CH455165A - Verfahren zum Stranggiessen von Stahl - Google Patents

Description

      Verfahren    zum     Stranggiessen    von     Stahl       Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum       Stranggiessen    von Stahl, wobei der Stahl in eine gekühlte       Durchlaufkokille    gegossen, ein Schmiermittel auf die  den Formhohlraum der Kokille bildenden Oberfläche  aufgebracht und der in der Kokille entstehende Strang  ausgezogen wird.  



  Die Qualität von im     Stranggiessverfahren    hergestell  ten Strängen ist weitgehend von der Beschaffenheit ihrer  Oberflächen abhängig, die für die Weiterverarbeitung  und die Güte des Endproduktes eine wesentliche Rolle  spielen. Häufig auftretende Fehler sind Oberflächenrisse,  die infolge mechanischer und thermischer Beanspruchung  bzw. den daraus resultierenden Spannungen entstehen.  Weitere Oberflächenfehler sind Poren, die durch zu  grosse der Kokille zugeführte     ölmengen    verursacht wer  den.

   Auch können zu grosse     ölmengen    bei     niedrigge-          kohlten    Stählen eine unerwünschte     Aufkohlung    der     Rand.,          zone    bewirken.  



  Um eine solche durch die Reibung entstehende me  chanische Beanspruchung möglichst gering zu halten,  wurde angestrebt, die mit dem Giessgut in Berührung  kommende     Kokillenwand    möglichst glatt herzustellen,  um in Kombination mit der Anwendung eines Schmier  mittels das Gleiten des Stranges an der     Kokillenwand     während des Ausziehvorganges zu erleichtern. Im prak  tischen Betrieb wurde eine solche Glätte durch Polieren  der meist aus Metall bestehenden     Kokilleninnenwand     erreicht oder die Kokille auf elektrolytischem Wege her  gestellt, wodurch ebenfalls eine hohe Glätte der Innen  wand erreicht wird.

   Zur Erhöhung der     Verschleissfestig-          keit    und Vermeidung von     Lötbrucherscheinungen    aufge  tragene Schichten,     z.B.    aus Chrom, auf Kupferuntergrund  wurden im hochglanzpolierten Zustand verwendet, um  bestes Gleiten zu gewährleisten.  



  Es hat sich jedoch gezeigt, dass trotz höchster Glätte  und reichlichem Schmiermittel eine fehlerfreie     Oberfläche     des     Stranggussproduktes    nur schwer zu erhalten ist und  vor allem sehr häufig Risse auftraten, die neben der  schlechten Oberfläche auch erhöhte Durchbruchshäufig  keit zur Folge haben.  



  Es ist bekannt, zur Erhöhung der Oberflächengüte  des Gussproduktes eine     Kokillenwand    zu verwenden, die    mindestens auf einem Teil ihrer Länge gerillt ist, wobei  die Rillen und Rippen annähernd parallel zur Kokillen  achse verlaufen.  



  Dabei hat sich jedoch gezeigt, dass in vielen Fällen  die durch diese     Kokillenwand    hervorgerufene     Längs-          rillung    der Stränge bei deren Weiterverarbeitung stört  bzw. ihre Entfernung kostspielig ist. Auch ist die An  bringung genauer Längsrillen aufwendig. Ausserdem tritt  ein erhöhter Kupferabrieb auf.  



  Es ist auch bekannt, zur Schmierung zwischen Strang  und Kokille kohlenstoffhaltige Materialien in flüssiger  oder gasförmiger Form einzuführen, wobei sich der durch  unvollständige Verbrennung entstandene Kohlenstoff  zwischen     Stranghaut    und     Kokillenwand    absetzt. Es hat  sich jedoch gezeigt, dass infolge der grossen und un  kontrollierten     Kohlenstoffabscheidung    ein Hängenblei  ben des Stranges und vermehrte Rissbildung auftraten,  da durch eine zu dicke     Kohlenstoffschicht    die Reibung  zwischen Strang und     Kokillenwand    stark vergrössert wird.  



  Eine weitere die Rissbildung fördernde Ursache ist  neben der mechanischen die thermische Beanspruchung  durch die starke Kühlwirkung der     Kokillenwand.    Die       Möglichkeiten,    das Metall insbesondere im     Badspiegel-          bereich    weniger schroff zu kühlen,     z.B.    durch Verände  rung der Kühlwassermenge der Kokille, sind jedoch be  schränkt.  



  Aufgabe der Erfindung ist es, Stränge mit einer für  die weitere Verarbeitung geeigneten     Strangoberfläche,     insbesondere ohne störende Risse und Poren, herzustel  len. Diese Aufgabe wird     dadurch    gelöst, dass Schmier  mittel in solcher Menge eingebracht wird, dass haftende  Bestandteile des Schmiermittels Vertiefungen, die min  destens im     Badspiegelbereich    der Oberfläche vorhanden  sind und die dieser Oberfläche einen     Rauhigkeitsgrad     über dem einer polierten Fläche geben, ausfüllen und  der Strang durch diese Oberfläche in kleinen örtlichen  Bereichen mit wechselnder Intensität gekühlt wird.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren wird in der fol  genden Beschreibung eines Beispiels zum     Stranggiessen     von Stahl erläutert:  In der den Formhohlraum bildenden Oberfläche wer  den Vertiefungen geschaffen, so dass der Rauhigkeits-      grad diese Oberfläche den einer polierten Fläche über  steigt. Als annäherndes Mass der     Oberflächenrauhigkeit     einer polierten Fläche gelte eine     Rauhtiefe    von     ca.    0.2     #L.     Vorzugsweise wird die gewünschte     Rauhheit    in einfacher  Weise durch Sandstrahlen der beispielsweise aus Kupfer  hergestellten Kokille erzeugt, kann jedoch auch auf an  dere Weise erhalten werden.

   So kann     z.B.    eine solche       Rauhheit    auch so geschaffen werden, dass ein Metall auf  einer geeigneten Unterlage aufgespritzt wird und nur ein  leichtes Glätten der     Oberfläche    und kein     Poliervorgang     erfolgt.  



  Die Vertiefungen können in der gesamten genannten  Oberfläche, mindestens jedoch im     Badspiegelbereich    er  zeugt werden, weil speziell in diesem Bereich ein An  liegen des Stranges erfolgt. Ihre geometrische Form kann  beliebig sein; bevorzugt werden jedoch ähnliche Formen,  wie sie nach einem Sandstrahlen erzielt werden. Die op  timale Form ist jeweils von der Art des zuzuführenden  Schmiermittels, seiner Zersetzungsprodukte bzw. Rück  stände der Temperatur und Zusammensetzung des gegos  senen Stahles usw. abhängig. Bevorzugt werden diese  Vertiefungen     unregelmässig    verteilt erzeugt.  



  Ein die     Gleitung    erleichterndes Schmiermittel wird  auf die     Kokillenoberfläche    vor oder während des     Giess-          vorganges    auf- oder eingebracht und ein durch ein be  liebiges Stahlherstellungsverfahren erschmolzener Stahl in  die gekühlte     Durchlaufkokille    gegossen. Als Schmiermit  tel wird vorteilhaft Rapsöl verwendet, das infolge der  Temperatureinwirkung des Stahles während des Giessens  dissoziiert. Das Mittel kann jedoch auch ein anderes  pflanzliches, tierisches oder synthetisches Öl sein, denen  in manchen Fällen auch Additive zugegeben werden  können, wie     z.B.    Graphit in kolloider Form.

   Als Schmier  mittel kann auch Schlacke, beispielsweise     Thermofin,     wirken.  



  Die geschaffenen Vertiefungen und Unebenheiten  werden nun durch das Schmiermittel selbst oder seinen  Zersetzungsprodukten bzw. Rückständen, vorwiegend  Kohlenstoff, die durch Temperatureinwirkung des Stran  ges erzeugt werden, ausgefüllt, so dass ein     Rauhigkeits-          grad    der     Oberfläche    erhalten wird, der gleich oder kleiner  ist dem einer polierten Fläche. Je nach Notwendigkeit  kann eine weitere Menge an     Schmiermitteln    zugeführt  werden, so dass die Vertiefungen stets ausgefüllt bleiben,  auch wenn durch den Strang     Schmiermittelteilchen    aus  den Vertiefungen mitgenommen worden sind.

   Es ist von  besonderer Wichtigkeit, dieses     Schmiermittel    nicht im  Übermass zuzugeben, so dass ein Aufreissen der Strang  haut durch die Rückstände vermieden wird und keine  Poren an der     Strangoberfläche    entstehen.  



  Neben der verbesserten Schmierwirkung durch er  höhte Glätte wird der Strang über die ausgefüllten Ver  tiefungen in kleinen örtlichen Bereichen zeitweise mil  der gekühlt als in deren unmittelbaren Umgebung. Durch  den Ausziehvorgang wird der Strang wechselweise dem  zufolge stärker und schwächer gekühlt, so dass in die  sen kleinen örtlichen Bereichen mit     wechselnder    Intensi  tät gekühlt wird.

   Dadurch werden die Spannungen in  der     Stranghaut    durch den Temperaturausgleich wieder  abgebaut, bevor sie noch den zur     Rissbildung    notwendi  gen kritischen Wert erreicht haben. Über einen grösseren  Flächenbereich integriert ergibt sich aufgrund der in den  Vertiefungen angelagerten Teilchen somit insgesamt eine  mildere jedoch zur Bildung einer tragfähigen Strang  schale ausreichende Kühlwirkung.    Risse entstehen erfahrungsgemäss dann am leich  testen, wenn die beanspruchte Stahlkruste durch plasti  sches Nachgeben die auftretenden Spannungen nicht mehr  abbauen kann. Die Gefahr der Rissbildung an der       Strangoberfläche    ist     im    Entstehungsbereich der sich um  den flüssigen Kern bildenden Kruste besonders hoch.

   Es  wird demnach     vorteilhafterweise    diese     Rauhigkeit    in der       Kokillenoberfläche        mindestens    im     Badspiegelbereich,        d.h.     im Übergangsbereich flüssig-fest der     Strangschale    ge  schaffen.  



  Es können diese Vertiefungen in den Formwänden  der Kokille nicht nur über die gesamte Wandbreite,     d.h.     entlang der vollen Länge einer Kante eines zur Kokillen  längsachse senkrechten Querschnittes erzeugt werden,  sondern auch nur in einem gewünschten Bereich der     Ko-          killenwand.    Diese Vertiefungen werden bei Kokillen zum  Giessen von     Brammen    nur in etwa dem mittleren Drittel  der     Brammenbreitseiten        geschaffen,    da     bekannterweise     dort die     risseerzeugenden    Spannungen am grössten sind.

    Werden die Vertiefungen durch Sandstrahlen hergestellt,  so braucht der übrige Teil der     Kokillenwand    nur ab  gedeckt zu werden. In Längsrichtung der Kokille kann  der Bereich der behandelten Fläche beliebig lang sein.  



  Zu den ein rissfreies Giessprodukt ergebenden Vor  teilen,     nämlich    bessere     Gleitung    und mildere Kühlung in  der Kokille, kommt als weiterer     wirtschaftlicher    Vorteil  der geringere Verbrauch an Schmiermittel. Gegenüber  dem beim     Stahlstranggiessen    mit Kupferkokillen bisher       üblichen        Schmiermittelverbrauch    von bis 1     kg/t    Stahl bei  Verwendung von Rapsöl reicht nunmehr ein Bruchteil  dieser Menge aus. Auch braucht das Schmiermittel in  manchen Fällen nicht mehr während der gesamten     Giess-          dauer    sondern nur noch während eines Teiles derselben  zugeführt werden.

   Bei Stählen mit hohem Schwefelgehalt,  beispielsweise Automatenstahl, kann auf eine Zufuhr des  Schmiermittels während des Giessens überhaupt verzich  tet werden. In diesem Falle genügt ein Auftragen des  Schmiermittels an der inneren     Kokillenoberfläche    vor  Giessbeginn.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zum Stranggiessen von Stahl, wobei der Stahl in eine gekühlte Durchlaufkokille gegossen, ein Schmiermittel auf die den Formhohlraum der Kokille bildende Oberfläche aufgebracht und der in der Kokille entstehende Strang ausgezogen wird, gekennzeichnet durch Einbringen des Schmiermittels in solcher Menge, dass haftende Bestandteile des Schmiermittels Vertiefun gen, die mindestens im Badspiegelbereich der Oberfläche vorhanden sind und die dieser Oberfläche einen Rauhig- keitsgrad über dem einer polierten Fläche geben,

   aus füllen und der Strang durch diese Oberfläche in kleinen örtlichen Bereichen mit wechselnder Intensität gekühlt wird. UNTERANSPRUCH Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass als Schmiermittel ein kohlenstoffhaltiges Öl verwendet wird.