing. For this, the examination was carried out in the transverse and longitudinal directions of the strand.

Die Erprobung der nach dem Stand der Technik gegossenen Stränge erbrachten folgende Resultate:

  • Rundstränge wiesen ein unterschiedliches Schalenwachstum auf, welches letztlich zu einer polygonalen Querschnittsform führte. weiters waren Kühlspannungsrisse festgestellt worden, wobei sich die Strangfehler mit größer werdender Überhitzung des Stahles häuften. Der Lunker und die Erstarrungsstruktur waren im Strang exzentrisch angeordnet.
The testing of the strands cast according to the prior art yielded the following results:
  • Circular strands showed different shell growth, which ultimately led to a polygonal cross-sectional shape. Furthermore, cooling voltage cracks were found, whereby the strand defects increased with increasing overheating of the steel. The blowhole and the solidification structure were arranged eccentrically in the strand.

Durch den Einsatz eines elektromagnetischen Feldes gelang es zwar, im Inneren des Stranges ab ca. 1/2 Radius die Kristallisationsform zu vergleichmäßigen und den exzentrischen Lunker in eine Kernporosität umzuwandeln, es entstanden jedoch konzentrisch angeordnete Streifen,negativer Seigerung, die sogenannten "white bands".Through the use of an electromagnetic field, it was possible to find the inside of the strand from approx To crystallize the form and to convert the eccentric blowhole into a core porosity, however, concentrically arranged stripes, negative segregation, the so-called "white bands" emerged.

Nach Einbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 1 und der Möglichkeit das erfindungsgemäße Verfahren anzuwenden, wurden die Versuche mit den gleichen Legierungen wiederholt. Die Erprobung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gegossenen Stränge erbrachte folgende Ergebnisse:After installation of the device according to the invention according to FIG. 1 and the possibility of using the method according to the invention, the tests were repeated with the same alloys. Testing the strands cast by the process according to the invention gave the following results:

Beispiel 1:Example 1:

Guß von 2,5 t einer Legierung mit folgender Zusammensetzung in Gew.-%:

  • C 0,38, Si 0,25, Mn 0,7, P 0,021, S 0,012, Rest Eisen und Verunreinigungen.
Cast 2.5 t of an alloy with the following composition in% by weight:
  • C 0.38, Si 0.25, M n 0.7, P 0.021, S 0.012, balance iron and impurities.

Die Gießgeschwindigkeit bzw. mittlere Strangabzugsgeschwindigkeit aus der Kokille betrug 1,4 m/min. Die Kokille hatte einen Querschnitt von 96 mm rund. Die Überhitzung des Stahles am Beginn des Gusses war 75°C, dementsprechend betrug die Stahltemperatur im Schmelzenbehälter 1570oC. Die Schmelzenzuleitung wies einen ersten Abschnitt mit einem Innendurchmesser von 40 mm auf der in den zweiten Abschnitt mit einem Innendurchmesser von 75 mm tangential mündete. Die beiden Querschnitte waren kreisförmig. Der Normalabstand der zueinander windschief angeordneten Achsen betrug 17,5 mm. Die Untersuchung in Quer- und Längsrichtung des Stranges ergab folgende Ergebnisse:

  • Die Querschnittsform der Stränge war kreisrund, die Strangschalenbildung schon in der..Kokille war gleichmäßig. Die Rotation der Schmelze bewirkte, daß auch bei der hohen Stahlüberhitzung keine Kühlspannungsrisse in der oberflächennahen Strangzone auftraten. Die Kristallisationsform war weitgehend globulitisch, die Exzentrizität des Lunkers konnte wesentlich gemindert werden.
The casting speed or average strand withdrawal speed from the mold was 1.4 m / min. The mold had a cross section of 96 mm round. The overheating of the steel at the beginning of the casting was 75 ° C, accordingly the steel temperature in the melt container was 1570 o C. The melt feed line had a first section with an inner diameter of 40 mm, which ended tangentially in the second section with an inner diameter of 75 mm. The two cross sections were circular. The normal distance between the axially skewed axes was 17.5 mm. The examination in the transverse and longitudinal directions of the strand gave the following results:
  • The cross-sectional shape of the strands was circular, the strand shell formation in the mold was even. The rotation of the melt had the effect that no cooling stress cracks occurred in the strand zone near the surface, even when the steel overheated. The crystallization form was largely globulitic, the eccentricity of the blow hole could be significantly reduced.

Beispiel 2:Example 2:

In einem weiteren Versuch, welcher mit der gleichen Stahlmarke wie im Beispiel 1 durchgeführt wurde, kamen nach der Kokille elektromagnetische Rührfelder zum Einsatz. Die Untersuchungen dieser Stränge erbrachten, daß eine wesentlich gesteigerte Güte der Stränge vorlag. Entgegen den Erwartungen und bisherigen Erfahrungen waren beim Einsatz des elektromagnetischen wanderfeldes nach der Kokille keine Seigerstreifen im Strangmaterial aufgetreten. Das elektromagnetische Feld bewirkte eine weitere entscheidende Verbesserung der Stranginnenqualität.In a further experiment, which was carried out with the same steel brand as in Example 1, electromagnetic stirring fields were used after the mold. The examinations of these strands showed that the quality of the strands was significantly increased. Contrary to expectations and previous experience, when using the electromagnetic traveling field after the mold, no Seiger stripes appeared in the strand material. The electromagnetic field brought about a further decisive improvement in the internal strand quality.

Als hervorragendes Merkmal der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gegossenen Stränge war die entscheidende Verbesserung der Kristallisation der oberflächennahen Strangzone und die Oberflächengüte. Bei gleichen Abzugsparametern waren die Kerben derart reduziert, daß bei der nachfolgenden Walzung keine Brüchigkeit, selbst bei hohen Verformungsgraden des Stranges im ersten Stich, auftrat.An outstanding feature of the strands cast by the process according to the invention was the decisive improvement in the crystallization of the strand zone near the surface and the surface quality. With the same withdrawal parameters, the notches were reduced in such a way that no fragility occurred in the subsequent rolling, even with high degrees of deformation of the strand in the first pass.

Beispiel 3:Example 3:

Es wurde eine Legierung folgender Zusammensetzung in Gew.-%:

  • C 0,03, Si 0,65, Mn 1,12, Cr 17,90, Ni 9,02, P 0,022 und S 0,012 Rest Eisen gegossen.
An alloy with the following composition in% by weight was:
  • C 0.03, Si 0.65, Mn 1.12, Cr 17.90, Ni 9.02, P 0.022 and S 0.012 balance cast iron.

Die Gießgeschwindigkeit betrug 1,6 m/min. Der Gießquerschnitt betrug qu. 100 mm. Die Überhitzung der Legierung am Beginn des Gusses betrug 80°C. Die Stahltemperatur im Schmelzenbehälter war demgemäß 1540°C.The casting speed was 1.6 m / min. The casting cross section was qu. 100 mm. The overheating of the alloy at the beginning of the casting was 80 ° C. The steel temperature in the melt container was accordingly 1540 ° C.

Die Querschnittsform der Stränge war quadratisch, wobei die Rotation der Schmelze bewirkte, daß auch bei der hohen Stahlüberhitzung keine Kühlspannungsrisse im Strang auftraten. Die Kristallisationsform war weitgehends globulitisch. Die Exzentrizität des Lunkers konnte wesentlich gemindert werden, wobei gleichzeitig eine wesentliche Verringerung der Kerben an der Strangoberfläche erreicht werden konnte. Bei anschließenden Warmverformungen traten nach dem ersten Verformungsstich keine Risse auf.The cross-sectional shape of the strands was square, the rotation of the melt causing no cooling stress cracks in the strand, even with high steel overheating occurred. The crystallization form was largely globulitic. The eccentricity of the blow hole could be reduced considerably, while at the same time a significant reduction in the notches on the strand surface could be achieved. Subsequent hot deformations showed no cracks after the first deformation stitch.

Claims (11)

1. Verfahren zum Stranggießen von metallischen Schmelzen, insbesondere von höher schmelzenden Legierungen, z.B. Stahl, wobei die metallische Schmelze über zumindest eine Schmelzenzuleitung (2), z.B. Kanal, von einem Schmelzenbehälter (1), Pfanne od.dgl. in eine, im wesentlichen horizontal angeordnete und mit diesem flüssigkeitsdicht verbundene, vorzugsweise flüssigkeitsgekühlte, Kokille (4) zugeleitet wird, und der Strang aus der Kokille (4), vorzugsweise schrittweise, gegebenenfalls mit einem Teilschritt rückwärts gezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze in der Schmelzenzuleitung (2) gerührt wird, wobei eine Rotation der Schmelze um ihre Strömungsrichtung bewirkt wird, und die bereits rotierende Schmelze in die Kokille (4) über eine vorzugsweise eine geringere Querschnittsfläche als die Kokille (4) aufweisende Austrittsöffnung eines Düsensteines (3) eingeleitet wird.1. Process for the continuous casting of metallic melts, in particular of higher melting alloys, e.g. Steel, wherein the metallic melt via at least one melt feed line (2), e.g. Channel, from a melt container (1), pan or the like. into a, essentially horizontally arranged and liquid-tightly connected, preferably liquid-cooled, mold (4), and the strand is withdrawn from the mold (4), preferably step by step, optionally with a partial step, characterized in that the melt is stirred in the melt feed line (2), causing the melt to rotate about its direction of flow, and the already rotating melt into the mold (4) over a preferably smaller cross-sectional area than the mold (4) having an outlet opening of a nozzle block (3) is initiated. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzenzuleitung (2) zumindest zwei unterschiedliche Querschnitte aufweist, wobei die entsprechenden Abschnitte (7, 8, 9, 10) der Schmelzenzuleitung (2) ineinander tangential münden.2. The method according to claim 1, characterized in that the melt feed line (2) has at least two different cross sections, the corresponding sections (7, 8, 9, 10) of the melt feed line (2) opening into one another tangentially. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzenzuleitung (2) zumindest zwei unterschiedliche, aneinander anschließende Querschnittsflächen aufweist, wobei die Schmelze, vorzugsweise von jenem Abschnitt mit der kleineren Querschnittsfläche in den mit der größeren Querschnittsfläche etwa tangential eingeleitet wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the melt feed line (2) has at least two different, adjacent cross-sectional areas, the melt, preferably from that portion with the smaller cross-sectional area into the tangentially introduced with the larger cross-sectional area. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Schmelze an jedem Punkt der Schmelzenzuleitung im Mittel über die Zeit im wesentlichen konstant gehalten wird.4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the flow rate of the melt at each point of the melt feed line is kept substantially constant over time. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1. bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze von einer im wesentlichen vertikal angeordneten Schmelzenzuleitung vom Schmelzenbehälter in eine zu dieser geneigt, vorzugsweise im wesentlichen horizontal angeordnete Schmelzenzuleitung abgeleitet wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the melt is derived from an essentially vertically arranged melt feed line from the melt container into an inclined, preferably substantially horizontally arranged melt feed line. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze in der, im wesentlichen vertikal angeordneten Schmelzenzuleitung schneller strömt, als in der zu dieser geneigt angeordneten Schmelzenzuleitung und in diese im wesentlichen tangential zum Querschnitt derselben eingeleitet wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the melt flows in the, substantially vertically arranged melt feed line faster than in the melt feed line inclined to this and is introduced into this substantially tangential to the cross section of the same. 7. Vorrichtung zum Stranggießen von metallischen Schmelzen, insbesondere höher schmelzenden Legierungen, z.B: Stahl, mit Schmelzenbehälter (1), im wesentlichen horizontal angeordneter, vorzugsweise flüssigkeitsgekühlter, Kokille (4) und zumindest einer zwischen diesen angeordneten Schmelzenzuleitung und einer Strangabzugseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzenzuleitung (2) zumindest zwei aneinander anschließende Abschnitte (7, 8, 9, 10) mit unterschiedlichen Querschnitten aufweist, wobei in Fließrichtung der Schmelze gesehen, der erste Abschnitt (7, 9) in den darauffolgenden (8, 10) im wesentlichen tangential mündet.7. Device for the continuous casting of metallic melts, in particular higher-melting alloys, for example steel, with a melt container (1), essentially horizontally arranged, preferably liquid-cooled, mold (4) and at least one melt feed line arranged between them and a strand withdrawal device, characterized in that that the melt feed line (2) has at least two adjoining sections (7, 8, 9, 10) with different cross sections, the first section (7, 9) in the following (8, 10) essentially seen in the flow direction of the melt opens tangentially. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des ersten Abschnittes (9) kleiner ist, als jene des darauffolgenden Abschnittes (10).8. The device according to claim 6, characterized in that the cross-sectional area of the first section (9) is smaller than that of the subsequent section (10). 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Schmelzenzuleitung im Bereich der Umlenkung der Richtung der Schmelzenströmung windschief sind, und vorzugsweise voneinander einen Normalabstand (a) von 1/2 bis 1/6 des Innendurchmessers (d) der Schmelzenzuleitung mit der größeren Querschnittsfläche aufweisen.9. Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the axes of the melt feed in the region of the deflection of the direction of the melt flow are skewed, and preferably from each other a normal distance (a) of 1/2 to 1/6 of the inner diameter (d) Have melt feed with the larger cross-sectional area. 10. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzenzuleitung (7) im Schmelzenbehälter (1) mit einem Stopfen (6) auf die Einlaßöffnung schließbar ist.10. The device according to claim 6, 7 or 8, characterized in that the melt feed line (7) in the melt container (1) with a plug (6) on the inlet opening can be closed. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzenzuleitung (7) zwei im wesentlichen senkrecht zueinander stehende Abschnitte aufweist, wobei einer mit der Kokille und der andere mit dem Schmelzenbehälter verbunden ist.11. Device according to one of claims 7 to 10, characterized in that the melt feed line (7) has two substantially perpendicular sections, one being connected to the mold and the other to the melt container.
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