CH635013A5

CH635013A5 - Method for the continuous casting of steel

Info

Publication number: CH635013A5
Application number: CH118479A
Authority: CH
Inventors: Armin Thalmann
Original assignee: Concast Ag
Priority date: 1979-02-07
Filing date: 1979-02-07
Publication date: 1983-03-15

Description

**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Stranggiessen von Stahl, bei dem Schmelze in eine Kokille gegossen, der entstehende, einen flüssigen Kern aufweisende Strang ausgezogen sowie weiter gekühlt wird und auf den flüssigen Kern durch ein elektromagnetisches Feld eine Drehbewegung verursachende Schubkräfte auf die Schmelze erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des elektromagnetischen Feldes unterschiedlich wirkende Schubkräfte erzeugt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlich wirkenden Schubkräfte durch unterschiedlich beaufschlagte Stromstärke der einen Phase gegen über mindestens einer andern Phase des elektromagnetischen Feldes erzeugt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlich wirkenden Schubkräfte durch unterschiedlich geometrische Ausbildung der Phasen des elektromagnetischen Feldes erzeugt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlich wirkenden Schubkräfte durch einen um einen um 10-20% höheren Strom in der einen Phase gegenüber in der andern Phase erzeugt werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggiessen von Stahl, bei dem Schmelze in eine Kokille gegossen, der entstehende, einen flüssigen Kern aufweisende Strang ausgezogen und weiter gekühlt wird und auf den flüssigen Kern durch ein elektromagnetisches Feld eine Drehbewegung verursachende Schubkräfte auf die Schmelze erzeugt werden.

Zur Verbesserung der Qualität des gegossenen Produktes kann gemäss dem Stande der Technik die Schmelze im flüssigen Kern mit Hilfe einer elektromagnetischen Einrichtung in rotierende Bewegung um die Stranglängsachse versetzt werden. Zur Verbesserung der Strangoberfläche, im speziellen bei Knüppel- und Vorblockformaten, wird vorzugsweise diese rotierende Bewegung in der Kokille angewendet.

Ein Verfahren ist bekannt, bei welchem mit einem unvollkommenen Drehfeld (drei Magnetpole) eine Drehbewegung der Schmelze erzeugt wird. Wohl wird mit dieser Drehbewegung eine feinkörnigere Struktur erhalten, aber das Entstehen eines grossen weissen Bandes konnte nicht verhindert werden, weil die Turbulenz in dieser Zone ungenügend war.

Es ist weiter eine Vorrichtung bekannt, bei der in der Kokille um das Kokillenrohr eine elektromagnetische Einrichtung mit drei Polpaaren angeordnet ist, die den flüssigen Kern in eine rotierende Bewegung um die Stranglängsachse versetzt. Diese von einem vollkommenen Drehfeld erzeugte rotierende Bewegung weist in ihrer Strömung eine ungenügende Turbulenz auf, so dass die Durchmischung des flüssigen Stahles unvollkommen ist, weil durch die gleichmässige magnetische Beaufschlagung der Schmelze sich die durch die quer zum Strang wirkende Kraft aufhebt. Diese relativ geringe Turbulenz lässt bezüglich der Qualität des gegossenen Produktes in bezug auf die Oberfläche, die Verteilung der Legierungs- und Begleitelemente, aber auch die innere Struktur zu wünschen übrig.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren für das rotierende Bewegen der Schmelze im flüssigen Kern eines Stranges zu schaffen, bei dem eine optimale Qualität des gegossenen Produktes erzielt wird.

Durch die unterschiedlich wirkenden Schubkräfte kann die Turbulenz in der rotierenden Strömung den Giessparametern angepasst werden. Mit dem asymmetrischen Beaufschlagen der Schmelze entsteht eine resultierende Querkraft senkrecht zur Strangoberfläche, die die Turbulenz optimal den Verhältnissen anpasst, so dass eine intensive Durchmischung des flüssigen Stahles auftritt, die die gewünschte Verbesserung der Qualität des gegossenen Produktes erbringt.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung werden die unterschiedlich wirkenden Schubkräfte durch unterschiedlich beaufschlagte Stromstärken der einen Phase gegenüber mindestens einer andern Phase des elektromagnetischen Feldes erzeugt, wobei vorzugsweise die eine Phase gegenüber der andern Phase mit einem um 10-20% höheren Strom beaufschlagt wird.

Anstelle dieser ungleichen Beaufschlagung durch Strom können nach einer weiteren Ausführungsform die unterschiedlich wirkenden Schubkräfte durch unterschiedlich geometrische Ausbildung der Phasen des elektromagnetischen Feldes erzeugt werden.

Anhand einer schematisch gezeichneten Figur wird ein Beispiel des erfindungsgemässen Verfahrens erläutert.

Mit 1 ist eine Kokille, in die Stahl in bekannter Weise gegossen wird, im Schnitt für einen Knüppel, bezeichnet. Sie besteht aus einem Kokillenrohr 2 aus Kupfer und einem Kokillenmantel 3. Um das Rohr 2 ist ein Kühlmantel 4 angeordnet. Durch den Raum zwischen Kokille 2 und Kühlmantel 4 strömt Kühlwasser. Im Innern der Kokille 2 ist der teilerstarrte Strang 10 mit einem flüssigen Kern 11 gezeigt. Dieser Strang 10 wird mit bekannten Mitteln aus der Kokille gezogen und weiter gekühlt.

An jeder Seite des Kühlmantels 4 sind Magnetpole 20, 21, 22, 23 angebracht, die mit je einer Windung 24, 25, 26, 27 versehen sind. Diese Magnetpole 20 werden durch Kühlwasser im Raum zwischen Kühlmantel 4 und Kokillenmantel 3 gekühlt. Die Windungen 24, 25,26,27 sind so geschaltet, dass ein Wanderfeld entsteht, welches in der Schmelze Schubkräfte erzeugt, die eine Drehbewegung derselben bewirken. Entsprechend der Giessparameter wird dabei die eine Phase gegenüber der andern, nachfolgenden Phase mit einem um 10-20% höheren Strom gespeist. Für einen Knüppel von 100 x 100 mm sind die Windungen 24 und 26 bei einer Frequenz von 50 Hz und einer Spannung von 50 V mit 400 A und die Windungen 21 und 23 mit 320 A beaufschlagt. Das entstehende Wanderfeld erzeugt im flüssigen Stahl unterschiedlich wirkende Schubkräfte, die eine Drehbewegung der Schmelze bewirken.

Wird tieferes Eindringen der Rührwirkung oder eine kleinere Rührgeschwindigkeit gewünscht, so wird die Frequenz entsprechend verringert, speziell bei grossen Wandstärken des Kokillenrohres.

Die Schaltung kann aber auch so gewählt werden, dass der magnetische Fluss zwischen den Polpaaren 20,22 bzw.

21, 23 ffiesst und mit Hilfe des magnetischen Feldes die Drehbewegung auf diese Weise erzeugt wird. Dabei werden die Polpaare 22, 24 beispielsweise mit 400 A und die Polpaare 21, 23 mit 320 A erregt.

Für grössere Knüppel- und Vorblockformate kann die Anzahl der Pole erhöht werden. Anstelle der asymmetrischen Beaufschlagung der Windungen mit Strom können die unterschiedlich wirkenden Schubkräfte durch unterschiedliche geometrische Ausbildung der Phasen erzeugt werden, z. B. durch unterschiedliche Windungszahl, durch unterschiedliche Ausbildung der Poleisen, wie Eisenquerschnitte und/oder Polachsrichtungen, usw.

Die asymmetrische Beaufschlagung mit Strom oder die unterschiedliche geometrische Ausbildung können auch kombiniert werden.

Im angeführten Beispiel ist das erfindungsgemässe Rühren in der Kokille beschrieben worden. Dieses Rühren kann aber auch in der Sekundärkühlzone Anwendung finden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Stranggiessen von Stahl, bei dem Schmelze in eine Kokille gegossen, der entstehende, einen flüssigen Kern aufweisende Strang ausgezogen sowie weiter gekühlt wird und auf den flüssigen Kern durch ein elektromagnetisches Feld eine Drehbewegung verursachende Schubkräfte auf die Schmelze erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des elektromagnetischen Feldes unterschiedlich wirkende Schubkräfte erzeugt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlich wirkenden Schubkräfte durch unterschiedlich beaufschlagte Stromstärke der einen Phase gegen über mindestens einer andern Phase des elektromagnetischen Feldes erzeugt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlich wirkenden Schubkräfte durch unterschiedlich geometrische Ausbildung der Phasen des elektromagnetischen Feldes erzeugt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlich wirkenden Schubkräfte durch einen um einen um 10-20% höheren Strom in der einen Phase gegenüber in der andern Phase erzeugt werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggiessen von Stahl, bei dem Schmelze in eine Kokille gegossen, der entstehende, einen flüssigen Kern aufweisende Strang ausgezogen und weiter gekühlt wird und auf den flüssigen Kern durch ein elektromagnetisches Feld eine Drehbewegung verursachende Schubkräfte auf die Schmelze erzeugt werden.

Zur Verbesserung der Qualität des gegossenen Produktes kann gemäss dem Stande der Technik die Schmelze im flüssigen Kern mit Hilfe einer elektromagnetischen Einrichtung in rotierende Bewegung um die Stranglängsachse versetzt werden. Zur Verbesserung der Strangoberfläche, im speziellen bei Knüppel- und Vorblockformaten, wird vorzugsweise diese rotierende Bewegung in der Kokille angewendet.

Ein Verfahren ist bekannt, bei welchem mit einem unvollkommenen Drehfeld (drei Magnetpole) eine Drehbewegung der Schmelze erzeugt wird. Wohl wird mit dieser Drehbewegung eine feinkörnigere Struktur erhalten, aber das Entstehen eines grossen weissen Bandes konnte nicht verhindert werden, weil die Turbulenz in dieser Zone ungenügend war.

Es ist weiter eine Vorrichtung bekannt, bei der in der Kokille um das Kokillenrohr eine elektromagnetische Einrichtung mit drei Polpaaren angeordnet ist, die den flüssigen Kern in eine rotierende Bewegung um die Stranglängsachse versetzt. Diese von einem vollkommenen Drehfeld erzeugte rotierende Bewegung weist in ihrer Strömung eine ungenügende Turbulenz auf, so dass die Durchmischung des flüssigen Stahles unvollkommen ist, weil durch die gleichmässige magnetische Beaufschlagung der Schmelze sich die durch die quer zum Strang wirkende Kraft aufhebt. Diese relativ geringe Turbulenz lässt bezüglich der Qualität des gegossenen Produktes in bezug auf die Oberfläche, die Verteilung der Legierungs- und Begleitelemente, aber auch die innere Struktur zu wünschen übrig.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren für das rotierende Bewegen der Schmelze im flüssigen Kern eines Stranges zu schaffen, bei dem eine optimale Qualität des gegossenen Produktes erzielt wird.

Durch die unterschiedlich wirkenden Schubkräfte kann die Turbulenz in der rotierenden Strömung den Giessparametern angepasst werden. Mit dem asymmetrischen Beaufschlagen der Schmelze entsteht eine resultierende Querkraft senkrecht zur Strangoberfläche, die die Turbulenz optimal den Verhältnissen anpasst, so dass eine intensive Durchmischung des flüssigen Stahles auftritt, die die gewünschte Verbesserung der Qualität des gegossenen Produktes erbringt.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung werden die unterschiedlich wirkenden Schubkräfte durch unterschiedlich beaufschlagte Stromstärken der einen Phase gegenüber mindestens einer andern Phase des elektromagnetischen Feldes erzeugt, wobei vorzugsweise die eine Phase gegenüber der andern Phase mit einem um 10-20% höheren Strom beaufschlagt wird.

Anstelle dieser ungleichen Beaufschlagung durch Strom können nach einer weiteren Ausführungsform die unterschiedlich wirkenden Schubkräfte durch unterschiedlich geometrische Ausbildung der Phasen des elektromagnetischen Feldes erzeugt werden.

Anhand einer schematisch gezeichneten Figur wird ein Beispiel des erfindungsgemässen Verfahrens erläutert.

Mit 1 ist eine Kokille, in die Stahl in bekannter Weise gegossen wird, im Schnitt für einen Knüppel, bezeichnet. Sie besteht aus einem Kokillenrohr 2 aus Kupfer und einem Kokillenmantel 3. Um das Rohr 2 ist ein Kühlmantel 4 angeordnet. Durch den Raum zwischen Kokille 2 und Kühlmantel 4 strömt Kühlwasser. Im Innern der Kokille 2 ist der teilerstarrte Strang 10 mit einem flüssigen Kern 11 gezeigt. Dieser Strang 10 wird mit bekannten Mitteln aus der Kokille gezogen und weiter gekühlt.

An jeder Seite des Kühlmantels 4 sind Magnetpole 20, 21, 22, 23 angebracht, die mit je einer Windung 24, 25, 26, 27 versehen sind. Diese Magnetpole 20 werden durch Kühlwasser im Raum zwischen Kühlmantel 4 und Kokillenmantel 3 gekühlt. Die Windungen 24, 25,26,27 sind so geschaltet, dass ein Wanderfeld entsteht, welches in der Schmelze Schubkräfte erzeugt, die eine Drehbewegung derselben bewirken. Entsprechend der Giessparameter wird dabei die eine Phase gegenüber der andern, nachfolgenden Phase mit einem um 10-20% höheren Strom gespeist. Für einen Knüppel von 100 x 100 mm sind die Windungen 24 und 26 bei einer Frequenz von 50 Hz und einer Spannung von 50 V mit 400 A und die Windungen 21 und 23 mit 320 A beaufschlagt. Das entstehende Wanderfeld erzeugt im flüssigen Stahl unterschiedlich wirkende Schubkräfte, die eine Drehbewegung der Schmelze bewirken.

Wird tieferes Eindringen der Rührwirkung oder eine kleinere Rührgeschwindigkeit gewünscht, so wird die Frequenz entsprechend verringert, speziell bei grossen Wandstärken des Kokillenrohres.

Die Schaltung kann aber auch so gewählt werden, dass der magnetische Fluss zwischen den Polpaaren 20,22 bzw.

21, 23 ffiesst und mit Hilfe des magnetischen Feldes die Drehbewegung auf diese Weise erzeugt wird. Dabei werden die Polpaare 22, 24 beispielsweise mit 400 A und die Polpaare 21, 23 mit 320 A erregt.

Für grössere Knüppel- und Vorblockformate kann die Anzahl der Pole erhöht werden. Anstelle der asymmetrischen Beaufschlagung der Windungen mit Strom können die unterschiedlich wirkenden Schubkräfte durch unterschiedliche geometrische Ausbildung der Phasen erzeugt werden, z. B. durch unterschiedliche Windungszahl, durch unterschiedliche Ausbildung der Poleisen, wie Eisenquerschnitte und/oder Polachsrichtungen, usw.

Die asymmetrische Beaufschlagung mit Strom oder die unterschiedliche geometrische Ausbildung können auch kombiniert werden.

Im angeführten Beispiel ist das erfindungsgemässe Rühren in der Kokille beschrieben worden. Dieses Rühren kann aber auch in der Sekundärkühlzone Anwendung finden. **WARNUNG** Ende CLMS Feld konnte Anfang DESC uberlappen**.