DE69604825T2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von verformbarem stahl - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von verformbarem Stahlblech, das die Schritte umfaßt, daß flüssiger Stahl in der Gußform einer Stranggußmaschine zu einer Walzplatte, die eine Dicke von weniger als 150 mm hat, geformt wird, in einem Diffusionsglühofen homogenisiert wird, und daß die Walzplatte im austenitischen Bereich unter Nutzung der Gußwärme gewalzt wird, um eine Zwischenwalzplatte zu erzeugen, daß die Zwischenwalzplatte, wenn es gewünscht wird, auf eine Temperatur abgekühlt wird, bei der ein wesentlicher Teil des Stahls in den ferritischen Bereich umgewandelt wird, und daß die Zwischenwalzplatte zu einem Blech entweder im austenitischen oder im ferritischen Bereich gewalzt wird.
• Ein derartiges Verfahren ist in der EP-A-0 541 574 offenbart. Das Verfahren hat bestimmte Vorteile, da es auf eine kontinuierliche oder eine halb-kontinuierliche Art durchgeführt werden kann, was unter anderem zu einer besseren Materialleistungsfähigkeit und einer besseren Maschinenausnutzung führt. Jedoch besteht ein großer Nachteil des Verfahrens darin, daß es bis heute nicht dazu geeignet ist, einen hochqualtitativen Stahl wie beispielsweise einen Stahl ohne Zwischengitterplätze oder einen anderen verformbaren Stahl mit hoher Oberflächengüte und hohem Grad an Freiheit von inneren Fehlern herzustellen. Der Ursprung der meisten dieser Probleme sind die Prozesse in der Gußform der Stranggußmaschine. Die Prozesse sind durch das hohe Breite zu Höhe Verhältnis der Gußform und die hohe Gießgeschwindigkeit, die im Bereich von 6 m/min liegt und zu starken Strömungen in der Gußform führt, besonders kompliziert.
• Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens des Stands der Technik ist in der EP-A-0 666 122 offenbart. Das darin vorgeschlagene Verfahren umfaßt die Schritte, daß eine dünne Platte kontinuierlich gegossen wird, die Platte in einem Aufwärmofen homogenisiert wird und die Platte danach im austenitischen Bereich auf eine gewünschte Enddicke von beispielsweise 2 mm gewalzt wird.
• Noch eine weitere Ausführungsform des Verfahrens des Stands der Technik ist in der FR-A-2 675 411 offenbart. Die darin vorgeschlagene Vorrichtung besteht aus einem Gießbehälter zum kontinuierlichen Gießen von geschmolzenem Metall, genauer von einem Stahl, der zwischen einer Gießpfanne und einer Gußform verwendet wird. Sie ist durch das Vorhandensein einer unteren Kammer, die von einer Gießpfanne versorgt wird, und einer höheren Kammer gekennzeichnet, wobei die Kammern durch ein geneigtes Eingußrohr miteinander verbunden sind. Es sind Mittel vorgesehen, um die Atmosphäre in der höheren Kammer zu evakuieren.
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Stranggußmaschiene zu schaffen, mit der ausgehend von einer dünnen Gußplatte die Herstellung von hoch qualitativem verformbarem Stahlblech auf eine kontinuierliche oder halb-kontinuierliche Art möglich ist.
• Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, daß die Merkmale von Anspruch 1 umfaßt, und eine Stranggußmaschine, die entsprechend die Merkmale von Anspruch 8 umfaßt, gelöst.
• Die Erfindung ist insbesondere zum Gebrauch in solchen Verfahren geeignet, die unter anderem in den EP- 0 306 076, EP-0 329 220, EP-0 370 575, EP-0 504 999, EP- 0 541 574, NL-1 000 693, NL-1 000 694 und NL-1 000 696 beschrieben sind, wobei ihre Inhalte durch diese Bezugnahme in dieser Beschreibung als enthalten verstanden werden.
• Es ist bekannt, Stahl zu dünnen Platten, die dünner als 150 mm und vorzugsweise dünner als 100 mm sind, zu gießen, um nachfolgende Bearbeitungsstufen einzuschränken. Bisher war die Qualität beim Gießen dünner Platten niedrig. Insbesondere ist der Stahl alterungsanfällig, besitzt mäßige bis geringe Verfombarkeitseigenschaften und weist Einschlüsse auf. Diese und andere Probleme sind in der Veröffentlichung New Steel, Mai 1994, Seite 22 und folgende beschrieben.
• Die Erfindung hebt das tief verwurzelte Vorurteil auf, daß hoch qualitativer dünn-gegossener Stahl nicht wirtschaftlich hergestellt werden kann. Vorteile des Verfahrens werden im Folgenden weiter ausgearbeitet und erklärt.
• Wenn ein atmosphärischer Gießbehälter zum Gießen dünner Platten mit einer Dicke kleiner als 150 mm, meist mit einer Dicke zwischen 40 und 100 mm verwendet wird, ist die Durchflußrate des Stahls von dem Gießbehälter in die Gußform durch eine Einlaßdüse aufgrund der hohen Gießrate(geschwindigkeit) wie beispielsweise 6 m/min hoch. Ein Verhältnis von 1 : 100 der beiden Raten ist nicht außergewöhnlich hoch. Die hohe Einlaßrate in die Gußform des bekannten Verfahrens verursacht Turbulenzen, wobei geschmolzener Stahl entlang der engen Seitenwände der Gußform aufwärts getrieben wird. Dies macht den Gießspiegel des geschmolzenen Stahls an den engen Seitenwänden der Gußform höher als in der Mitte. Der Gießspiegel ist mit einer Schicht von geschmolzenem Gießpulver bedeckt. Der aufwärts getriebene geschmolzene Stahl bewirkt, daß das Gießpulver zum niedrigsten Punkt fließt, d. h. um den mittleren Teil der Gußform. Dadurch ist die Wirkung des Gießpulvers auf die Wärmeübertragung von der dünnen Platte an die Umgebung und an die gekühlten Wände der Gußform in der Umgebung der Gußform nicht gleich.
• Dies führt zu einer verstärkten Oxidbildung in Bereichen, die eine höhere Temperatur als die gewünschte Temperatur aufweisen, und zu einer verstärkten Umformfestigkeit in Bereichen der dünnen Platte, die eine geringere Temperatur aufweisen. Die dünne Platte zeigt dann Oberflächenfehler und Formabweichungen, die beide nicht länger während der nachfolgenden Bearbeitung der dünnen Platte, insbesondere im Fall einer kontinuierlichen oder halb kontinuierlichen Bearbeitung, bei der die dünne Stahlplatte von der Gußwärme ausgewalzt wird, abgestellt werden können.
• Die Wirkungen des Auftriebs und auch der Asymmetrie treten in großem Maß in einem Gießbehälter zum Gießen dünner Platten auf, Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung ist es möglich, auftretende Turbulenzen besser zu steuern, und es treten keine Asymmetrie und Instabilität der Strömung in der Gußform auf. Folglich ist es möglich, die Form und Qualität der gegossenen dünnen Platte und des aus ihr hergestellten Blechs besser zu steuern.
• Aus konstruktionstechnischen Gründen ist es manchmal wünschenswert, die Gußform in einer gekrümmten Form, die dem Krümmungsradius des Walztisches der Stranggußmaschine zur Herstellung von dünnen Platten entspricht, auszuführen. Mit dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist es möglich, eine eingetauchte Düse zu verwenden, die so gekrümmt ist, daß sie zur gekrümmten Form der Gußform im Fall einer derartigen Maschine paßt.
• Die eingetauchte Einlaßdüse, die in Verbindung mit einem Vakuumgießbehälter verwendet wird, ist nicht länger an strikte Grenzen, weder in der Form noch in den Abmessungen, gebunden. Sowohl die Einlaßöffnung als auch die Auslaßöffnung der Einlaßdüse können eine gewünschte Form, die besser an ihren Zweck angepaßt ist, annehmen. Es herrscht auch eine größere Gestaltungsfreiheit hinsichtlich der Form und den Abmessungen der Innenquerschnitts fläche des Körpers der eingetauchten Düse, d. h., des Teils, der sich zwischen den zwei Öffnungen erstreckt.
• Wie beschrieben verursacht der Impuls der Strömung von geschmolzenem Metall aus den herkömmlichen eingetauchten Düsen einen Unterdruck im Gießspiegel. Um die Größe des Unterdrucks zu reduzieren, ist eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Stahl von der zweiten Kammer in die Gußform durch eine Einlaßdüse, die eine Innenquerschnittsfläche von mehr als 5% und vorzugsweise mehr als 10% der Querschnittsfläche der Gußform aufweist, geleitet wird.
• Wenn dünne Platten, die dünner als 150 mm sind, gegossen werden, beträgt die Gießrate(geschwindigkeit), d. h. die Rate, bei der die Platte die Gußform verläßt, etwa 6 m/min. Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung beträgt die Auslaßrate(geschwindigkeit) des geschmolzenen Stahls aus der eingetauchten Düse weniger als 100 m/min. Die größere Gestaltungsfreiheit bei den Abmessungen der eingetauchten Düse ermöglicht es sogar, die Auslaßöffnung der eingetauchten Düse größer als 10% der Querschnittsfläche der Gußform gestalten, und so den Impuls des Stroms weiter zu reduzieren. Es wurde festgestellt, daß es möglich ist, einen im Grunde genommen flachen Gießspiegel zu erzeugen.
• Ein sehr wichtiger Vorteil der Möglichkeit, die Größe der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung der eingetauchten Dü se innerhalb weiter Grenzen wählen zu können, ist die Fähigkeit, die Gießrate zum Gießen dünner Platten in Stranggußmaschinen zu erhöhen und folglich die Produktionskapazität zu erhöhen. Die Ausflußöffnung sowie der Körper können verkleinert werden, während die Form beibehalten wird, so daß sie zur Form der Gußform paßt, so daß die Kontur der Ausflußöffnung und möglicherweise des Körpers der Kontur der Gußform folgt. Die Formen stimmen dann überein.
• Wenn die Querschnittsfläche der Auslaßöffnung der Einlaßdüse vergrößert wird, nimmt der Impuls des Stroms ab, und folglich nimmt die Durchflußrate des Stahls nahe des Gießspiegels ab. Die Durchflußrate kann dann so gering werden, daß der fließende Stahl nicht mit ausreichend Wärme versorgt wird, um den Gießspiegel im geschmolzenen Zustand zu halten. Daher ist es besser, den flüssigen Stahl durch eine Einlaßdüse mit einer Innenquerschnittsfläche von weniger als 30% der Querschnittsfläche der Gußform aus der zweiten Kammer zu der Gußform zu leiten. Mit dieser Ausführungsform der Erfindung tritt der Effekt der Verfestigung des Gießspiegels nicht auf.
• Weiterhin kann der Strom von geschmolzenem Stahl mit einer anderen Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung beeinflußt werden, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Stahlstrom, der in die zweite Kammer eintritt, gebrochen oder von der Einlaßöffnung der zweiten Kammer abgelenkt wird.
• Eine Möglichkeit den Strom zu brechen besteht darin, den Strom in der zweiten Kammer durch einen elektromagnetischen Brecher elektromagnetisch zu beeinflussen. Der elektromagnetische Brecher kann verwendet werden, um die Durchflußrate von geschmolzenem Stahl lokal zu beeinflussen.
• Es ist auch möglich, einen elektromagnetischen Brecher zur Beeinflussung des Stroms in der Gußform zu verwenden. In dieser Ausführungsform erzeugt der elektromagnetische Brecher eine noch größere Gestaltungsfreiheit bei den Abmessungen der Gießdüse und der Möglichkeit zur Steuerung des Stroms.
• Die Alterungsanfälligkeit von Stahl wird durch nicht gebundenen Kohlenstoff oder Stickstoff erzeugt. Eine bekannte Art, diese Elemente zu binden, ist, dem geschmolzenen Stahl Titan zuzugeben, so daß Titannitride und, mit ausreichender Zugabe von Titan, auch Titankarbide auftreten. Weiterhin haben Titankarbide, insbesondere in Verbindung mit einer Vakuumkohlenstoffentziehung, eine günstige Wirkung auf die Verformbarkeit eines Stahlblechs, das aus der Stahlplatte hergestellt wird. Technologisch und wirtschaftlich ist Stahl, der Titan enthält, ein hochwertiger Qualitätsstahl mit einem weiten Anwendungsbereich.
• Ein Nachteil von Stahl, der Titan enthält, ist, daß er besonders zu Einschlüssen und zum Auftreten von Verstop fungen in der eingetauchten Einlaßdüse neigt. Diese Wirkung ist beim Gießen dünner Platten, wobei eingetauchte Einlaßdüsen mit engen Durchlässen verwendet werden, sogar stärker. Daher wird Stahl, der Titan enthält, in der Praxis nicht kontinuierlich zu dünnen Platten gegossen. Wie gezeigt werden wird, ermöglicht es die Erfindung, die Anzahl von Einschlüssen im Stahl, der Titan enthält, stark zu reduzieren und den Stahl ohne großes Risiko, daß die eingetauchte Düse verstopft wird, zu gießen. Folglich eröffnet die Erfindung eine Möglichkeit, einen technologisch und wirtschaftlich hochwertigen Qualitätsstahl in größerer Menge und bei geringeren Kosten herzustellen.
• Ein Problem des bekannten Verfahrens zum kontinuierlichen Gießen von Stahl, insbesondere beim Gießen dünner Stahlplatten, ist, daß die eingetauchte Einlaßdüse verstopft werden kann. Dieser Effekt tritt insbesondere bei Stahl, der Titan enthält, oder bei anderen zwischengitterplatzfreien Stählen auf.
• Stahl zum kontinuierlichen Gießen ist sogenannter beruhigter Stahl, in dem sich Sauerstoff zu Aluminiumoxid mit dem aus diesem Grund zugegebenen Aluminium verbindet. Ein Teil des Aluminiumoxids trennt sich ab und gelangt in eine Schlackendecke, die auf dem geschmolzenen Stahl schwimmt, und der andere Teil verbleibt in dem geschmolzenen Stahl. Da Einschlüsse in dem Endstahlprodukt unerwünscht sind, wird der Stahl mit Argon als Spülgas gespült. In dem Stand der Technik wird das Argon bei einer Einlaßöffnung der eingetauchten Einlaßdüse in den Stahl geleitet. Wenn es in der Gußform aufsteigt, reißt das Argon Aluminiumoxid aus dem geschmolzenen Stahl mit sich. Es passiert, daß ein Aluminiumoxidpartikel in Kontakt mit der Innenwand der eingetauchten Düse kommt und sich an dieser festsetzt. Aufgrund der wechselseitigen Affinität von Aluminiumoxidpartikeln wächst die Ablagerung und verursacht somit eine Verstopfung in der eingetauchten Düse. Es ist nicht möglich vorauszusagen, wo ein Verstopfen in der eingetauchten Düse auftritt, und es hängt vom Zufall ab. Mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist es möglich, eine eingetauchte Düse mit größerer Querschnittsfläche zu wählen, als es bei den Vorrichtungen des Stands der Technik möglich ist. Eine eingetauchte Düse mit einer größeren Querschnittsfläche neigt weniger zum Verstopfen. Die Durchflußraten in einer eingetauchten Düse mit größerer Querschnittsfläche sind auch geringer, so daß jegliches Wachstum eine weniger unvorteilhafte Wirkung hat. Die Erfindung schafft eine Lösung des Verstopfungsproblems. Diese erreichten Vorteile sind von besonderer Bedeutung im Fall eines Verfahrens zum Gießen dünner Platten, da in diesem eine Einlaßdüse mit geringer Abmessung in der einen Richtung aufgrund des begrenzten Raums in der Gußform verwendet werden muß. Die eingetauchte Einlaßdüse, die in dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendet wird, kann eine große Querschnittsfläche aufweisen und wird folglich nicht zur Verstopfung neigen.
• Die bekannte Technik zum Spülen des geschmolzenen Stahls mit einem Spülgas wie beispielsweise Argon, das in der Nähe der Einlaßöffnung der Einlaßdüse eingeleitet wird, um Aluminiumoxid auszutreiben, ist im Stand der Technik beim Gießen dünner Platten weniger wirkungsvoll, da die Argonblasen in der Gußform zu wenig Platz haben, um schnell aufsteigen zu können. Es treten dann große Argonblasen auf, die eine verzerrende Wirkung auf den Gießspiegel haben. Diese Probleme können mit einer Ausführungsform der Erfindung vermieden werden, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Ausblasgas in den flüssigen Stahl eingeleitet wird, nachdem er die Gießpfanne verlassen hat und bevor er in die zweite Kammer eintritt. Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, daß nur sehr wenige oder gar keine Argonblasen oder Einschlüsse in der dünnen Gußplatte zurückbleiben. Ein weiterer Vorteil kann mit einem Verfahren erreicht werden, daß dadurch gekennzeichnet ist, daß die Leitung ein Ventilmittel umfaßt und das Ausblasgas bei dem oder direkt stromaufwärts des Ventilmittels eingeleitet wird.
• Dies schafft den Vorteil, daß die hohe Geschwindigkeit des Stahls und der entsprechend reduzierte Druck einer großen Anzahl von Blasen Auftrieb geben, wobei das Argon die Einschlüsse mit sich reißt. Dieses Verfahren des Einleitens von Argon ist auch beim Gießen dünner Platten anwendbar, wobei der Vorteil entsteht, daß das Argon eine bessere Ergiebigkeit erzeugt, während die Anzahl von eingeschlossenen Argonblasen oder anderen Einschlüssen in der gegossenen Platte geringer ist.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht es, eine eingetauchte Einlaßdüse mit einer größeren Querschnitts fläche als die der bekannten eingetauchten Einlaßdüsen auszuwählen, so daß der zuvor beschriebene Verstopfungseffekt nicht weiter auftritt oder zumindest beträchtlich reduziert wird. Das Verfahren gemäß der Erfindung hat den Weg eröffnet, einen sauberen, nicht zur Alterung neigenden Stahl in einer Stranggußmaschine zum Gießen dünner Platten zu gießen.
• Wenn Legierungselemente zum Stahl zugegeben werden sollten, werden diese Legierungselemente vorzugsweise in den Stahl geleitet, nachdem der Stahl die erste Kammer verlassen hat. Da hinter der ersten Kammer der Raum im wesentlichen frei von Sauerstoff oder anderen chemisch aktiven Gasen ist, ist der Nutzen der Legierungselemente hoch. Weiterhin werden die Legierungselemente aufgrund des homogenen Stroms in der zweiten Kammer homogen verteilt und setzen sich nicht ab. Um eine gute Mischung der Legierungselemente und des Stahls zu erzielen, wird es vorgezogen, daß die Legierungselemente in der Nähe der oder an der Leitung zwischen den zwei Kammern eingeleitet werden, vorzugsweise in der Nähe des oder an dem Ventilmittel, wenn es vorgesehen ist.
• Bestimmte Vorteile, insbesondere hinsichtlich der Materialausnutzung, der Einfachheit der Vorrichtung und des Energieverbrauchs können mit einem Verfahren erzielt werden, das gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß die dünne Gußplatte homogenisiert wird, während die Gießwärme genutzt wird, und im austenitischen Bereich in ihrer Dicke reduziert wird. Ein weiterer Vorteil kann mit einem Verfahren erzielt werden, das gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Platte im ferritischen Bereich oberhalb 250ºC gewalzt werden kann, ob nun die folgende Reduktion im austenitischen Bereich unter Verwendung der Gießwärme stattfindet oder nicht. Dieses Verfahren schafft ein Stahlblech mit den Eigenschaften eines kaltgewalzten Blechs, während die gerade genannten Vorteile erhalten bleiben.
• Die Erfindung ist auch in einer Stranggußmaschine zum Gießen einer dünnen Platte mit einer Dicke von weniger als 150 mm verkörpert.
• Die in der Vorrichtung verkörperte Erfindung ist insbesondere dazu geeignet, in Kombination mit einer kontinuierlichen oder halb-kontinuierlichen Vorrichtung oder Verfahren, wie sie in EP-0 306 076, EP-0 329 220, EP- 0 370 575, EP-0 504 999, EP-0 541 574, NL-1 000 693, NL- 1 000 694 und NL-1 000 696 beschrieben sind, deren Inhalte durch diese Bezugnahme in dieser Beschreibung als eingearbeitet betrachtet werden, verwendet zu werden.
• Ein Problem mit der bekannten Vorrichtung besteht darin, daß es nicht besonders zur Herstellung von hochqualitativen verformbaren Stahlplatten oder -blechen geeignet ist. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Stranggußmaschine zu schaffen, welche die Probleme, die bei der Vorrichtung des Stands der Technik bei der Herstellung hochwertigerer verformbarer Stahlplatten oder -bleche aufgetreten sind, zu verhindern.
• Diese Aufgabe wird mit einer Stranggußmaschine gelöst, die gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie einen Vakuumbehälter, der eine erste atmosphärische Kammer und eine zweite, Niederdruck- oder Vakuumkammer, die hydraulisch mit der ersten Kammer verbunden ist, und ein Ausblasmittel, um Spülgas in den flüssigen Stahl einzuleiten, nachdem er in die erste Kammer gelangt ist, aber bevor er in die zweite Kammer eintritt, besitzt, umfaßt.
• Der Vakuumbehälter schafft die Möglichkeit einer langsamen Einlaßgeschwindigkeit des flüssigen Stahls in die Gußform, da die Querschnittsfläche der Einlaßdüse klein gewählt werden kann.
• Es ist eine weitere Verringerung des Problems von Einschlüssen und Oberflächenfehlern mit einer Ausführungsform der Erfindung möglich, die dadurch gekennzeichnet ist, daß Ausblasmittel vorgesehen sind, um Spülgas in den geschmolzenen Stahl zu leiten, bevor der geschmolzene Stahl in die zweite Kammer fließt. Dies hat den Vorteil, daß das Spülgas, wie beispielsweise Argon, welches Aluminiumoxid mit sich reißt, sich in dem Vakuumbehälter, in dem der Stahl lange genug bei einer ausreichend hohen Temperatur verweilt, trennen kann, und es wird ein sauberer Stahl, der frei von Einschlüssen ist oder nur wenige Einschlüsse aufweist, erzielt.
• Eine weitere Verbesserung des Ausspüleffekts des Argons wird mit einer Ausführungsform der Erfindung erzielt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Leitung zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer, um die Kammer mit einer Leitung hydraulisch zu verbinden, mit einem Ventilmittel zur Steuerung des Stroms von flüssigem Stahl versehen ist und daß die Ausblasmittel in der Nähe des oder an dem Ventilmittel wirkverbunden sind. Ein Durchgang durch das Einlaßorgan erzeugt eine Druckreduktion, wodurch verhindert wird, daß sich viel mehr Argonblasen bilden. Aluminiumoxidpartikel, die mit den Argonblasen mitgerissen werden, strömen zurück in die Schlackenschicht, die auf dem Stahlbad in dem Vakuumbehälter fließt. So wird eine verbesserte Entfernung von Einschlüssen oder Gasblasen erzeugt.
• Eine einfache und wirksame Ausführungsform zur Einleitung des Ausblasgases ist dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilmittel einen Sitz und eine Steuerungsstange, die mit dem Sitz zusammenwirkt, umfaßt, wobei die Steuerungsstange mit einer Mittelbohrung, die in einem Ausblasblock, der für das Ausblasgas porös ist, endet, versehen ist.
• Die Ausblaswirkung des Ausblasgases wird aufgrund des niedrigeren Drucks nahe des Ventilmittels gesteigert, was zu mehr Blasen und somit zu einer höheren Ausblaswirkung führt.
• Um unerwünschte Verwirbelungen oder Turbulenzen in der Gußform zu verhindern, wird ein homogener Strom in der Einlaßdüse angestrebt.
• Eine bevorzugte Ausführungsform der kontinuierlichen Gießmaschine gemäß der Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Kammer Mittel zum Brechen oder Ablenken des Stahlstroms, der in die zweite Kammer eintritt, aufweist.
• Eine einfache und passive Ausführungsform, die keiner externen Steuerung bedarf, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Ablenken eine Ablenkplatte, die zwischen der Einlaßöffnung, durch die der flüssige Stahl in die zweite Kammer eintritt, und der Auslaßöffnung, durch die der flüssige Stahl aus der zweiten Kammer austritt, angeordnet ist, umfaßt.
• Eine gleichmäßige gute Form des Gießspiegels in der Gußform kann mit einer Ausführungsform der Erfindung erzeugt werden, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die zweite Kammer eine Einlaßdüse mit einer Querschnittsfläche von nicht weniger als 5%, vorzugsweise nicht weniger als 10%, der Querschnittsfläche der Gußform umfaßt.
• Um eine zu hohe Kühlung oder sogar ein Erstarren des Gießspiegels zu vermeiden, ist eine weitere Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer eine Einlaßdüse mit einer Querschnittsfläche von weniger als 30% der Querschnittsfläche der Gußform umfaßt.
• Eine Verbesserung der Verteilung des flüssigen Stahls, der durch die Einlaßdüse in die Gußform fließt, kann durch eine Ausführungsform erreicht werden, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Querschnittsfläche der Einlaßdüse mit der Querschnittsfläche der Gußform übereinstimmt.
• Die hier beschriebenen Vorteile hinsichtlich bestimmter Ausführungsformen des Verfahrens gemäß der Erfindung sind auch bei den verschiedenen Ausführungsformen der Vorrichtung gemäß der Erfindung, die Mittel zur Durchführung derartiger Ausführungsformen des Verfahrens aufweisen, anwendbar und umgekehrt. Weiterhin wird der Fachmann verstehen, daß der Gegenstand der vorliegenden Ansprüche 4 bis 12 und 15 auch beim konventionellen Gießen mit den gleichen Vorteilen, wie sie hinsichtlich des Gießens dünner Platten beschrieben wurden, anwendbar ist.
• Die Erfindung ist weiterhin in einer Vorrichtung zur Herstellung von verformbarem Stahlblech, die einen Homogenisierungsofen, eine Walzvorrichtung zum Walzen im austenitischen Bereich des Stahls, wahlweise eine Walzvorrichtung zum Walzen im ferritischen Bereich, wahlweise Kühlmittel zum Kühlen des Stahls vom austenitischen Bereich in den ferritischen Bereich, wahlweise Kühlmittel zum Kühlen des Stahls nach dem Walzen im ferritischen Bereich, wahlweise eine Wickelvorrichtung zum Wickeln des Blechs und eine kontinuierliche Gießmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 15 umfaßt, verkörpert.
• Dem Fachmann wird klar sein, daß die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung, obwohl es für die Anwendung auf Stahl beschrieben wurde, auch vorteilhaft beim Gießen anderer Metalle verwendet werden kann. Folglich ist die Erfindung nicht auf die Verwendung beim Stahlgießen beschränkt.
• Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele beschrieben. In der Zeichnung ist
• Fig. 1 eine schematische Ansicht einer kontinuierlichen oder halb-kontinuierlichen Bearbeitungsvorrichtung, welche die Erfindung zur Herstellung von Stahlblech, das Kaltwalzeigenschaften aufweist, verwendet, und
• Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht eines Vakuumgießbehälters und umgebender Anlagenteile einer Stranggußmaschine.
• In Fig. 1 leitet eine Gießpfanne 41 geschmolzenen Stahl von einer Stahlanlage zu einer Stranggußmaschine 42, um dünne Platten zu gießen. Geschmolzener Stahl fließt durch die Eintauchdüse 43 in den Vakuumgießbehälter, der eine erste Kammer 44 besitzt. Von der ersten Kammer 44 fließt der Stahl durch das Verbindungsrohr oder die Verbindungsleitung 45 zu der zweiten Vakuumkammer 46. Der geschmolzene Stahl wird durch die eingetauchte Einlaßdüse 47 in die Gußform 48 geleitet. Der Stahl, der wenigstens teilweise verfestigt ist, verläßt die Gußform 48 am Boden in Form einer dünnen Platte 50, die eine geringere Dicke als 150 mm, vorzugsweise eine Dicke zwischen 40 und 100 mm, aufweist.
• In dem Walztisch wird die dünne Platte 50 aus einer vertikalen Stellung in eine horizontale Stellung umgelenkt und, wenn es gewünscht wird, etwas in der Dicke reduziert. Nachdem die Oxidschicht in einem Zunderbrecher 51 entfernt wurde, gelangt das dünne Blech 50 in eine Walzeinrichtung 52. Die dünne Platte wird in ihrer Dicke auf eine Ausgangsdicke von etwa 20 mm reduziert.
• Es werden Scheren 53 verwendet, um die Kopf- und die Endstücke von der dünnen Platte, die in der Dicke auf ein Blech 55 reduziert wurde, abzuschneiden, oder ein Blech 55 kann in Stücke gewünschter Länge geschnitten werden. Das Blech 55 läuft dann zur Homogenisierung der Temperatur und zur Temperaturerhöhung durch einen Homogenisierungsofen. Die Walzeinrichtung 52 und der Homogenisierungsofen 56 können in relativer Position untereinander getauscht werden. Zur weiteren Homogenisierung der Temperatur und, wenn es so gewünscht wird, um die Walzgeschwindigkeit auswählen zu können, wird das Blech 55 zeitweise in einem Wickelofen 57 so gelagert, daß eine Rolle 58 aufwickeln kann, während eine andere Rolle 59 abwickeln kann. Nachdem der Oxidzunder wieder in einem Zunderbrecher 61 entfernt wurde, wird das abgewickelte Blech 60 in einer Walzvorrichtung 62 gewalzt. Beim ver lassen der Walzvorrichtung 62 hat das Blech 63 eine Dicke von beispielsweise 2,0 mm. In der Kühlvorrichtung 64 wird das Blech 63 aus dem austenitischen Bereich, in dem der Stahl bisher bearbeitet wurde, in den ferritischen Bereich gekühlt. In der Walzvorrichtung wird das Blech auf eine Enddicke zwischen 0,5 und 1,5 mm gewalzt und dann zu einer gewickelten Rolle 66 aufgewickelt. Das gewalzte Blech besitzt im ferritischen Bereich die Eigenschaften eines kaltgewalzten Blechs und wird in einem kontinuierlichen oder halb-kontinuierlichen Verfahren ausgehend von geschmolzenem Stahl hergestellt. Die Verwendung eines Vakuumgießbehälters ermöglicht die Herstellung eines Blechs mit besseren Eigenschaften als es bisher möglich war, besonders hinsichtlich der Oberflächenqualität, Form und Freiheit von Einschlüssen in kohlenstoffarmen Stahl.
• In Fig. 2 ist der obere Bereich einer zweiten Vakuumkammer 1 des Vakuumgießbehälters mit einer Abdeckung 2, die gasdicht an dem Behälter 3 der zweiten Kammer befestigt ist, versehen. Der Behälter 3 ist mit der ersten atmosphärischen Kammer 7 durch ein Verbindungsrohr oder eine Verbindungsleitung 6 verbunden. Das Verbindungsrohr öffnet sich zu der ersten Kammer 7 durch einen Napf 8. Eine Steuerungsstange 9 paßt in den Napf und besitzt eine Mittelbohrung 10, die in einem Ausblasstopfen 11 am Boden der Steuerungsstange endet. Der Ausblasstopfen 11 ist so ausgebildet, daß er zum Napf 8 paßt, und bildet mit diesem zusammen ein Steuerungsorgan oder Ventil, um geschmolzenen Stahl 12 in einer kontrollierten Menge aus der ersten Kammer 7 zum Behälter 3 vorzulassen. Oberhalb des Vorratsbehälters 7 ist eine Gießpfanne 13 (teilweise gezeichnet), die am Boden mit einer Eintauchdüse 15, die mit einem Gleitschieber 14 geschlossen werden kann, versehen ist, aufgehängt. Ein Rohr 16 erstreckt sich durch den Deckel 2 und ist mit einer Vakuumpumpe 17 verbunden. Es erstreckt sich auch eine Gasleitung 18, die mit Hilfe der Steuerungsstange 19 mit einer Ausblasversorgungsvorrichtung 20 verbunden ist, durch den Deckel 2. Eine eingetauchte Einlaßdüse 21 erstreckt sich in den Boden des Behälters 3 und besitzt eine Einlaßöffnung 22, die mit dem Innern des Behälters 3 verbunden ist, und eine Auslaßöffnung 23. Die eingetauchte Einlaßdüse 21 erstreckt sich in die Gußform 24. Ein elektromagnetischer Brecher 25 ist um die Gußform angeordnet. Es fließt Stahl von der Gießpfanne 13 durch den geöffneten Gleitschieber 14 durch die eingetauchte Düse 15 in die erste Kammer 7. Eine Schlackenschicht 27 befindet sich auf dem geschmolzenen Stahl 12 in der ersten Kammer 7, um den Stahl thermisch und chemisch von der Umgebungsatmosphäre abzuschirmen. Es fließt Stahl hinter das Steuerungsorgan, das durch den Napf 8 und die Steuerungsstange 9 gebildet wird, in einer durch die vertikale Stellung der Steuerungsstange 9 steuerbaren Menge durch das Verbindungsrohr 6 in die zweite Kammer 1. Die Stellung der Steuerungsstange und somit die Menge des durchgelassenen Stahls kann anhand der Messung des Pegels des geschmolzenen Stahls in der Gußform 24 gesteuert oder reguliert werden. Der Pegel wird mit einem Sensor 35, der mit dem Eingang einer Meß- und/oder Steuerungsvorrichtung 36 verbunden ist, erfaßt werden. Der Ausgang der Meß- und/oder Steuerungsvorrichtung 36 ist (nicht genau gezeigt) mit einem Antriebsorgan 43 verbunden, so daß er diese steuern und Einfluß auf die Stellung der Steuerungsstange nehmen kann. Der Vorteil einer derartigen Anordnung ist, daß der Pegel des geschmolzenen Stahls gut gesteuert werden kann und dieser nicht, nicht einmal ein wenig, von Gas wie beispielsweise Argon als Ausblasgas, das oberhalb des Stahlbads in dem Raum 29 in dem Vakuumbehälter freigesetzt wird, gestört werden kann. Argongas wird durch die Bohrung 10 aus einem Vorratsbehälter (nicht gezeichnet) in den Ausblasstopfen 11 geleitet. Das Argongas geht durch den Ausblasstopfen und wird in dem geschmolzenem Stahl, der an der Steuerungsstange 9 vorbeifließt, absorbiert und von diesem transportiert. Das Argongas steigt in der zweiten Kammer 1 aus dem geschmolzenen Stahl 28 auf und geht in den Raum 29 oberhalb des geschmolzenen Stahls, aus dem es von der Vakuumpumpe 17 abgesaugt wird. Durch die Steuerung des Regulierungsventils 19 wird eine abgestimmte Menge Gas aus der Gasversorgungsvorrichtung 20 in den Raum 29 eingelassen, um einen gewünschten Gasdruck in diesem anzubringen und zu halten. In der zweiten Kammer ist eine Wand 30 angeordnet, um den geschmolzenen Stahl, der durch das Verbindungsrohr 6 fließt, von dem Stahl 28, der nun in dem anderen Teil der zweiten Kammer ruht, abzulenken. Die Wand 30 schafft auch den Vorteil, daß das entlangtransportierte Argon viele kleine Gasblasen bildet. Die Gasblasen können schnell aufsteigen und der von der Wand aufwärts gezwungene Strom transportiert sie entlang der Oberfläche des geschmolzenen Stahls in die zweite Kammer, in der die mitgerissenen Unreinheiten in der Schlackenschicht absorbiert werden.
• Der Gasdruck in dem Raum 29 kann zur Steuerung der Stahlmenge, die durch die Einlaßöffnung 22 und die Auslaßöffnung 23 der eingetauchten Einlaßdüse 21 in die Gußform 24 fließt, verwendet werden. Eine Schicht von Gußpulver 37 befindet sich auf dem geschmolzenen Stahl 31. Der elektromagnetische Brecher 25 kann zur Beeinflussung der Verhaltensweise des geschmolzenen Stahls, insbesondere des Stroms, verwendet werden. Der Stahl, der teilweise mit einer verfestigten Wand 32 versehen ist, verläßt die Gußform als Platte 33.

Claims (15)

1. Verfahren zur Herstellung von verformbarem Stahlblech, das die Schritte aufweist, daß flüssiger Stahl in der Gußform (48) einer Stranggußmaschine (42) zu einer Walzplatte, die eine Dicke von weniger als 150 mm hat, geformt wird, in einem Diffusionsglühofen (56) homogenisiert wird und daß die Walzplatte im austenitischen Bereich unter Nutzung der Gußwärme gewalzt wird, um eine Zwischenwalzplatte zu erzeugen, daß die Zwischenwalzplatte, wenn es gewünscht wird, auf eine Temperatur abgekühlt wird, bei der ein wesentlicher Teil des Stahls in den ferritischen Bereich umgewandelt wird, und daß die Zwischenwalzplatte zu einem Blech entweder im austenitischen oder im ferritischen Bereich gewalzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Stahl von einer Gießpfanne (41) in eine erste atmosphärische Kammer (44) eines Vakuumbehälters, der auch eine zweite Kammer (46), die durch eine Leitung (45) und ein Ventilmittel hydraulisch mit der ersten Kammer verbunden ist, umfaßt, geleitet wird, wobei die zweite Kammer auf einem geringen Druck gehalten wird und der Stahl von der zweiten Niederdruck- oder Vakuumkammer (46) durch eine Auslaßöffnung, die in ihr vorgesehen ist, in die Gußform geleitet wird, und daß Ausblasgas in den flüssigen Stahl geleitet wird, nachdem dieser die Gießpfanne verlassen hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Stahl von der zweiten Kammer (46) durch eine Einlaßdüse (47), die eine Innenquerschnittsfläche von mehr als 5% und vorzugsweise von mehr als 10% der Querschnittsfläche der Gußform aufweist, zu der Gußform (48) geleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Stahl von der zweiten Kammer (46) durch eine Einlaßdüse (47), die eine Innenquerschnittsfläche von weniger als 30% der Querschnittsfläche der Gußform (48) aufweist, in die Gußform (48) geleitet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausblasgas in den flüssigen Stahl geleitet wird, nachdem er die Gießpfanne (46) verlassen hat und bevor er in die zweite Kammer (48) eintritt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung ein Ventilmittel (9) umfaßt und daß das Ausblasgas bei dem oder direkt oberhalb des Ventilmittels eingeleitet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stahl in der zweiten Kammer (46) Legierungselemente zugeführt werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlstrom, der in die zweite Kammer (46) eintritt, von der Auslaßöffnung der zweiten Kammer weggebrochen oder abgelenkt wird.

8. Stranggußmaschine zum Gießen einer dünnen Walzplatte mit einer Dicke von weniger als 150 mm, mit einem Vakuumbehälter mit einer ersten atmosphärischen Kammer (44) und einer zweiten Niederdruck- oder Vakuumkammer (46), die hydraulisch mit der ersten Kammer verbunden ist, und Ausblasmitteln zum Einleiten eines Ausblasgases in den flüssigen Stahl, nachdem dieser in die erste Kammer (44) eingetreten ist, aber bevor dieser in die zweite Kammer (46) eintritt, und einer Leitung (45) zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer, um die Kammer hydraulisch zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (45) mit einem Ventilmittel (9) zur Steuerung des flüssigen Stahlstroms versehen ist, und daß die Ausblasmittel (11) in der Nähe des oder bei dem Ventilmittel wirken.

9. Stranggußmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilmittel (9) einen Sitz (8) und eine Steuerungsstange, die mit dem Sitz zusammenwirkt, umfaßt, wobei die Steuerungsstange mit einer Mittelbohrung, die in einem Ausblasblock (11), der für das Ausblasgas porös ist, endet, versehen ist.

10. Stranggußmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer (46) Mittel (30) umfaßt, um den Stahlstrom, der in die zweite Kammer eintritt, zu brechen oder abzulenken.

11. Stranggußmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (30) zum Ablenken eine Drossel, die zwischen der Einlaßöffnung, durch die der flüssige Stahl in die zweite Kammer (46) eintritt, und der Auslaßöffnung, durch die der flüssige Stahl die zweite Kammer verläßt, angeordnet ist, umfassen.

12. Stranggußmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer (46) mit einer Einlaßdüse (21), die eine Querschnittsfläche von nicht weniger als 5%, vorzugsweise nicht weniger als 10% der Querschnittsfläche der Gußform (48) aufweist, versehen ist.

13. Stranggußmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer (46) mit einer Einlaßdüse (21), die eine Querschnittsfläche von weniger als 30% der Querschnittsfläche der Gußform (48) hat, versehen ist.

14. Stranggußmaschine nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der Einlaßdüse (21) mit der Querschnittsfläche der Gußform übereinstimmt.

15. Verwendung einer Stranggußmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 14 in einer Vorrichtung zur Herstellung von verformbarem Stahlblech, die einen Diffusionsglühofen, ein Walzwerk zum Walzen des Stahls im austenitischen Bereich, und wahlweise irgendeines der Mittel aus der Gruppe, die ein Walzwerk zum Walzen in den ferritischen Bereich, Kühlmittel zum Abkühlen aus dem austenitischen Bereich in den ferritischen Bereich, Kühlmittel zum Kühlen des Stahls, nachdem er im ferritischen Bereich gewalzt wurde, und eine Wickelmaschine zum Wickeln des Blechs umfaßt, aufweist.