DE2259872A1 - Beim vergiessen von stahl auf dessen oberflaeche aufzubringendes und dort aufschmelzendes gemenge - Google Patents
Beim vergiessen von stahl auf dessen oberflaeche aufzubringendes und dort aufschmelzendes gemengeInfo
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Description
- Beim Vergießen von Stahl auf dessen Oberfläche aufzubringendes und dort aufschmelzendes Gemenge.
- Die Erfindung bezieht sich auf ein beim Vergießen von Stahl auf dessen Oberfläche aufzubringendes und dort aufschmelzendes Gemenge aus metallurgischer Schlacke, anorganischen, keinen Kohlenstoff enthaltenden Stoffen mit geringem Schüttgewicht und einem Fluß mittel.
- Derartige Gemenge werden als Gießpulver bezeichnet und dienen dazu, die Sauberkeit von Blöcken oder Strängen von oxydischen Einschlüssen im Querschnitt und besonders die Oberflächenqualität von Blöcken oder Strängen zu verbessern. Bei letzterem geht es darum, die Fehler zu verringern, die durch Ansammlungen von Ausscheidungen und durch vorzeitiges oberflächenmäßiges Erstarren von Stahl anteilen entstehen und sonst durch Flämmen oder ähnliche Abtragverfahren entfernt werden mifßten. Diese Nacharbeiten sind teuer und gehen mit erheblichen Naterialverlusten einher. Ein einwandfrei funktionierendes Gießpulver erhöht das Ausbringen an walzfähigem Material merklich.
- Die Gießpulver werden auf den Stahlspiegel in de Kokille aufgebracht und zecken den flüssigen Stahl ab.
- Sie verhindern durch ihre Wärmeisolationsfäigeit eine vorzeitige Erstarrung an der Oberfläche. Außerde: schmelzen sie unter der Wärmeeinwirkung der Schmelze ab und bilden eine flüssige Schlackenphase, die den Stahlspiegel überdeckt und gegen oxydierende Einflüsse der Atmosphäre schützt, aber auch in Gestalt einer hautartigen Zwischenschicht zwischen Block bzw. Strang und Kokille vorhanden ist und dort schroffe Abkühlungen verzögert und Risse vermeidet sowie Verunreinigungen aufnimmt. Es ist somit im wesentlichen die gesamte Oberfläche des Blocks oder Strangs der oberflächenverbessernden Wirkung der Schlackenschicht ausgesetzt.
- Damit nun die Gießpulver in der erforderlichen kurzen Zeit und ohne dem Stahl zuviel Wärme zu entziehen zur Bildung einer Schlackenschicht teilweise aufschmelzen können, ist ein niedriger Schmelzpunkt wünschenswert.
- Zur Erniedrigung des Schmelzpunktes sind Alkali- d Erdalkali fluoride bekannt, z.B. Flußspat, die einen ausgeprägten Effekt ergeben. Die Fluoride haben aber den Nachteil, bei der Verarbeitung stark zu rauchen, so daß sie die Umweltbedingungen im Stahlwerk ser beeinträchtigen.
- Es sind nun bereits Gießpulver benannt, die zu 40 - 95 Gewichtsprozent aus Schlacke, zu 5 - Co Gewichtsprozent aus anorganischen, isolierfähigen, keimen Kohlen.
- stoff enthaltenden Stoffen wie Perlit, Vermikullt, Keramsit, Kieselgur usw. bestehen und bei denen als Flußmittel statt der Fluoride gebrannte Soda vorgesehen ist.
- Das Fehlen des Kohlenstoffs soll eine unerwünschte Aufkohlung der Oberfläche eines gegossenen Stahlblocks verhindern.
- Es hat sich jedoch gezeigt, da3 oei hohen Anforderungen, z.B. beim Blockgießen besonders hoch legierter Stähle und insbesondere beim Stranggießen die oberflächenverbessernde Wirkung dieser Gießpulver unzureichend ist.
- Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Gießpulver der eingangs genannten Art so zu vebessrn, daß es auch bei diesen erhöhten Anforderungen deutliche Verbesserungen der Obertläcnenqualität erbringt.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Flußmittel ein Alkali- oder,Erdalkaliborat in einem Anteil von 5 - 20 Gewichtsprozent umfaßt.
- Dabei soll das Alkali- oder Erdalkaliborat den wesentlichen Anteil des Flußmittels bilden.
- Es kann also das Flußmittel nur aus dem Alkali-bzw. Erdalkaliborat bestehen, aber auch noch geringere Anteile anderer Verbindungen enthalten.
- Durch den Einsatz der Borate sind umweltf eindliche Nebenerscheinungen, wie bei den Fluoriden auftreten, vermieden, da eine nennenswerte Rauchbelästigung nicht auftritt. Das Gemenge mit den Boraten hat einen niedrig gelegenen und engen Schmelzbereich, wobei eine Schmelze günstiger Viskosität entsteht, die nicht zu niedrig ist, was die Gefahr eines Mitgerissenwerdens der Schlacke in den Block oder Strang heraufbeschwört und die aber doch ausreichend beweglich ist, um stets eine einhüllende Schicht aufrechtzuerhalten. Wichtig ist beim Stranggie3en, daß die Borate das sogenannte Tauchrohr, d.h. den keramischen Stutzen, durch den der Stahl aus dem Zwischenbehälter in die Kokille abgegeben wird und der von oben in den Stahlspiegel eintauc..e, nicht so stark angegriffen wird, so daß das Tauchrohr wesentlich längere Standzeiten aufweist.
- Es wtlrde ferner gefunden, daß die erfindungsgemäßen Gemenge einen besonders geringen Benetzungswinkel zu Metallen und Metalloxyden aufweisen. Dies wirkt sih auf ihre Funktion in verschiedener hinsicht vorteilhaft aus.
- Zunächst erhöht sich die Benetzungsfähigkeit gegenüber dem Stahl bzw. dem Kupfer der Kokille und dem Block bzw.
- Strang, so daß die Schichtbildung zwischen diesen ge°ördert wird.
- In Fig. 1 ist ein schematischer Längsschnitt durch den oberen Teil einer Stranggußkokille 1 aus durch Wasser gekühltem Kupfer dargestellt, die gerade von einem Tauchrohr 2 beschickt wird. Auf dem Stahlspiegel 5 befindet sich eine Schicht 4 geschmolzenen und eine Schlacke bildenden Gießpulvers, auf der eine weitere Schicht 5 noch ungeschmolzenen und wärmeisolierenden Gießpulvers ruht. tn der gemäß Fig. 1 linken Seite ist ein Cießpulver angedeutet, das einen großen Benetzungswinkel aufweist und daher eine Art NenisQus 6 bildet, der sich von der Wandung der Kokille 1 zurückzieht. Dadurch kann es geschehen, daß ungeschmolzenes Gießpulver aus der Schicht 5 zwischen Strang 7 und Kokille 1 im Sinne des Pfeiles 8 eindringt und auf der Außenseite des erstarrenden Strangs 7 Nester bildet.
- Bei dem erfindungsgemäßen Gießpulver, das in der gemä3 Fig. 1 rechten Seite angedeutet ist, ist die Schlackenschicht 4 benetzungsfreudig und legt sich in geringe Winkel bei 13 an die Kokille 1 an, so daß die ungeschmolzene Gießpulverschicht 5 sicher von dem erstarrenden Strang 7 getrennt ist und nur geschmolzenes Gießpulver geringer Viskosität und hoher Netzfähigkeit zwischen die Kokille 1 und den Strang 7 eindringen kann.
- Die Erhöhung der Benetzungsfähigkeit ist für den Strangguß von besonderer Bedeutung. Während die vorerwähnten bekannten Gießpulver beim Gießen von Blöcken durchaus ausreichende Ergebnisse zu erbringen vermögen, ist dies bei der Verwendung derselben im Strangguß ict mehr der Fall. Beim Abgießen eines Blocks verbleibt die bereits in der Kokille befindliche Stahlmenge gegenüber der Wandung der Kokille im wesentlichen unbewegt. Beim Strangguß aber wird der erstarrende Strang fortlaufend aus der Kokille abgezogen (im Sinne des Pfeiles 9 in Fig. 1) und bewegt sich demnach durch die Kokille hindurch. ts ist daher die mechanische Beanspruchungfür die zwischen Kokille und Strang befindliche Schlackenschicht viel größer als beim Blockgießen. Die herkömmlichen Gießpulver liefern Schichten, die aufreißen und die Oberfläche nicht abzudecken vermögen, so daß die erwünschte Wirkung nicht eintritt. Die erfindungsgemäßen Gemenge hingegen ergeben eine Schlacke, die eine viel größere Neigung zur Bildung eIner stabilen Schicht besitzen und daher auch beim Stranggießen eine zusammenhängende Abdeckung zu bilden vermögen.
- Weiterhin bedeutet die erhöhte Benetzungsfänigkeit eine gesteigerte Umhüllungsfähigkeit für die In der Schmelze aufschwimmenden Partikelchen von Metlloxyden und anderen in der Schmelze unlöslichen Verbindungen Diese Partikelchen schwimmen bei den bekannten Gießpulvern auf dem Stahlspiegel unter der Schlackenschicht, ohne in diese eindringen zu können. Beim Steigen des Blocks spiegels bzw. beim Abziehen des Strangs können sie in dieselben hineingeraten oder unter der Schlackenschicht zur Seite wandern und dann an den Flanken des Blocks oder Strangs Nester bilden. Durch die Herabsetzung des Benetzungswinkels bei der Erfindung- hingegen werden diese Partikel von der angrenzenden Schlacke leichter umhüllt und begierig verschluckt, so daß sie in die Schlackenschicht übergehen und der Block oder Strang eine von ihnen freie und erhebliche verbesserte Oberfläche aufweist.
- Ein wichtiger und überraschender Effekt schließlich, der eine besondere Eignung des erfindungsgemäßen Gemenges für das Stranggußverfahren begründet, steht im Zusammenhang mit den dabei auf dem Strang entstehenden Cszillations mrken. Die Stranggußkokillo wird, um ds Ablösen Weiterfördern des sich bildenden und erstarrenden Strangs zu unterstützen, in einem bestimmten Rhythmus in FöAderrichtung hin und her bewegte wie es durch den Pfeil 10 in Fig. 1 angedeutet ist. Diese Bewegung läßt ar des erstarrenden Strang Markierungen in Gestalt von 1 - 2mm tiefen, in Querrichtung zum Strang vorlaufenden gradlinigen Einkerbungen entstehen, die in der Bewegungsfrequenz entsprechenden Abständen aufeinanderfolgen.
- In Fig. 2 ist ein Randausschnitt eines Längsschnitts durch einen Strang 7 dargestellt, wobei die Oszillationsnarken im Querschnitt zu erker.nen sind.
- Die Oszillationsmarken bei normaler Verfahrensweise sind mit 11 bezeichnet.
- Die durch die Oszillationsmarken gebildeten Einkerbungen stellen Ausgangspunkte für Risse dar und müssen vor dem Walzen häufig durch Flammen eingeebnet erden, Y.arkierungen der in Fig. 2 dargestellten Art treten aucn bei der Verwendung der bisher bekannten Gießpulver auf, Es hat sich nun bei Versuchen mit dem erfindungsgemäßen Gemenge herausgestellt, daß dabei die Markerungen zwar nicht völlig verschwinden, aber eine wesentlich weniger ausgeprägte Gestalt haben, wie es in Fig. 3 angedeutet ist, in der die Oszillationsmarken mit 12 bezeichnet sind. Die schwächere Ausprägung gilt sowohi für den Querschnitt, der viel flacher ist und schon nicht er als Einkerbung wirkt; sie gilt aber auch für den Verlauf der Markierungen auf der Strangoberfläche, die nicht mehr in gleichbleibenden Abschnitten und genau senkrecht zur Strangrichtung vorliegen, sondern in unregelmäligen Wellungen und auch schräg zur Strangrichtung verlau:?en.
- Die Notwendigkeit der Nicharbeit des Stranges und die Gefahr von Kerbspannungsrissen sind wesentlich geringer.
- Als Borat kommt bei der Erfindung Calociumborat infrage, insbesondere das Mineral Colemanit. Der Colemenit kann sonstige Flußmittel, wie bereits erwähnt, ganz oder zum überwiegenden Teil ersetzen. Eine vorteilhafte Eigenschaft speziell des Colemanits besteht davon, daß er gemäß seiner Formel Ca [B3O4(OH03].H2O Kristallwasser in einer geringen menge enthält, die noch nicht störend wirkt, aber gerade noch ausreicht, um das Material bei der Berührung mit dem Stahlspiegel dekrepieren zu lassen und locker zu machen, so daß seine Voluminösität und Wärmeisolationsfähigkeit gesteigert wird.
- Der Colemanit kann beispielsweise in einem Anteil von 6 - 10 Gewichtsprozent des Gemenges zugegen sein.
- Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gemenges, das seine Eignung in Versuchen bewiesen hat, setzt sich aus 30 Gewichtsprozent geblähtem Perlit 60 Gewichtsprozent fein gemahlener Hochofenschlacke mit einem entglasten Anteil von maximal 8%, 8 Gewichtsprozent fein gemahlenem Colemanit und 2 Gewichtsprozent Soda zusammen.
- Für die Herstellung des errindungsgemäßen Gemenges werden zweckmäßig folgende Ausgangsstoffe verwendet: Hochofenschlacke (Stahleisenschlacke) Fe - 1,0 % MnO - 1,0 % SiO2 - 30,0 - 35,0 % Al2O3 - 10.0 - 16.0 % CaO - 35,0 - 42,0 ç MgO 5>0 - 14,0 % TiO2 - <1,0 ß S - <1,5 % Na2O - 1,0 % K2O - 1,0 % Feuchtigkeit - <0,2 % Mahlfeinheit - DIN 2430 Perlite (expandiert) Fe - 1,0 % SiO2 - 75,0 - 80,0 % Al2O3 - 10,0 - 15,0 % CaO - 2,5 % MgO - 1,0 % Na2O - 3,0 - 5,0 f K20 - 2,0 - 4,0 % Feuchtigkeit - <3,0 % Korngrößenvertielung : 1,5 mm davon 50 % im Bereich 0,5 - 1,5 mm.
- Colemanit (Ca-Borat) B2O3 - 40,0 - 45,0 % Fe2O3 - <0,5 % SiO2 - 2,0 - 5,0 % CaO - 25,0 - 30,0 % Al2O3 - <2,0 % MgO - <3,0 % Na2O - <0,1 % K20 - 0,1 % Glühverlust - <25,0 % Mahlfeinheit - DIN 2430 Ein in Versuchen erprobtes Gemenge hatte folgende Gesamtzusammensetzung in Cewichtsprozenten : Fe ges. - 0,8 FeO - 0,55 Fe2O3 - 0,33 MnO - 0,5 P2O5 - 0,08 SiO2 - 42,0 Al2O3 - 13,5 TiO2 - 0,4 CaO - 25,0 MgO - 7,8 s -C - 0,25 CO2 - 0,25 H2O ges. - 1,08 Nässe - o,3 Na2O - 3,5 K2O - 1,25 B - 0,8 F -. 0,1 Cl - 0,05 Das Gemenge hat ein Schüttgewicht von etwa 0,3 - 0,4 t/cbm. Dieses geringe Schüttgewicht -wird durch den Anteil.
- an geblähtem Perlit hervorgerufen, der für sich sehr voluminös ist und nur ein Schüttgewicht von 0,08 t/cbm aufweist. Der Colemanit und die Hochofenschlacke liegen als fein gemahlenes, aber massives Material vor.
- Der Erreichungspunkt des gemenges liegt bei 1 090°C.
- der Halbkugelpunkt bei 1 120 0C und der Flicßpunkt bei 1 140°C, Es liegt also ein nicht allzu niedriger, aber sehr enger Schmelzbereich vor. Es wurden mit diesem Gemenge auf einer Bogengießanlage mit Stahlqualitäten aus dem Bereich. der Grobblech und Feinblechfertigung, einschließlic Tiefziehgüten Betriebsversuche gefahren. Es wurde dbei festgestellt, daß insbesondere durch die Abschwächung der Oszillationsmarken auf dem Strang das Stahlausbringen um durchschnittlich 2% gesteigert werden konnte.
Claims (5)
1. Beim Vergießen von Stahl auf dessen Oberflache aufzubringendes
und dort aufschmelzendes Gemenge aus metallurgischer Schlacke, anorganischen, keinen
Xohlenstoff enthaltenden Stoffen mit geringem Schüttgewicht und einem Flußmittel,
dadurch gekennzeichnet, daß das Flußmittel ein Alkali- oder Erdalkaliborat in einem
Anteil von 5 - 20 Gewichtsprozent umfaßt.
2. Gemenge nach Anspruch 1> dadurch gekennzeichnet, daß das Flußmittel
ein Calciumborat ist.
3. Cemenge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußmittel
Colemanit ist.
4. Gemenge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Colemanit
in einem Anteil von 6 - 10 Gewichtsprozent zugegen ist.
5. Gemenge nach Anspruch 4, dadurch gekennzechnet, daß es 30 Gewichtsprozent
geblähten Perlit, 60 Gewichtsprozent fein gemahlene Hochofenschlacke mit einem entglasten
Anteil von maximal 8%, 8 Gewichtsprozent fein gemahlenen Colemanit und 2 Gewichtsprozent
Soda enthält.
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| DE19722259872 Pending DE2259872A1 (de) | 1972-12-07 | 1972-12-07 | Beim vergiessen von stahl auf dessen oberflaeche aufzubringendes und dort aufschmelzendes gemenge |
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| DE (1) | DE2259872A1 (de) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3918228A1 (de) * | 1989-06-03 | 1990-12-06 | Schloemann Siemag Ag | Tauchgiessrohr zum einleiten von stahlschmelze in eine stranggiesskokille |
| CN109414758A (zh) * | 2016-06-30 | 2019-03-01 | 雷法技术控股有限公司 | 板，尤指用于金属熔体的盖板，及其制备方法和用途 |
| CN115870466A (zh) * | 2022-12-13 | 2023-03-31 | 西峡龙成冶金材料有限公司 | 含硬硼钙石的连铸保护渣及其应用 |
| RU2847558C2 (ru) * | 2022-12-13 | 2025-10-08 | Сися Лунчэн Металлургикал Материалс Ко., Лтд. | Защитный шлак для непрерывного литья, содержащий колеманит, и его применение |
-
1972
- 1972-12-07 DE DE19722259872 patent/DE2259872A1/de active Pending
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