PROCESS FOR THE HORIZONTAL CONTINUOUS CASTING OF METALS, ESPECIALLY STEEL

Abstract: 1. A process for the horizontal continuous casting of metals, in particular of steel, in which the cast billet is produced step-wise from an oscillating horizontal continuous casting mould, characterised in that in addition to the backward and forward movement of the horizontal continuous casting mould the cast billet is conveyed in the direction of movement of the billet in steps in such a manner that the movements of the horizontal continuous casting mould and the billet drawing machine in the direction of movement of the billet take place synchronously at the same speed.

Description: Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum horizontalen Stranggiesser von Metallen, insbesondere von Stahl, bei dem der Gussstrang aus einer oszillierenden Horizontalstranggiesskokille ausgebracht wird. Ein solches Verfahren wird mit Horizontalstranggiesskokillen ausgeführt, in denen die Metalischmelze in Krustenringen erstarrt. Eine solche Erstarrung kann z.B. durch sog. Trennringe (Brechringe) am Eingang der Horizontalstranggiesskokille unterstützt werden. Das gattungsgemässe Verfahren ist aus der DE-PS 31 37 119 bekannt. Die Bildung der ringkrustenförmigen Abkühlungszonen bei relativ stehender Kokille und bewegtem Strang innerhalb einer sog. Ziehlänge führt zu einer abfallenden Flanke im Querschnitt des Krustenringes. Der weitere Verlauf nähert sich der Kokillenwand an, so dass bei jedem Ziehhub ein ringförmiger Bereich von flüssigem Metall vorhanden 1st, das für die Übertragung von Zugkräften nicht in Betracht kommt. Je weiter weg der flüssige ringförmige Bereich von dem Trennring zu liegen kommt, desto grössere Haltezeiten müssen verlangt werden, um die gewünschte Krustenringbildung zu unterstützen, wobei lange Haltezeiten zu geringem Ausbringen an Stranggussmaterial führen. Ausserdem tritt bei relativ stehender Kokille und dem vom Trennring entferntliegenden dünnsten Krustenbereich eine erhöhte Reibung zwischen der Kruste und der Kokillenwandung auf, wodurch leicht Abrisse der erstarrenden Guastrangschale Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde durch geeignete Massnahmen den abrissgefährdeten Krustenbereich näher an den Kokilleneingang (z.B. TrennrSng) zu legen, um die sich bildende Strangschale bei gleichbleibender Reibung leichter von der Kokillenwandung abzulösen. Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zusätzlich zur hin- und hergehenden Bewegung der Hortzontalstrangr giesskokille der Gussstrang in Schritten in Stranglaufrichtung derart gefördert wird, dass die Bewegungen von Horizontalstranggiesskokille und Strangausziehmaschine in Stranglaufrichtung synchron bei gleicher Geschwindigkeit erfolgen. Hierdurch wird der ringförmige Krustenbereich nicht nur näher an den Kokilleneingang (Trennring) verschoben, sondern auch eine grössere Krustendicke in dem genannten Bereich geschaffen, so dass grössere Auszlehkräfte oder schnelleres Ausbringen, d.h. schnelleres Giessen, ermöglicht werden. Die ansonsten notwendige längere Haltezeit wird vorteil hafterwelse An die Synchronbewegung von Horlzontalstranggless- kokille und Ausziehmaschine gelegt, da diese Bewegung eine Relativbewegung zwischen Gussstrang und Horizontalstranggiess- kokillenwandung gleich Null bewirkt. In Verbesserung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Gussstrang ausserhalb der synchronen Bewegungen von Horflzontalstrang- giesskokille und Strangauszl ehmaschl ne in die Horizontal strang- giesskokille gestaucht wird. Diese Massnahme erhöht die Dicke der Ringkruste zusätzlich. Ein solcher Verfahrensschritt kann dahingehend vorgenommen werden, dass die Horlzontalstranggiesskokille gegen die Strangausziehmaschine vorgestossen wird. Eine weitere Verbesserung der Erfindung besteht darin, dass zwischen einer Rückstoss- und einer Ziehbewegung Haltezeiten der Strangausziehmaschine eingeschaltet sind. Auch diese Massnahme bedeutet eine weitere Stärkung der Strangschalen oder ein besseres Verschweissen der in Stranglaufrichtung aufeinanderfolgenden Krustenringe. In diesem Sinne wirkt ausserdem, dass zwischen den Hin- und Hergeh Bewegungen der Horizontalstranggiesskokille Haltezeiten eingelegt sind. Auch diese. Massnahme trägt zur Verstärkung der Strangschale bzw. der einzelnen zu verschweissenden Krustenringe bei. Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung (alternative Verfahrensschritte) sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 ein Zeit-Weg-Diagramm für die Bewegungen der Horizontal stranggiesskokille und der Ausziehmaschine für einen ersten Zyklus, Fig. 2 ein ZeitWeg-Diagramm zu den Bewegungen der Horizontal stranggiesskokille und der Ausziehmaschine für einen zweiten Zyklus, Fig. 3 einen Querschnitt durch Horizontalstranggiesskokille und Trennring in einem Ausschnitt, wobei die Horizontalstrang- giesskokille stillsteht und der Strang bewegt wird, Fig. 4 einen Querschnitt wie Fig. 3 aufgrund des erfindungsgemässen Verfahrens und Fig. 5 einen Querschnitt wie die Fig. 3 und 4 in vergrössertem Massstab zur Darstellung der Verfahrensunterschiede zwischen den Vorgängen der Fig. 3 und 4. Auf der Abszisse wird die Kokillenrückwärtsbewegung 1, die Kokillenvorwärtsbewegung 2 und die Vorwärtsbewegung 3 der Ausziehmaschine sowie die Rückwärtsbewegung 4 der Ausziehmaschine dargestellt. In Pfeilrichtung 5 werden ausserdem die Giessrichtung und die Produktlänge dargestellt. Nachdem die Horlzontalstranggiesskokille 6 mit einer Kokillenrückwärtsbewegung 1 in ihre Ausgangsposition gefahren wurde, bildet sich innerhalb einer Haltezeit 7 die zur Verstärkung der schwächsten Schalenstelle 8 dient, zusätzliche Schalendicke. Nach Beendigung der Haltezeit 7 fahren die Horizontalstrangglesskokille 6 und die Ausziehmaschine in einer Kokillenvorwärtsbewegung 2 und einer Vorwärtsbewegung 3 der Ausziehmaschine absolut synchron in gleicher Richtung mit gleichen Geschwindigkeiten. Während der Rückwärtsbewegung 4 der Ausziehmaschine (die vom Gussstrang entkuppelt wird) befindet sich die Horizontal stranggiesskokille 6 In Ruhestellung, wobei eine Haltezeit 9 eingelegt werden kann. Der beschriebene Zyklus beginnt anschliessend wieder mit der Kokillenrückwärtsbewegung 1. Die Bildung der Länge des Gussstranges kann anhand der Linie 10 verfolgt werden. Als folgende Bewegung wird sonach die Ausziehmaschine entkuppelt über die Rückwärtsbewegung 4 in die Ausgangsposition zurückgefahren. Danach beginnt der beschriebene Zyklus, wobei selbstver ständlich auch auf die Haltezeit 9 verzichtet werden könnte, indem z.B. das Zurückfahren der Ausziehmaschine aufgrund der Rückwärtsbewegung 4 schneller erfolgen könnte. Die Haltezeiten 7 und 9 bedeuten somit Variationsmöglichkeiten, um die Strangschalen bzw. die Krustenringe zu verstärken. Gegenüber Fig. 1 sind In Fig. 2 eine längere Haltezeit 7 und eine erhöhte Klemmzeit 11 vorgesehen. In Fig. 2 Ist ausserdem der Verlauf der Länge des Gussstranges anhand der Linie 10a für das Giessen ohne die Erfindung dargestellt. Ein Vergleich der Linien 10a bzw. 10 macht deutlich, dass aufgrund der Erfindung eine höhere Produktion an Gussstrang erzielt wird. Nach den konventionellen Horlzontalstranggiessverfahren wird in Fig. 3 das Bilden der Ringkruste 12 deutlich gemacht. An der inneren Wandung 6a der Horlzontalstrangglesskokllle 6 und an der dazu senkrecht verlaufenden Stirnseite 13a des Trennringes 13 bildet sich die Strangjchale nach einem Ziehvorgang, wobei die Horizontalstranggiesskokille 6 relativ in Ruhe gehalten wird. Hierbei entsteht die schwächste Schalenstelle 8. Die Zugkraft 14 belastet die Ringkruste 12 unangemessen hoch. Der Vorgang gemäss Fig. 4 entspricht dem erfindungsgemässen Verfahren, wobei die Hörizontalstranggiesskokille 6 in Richtung 15 bewegt wird, d.h. die schwächste Schalenstelle 8 befindet sich näher an der Stirnseite 13a des Trennrings 13. Die Richtung der in den Eingang der Horizontalstranggiesskokille 6 gerichteten Metall strömung ist mit 16 bezeichnet. Um die Unterschiede zwischen dem herkömmlichen Verfahren und dem erfindungsgema..ssen Verfahren aufzuzelgen, sind die Ringkrusten 12 aus den Fig. 3 und 4 in der Fig. 5 übereinander gelegt. Die Ringkruste 12 nach Fig. 4 ist ausgezogen gezeichnet und die R1ng- kruste 12 nach Fig. 3 mit einer gestrichelten Linie. Die jeweils schwächsten Schalenstellen sind mlt 8 bezeichnet. Die Erfindung folgt der nachstehenden Überlegung: Um ein Zerreissen der Ringkruste 12 an der dünnsten Schalenstelle 8 zu vermeiden, wird die Zugkraft (im bekannten Fall die Reibungs- länge 17) über diese dünnste Schalenstelle 8 pbertragen. Im Fall der Erfindung hingegen entspricht die Reibungslänge dem Abstand von der dünnsten Schalenstelle 8 bis zur Stirnseite 13a und damit dem Abstand 18. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, wächst die Ringkruste 12 an der schwächsten Schalenstelle 8 im Abstand 18 um das Mehrfache gegen über der Reibungslänge 17. Bei einem Beispiel, das nicht gezeichnet ist, berechnet sich die Reibungslänge 17 gleich x und der Abstand 18 gleich y wie folgt, wobei bedeuten: 5 10 15 20 25 30 35 s = Horizontal x - Reibungslänge bei nicht synchron bewegter y = Relbungslänge bei synchron bewegter Horizontal stranggiesskokille tYP Zelt in Sekunden bei synchron bewegter Nach dem Gesetz zum Schalenwachstum (s ergeben sich gemäss Figur 5, folgende Verhältnisse: EMI6.1 Bei spiel swerte: x-Werte: Sx = 14 mm x ca. 12 mm tx = 0,33 s y-Werte: sy = 14 mm y ca. 6 mm ty = EMI6.2 EMI6.3 EMI6.4 Bei einer Zykluszeit von 0,50 s entfallen im konventionellen Verfahren 0,27 s auf andere Verfahrensdetails, die im Synchronverfahren in etwa erhalten bleiben. Dies bedeutet beim Synchronablauf eine Zykluszeit von 0,27 s + 0,08 s a 0,35 s, d.h. es ergibt sich eine Erhöhung der Zyklenzahl und damit (bei gleichbleibender Ziehlänge) ein Produktionsvortell von rechnerisch etwa 40 %. Von Einfluss sind in geringem Masse eventuelle xnderungen bzw Anpassungen bezüglich RückstoB, Haltezeiten und ähnliches. Das Verfahren ist deshalb, besonders für hochempfindliche Stähle geeignet. Auf den ¯Schalenstossu (bzw. Rückstoss) kann sogar in den meisten Fällen verzichtet werden. Ein weiterer wichtiger Vorteil besteht im Füllvorgang (Figur 3 und 4). Beim Synchronverfahren wird der Erstarrungszwickel 19 zwischen Trennring 13 und Horizontalstranggiesskokille klein und heiss gehalten, so dass eln Verschweissen bzw. Verschmelzen mit den nacheinander gebildeten Krustenringen 12 nicht nur erleichtert, sondern auch qualitativ besser vonstatten geht. Dadurch wird ebenfalls die Rissgefahr an dieser Stelle wesentlich vermindert Bei Wegfall des sogenannten Schalenstosses (konventionell RückstoB) wird die Beanspruchung des Trennringes 13 wesentlich gesenkt und damit die Standzeit erhöht oder das Einsatziaterial preiswerter durch Veränderung des Qualitätsanspruches.

Claims: Verfahren zum horizontalen Stranggiessen von Metallen, insbesondere von Stahl Patentansprüche 1. Verfahren zum horizontalen Stranggiessen von Metallen, insbesondere von Stahl, bei dem der Gussstrang aus einer oszillierende Horizontal stranggiesskokllle ausgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur hin- und hergehenden Bewegung der Horizontal stranggiesskokille der Gussstrang in Schritten in Stranglaufrichtung derart gefördert wird, dass die Bewegungen von Horizontalstrang- giesskokille und Strangausziehmaschine in Stranglaufrichtung synchron bei gleicher Geschwindigkeit erfolgen. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gussstrang ausserhalb der synchronen Bewegungen von Horizon talstrangglesskokille und Strangausziehmaschine in die Horizontal strangglesskokille gestaucht wird. 3. Verfahren nach Anspruch i dadurch gekennzeichnet, dass die Horizontalstranggiesskokille gegen die Strangausziehma schine vorgestossen wird. 4. Verfahren nach den AnsprUchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Rückstoss- und einer Ziehbewegung Haltezeiten der Strangausziehmaschine eingeschaltet sind. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Hin- und Hergeh-Bewegungen der Hortzontalstrang- giesskokille Haltezeiten eingelegt sind.

Inventors: KUBON, ACHIM, DIPL.-ING., VOSS-SPILKER, PETER, DR.-ING.
Applicants: MANNESMANN AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1986
Main classification: B22D11
IPC codes: B22D11