Verfahren zum Erzeugen von Walzvormaterial durch Stranggiessen für Langprodukte aus Metall,insbesondere aus Stahl

Abstract

 Bei einem Verfahren zum Erzeugen von Walzvormaterial durch Strang­gießen für Langprodukte aus Metall, insbesondere aus Stahl, wie z.B. Profilstäben, Profilträgern, Draht und Schienen, erfolgt nach dem Gießprozeß ein Umformen des runden Gußmaterials auf Anstichabmessun­gen eines Längswalzwerkes bzw. auf Schmiedeabmessungen.
Da Walzvormaterial hoher Qualität und Güte ohne Kosteneinsparung nur im Standguß erzeugt werden kann, wird vorgeschlagen, um hohe Mate­rialqualität und Materialanalyse zu erzielen, daß die Metallschmelze zwischen Vorschaltgefäß und Stranggießkokille unter Luftabschluß vergossen wird, daß das Gußmaterial in einer Einheits-Stranggieß­kokille mit einem rundähnlichen Einheits-Querschnitt hergestellt wird und daß das Verhältnis Volumen/Oberfläche des Gußmaterialabschnitts mindestens 40 : 1 mm3/mm2, maximal 150 : 1 mm3/mm2 beträgt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von Walzvormaterial durch Stranggießen für Langprodukte aus Metall, insbesondere aus Stahl, bei dem durch den Gießprozeß eine erste Abstimmung des runden Gußmaterials auf Anstichabmessungen eines Längswalzwerkes bzw. auf Schmiedeabmessungen erfolgt.

[0002] Walzvormaterial wird seit vielen Jahren aus im Standguß erzeugten Ingots in quadratischem oder rechteckigem Querschnitt hergestellt. Insbesondere für hohe Materialqualität und Materialanalyse werden im Standguß erzeugte Werkstoffe im Blockwalzwerk zu Walzvormaterialien gewalzt.

[0003] Stranggegossene Knüppel unter ca. 130 mm Kantenlänge werden sili­zium-mangan-beruhigt bei offenem Gießstrahl abgegossen und als Walz­vormaterialien verwendet. In einer solchen Verfahrenslinie bestehen Restriktionen hinsichtlich Qualität und Analyse. Ein Beispiel für die Verwendung stranggegossener Knüppel bildet das Walzvormaterial einer Drahtstraße. Hier werden stranggegossene Knüppel im Aufwärmofen ver­gleichmäßigt und in einer Drahtstraße (bestehend aus einem vielgerü­stigen Reduzierwalzwerk) zu Draht verarbeitet. Hier setzen Werte der maximalen Walzgeschwindigkeit im Endgerüst und der minimalen Walzgeschwindigkeit im Anstichgerüst Grenzen. Bei zu geringer Anstichgeschwindigkeit von ca. 0,08 m/sec entsteht Brandrissigkeit der Walzen. Um möglichst hohe Bundgewichte (von etwa 2.200 kg) zu erreichen, wäre außerdem bei einem Anstichformat 130 × 130 mm eine Knüppellänge von 35 m erforderlich, die jedoch schwierig zu handhaben ist.

[0004] Das heute noch übliche Anstichformat von 120 bis 130 mm Quadrat für Stranggußknüppel muß beim Stranggießen zwischen Verteiler und Kokille ohne Tauchrohr und Gießpulver gegossen werden. Der Stranggußknüppel hat demzufolge eine schlechte Oberflächenqualität, eine ausgeprägte Mittenseigerung und Kernporosität.

[0005] Den Schwierigkeiten beim Knüppelguß (geringere Qualitäten, mindere Erstarrungsstrukturen und schlechtere Oberfläche) stehen beim Standguß die höheren Kosten gegenüber.

[0006] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erzeugen von Walzvormaterial durch Stranggießen für Langprodukte aus Metall aufzuzeigen, das auf höheren Werkstoffqualitäten (hinsichtlich Analyse und Güte) sowie verbesserter Oberfläche bei hoher Wirtschaft­lichkeit beruht.

[0007] Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination folgender Merkmale gelöst:

a) die Metallschmelze wird zwischen Vorschaltgefäß und Stranggieß­kokille unter Luftabschluß vergossen,

b) das Gußmaterial wird in einer Einheits-Stranggießkokille mit einem rundähnlichen Einheits-Querschnitt hergestellt,

c) wobei das Verhältnis Volumen/Oberfläche des Gußmaterialabschnitts mindestens 40 : 1 mm3/mm2, maximal 150 : 1 mm3/mm2, beträgt.

[0008] Demgemäß können End- oder Fertigproduktabmessungen aus Strangguß hergestellt werden, die bisher bei gleicher Qualität unbedingt Block­guß erforderten. Weiterhin kann ein Direkteinsatz erfolgen, wodurch geringerer Energieaufwand als bisher erforderlich wird. Der Direkt­einsatz ist nämlich nur deshalb möglich, weil die Qualität der großen Gießabmessungen es erlaubt, auf Inspektion vollständig zu verzichten. Von besonderem Vorteil ist jedoch auch, daß auf einer Rundstranggieß­anlage nur ein Format notwendig wird und damit die Produktivität der Stranggießanlage erhöht wird. Die Kostenvorteile liegen in geringerer Lagerhaltung von Ersatzteilen und Austauschteilen, Erhöhung der Be­triebszeiten (Verringerung der Rüstzeiten). Die Erfindung führt daher zu einer Standardanlage größerer Wirtschaftlichkeit. Die vorstehend genannten Vorteile wirken sich auf die Stranggießanlage selbst aus. Weiterhin sind jedoch Vorteile gegeben in Richtung "nach vorne", da kleinere Fertigprodukte (Querschnitte) aus großen Eingangsquer­schnitten mit weniger Walzstichen (Vorgerüsten) hergestellt werden können. Derartiges Walzvormaterial für Langprodukte kann besonders vorteilhaft in Blasstahlwerken mit großer Kapazität erzeugt werden.

[0009] Eine Verbesserung der Erfindung besteht darin, daß die Gußmaterial­abschnitte anschließend an das Stranggießen in einem hochreduzieren­den, querarbeitenden Walzwerk auf die erforderlichen Anstichabmes­sungen nachfolgender Längswalzwerke rundverformt werden.

[0010] In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Einheits­querschnitt zwischen einem Durchmesser von 175 mm bis 600 mm rund gewählt wird. Diese Maßnahme führt zu einer hohen Gießsicherheit, zu einer einfachen Regelung und damit zu weniger Störungen des Gießbe­triebs.

[0011] In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Gußmaterial in horizontaler Lage erzeugt wird. Der Einsatz von horizontal erzeugtem Gußmaterial wird möglich durch die Kompensation der bei Horizontal­strangguß stark auftretenden Kernporositäten, die im hochreduzieren­den, querarbeitenden Walzwerk vollständig beseitigt werden.

[0012] Weiterhin ist vorteilhaft, daß der Wärmeausgleich in einem die Strahlungsverluste hemmenden und/oder ausgleichenden Durchgangsraum erfolgt. Die Wärmeverluste sind nämlich aufgrund des vorgeschlagenen Volumen/Oberflächen-Verhältnisses gering.

[0013] Das erfindungsgemäße Verfahren ist im Vergleich zum Stand der Technik in der beigefügten Zeichnung schematisch dargestellt. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt den Stofffluß in einer Verfahrenskette für die bekannten und das neue Verfahren zum Erzeugen von Walzvormate­rial. Mit (1) ist die Erzeugung des flüssigen Metalls in einem Blas­stahlwerk bezeichnet und mit (2) in einem Elektrolichtbogenofen. Das Flüssigmetall wird in einer sekundärmetallurgischen Behandlungsstufe (3) weiterbehandelt. Das auf diese Arten erzeugte Flüssigmetall wird nunmehr bei höchsten Qualitäten und Güten über Blockguß (4) und mehreren Blockwalzstufen (5) den Walzwerken (6) für Langprodukte zugeführt. Solche Langprodukte bestehen aus Profilstäben, Profilträgern, Draht und Schienen. Letztere wurden bisher nur aus Vierkant-Vormaterial gewalzt. Diesem wirtschaftlich nachteiligen Verfahren steht das wirtschaftlich güstigere Verfahren durch Stranggießen gegenüber, bei dem in bekannter Weise Knüppelquerschnitte kleiner 130 mm aus silizium-mangan-beruhigten Qualitäten in einer Knüppelstranggießanlage (7) bei offenem Gießstrahl (ohne Tauchrohr und Gießpulver) erzeugt werden.

[0014] Das erfindugsgemäße Verfahren zum Erzeugen von Walzvormaterial hoher Qualität und Güte unter Kosteneinsparung gegenüber der Linie (4, 5) und (6) wird entweder in der Horizontalstranggießanlage (8) oder in der Bogenstranggießvorrichtung (9) durch Gießen von Rundquerschnitten aus aluminiumberuhigten Qualitäten durchgeführt. Die derartig erzeugten Rundquerschnitte mit einem Verhältnis Volumen/Oberfläche von mindestens 40 : 1 bis 150 : 1 und einem Einheitsquerschnitt zwischen einem Durchmesser von 175 mm bis 600 mm rund werden sodann durch den die Strahlungsverluste hemmenden und/oder ausgleichenden Durchgangsraum (10) geführt und im hochreduzierenden, querarbeitenden Walzwerk (11) auf den gewünschten Anstichquerschnitt reduziert oder unmittelbar in das Walzwerk (6) eingebracht.

Ansprüche

1. Verfahren zum Erzeugen von Walzvormaterial durch Stranggießen für Langprodukte aus Metall, insbesondere aus Stahl, bei dem durch den Gießprozeß eine erste Abstimmung des runden Gußmaterials auf Anstichabmessungen eines Längswalzwerkes bzw. auf Schmiedeabmessungen erfolgt,
gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) die Metallschmelze zwischen Vorschaltgefäß und Stranggieß­kokille wird unter Luftabschluß vergossen,

b) das Gußmaterial wird in einer Einheits-Stranggießkokille mit einem rundähnlichen Einheits-Querschnitt hergestellt,

c) wobei das Verhältnis Volumen/Oberfläche des Gußmaterial­abschnitts mindestens 40 : 1 mm3/mm2, maximal 150 : 1 mm3/mm2, beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gußmaterialabschnitte anschließend an das Stranggießen in einem hochreduzierenden, querarbeitenden Walzwerk (11) auf die erforderlichen Anstichabmessungen nachfolgender Längswalzwerke (6) rundverformt werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Einheits-Querschnitt zwischen einem Durchmesser von 175 mm bis 600 mm rund gewählt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gußmaterial in horizontaler Lage erzeugt wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Wärmeausgleich in einem die Strahlungsverluste hemmenden und/oder ausgleichenden Durchgangsraum erfolgt.

Zeichnung