Verfahren zum horizontalen Stranggiessen von, insbesondere höher schmelzenden, Metallen, vorzugsweise Stählen

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum horizontalen Stranggießen von, insbesondere höher schmelzenden, Metallen, vorzugsweise Stählen, wobei in einem mit der Relativbewegung, insbesondere dem Strangabzug, in Schritten jeweils festlegbarer Länge (ℓ) diskontinuierlich relativbewegten, an einem bevorzugt mit Schmelze im wesentlichen nicht benetzbaren, Übergang (2), von der Schmelzeführung (1) in die Kokille (4) vorzugsweise Gießdüse, Gießring (2) od. dgl., einer bezogen auf die Schmeizeführung (1) im wesentlichen allseitig, vorzugsweise im wesentlichen radial, nach außen verlaufenden Querschnittserweiterung unterworfenen Metallstrom (5) das Metall zumindest auf einer Strecke im wesentlichen vom Bereich der Querschnittserweiterung bis im wesentlichen zum Erreichen eines bzw. einer Abzugsgeschwindigkeitsminimums, gegebenenfalls - stillstandes bzw. -umkehr innerhalb zumindest eines Abzugsschrittes, vorzugsweise zumindest auf einer zwei Abzugsschrittlängen entsprechenden, im Bereich bzw. an der Querschnittserweiterung beginnenden Strecke, zusätzlich zur Reiativbewegung, insbesondere mit dem Strangabzug durch von, vorzugsweise bewegtem(en) magnetischem(en) Feld(ern) hervorgerufene Krafteinwirkung in eine im wesentlichen quer, vorzugsweise im wesentlichen normal zur Strangabzugsrichtung verlaufende Bewegung, insbesondere in drehende Bewegung (d) um die Strangachse (a) versetzt wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum horizontalen Stranggießen von, insbesondere höher schmelzenden, Metallen, vorzugsweise Stählen.

[0002] Es ist eine Anzahl von Verfahren und Vorrichtungen für das Horizontalstranggießen von höher schmelzenden Metallen, wie insbesondere Stählen, hekannt, denen allen gemeinsam ist, daß aus einem das u vergießende Metall im Schmelzzustand enthaltenden Schmelzebehälter, dieses über eine hitzefeste Metallführung meist mit Anschlußorgan, wie z.B. Mundstück, unter Wirkung des eigenen hydrostatischen Druckes in eine vorzugsweise mit einem Kühlmedium gekühlte, im wesentlichen horizontal gerichtete, formgebende Gleitkokille einströmt. In dieser wird der Metallstrom unter Ausbildung einer allseitig nach innen hin zunehmend wachsenden Schale unter Bildung eines innen einen Flüssigmetallkern aufweisenden Metallstranges verfestigt. Dieser wird mittels Abzugseinrichtung, z.B. mit Greifrollen aus der Kokille gezogen, wonach eine Weiterbearbeitung erfolgt. Um ein Haften des Stranges an der Kokillenwand zu vermeiden, ist es bekannt, diesen diskontinuierlich in jeweils auf das zu vergießende Metall und andere Parameter abgestimmte Länge aufweisenden Schritten abzuziehen. Jeder Schritt bzw. Hub wird jeweils durch ein Abzugsgeschwindig- keitsminimum,einen echten Stillstand oder sogar eine geringfügige Strangabzugs-Richtungsumkehr beendet, wodurch ein Verschweißen der schrittweise gebildeten Strangstücke erreicht wird. Die metallurgischen Vorteile des Horizontalgieß-Verfahrens liegen u.a. darin, daß auch kleinere Strangquerschnitte bis zu einem Durchmesser von wenigen mm erzeugt werden können, wobei keinerlei Reoxydation des Gießstrahles und damit Verschlechterung des Reinheitsgrades des Knüppels eintritt.

[0003] Zur Verbesserung der Qualität des Stranges, insbesondere des der Strangachse näheren Bereiches, z.B. zur Vermeidung von Seigerungen, Lunkern od. dgl., bzw. auch zum Ausgleich der Schwerkraftwirkung ist es bekanntgeworden, den flüssigen Kern des Stranges der Wirkung eines bewegten Magnetfeldes, z.B. von Rührspulen, auszusetzen, wodurch dort das Metall selbst in z.B. seine Homogenisierung fördernde Bewegung versetzt, insbesondere gerührt wird.

[0004] Aus der EU-A 117 067 ist eine Stranggießeinrichtung bekanntgeworden, bei der ein vom Schmelzegefäß kommender Metallstrom in der Schmelzeführung,am Mundstück und in der Kokille praktisch konstante Querschnittsfläche aufweist und mittels Magnetspule im Bereich der Kokille, wie dort gezeigt, einer Rührbewegung um eine Achse quer zur Richtung der Strangbewegung drehend bewegt wird. Diese Be_- wegung erfolgt dort, um Mikrokavitäten und Segregationen im Strang zu vermeiden, und eine auf den Umfang bezogen gleichmäßigere Erstarrung der Strangschale zu erzielen. Durch das Rühren in der genannten Richtung wird der Anteil der Strangquerschnittsfläche mit im wesentlichen _axialgerichteten Kristallen wesentlich herabgesetzt. Bei dieser bekannten Vorrichtung treten beim intermittierenden Strangabzug am Strang im wesentlichen wenig Abzugs- bzw. Hubmarken auf, da dort der Querschnitt des Metallstromes in Schmelzeführung und Kokille konstant ist und kein bevorzugtes Wachstum infolge ungleichmäßiger Erstarrung erfolgen kann. Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Bauweise sind jedoch die Schwierigkeiten bei der Dichtung des gleichmäßigen Überganges von der Schmelzeführung in die Kokille, sodaß solche Anlagen störungsanfällig sind.

[0005] Da beim Horizontalstranggußverfahren kein natürlicher Gießspiegel, an welchem die Strangschalenerstarrung be-5 ginnt, vorhanden ist, hat es sich weitgehend durchgesetzt, einen künstlichen Meniskus am Einlaufteil der Kokille zu schaffen, welcher vorzugsweise dadurch gebildet ist, daß in die Kokille ein vorteilhaft wenig benetzbarer, keramischer Ring, z.B. aus Bornitrid, eingesetzt ist, der wieder mit dem Einlaufsystem bzw. Gießkanal in Verbindung steht. Der Ring wird außenseitig durch die Kokilleninnenwand gekühlt, wodurch er beim Kontakt mit flüssigem Metall auf niedrige Temperaturen gehalten wird, wodurch der Materialverschleiß auch beim Guß großer Schmelzengewichte gering ist. Der Querschnitt des Metallstromes im Gießkanal bzw. zumindest im Gießring ist geringer als in der Kokille,und an der der Kokille zugeordneten Stirnfläche des Ringes erfolgt eine im wesentlichen etwa rundum radiale Querschnittserweiterung des bewegten Metallstromes.

[0006] Die Kristallisationsbedingungen für den Stahl im Bereich des beschriebenen künstlichen Meniskus bzw. Abreißringes erfordern eine Strangbewegung nach dem go and stop-Prinzip. Die Erstarrung erfolgt dabei nicht nur an der Kokillenwand, sondern auch am gekühlten Abreißring, der bzw. dessen Stirnfläche als Meniskus fungiert. An dieser Stelle baut sich infolge der höheren Kühlwirkung durch den Ring eine Strangschalenverdickung, also ein umlaufend zur Strangachse hin sich erhebendes Strangschalendickemaximum auf. Beim folgenden Abzugsschritt fließt flüssiges Metall in den freigegebenen Kokillenbereich ein und erstarrt wieder am Ring, an der Kokillenfläche und auch an der Rückfront der vorhandenen Strangschale, welche im wesentlichen ein "Abdruck" der Stirnfläche des Gießringes ist. Die neu gebildete Schale verbindet sich bzw. verschweißt dann mit jenen Bereichen des Stranges, welche durch die Kühlwirkung des Abreißringes in weitgehend axialer Richtung erstarrten, also dort,wo das Dickemaximum auftritt.Die dort auftretenden, als Hubmarken bekannten Inhomogenitäten, insbesondere Störungen der radialen Kristallisation werden im wesentlichen von den Strangabszugsparametern und dabei insbesondere von der Zeitspanne, in welcher das Metall am Abreißring erstarrt, und von der Uberhitzung des einfließenden Stahles in die Kokille beeinflußt. Ausgeprägte und tiefe Hubma.ken in Edelstahlsträngen können bei der Weiterverformung zu Problemen, wie insbesondere zur Oberflächenbrüchigkeit des Materiales führen.

[0007] Die vom Abreißring verursachten Hubmarken sind Störstellen in der radialen Strangkristallisation. Beim schrittweisen Bewegen des Stranges muß es zu einem weitgehenden Verschweißen der neu gebildeten Schale mit jenen Bereichen des Stranges kommen, welche durch die Kühlwirkung des Abreißringes in weitgehend axialer Richtung erstarrten. Sowohl die Ausbildung und insbesondere die Tiefe der Störstellen bzw. Hubmarken als auch das Verschweißen der Strangschalen in diesen Bereichen wird mit zunehmender Überhitzung des Stahles über seine Liquidustemperatur vermindert. Eine hohe Stahlüberhitzung bewirkt jedoch insbesondere bei Edelstählen eine Verschlechterung der Innengüte des Stranges. Insbesondere betrifft dies die Kristallisation, die Bildung von groben Lunkern und das Entstehen übermäßiger Seigerungen. Die o.a. EU-A betrifft den Versuch, durch Magnetfelder, welche auf den erstarrenden Strang in gewissen Abständen einwirken, die Innengüte der Knüppel zu verbessern.

[0008] Es ist Aufgabe der Erfindung, die beim horizontalen Strangguß,insbesondere beim Guß von Edelstahlen,auftretenden Nachteile bekannter Verfahren zu vermeiden und ein Verfahren zu schaffen, mit welchem die für eine vorteilhafte Innengüte des Stranges notwendigen Überhitzungen des Stahles beim Einlauf in die Kokille gering gehalten werden, gleichzeitig die Homogenität des Stranges in Längsrichtung verbessert, insbesondere die Tiefe der Hubmarken minimiert und ein vollständiges Verschweißen der jeweils neu gebildeten und der vom vorherigen bzugsschritt stammenden Strangschale erreicht wird.

[0009] Die Erfindung betrifft demnach ein Verfahren zum horizontalen Stranggießen von, insbesondere höher schmelzenden, Metallen, vorzugsweise Stählen, wobei in einem Behälter befindliche Metallschmelze mit mindestens einem durch zumindest eine Schmelzeführung und daran anschließende, vorzugsweise gekühlte, formgebende Kokille bewegten Metallschmelze-Strom kommuniziert, welcher Schmelzestrom seinerseits in einen im wesentlichen in der Kokille beginnend, allseitig unter Bildur; einer Strangschale zunehmender Dicke sich verfestigenoen Metallstrang übergeht, wobei Kokille und Strang relativ zueinander schrittweise bewegt werden, insbesondere der Strang schrittweise abgezogen wird, wobei das flüssige Metall unter Einwirkung von, vorzugsweise magnetischen,Feldern zusätzlich in Bewegung versetzt wird, das im wesentlichen darin besteht, daß in einem mit der Relativ-Bewegung, insbesondere dem Strangabzug, in Schritten jeweils festlegbarer Länge (L) diskontinuierlich relativ-bewegten, an einem, bevorzugt mit Schmelze im wesentlichen nicht benetzbaren, Ubergang, von der Schmelzeführung in die Kokille, vorzugsweise Gießdüse, Gießring, od. dgl., einer, bezogen auf die Schmelzeführung im wesentlichen allseitig, vorzugsweise im wesentlichen radial, nach außen verlaufenden Querschnitts-Erweiterung unterworfenen Metallstrom, das Metall zumindest auf einer Strecke im wesentlichen vom Bereich der Querschnitts-Erweiterung bis im wesentlichen zum Erreichen eines bzw. einer Abzugs-Geschwindigkeits-Minimums, gegebenenfalls -Stillstandes bzw. -Umkehr innerhalb zumindest eines Abzugsschrittes der Länge (A),vorzugsweise zumindest auf einer zwei Abzugsschrittlängen entsprechenden, im Bereich bzw. an der Querschnittserweiterung beginnenden Strecke, zusätzlich zur Relativ-Bewegung, insbesondere mit dem Strangabzug,durch von, vorzugsweise bewegtem(en) magnetischem(en) Feld(ern) hervorgerufene Krafteinwirkung in eine im wesentlichen quer, vorzugsweise im wesentlichen normal zur Strangabzugsrichtung verlaufende Bewegung, insbesondere drehende Bewegung um die Strangachse, versetzt wird. Es wird also dem weitgehend axial in die Kokille einströmenden Metall eine Roationsbewegung bzw. eine Strömung mit einer Richtung parallel zur Stirnseite des Abreißringes überlagert, wobei diese überlagerte Schmelzenbewegung vorzugsweise im Bereich des Beginnes der Strangschalenbildung, also im Bereich des Abreißringes bis bevorzugt zu einer Länge von 2 Abzugsschritten in die Kokille hinein angeordnet wird. Es wird also dafür gesorgt, daß zumindest innerhalb oder entlang einer vom Metallstrom bzw. vom in Entstehung befindlichen,mit wachsender Strangschale sich ausbildenden Metallstrang durcheilten Wegstrecke, die zumindest an der Metallstrom-Querschnittserweiterung an der Gießdüse beginnt und bis mindestens zum Ende wenigstens eines Strangabzugsschrittes bzw. Hubes sich erstreckt, die Metallschmelze der beschriebenen rotierenden Bewegung ausgesetzt wird. Dadurch läßt sich, wie gefunden wurde, erreichen, daß die aus dem Schmelzebehälter kommende, zumindest geringfügig überhitzte Metallschmelze,die sich, wie oben beschrieben, jeweils bei Hub-Ende am Gießring ausbildende Strangschalenverdickung durch gezieltes Anströmen von deren Spitze wieder aufschmilzt und auf diese Weise das Maximum abbaut. Günstig ist es, wenn die Rotationsbewegung zumindest über eine _Abzugslänge hinweg induziert wird. Es ist dabei im wesentlichen dafür zu sorgen, daß durch entsprechende Anordnung von Spulen in der bzw. um die Kokille das flüssige Metall an der strömungs-querschnittserweiternden Gießdüse, z.B. einem Zirkonoxyd- oder Bornitrid-Ring,einem Magnet-Dreh- und/ode: Wanderfeld unterworfen wird, und dies zumindest über eine Hublänge hinweg, sodaß genügend Zeit bleibt, um das dem Hubende entsprechende,zur Strangachse gerichtete, umlaufende Schalenmaximum abzubauen. Dabei ergibt sich auch der Vorteil, daß infolge der umlaufenden Bespülung des Maximums mit der zumindest gergng überhitzten Schmelze auch der Gießring bzw. dessen der Kokille zugewandte Stirnseite gleichmäßig und auch intensiver erwärmt wird, und so die Höhe des beschriebenen, sich während des Strangstillstandes bzw. dessen kurzer Richtungsumkehr ausbildenden Maximums von vornherein verringert ist, und während des folgenden Hubes das schon verringerte Maximum mittels Drehbewegung laufend weiter aufgelöst und abgebaut wird. Damit kann eine im wesentlichen gleichmäßig ansteigende Dicke aufwendende Strangschale ohne die beschriebenen,zur Strangachse hin sich erstrekkenden Maxima erstarrten Metalls erreicht werden. Besonders bevorzugt, weil in jeder Form regel- und einstellbar sind zur Erzeugung der rotierenden Bewegung des Metalles mit Elektromagneten erzeugte dreh- und/oder Wander-Felder. Es sei hier angemerkt, daß die erfindungsgemäß vorgesehene Bewegung der Schmelze nicht das Ziel hat, die Qualität des Inneren des Stranges z.B. unter Verringerung der Seigerungen od. dgl. zu heben - Maßnahmen hiefür können an sich ohnedies erst später nach Ausbildung doch wesentlicherer Dickenbereiche der Strangschale zum Tragen kommen. Mit der erfindungsgemäß erreichten Bespülung der Maxima der Strangschalendicke kann eine wesentlich innigere Verschweißung des soeben gebildeten Strangschalenstückes bzw. dessen bei einem Hub von dem Gießring abgezogenen Maximums mit dem beim darauffolgenden Hub nachfließenden Metall erreicht werden. Dies ermöglicht gleichmäßigen Anstieg der Dicke der Schale, was mit einer infolge intensivierter Verschweißung wesentlich verbesserten Güte bis zur Oberfläche des Stranges praktisch ohne Hubmarken einhergeht. Bei nachfolgenden Verarbeitungsgängen und letztlich beim Endprodukt werden damit wesentliche Qualitätsverbesserungen erzielt. Weiterer Vorteil ist, daß eine Kristallisation im wesentlichen in Richtung der Strangachse am Beginn und die sogenannten weißen Bänder praktisch nicht auftreten. Ein weiterer Effekt ist, wie gefunden wurde, daß das Lösen der Strangschale jeweils am Beginn eines Abzugsschrittes wesentlich erleichtert ist, womit u.a. verringerte Strangbruchgefahr gegeben ist. Infolge der gleichmäßigen und intensivierten Erwärmung des Gießringes und infolge der dadurch bedingten Verringerung des Strangschalenmaximums gleich zu Beginn kann, wie gefunden wurde, sogar eine Verlängerung des Hubes erreicht werden, womit auch weniger Hubmarken pro Längeneinheit des Stranges auftreten. Eine solche an sich erstrebte Vergrößerung der Abzugshub-Länge war bisher nicht möglich, da eine derart starke Ausbildung von Hubmarken die Folge gewesen wäre, daß Bruchgefahrerhöhung und wesentliche Qualitätsverluste des Stranges eingetreten wären.

[0010] Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das flüssige Metall zumindest innerhalb der genannten Strecke zusätzlich zur Quer-, insbesondere Drehbewegung, insbesondere mit etwa linearem Vektor, in, gegebenenfalls oszillierende,Bewegung im wesentlichen in Richtung der Strangachse versetzt wird. Eine solche, z.B. zur jeweilig abgezogenen Strangschalen-Maximums-Rückfront, z.B. in Strangbewegungsrichtung hin gerichtete Bewegung kann ein besonders intensives Anschmelzen der Rückfront der erstarrten Strangschale und damit höhere Güte der Verschweißung von gerade erstarrtem und sich gerade bildendem Strangschalenstück bringen.

[0011] Gemäß einer steuerungstechnisch aufwendigeren Variante, die im wesentlichen etwa durch eine wie eben erwähnte Überlagerung der Drehbewegung um die Strangachse mit einer Bewegung im wesentlichen in Strangachsenrichtung bewirkende Felder erreicht werden kann, kann vorgesehen sein, das flüssige Metall mittels Magnet-Feldeinwikung innerhalb eines im wesentlichen mit der Strangachse parallele Hauptachse und im wesentlichen etwa toroide Hüllfläche aufweisende, in um deren gekrümmte Mittellinie umlaufende Bewegung zu versetzen, wobei vorzugsweise auch die toroide Hüllfläche selbst noch um die Strangachse rotiert wird. Damit kann besonders wirkungsvolle Bespülung von Strangschalenmaximum und Hubrückfront der Strangschale erreicht werden, da unter Druck zur Rückfront eine Art verstärkte Erosionswirkung durch d.e derart rotierende Schmelze eintritt.

[0012] Gemäß einer weiteren Ausbildungsform, die ebenfalls etwas aufwendiger, z.B. mit Mikroprozessor gesteuerte Magnetfeld-Wirkung erfordert, kann vorgesehen sein, daß, gegebenenfalls über mehrere Schrittlängen hinweg, das Metall des Metallstromes im wesentlichen nur im Nahbereich eines wie beschriebenen Strangschalendicke-Maximums, vorzugsweise zumindest über eine Abzugsschrittlänge, hinweg, im wesentlichen am bzw. im Bereich des metallstrom-querschnittserweiternden Uberganges beginnend, im wesentlichen synchron mit der Strangabzugs-Geschwindigkeits- bzw. deren Ablaufprofil geführtes Magnetfeld in, gegebenenfalls im wesentlichen in Strangachsrichtung oszillierende und/oder drehende Bewegung um die Strangachse versetzt wird. Es wird dabei den Kontakt der Schmelze gerade mit dem Strangschalenmaximum unter dessen Abbau erhöht, während aber die im übrigen Bereich des Strangabschnittes sich ausbildende Strangschale praktisch nicht beeinflußt wird.

[0013] In diesem Sinne einfach und günstig ist es weiters, wenn das Metall des Schmelzestromes im wesentlichen innerhalb eines einen Innenabstand von der Strangachse aufweisenden, im wesentlichen bis zur Innenseite der sich in der Kokille ausbildenden Strangschale sich erstreckenden Ringraumes zusätzlich zur Bewegung mit dem Strangabzug in Querbewegung, insbesondere drehende Bewegung versetzt wird.

Anhand der Beispiele wird die Erfindung erläutert:

Beispiel 1:

[0014] In einer Stranggußanlage mit oszillierendem Strang wurde CrNi-Stahl (Zusammensetzung in Gew.-%: C 0,035, Si 0,55, Mn 1,05, Cr 18,32, Ni 9,81, Rest Fe und Stahlverunreinigungen) gegossen. Der Kokillenquerschnitt betrug 106 mm², der Einlaßquerschnitt des in die Kokille eingepreßten _Bornitridringes betrug 80 mm², sodaß an der Innenoberfläche der Kokille ein radialer Vorsprung des Abreißringes von 13 mm gegeben war. Der Guß der Schmelze erfolgte mit einer Geschwindigkeit von 2 m/min, wobei die Hublänge bzw. die Länge eines Abzugsschrittes 22,5 mm betrug. Der Guß erfolgte in einer Zweistrang-HCC-Anlage, d.h. an einem Verteiler waren zwei Kokillen angebracht, wobei eine Kokille mit Drehwanderfeld-Magnetspulen, welche Rotation der Schmelze auf einer am Gießring beginnenden Strecke von 50 mm um die Strangachse erbrachten, ausgerüstet war. Die Temperatur des Stahles im Verteiler be- t_rug 1475⁰C, was einer Uberhitzung von ca. 20°C entspricht. Der Abzug des Stranges aus der Kokille, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitete, konnte störungsfrei erfolgen. Beim Abzug des zweiten Stranges traten oftmals latente Schalenabrisse bzw. Schalenbrüche auf, welche durch ) die Temperaturindikation in der Kokille angezeigt wurden, so daß mittels einer Unterbrechung des Strangaustrages die Bruchstelle ausgeheilt werden konnte.

[0015] Metallographische Untersuchungen zeigten, daß die Hubmarken des aus der Kokille in üblicher Bauweise ausgezogenen Stranges eine Tiefe zwischen 2,1 und 2,4 mm aufwiesen. Die Hubmarkentiefe des dach dem erfindungsgemäßen Verfahren gegossenen Stranges betrug max. 0,2 mm.

Beispiel 2:

[0016] Eine Zweistrang-HCC-Anlage war mit einer dem Stand der Technik entsprechenden und einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit-Rotation der Schmelze induzierenden Magnetspulen arbeitenden Kokille versehen. Vergütungsstahl mit einer Temperatur von 1550°C (Uberhitzung 48°C), (Zusammensetzung in Gew.-%: C 0,33, Si 0,28, Mn 0,52, Cr 1,45, Mo 0,22, Ni 1,52) wurde mit einer Geschwindigkeit von 2 m/min, und einer Hublänge je Schritt von 22,5 mm gegossen. Die anschließende metallographische Untersuchung der Stränge im Vergleich zeigte, daß die Hubmarkentiefe von ca. 0,6 mm durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer 50 mm langen Schmelzerotationszone noch verringert werden konnte. Bei der anschließenden Walzung wurde jedoch für beide Knüppel gute Oberflächenqualität erreicht. Die Innengüte von mit einer Verformung von 6:1 gewalzten Stäben war jedoch schlecht. Lunkerreste und starke Seigerungen im Zentrumsbereich bewirkten, daß das Material dem Ausschuß zuzuteilen war.

Beispiel 3:

[0017] Eine weitere Schmelze der gleichen Legierung wurde hierauf mittels der zweisträngigen HCC-Anlage gegossen. Die Temperatur des Stahles im Verteiler betrug jedoch 1515°C, was einer Überhitzung von ca. 13°C entspricht. Beide Stränge wurden mit einer Geschwindigkeit von 2,3 m/min gegossen, wobei die Hublänge 17 mm betrug. Die Länge der Feldeinwirkung der Spulen war auf 40 mm zurückgenommen. Metallographische Untersuchungen zeigten, daß der unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens gegossene Strang eine maximale Hubmarkentiefe von 0,3 mm aufwies. Die Hubmarkentiefe des Vergleichsstranges betrug 1,2 mm. Bei der anschließenden Walzung des Vergleichsstranges trat unmittelbar nach dem ersten Verformungsstich Brüchigkeit auf, welche auf zu große Hubmarkentiefe bzw. örtliche Störungen der Kristallisation zurückzuführen waren. Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Strang konnte einwandfrei verformt werden, das mit einem Verformungsgrad 5,1 : 1 aus dem Strang gewalzte Stabmaterial wies keinerlei Oberflächenfehler bzw. erhöhte Rauhigkeit auf, welche von den Hubmarken stammt. Die Stabinnenqualität war gut, infolge der geringeren Überhitzung konnten gutes Gefüge, dichtes Stabzentrum und geringe örtliche Seigergrade festgestellt werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren beim Horizontalstranggießen können also Knüppel mit guter Oberflächenqualität auch bei geringen Uberhitzungen des Stahles über dessen Liquidustemperatur erzeugt werden womit eine wesentliche Voraussetzung der Erreichung hochwertiger Stranginnenzonen gegeben ist.

[0018] Es zeigen Fig. 1 schematisch eine Schrägansicht des aufgeschnittenen Einlaufbereiches einer Horizontalgießkokille mit der Drehbewegung des Metalles gemäß Erfindung und Fig. 2 eine Schnittansicht dieses Bereiches mit sich ausbildendem Strang.

[0019] Bei der Vorrichtung der Fig. 1 gelangt die Schmelze als Metallstrom 5 aus einem nicht gezeigten Schmelzebehälter durch eine Zuführleitung (1) mit einem Gießring (2), z.B. aus BN, der in die formgebende Gleitkokille 4 mit Kühlkanälen 41 ragt, in die Kokille. An deren Wand 42 erfolgt infolge Kühlung die Ausbildung einer Schale (50) erstarrten Metalls, welche, in Richtung r des Abzuges an Dicke s zunehmend, schließlich in einen nicht gezeigten durcherhärteten Metallstrang übergeht, welcher intermittierend jeweils mit Hublänge 1 aus der Kokille 4 gezogen wird. Jedesmal bei Strangstillstand erstarrt an der kokillenseitigen Stirnfläche 21 des Gießringes 2 ein umlaufendes,zur Achse a nach innen gerichtetes StrangschalenDickemaximum 51. Mittels nicht gezeigter Elektromagnetspulen wird zumindest auf einer einem Hub entsprechenden Strecke ℓ zwischen einem beim vorangegangenen Hub gebildeten Maximum 51a und dem gerade am Gießring 2 sich ausbildenden Maximum 51 das flüssige Metall in eine rotierende Bewegung d etwa parallel zur Stirnfläche 21, im wesentlichen um die Achse a versetzt, wodurch ein Abbau der gezeigten Schalen-Maxima 51, 51a während des Durchlaufes der Strecke 2 mithilfe des magnetischen Dreh- bzw. Wanderfeldes und ein inniges Verschweißen der Stranghautabschnitte miteinander erfolgen.

[0020] Fig. 2 zeigt die Verhältnisse am Einlaufbereich der Kokille 4 im Schnitt. Der Strom der Schmelze 5 gelangt durch die Zuführung 1 aus feuerfestem Material deren Ende eine Gießdüse 2, die in die Kokille 4 mit Kühlräumen 41 ragt, aufweist in Richtung r des Strang-Abziehens in die Kokille 4. An der Stirnwand 21 der Gießdüse 2 erfolgt eine Querschnittserweiterung des Metallstromes 5 und, wie dort in unterbrochener Linie angedeutet, erfolgt, Erstarrung der Schmelze während des Strangabzugsstillstandes und die anfänglich dünne Strangschale 50 bildet am Ring 2 ein Dickemaximum 51 aus, das gegen das Kokilleninnere in Strangabzugsrichtung r hin zur dort auftretenden Dicke s der Strangschale absinkt, und weiters folgt ein Dickenanstieg an der Rückfront 53 des vorhergehenden Strangschalenabschnittes zum dabei ausgebildeten Maximum 51a. Die Entfernung von Gießringstirnwand 21 und Rückfront 53 des Maximums 51a beträgt eine Schrittlänge ℓ. In Richtung r folgen meist weitere solche Maxima in Abstand ℓ voneinander,die allerdings schließlich in der innen dicker werdenden Schale 50 "untergehen". Durch Einwirkung von Wander- bzw. Drehfeldern von Elektromagneten wird das flüssige Metall 5 in eine drehende Bewegung d um die Achse a des Stranges versetzt, wobei,wie mit strichpunktierter Linie angedeutet, zumindest entlang der Abzugsstrecke einer Abzugslänge l die Spitze des Maximums der Schalendicke 51a des vorhergehenden Hubes und des sich gerade ausbildenden Maximums 51 durch Bespülen mit heißer Metallschmelze laufend an ihrer Bildung und ihrem Wachstum gehindert werden, wobei gleichzeitig intensiver Kontakt der Rückseite 53 des beim vorhergehenden Hub gebildeten Strangschalenabschnittes und damit inniges Verschweißen erfolgt. Die beim bisherigen Verfahren ohne die Bewegung der Schmelze auftretenden, als Hubmarken sich manifestierenden Strangschalenmaxima werden dadurch völlig abgebaut und infolge der innigen Verschweißung der bei dem intermittierenden Abzug gebildeten Strangabschnitte ist wesentlich verbesserte Homogenität des erhaltenen Stranges in Längsrichtung erreichbar.

Ansprüche

1. Verfahren zum horizontalen Stranggießen von, insbesondere höher schmelzenden, Metallen, vorzugsweise Stählen, wobei in einem Behälter befindliche Metallschmelze mit mindestens einem durch zumindest eine Schmelzeführung (1) und daran anschließende, vorzugsweise gekühlte, formgebende Kokille (4) bewegten Metallschmelze-Strom (5) kommuniziert, welcher Schmelzestrom (5) seinerseits in einen im wesentlichen in der Kokille (4) beginnend, allseitig unter Bildung einer Strangschale (50) zunehmender Dicke (s) sich verfestigenden Metallstrang übergeht, wobei Kokille (4) und Strang relativ zueinander schrittweise bewegt werden, insbesondere der Strang schrittweise abgezogen wird, wobei das flüssige Metall unter Einwirkung von, vorzugsweise magnetischen Feldern zusätzlich in Bewegung versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einem mit der Relativ-Bewegung, insbesondere dem Strangabzug, in Schritten jeweils festlegbarer Länge (l) diskontinuierlich relativ-bewegten, an einem, bevorzugt mit Schmelze im wesentlichen nicht benetzbaren, Übergang (2), von der Schmelzeführung (1) in die Kokille (4), vorzugsweise Gießdüse, Gießring (2) od. dgl., einer, bezogen auf die Schmelzeführung (1) im wesentlichen allseitig, vorzugsweise im wesentlichen radial, nach außen verlaufenden Querschnitts- Erweiterung unterworfenen Metallstrom (5), das Metall zumindest auf einer Strecke im wesentlichen vom Bereich der Querschnitts-Erweiterung bis im wesentlichen zum Erreichen eines bzw. einer Abzugs-Geschwindigkeits-Minimums, gegebenenfalls -Stillstandes bzw. -Umkehr innerhalb zumindest eines Abzugsschrittes der Länge (2), vorzugsweise zumindest auf einer zwei Abzugsschrittlängen entsprechenden, im Bereich bzw. an der Querschnittserweiterung beginnenden Strecke,zusätzlich zur Relativ-Bewegung, insbesondere mit dem Strangabzug,durch von, vorzugsweise bewegtem(en) magnetischem(en) Feld(ern) hervorgerufene Krafteinwirkung in eine im wesentlichen quer, vorzugsweise im wesentlichen normal zur Strangabzugsrichtung verlaufende Bewegung, insbesondere in drehende Bewegung (d) um die Strangachse (a) versetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall des Metallstromes (5) zusätzlich zur Quer-, insbesondere Drehbewegung (d) um die Strangachse (a) in, gegebenenfalls oszillierende, Bewegung im wesentlichen in Richtung der Strangachse (a) versetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall des Schmelzestromes (5) im wesentlichen innerhalb eines einen Innenabstand von der Strangachse (a) aufweisenden, im wesentlichen bis zur Innenseite der sich in der Kokille ausbildenden Strangschale (50) sich erstrekkenden Ringraumes zusätzlich zur Bewegung mit dem Strangabzug in Querbewegung, insbesondere drehende Bewegung (d) versetzt wird.

Zeichnung