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Dokumentenidentifikation DE102006056164A1 31.05.2007
Titel Kontinuierliches Gießverfahren
Anmelder Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho, Kobe, Hyogo, JP
Erfinder Nakata, Hitoshi, Kakogawa, Hyogo, JP;
Kobayashi, Ko, Kakogawa, Hyogo, JP;
Sumida, Kazuki, Kakogawa, Hyogo, JP
Vertreter Müller-Boré & Partner, Patentanwälte, European Patent Attorneys, 81671 München
DE-Anmeldedatum 28.11.2006
DE-Aktenzeichen 102006056164
Offenlegungstag 31.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.05.2007
IPC-Hauptklasse B22D 11/10(2006.01)A, F, I, 20061128, B, H, DE
Zusammenfassung Eine erste geneigte Oberfläche und eine zweite geneigte Oberfläche werden auf der Innenseite einer Form bereitgestellt, wodurch eine zweistufig abgeschrägte Form gebildet wird. Ein Formpulver wird so eingestellt, daß es einen Gesamtgehalt an CaO-Komponenten und SiO2-Komponenten von nicht weniger als 50 Gew.-% und einen Gehalt an F-Komponenten von nicht mehr als 11 Gew.-% aufweist. Die Neigungsgrade der ersten und zweiten geneigten Oberflächen werden gemäß der Basizität oder Erstarrungstemperatur des Pulvers, das verwendet werden soll, eingestellt. Die Mündungsfläche der Stahlschmelze-Austrittsöffnungen einer Eintauchdüse wird auf nicht weniger als 2500 mm2 bis weniger als 6400 m2 eingestellt. Der Austrittswinkel der Stahlschmelze-Austrittsöffnungen wird, bezogen auf die Horizontale, schräg nach unten auf nicht weniger als 10° bis nicht mehr als 35° eingestellt. Gemäß einem solchen kontinuierlichen Gießverfahren kann die Verfestigungsverzögerung an abgewinkelten Teilen eines Rohblocks unterdrückt werden.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein kontinuierliches Gießverfahren und spezieller auf eine Technik zum kontinuierlichen Gießen eines Rohblocks oder eines Stranges.

Als dieser Typ von Technologien offenbart jedes der japanischen offengelegten Patente Nr. 2003-305542 und 2002-35896 eine Gießform mit unterschiedlichen Verjüngungen.

Das japanische offengelegte Patent Nr. 2003-305542 beschreibt, daß, da die Anpassung einer Form auf eine mehrstufig verjüngte Form zum Verbrauch von Formpulver und der resultierenden ausreichenden Schmierfunktion des Pulvers führt, Durchbruch (hierin nachstehend kurz als BO bezeichnet) oder Rohblockreißen verhindert werden kann.

Das japanische offengelegte Patent Nr. 2004-35896 offenbart die Anwendung einer mehrstufig verjüngten Form für das Gießen eines sogenannten Stranges.

Die japanischen offengelegten Patente Nr. 2004-98092 und 2000-158106 offenbaren Techniken, die sich auf Formpulver beziehen.

Das japanische offengelegte Patent Nr. 2004-98092 bezieht sich auf ein kontinuierliches Gießverfahren von hyperperitektischem Stahl. Gemäß diesem Dokument kann der Durchbruch der Begrenzung (Festfressen der verfestigten Außenhaut an der Form), der gewöhnlich bei langsamem Gießen dieses Kohlenstoffstahls auftritt, durch entsprechendes Einstellen der chemischen Zusammensetzung oder physikalischen Eigenschaften des Formpulvers verhindert werden.

Das japanische offengelegte Patent Nr. 2000-158106 offenbart auch eine geeignete chemische Zusammensetzung des Formpulvers ähnlich des obengenannten japanischen offengelegten Patents Nr. 2004-98092, wobei die Hauptkomponenten dieses Formpulvers in bezug auf CaO, SiO2 und Al2O3 reguliert werden, und dessen Basizität wird auch genannt.

Jedoch benennt jedes der oben beschriebenen Dokumente unabhängig nur eine Gegenmaßnahme, wobei auf einen speziellen aus einer Vielzahl von Faktoren Aufmerksamkeit gelegt wird, welche die Oberflächenqualität des Rohblocks verschlechtern, und unter den vorliegenden Umständen sind keine umfassenden Maßnahmen getroffen worden.

Aus den obengenannten Punkten ist ein Hauptgegenstand der vorliegenden Erfindung, ein kontinuierliches Gießverfahren bereitzustellen, welches die Verfestigungsverzögerung insbesondere an abgewinkelten Teilen des Rohblocks unterdrücken soll.

Das kontinuierliche Gießverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird auf das kontinuierliche Gießen eines Rohblocks mit einem im wesentlichen rechteckigen Querschnitt, wobei die Länge jeder Kante, die den Querschnittsumfang bilden, nicht weniger als 120 mm beträgt und das Seitenverhältnis nicht weniger als 1,0 bis nicht mehr als 2,0 beträgt, bei einer Gießgeschwindigkeit (Vc: [m/min]) von nicht weniger als 0,5 [m/min] bis nicht mehr als 2,0 [m/min] angewandt. Es ist eine Vorraussetzung, als ein Formpulver, das zu einer Form bzw. Gussform bzw. Blockform zugegeben werden soll, ein Formpulver mit einem Gesamtgehalt an CaO-Komponente und SiO2-Komponente von nicht weniger als 50 Gew.-% und einem Gehalt an F-Komponente von nicht mehr als 11 Gew.-% zu verwenden.

Die Merkmale des kontinuierlichen Gießverfahrens der vorliegenden Erfindung sind folgende.

Eine erste geneigte Oberfläche und eine zweite geneigte Oberfläche, die sich im Neigungsgrad bzw. -rate unterscheiden, werden auf der Innenseite einer Form von oben nach unten bereitgestellt.

Wenn die Basizität des Formpulvers weniger als 1,1 beträgt, oder wenn die Erstarrungstemperatur des Formpulvers niedriger als 1100°C ist, werden der Neigungsgrad der ersten geneigten Oberfläche (TRu: [%/m]) und der Neigungsgrad der zweiten geneigten Oberfläche (TRd: [%/m]) auf Bereiche eingestellt, die den folgenden Ausdrücken (1) und (2) genügen. Wenn die Basizität des Formpulvers nicht weniger als 1,1 beträgt, und wenn die Erstarrungstemperatur des Formpulvers nicht niedriger als 1100°C ist, werden der Neigungsgrad der ersten geneigten Oberfläche und der Neigungsgrad der zweiten geneigten Oberfläche auf Bereiche eingestellt, die den folgenden Ausdrücken (3) und (4) genügen.

Die Grenzposition zwischen der ersten geneigten Oberfläche und der zweiten geneigten Oberfläche wird auf eine nach unten gerichtete Entfernung bzw. Abstand von nicht weniger als 0,2 m und nicht mehr als 0,4 m, bezogen auf das obere Ende der Form, eingestellt.

Mindestens zwei Stahlschmelze-Austrittsöffnungen werden in die unteren Endbereiche einer Eintauchdüse zum Gießen von Stahlschmelze in die Form gebohrt, und die Mündungsfläche der Stahlschmelze-Austrittsöffnungen auf nicht weniger als 2500 mm2 bis weniger als 6400 mm2 eingestellt.

Wenn die Gießgeschwindigkeit nicht mehr als 0,7 [m/min] beträgt, wird der Austrittswinkel der Stahlschmelze-Austrittsöffnung schräg nach unten, bezogen auf die Horizontale, auf nicht weniger als 10° bis nicht mehr als 35° eingestellt. 4,4 – 1,95 × Vc ≤ TRu ≤ 6,06 – 2,5 × Vc(1) 0,92 – 0,3 × Vc ≤ TRd ≤ 1,18 – 0,4 × Vc(2) 2,23 – 1,05 × Vc ≤ TRu ≤ 3,18 – 1,4 × Vc(3) 0,55 – 0,2 × Vc ≤ TRd ≤ 0,77 – 0,25 × Vc(4)

Gemäß dem obengenannten kontinuierlichen Gießverfahren kann die Unebenheit der Außenhautdicke, speziell der Verfestigungsverzögerung insbesondere an abgewinkelten Teilen des Rohblocks unterdrückt werden. Folglich kann das vertikale Reißen an abgewinkelten Teilen des Rohblocks unterdrückt werden.

Die obengenannte „Basizität" bedeutet einen Wert [–], der durch Teilen eines Wertes des Gesamt-Ca-Gehalts in dem Formpulver, umgewandelt zu dem CaO-Gehalt [Gew.-%], durch einen Wert des Gesamt-Si-Gehalts darin, umgewandelt zu dem SiO2-Gehalt [Gew.-%], erhalten wird.

Die obengenannte „Erstarrungstemperatur" bedeutet eine Temperatur, bei der sich das Formpulver von flüssiger Phase zu fester Phase verändert.

Der obengenannte „Neigungsgrad" wird, basierend auf der folgenden Gleichung (A), bestimmt. (Neigungsgrad) = ((W-Einlaß – W-Auslaß)/W-Auslaß)/H × 100(A) , worin W die Formbreite darstellt, wobei W-Einlaß die Formbreite an dem oberen Ende der geneigten Oberfläche ist, und W-Auslaß die Formbreite an dem unteren Ende der geneigten Oberfläche ist, und H der vertikale Abstand der geneigten Oberfläche ist.

Die obengenannte „Mündungsfläche der Schmelzaustrittsöffnung" bedeutet die Öffnungsfläche der Stahlschmelze-Austrittsöffnung in Bohrrichtungssicht der Stahlschmelze-Austrittsöffnung (vgl. 3).

Der obengenannte „Austrittswinkel der Stahlschmelze-Austrittsöffnung" bedeutet eine Neigung der Mittellinie der Schmelze-Austrittsöffnung, die sich auf die Horizontale bezieht.

Wenn ein zweiter bzw. weiterer bzw. duplizierter Bereich bzw. Doppelbereich vorliegt, wird bei der Durchführung des kontinuierlichen Gießens bei einer Vielzahl von unterschiedlichen Gießbedingungen unter Verwendung einer einzelnen Gießform in einer Bereichsgruppe von unabhängig bestimmten Neigungsgraden, bezogen auf die Vielzahl von Gießbedingungen, der Neigungsgrad der ersten geneigten Oberfläche oder der zweiten geneigten Oberfläche innerhalb des zweiten Bereiches eingestellt.

Wenn kein zweiter Bereich in der Bereichsgruppe von unabhängig bestimmten Neigungsgraden, bezogen auf die Vielzahl von Gießbedingungen, vorliegt, wird ein bestimmter Neigungsgradbereich, bezogen auf eine größere Gießgeschwindigkeit, als der Neigungsgradbereich der ersten geneigten Oberfläche oder der zweiten geneigten Oberfläche vorrangig behandelt. Ein Bereich, der dem Ausdruck (3) genügt, wird gegenüber einem Bereich, der dem Ausdruck (1) genügt, vorrangig behandelt. Ein Bereich, der dem Ausdruck (4) genügt, wird gegenüber einem Bereich, der dem Ausdruck (2) genügt, vorrangig behandelt.

Demgemäß können der Ziehwiderstand des Rohblocks gegen die Form, die Abnutzung der Form, das Kantenabschleifen an abgewinkelten Teilen des Rohblocks und dergleichen unterdrückt werden, während die Unterdrückung der Verfestigungsverzögerung insbesondere an abgewinkelten Teilen des Rohblocks so groß wie möglich ist.

1 ist eine vertikale Schnittdarstellung einer Form;

2 ist eine Draufsicht der Form;

3 ist eine vertikale Schnittdarstellung einer Eintauchdüse;

4 ist eine vertikale Schnittdarstellung einer Rohblockform, die konventionell verwendet wird;

5 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A in 4;

6 ist eine Ansicht, die die Neigung der Forminnenfläche (gestrichelte Linie) und die Kontraktion der Rohblockbreite (Strichpunktlinie) zeigt;

7 ist eine Schnittdarstellung eines Rohblocks;

8 ist eine graphische Darstellung, welche die Ergebnisse der Tabellen 1 und 2 zeigt, die nur unter Beachtung der ersten geneigten Oberfläche dargestellt werden;

9 ist eine graphische Darstellung, welche die Ergebnisse der Tabellen 1 und 2 zeigt, die nur unter Beachtung der zweiten geneigten Oberfläche dargestellt werden;

10 ist eine graphische Darstellung, welche die Ergebnisse der Tabellen 3 und 4 zeigt, die nur unter Beachtung der ersten geneigten Oberfläche dargestellt werden; und

11 ist eine graphische Darstellung, welche die Ergebnisse der Tabellen 3 und 4 zeigt, die nur unter Beachtung der zweiten geneigten Oberfläche dargestellt werden.

4 ist eine vertikale Schnittdarstellung einer Rohblockform, die konventionell verwendet worden ist, und 5 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A in 4.

Wie in 4 gezeigt, wird eine gleichmäßig geneigte Oberfläche, nach unten verengt, auf der Innenseite einer konventionellen Form 80 gebildet, beispielsweise mit einer vertikalen Länge von 900 mm und Längsseitenlängen von 600 mm an dem oberen Ende und 596 mm an dem unteren Ende. Die Querseitenlängen davon betragen 380 mm an dem oberen Ende und 377 mm an dem unteren Ende (vgl. 5). Gemäß diesem kann die Innenoberfläche der Form 80 so nah wie möglich an die Außenoberfläche eines Rohblocks, der sich verfestigen und kontrahieren soll, angepaßt werden.

Jedoch war es tatsächlich schwierig, die Innenoberfläche der Form 80 an die Außenoberfläche des Rohblocks gleichmäßig eng anzupassen. Obwohl die Außenoberfläche des Rohblocks beinah eng an die Innenoberfläche der Form 80 aufgrund der Bildung der gleichmäßig geneigten Oberfläche auf der Innenseite der Form 80, wie oben beschrieben, und durch die statische Druckwirkung der Stahlschmelze angepaßt wurde, wurde ein Zwischenraum zwischen dem Rohblock und der Form 80 gebildet, wie in 5 gezeigt, insbesondere an abgewinkelten Teilen. Die Wärmeübertragung zwischen dem Rohblock und der Form 80 an den abgewinkelten Teilen wurde aufgrund dieses Zwischenraums bemerkenswert verringert, wodurch Verfestigungsverzögerung verursacht wurde, was zu Oberflächenqualitätsfehlern wie sogenanntem Kantenreißen bzw. -springen bzw. -brechen führt.

Nebenbei werden die Stahlarten grob in hypoperitektischen Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von weniger als etwa 0,17 Gew.-% und hyperperitektischen Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,17 Gew.-% oder mehr klassifiziert. Die Qualitätsfehler konnten in jeder Stahlart auftreten, aber waren in dem hypoperitektischen Stahl besonders häufig. Dies ist der Tatsache zuzuschreiben, daß der hypoperitektische Stahl die &dgr;- zu &ggr;-Umwandlung mit einer großen Volumenänderung in einer festen Außenhaut nach perfekter Verfestigung verursacht, anders als der hyperperitektische Stahl, und diese Modifikation verursacht eine große Kontraktion der Außenhaut.

Das obengenannte Problem war bei einer Gießbedingung mit einer niedrigeren Gießgeschwindigkeit bzw. -rate und/oder, wenn die Rohblockschnittdimension größer ist, häufiger. Dies ist der Tatsache zuzuschreiben, daß das Verfestigungskontraktionsvolumen mehr bei einer Gießbedingungen mit einer niedrigeren Gießgeschwindigkeit erhöht wird, oder wenn die Rohblockschnittdimension größer ist. Ungeachtet dessen spiegelte sich der Unterschied in dem Verfestigungskontraktionsvolumen kaum in konventionellen Formkonstruktionen bzw. -gestaltungen wider.

Als die ernsten Studien zur Lösung des obigen Problems und Verbesserung der Oberflächenqualität des Rohblocks legten die vorliegenden Erfinder ihre Aufmerksamkeit auf die folgenden Punkte, die eng miteinander verbunden sind.

Der erste Punkt ist die Innenoberflächenform der Form. Konkret wird die Innenoberflächenform der Form von einer einheitlich geneigten Oberfläche wie in der Vergangenheit zu einer mehrstufig geneigten Oberfläche verändert.

Die Neigung einer konventionellen Forminnenoberfläche (gestrichelte Linie) und die Kontraktion der Rohblockbreite (Strichpunktlinie) werden in 6 gezeigt. Gemäß dieser Zeichnung hat das Kontraktionsvolumen der Rohblockbreite die Eigenschaft des Veränderns (Abschwächens) in Übereinstimmung mit dem Wachsen (Verdicken) der Außenhaut mit einer wärmeisolierenden Wirkung, und verändert sich nie gleichmäßig wie die konventionelle Forminnenoberfläche. Deshalb wird die Innenoberflächenform zu einer mehrstufig geneigten Oberfläche verändert, so daß die Neigung der Innenoberfläche der Form an die tatsächliche Kontraktionsweise der Rohblockbreite so gut wie möglich angepaßt wird.

Der zweite Punkt ist die Komponente des Formpulvers, das zum kontinuierlichen Gießen verwendet werden soll.

Der dritte Punkt ist die Relevanz von Gießbedingungen, wie die Art des Formpulvers und die Gießgeschwindigkeit mit dem Neigungsgrad der geneigten Oberfläche.

Der vierte Punkt ist die Umkehrströmung der Stahlschmelze, welche die Eigenschaft des Fluktuierens der Stahlschmelzeoberfläche zusätzlich zu der Rolle des Zuführens von Wärme in die Nähe der Stahlschmelzeoberfläche hat.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine vertikale Schnittdarstellung einer Form und 2 ist eine Draufsicht der Form.

In dieser Ausführungsform weist ein Rohblock, hergestellt mittels der Form 1, eine im wesentlichen rechteckige Querschnittsform auf, wobei die Länge von jeder Seite, die den Querschnittsumfang bildet, nicht weniger als 120 mm beträgt und das Seitenverhältnis nicht weniger als 1,0 bis nicht mehr als 2,0 beträgt (oder sogenannter Rohblock oder Strang). Sowohl die Form als auch die Größe eines solchen Rohblocks werden gemäß den Umständen des realen Betriebs bestimmt.

Gemäß dem ersten Gesichtspunkt werden eine erste geneigte Oberfläche 2 und eine zweite geneigte Oberfläche 3, die sich in dem Neigungsgrad unterscheiden, auf der Innenseite der Form 1 von oben nach unten gebildet, wie in 1 gezeigt. Gemäß diesem kann die Innenoberfläche der Form 1 leicht eng an die Außenoberfläche des Rohblocks angepaßt werden, der sich nicht gleichmäßig verfestigt und kontrahiert, wie in 6 gezeigt. Der Neigungsgrad wird später beschrieben.

In der Form 1 wird die Grenzposition 4 zwischen der ersten geneigten Oberfläche 2 und der zweiten geneigten Oberfläche 3 auf eine nach unten gerichtete Entfernung von nicht weniger als 0,2 m und nicht mehr als 0,4 m, bezogen auf ein oberes Ende 1u der Form, eingestellt. Die erste geneigte Oberfläche 2 und die zweite geneigte Oberfläche 3 sind bevorzugt mit einer leichten Rundung in der Grenzposition 4 stoßfrei bzw. glatt miteinander verbunden.

Obwohl die Form 1 in dieser Ausführungsform eine sogenannte zweistufig abgeschrägte Form ist, ist eine Struktur, die ferner eine weitere dritte geneigte Oberfläche umfaßt, ebenso denkbar. Jedoch ist die zweistufig abgeschrägte Form unter realen Betriebsumständen, wie Formarbeitskosten und Wartungsmanagement, am stärksten bevorzugt.

Die Form 1 ist so angepaßt, daß die Stahlschmelze, die fortlaufend darin aufgenommen wird, durch die Wirkung elektromagnetischer Kraft bewegt werden kann. Demgemäß kann, da die später beschriebene Umkehrströmung der Stahlschmelze reibungslos in der Form 1 zirkulieren kann, Wärme gleichmäßig zu der gesamten Stahlschmelzeoberfläche zugeführt werden, so daß das nachstehend beschriebene Formpulver stabil zu einem Schlackenbad (geschmolzen) hergestellt werden kann bzw. stabil in geschmolzene Schlacke überführt werden kann.

Die Form 1 ist so angepaßt, daß die Stahlschmelze durch eine Eintauchdüse 5 eingegossen werden kann. Zwei Stahlschmelze-Austrittsöffnungen 5a sind in die unteren Endbereiche der Eintauchdüse 5 gebohrt.

Ein geeignetes Formpulver 6 wird zu der Oberfläche der Stahlschmelze innerhalb der Form 1 zugegeben. Demgemäß wird das Formpulver 6 in einem Teil geschmolzen, der die Stahlschmelze kontaktiert, um einen Pulverfilm 7 einer flüssigen Phase zu bilden (hierin nachstehend einfach als Flüssigphasenpulver 7 bezeichnet), und in einem Teil verfestigt, der mit der Form 1 in Kontakt steht, um einen Pulverfilm einer festen Phase 8 zu bilden (hierin nachstehend auch einfach als Festphasenpulver 8 bezeichnet).

Das Formpulver 6 (7, 8) zeigt Funktionen, wie Forminnenschmierung, Forminnenkühlkontrolle (Stahlschmelzewärmeextraktionskontrolle), Wärmeisolierung und Oxidationsverhinderung der Stahlschmelze, Entfernung von nicht-metallischen Einschlüssen und dergleichen.

Das Formpulver 6, das in dieser Ausführungsform zugegeben werden soll, wird vorher in bezug auf die Komponenten eingestellt, um so einen Gesamtgehalt an CaO-Komponente und SiO2-Komponente von nicht weniger als 50 Gew.-% und einen Gehalt an F (Fluor) von nicht mehr als 11 Gew.-% zu erhalten (zweiter Gesichtspunkt).

Der Grund für das Einstellen des Gesamtgehalts an CaO-Komponente und SiO2-Komponente auf nicht weniger als 50 Gew.-%, wie oben beschrieben, ist der, daß das Formpulver 6 bevorzugte Wirkungen des Beschleunigens der Wärmeisolierung und Oxidationsverhinderung der Stahlschmelze, der Absorption von Blasen oder Einschlüssen in der Stahlschmelze und des Sicherstellens der Schmiereigenschaft der Forminnenwand in bezug auf die Außenhaut in dem Zustand des Flüssigphasenpulvers 7 oder Festphasenpulvers 8 aufweisen kann.

Die Kristallausfällung von Cuspidin (3CaO, 2SiO2, CaF3) zu dem Pulver wird für die Wärmekontrolle verwendet. Ein einzelnes Pulver dieser Zusammensetzung ist für die Wärmekontrolle vorteilhaft, da das Cuspidin direkt aus der flüssigen Phase ausfällt, aber noch problematisch in bezug auf die Schmiereigenschaft aufgrund des Einschlusses von fester Phase in die flüssige Phase. Deshalb wird der F-Gehalt des Formpulvers auf nicht mehr als 11% eingestellt, damit er niedriger als der F-Gehalt in der reinen Cuspidinzusammensetzung ist. Wenn der F-Gehalt höher als dieser ist, gelangt die Ausfällung in die primäre Kristallisationszone von CaF2, die aus Sicht der Wärmekontrolle nicht die bevorzugten Kristalle sein können. Ein übermäßig hoher F-Gehalt ist für die Korrosion von Anlagen einer kontinuierlichen Gießmaschine nachteilig oder weist einen Umweltnachteil auf, wie die erhöhte Elution von Fluor.

Das Formpulver 6 kann etwa 1,5 bis 10% an C-Komponente, die die Funktion des Einstellens der Schmelzgeschwindigkeit besitzt, umfassen.

Das Formpulver 6 kann ein Alkalimetalloxid, wie Na2O, Li2O oder K2O, oder Al2O3 umfassen. Das Alkalimetalloxid oder dergleichen hat die Funktion des Einstellens der Viskosität oder Erstarrungstemperatur des Formpulvers 6.

In der vorliegenden Erfindung ist der Zusammensetzungsbereich des Formpulvers (der Gesamtgehalt an CaO-Komponente und SiO2-Komponente von nicht weniger als 50 Gew.-% und der Gehalt an F-Komponente (F = Fluor) von nicht mehr als 11 Gew.-%) nur eine Vorbedingung. Gemäß der vorliegenden Erfindung soll nicht beschränkt werden, dass der Zusammensetzungsbereich des Formpulvers von jeglichem Gesichtspunkt aus optimiert wird. Deshalb liegen die Zusammensetzungen der allgemein verwendeten Formpulver innerhalb des obengenannten Bereiches. Beispielsweise kann unter bereits existierenden Materialien eines, bestehend aus CaO: 32,2%, SiO2: 35,4%, Na2O 9,9%, MgO: 3,7%, F: 5,0% (Erstarrungstemperatur: 1140°C) als ein schnell kühlendes Pulver, und eines, bestehend aus CaO: 40,4%, SiO2: 33,3%, Na2O 8,0%, MgO: 0,7% und F: 5,6% (Erstarrungstemperatur: 1165°C) als ein langsam kühlendes Pulver, verwendet werden. In jedem Fall ist das prinzipielle Merkmal der vorliegenden Erfindung das, daß eine Bedingung, wie der Neigungsgrad der Forminnenoberfläche, in Abhängigkeit der Art des zu verwendenden Pulvers verändert wird.

In dieser Ausführungsform wird die Gießgeschwindigkeit (Vc) des Rohblocks auf nicht weniger als 0,5 [m/min] bis nicht mehr als 2,0 [m/min] aus Gründen des realen Betriebs eingestellt.

Die untere Grenze der Gießgeschwindigkeit wird auf 0,5 [m/min] eingestellt, beispielsweise aus Bequemlichkeit der Produktivität, und die obere Grenze wird auf 2,0 [m/min] für den Zweck der sicheren Bildung einer Außenhaut mit ausreichender Dicke innerhalb der Form aus Sicht der Verhinderung des Durchbruchs (Ausströmen von Stahlschmelze) eingestellt.

Die Kontraktionsweise des Rohblocks wird größtenteils in Abhängigkeit von nicht nur der Gießgeschwindigkeit, sondern ebenso der Wärmeextraktion, die für das Formpulver 6, das verwendet werden soll, charakteristisch ist, verändert. Deshalb ist es vernünftig, den Neigungsgrad der ersten geneigten Oberfläche 2 und den Neigungsgrad der zweiten geneigten Oberfläche 3 von Fall zu Fall gemäß dem Formpulver 6, das verwendet werden soll, einzustellen.

Wenn nämlich das Formpulver 6, das beim Gießen zugegeben werden soll, eine Basizität von weniger als 1,1 oder eine Erstarrungstemperatur von niedriger als 1100°C aufweist, werden der Neigungsgrad der ersten geneigten Oberfläche 2 (TRu: [%/m]) und der Neigungsgrad der zweiten geneigten Oberfläche 3 (TRd: [%/m]) auf Bereiche eingestellt, die den folgenden Ausdrücken (1) und (2) genügen. 4,4 – 1,95 × Vc ≤ TRu ≤ 6,06 – 2,5 × Vc(1) 0,92 – 0,3 × Vc ≤ TRd ≤ 1,18 – 0,4 × Vc(2)

Wenn andererseits das Formpulver 6 eine Basizität von 1,1 oder mehr und eine Erstarrungstemperatur von 1100°C oder höher aufweist, werden der Neigungsgrad der ersten geneigten Oberfläche 2 und der Neigungsgrad der zweiten geneigten Oberfläche 3 auf Bereiche eingestellt, die den folgenden Ausdrücken (3) und (4) genügen. 2,23 – 1,05 × Vc ≤ TRu ≤ 3,18 – 1,4 × Vc(3) 0,55 – 0,2 × Vc ≤ TRd ≤ 0,77 – 0,25 × Vc(4)

Die „Basizität" bedeutet einen Wert [–], der durch Teilen eines Wertes des Gesamt-Ca-Gehalts in dem Formpulver, umgewandelt zu einem CaO-Gehalt [Gew.-%], durch einen Wert des Gesamt-Si-Gehalts darin, umgewandelt zu einem SiO2-Gehalt [Gew.-%], erhalten wird.

Die „Erstarrungstemperatur" bedeutet eine Temperatur, bei der sich das Formpulver von flüssiger Phase zu fester Phase verändert.

Die Außenhaut wird schneller abgekühlt (schnellerer Wärmeentzug), wenn die „Basizität" und „Erstarrungstemperatur" niedriger sind, da die Kristalle, die in dem Festphasenpulver 8 ausgeschieden werden sollen, reduziert werden, was zur Reduktion des Wärmeübertragungswiderstandes führt. Andererseits wird die Außenhaut langsamer abgekühlt (langsamerer Wärmeentzug), wenn die „Basizität" und „Erstarrungstemperatur" höher sind, da die Dicke des Festphasenpulvers 8 mit Kristallen erhöht wird, während das Flüssigphasenpulver 7 mit guter Schmiereigenschaft unzureichend ist, und der Wärmeübertragungswiderstand wird folglich erhöht.

In der vorliegenden Beschreibung wird hierin nachstehend das Formpulver 6 mit einer Basizität von weniger als 1,1 oder einer Erstarrungstemperatur von niedriger als 1100°C ein schnell-kühlendes Pulver 6f genannt, und das Formpulver 6 mit einer Basizität von 1,1 oder mehr oder einer Erstarrungstemperatur von 1100°C oder höher wird langsam-kühlendes Pulver 6s genannt. Im allgemeinen wird das schnellkühlende Pulver 6f zum Gießen von kohlenstoffarmen Stahl und hypoperitektischem Stahl verwendet, und das langsam-kühlende Pulver 6s zum Gießen von hypoperitektischem Stahl.

Die lokale Wärmestromrate bzw. Wärmeübertragungsrate bzw. -geschwindigkeit des schnell-kühlenden Pulvers 6f direkt unter der Stahlschmelzeoberfläche ist größer als 2,0 MW/m2, beispielsweise wenn die Gießgeschwindigkeit 1,5 m/min beträgt. Andererseits beträgt die lokale Wärmestromrate des langsam-kühlenden Pulvers 6s direkt unter der Stahlschmelzeoberfläche nicht mehr als 2,0 MW/m2, wenn die Gießgeschwindigkeit 1,5 m/min beträgt.

Der „Neigungsgrad" wird basierend auf der folgenden Gleichung bestimmt. (Neigungsgrad) = ((W-Einlaß – W-Auslaß)/W-Auslaß)/H × 100(A) , worin W die Formbreite darstellt, wobei W-Einlaß eine Formbreite an dem oberen Ende der geneigten Oberfläche ist, und W-Auslaß eine Formbreite an dem unteren Ende der geneigten Oberfläche ist, und H der vertikale Abstand der geneigten Oberfläche ist.

Deshalb kann der Neigungsgrad der ersten geneigten Oberfläche 2 (TRu: [%/m]) durch die folgende Gleichung bestimmt werden (vgl. 1). TRu = ((Wu/Wm) – 1)/H1 × 100, worin Wu die Formbreite an dem oberen Ende der Form 1 ist, Wm die Formbreite an der Grenzposition 4 ist und H1 der vertikale Abstand der geneigten Oberfläche 2 ist.

Ebenso kann der Neigungsgrad der zweiten geneigten Oberfläche 3 (TRd: [%Im]) durch die folgende Gleichung bestimmt werden. TRd = ((Wm/Wd) – 1)/H2 × 100, worin Wd die Formbreite an dem unteren Ende der Form 1 ist und H2 der vertikale Abstand der zweiten geneigten Oberfläche 3 ist.

Wie oben beschrieben, werden die Bereiche des Neigungsgrades der ersten geneigten Oberfläche 2 und der zweiten geneigten Oberfläche 3 bezogen auf die Art des Formpulvers 6, das verwendet werden soll (schnell-kühlendes Pulver 6f oder langsam-kühlendes Pulver 6s), und die Gießgeschwindigkeit eingestellt.

Die Eintauchdüse 5 wird dann beschrieben. 3 ist eine vertikale Schnittdarstellung der Eintauchdüse.

Wie in dieser Zeichnung gezeigt, weisen die Stahlschmelze-Austrittsöffnungen 5a, 5a eine im wesentlichen rechteckige Querschnittsform auf und sind mit einem vorbestimmten Austrittswinkel &thgr; gebohrt. Der „Austrittswinkel &thgr;" bedeutet die Neigung der Mittellinie C der Stahlschmelze-Austrittsöffnung 5a, 5a, bezogen auf die Horizontale, wobei die vertikale Aufwärtsrichtung positiv ist und die Abwärtsrichtung negativ ist, bezogen auf die Horizontale als 0° (Referenz), wenn nicht anders angegeben.

Der Austrittswinkel &thgr; der Stahlschmelze-Austrittsöffnung 5a, 5a wird spezieller auf nicht weniger als –5° bis nicht mehr als 35° eingestellt, wenn die Gießgeschwindigkeit nicht mehr als 0,7 [m/min] beträgt. Mit anderen Worten wird in diesem Fall die Stahlschmelze-Austrittsöffnung 5a, 5a, bezogen auf die Horizontale, mit einer schrägen Aufwärtsneigung von nicht weniger als 0° bis nicht mehr als 5° oder mit einer schrägen Abwärtsneigung von nicht weniger als 0° bis nicht mehr als 35° gebohrt.

Andererseits wird der Austrittswinkel &thgr; auf nicht weniger als 10° bis nicht mehr als 35° eingestellt, wenn die Gießgeschwindigkeit mehr als 0,7 [m/min] beträgt. Mit anderen Worten wird in diesem Fall die Stahlschmelze-Austrittsöffnung 5a, 5a, bezogen auf die Horizontale, mit einer schrägen Abwärtsneigung von nicht weniger als 10° bis nicht mehr als 35° gebohrt.

Die Mündungsfläche S der Stahlschmelze-Austrittsöffnung 5a, 5a wird auf nicht weniger als 2500 mm2 bis weniger als 6400 mm2 eingestellt. Die „Mündungsfläche" bedeutet die Öffnungsfläche der Stahlschmelze-Austrittsöffnung 5a, 5a in Bohrrichtungssicht der Stahlschmelze-Austrittsöffnung 5a, 5a, wie in 3 gezeigt.

Der Austrittswinkel &thgr; und die Mündungsfläche S der Stahlschmelze-Austrittsöffnung 5a, 5a weisen eine enge Beziehung mit dem umgekehrten Fluß der Stahlschmelze auf, wie durch den gebogenen Pfeil in 1 gezeigt.

Spezieller gelangt, wenn der Austrittswinkel &thgr; kleiner ist und/oder wenn die Mündungsfläche S kleiner ist, die Austrittsrichtung des umgekehrten Flusses näher zu der Stahlschmelzeoberflächenseite und/oder die Austrittsströmungsgeschwindigkeit des umgekehrten Flusses wird mehr erhöht, wodurch ferner mehr Wärme zu der Stahlschmelzeoberfläche geführt wird, während die Stahlschmelzeoberfläche heftiger fluktuiert.

Wenn ebenso der Austrittswinkel &thgr; größer ist und/oder wenn die Mündungsfläche S größer ist, ist die Austrittsrichtung des umgekehrten Flusses entfernter von der Stahlschmelzeoberflächenseite und/oder die Austrittströmungsgeschwindigkeit des umgekehrten Flusses wird mehr reduziert, wodurch die Stahlschmelzeoberfläche sich mit minimierter Oberflächenfluktuation beruhigt, während die Wärme, die zu der Stahlschmelzeoberfläche zugeführt werden soll, reduziert wird.

Es wird durch Kontrolltests (Tabellen 5 bis 7), die durch die vorliegenden Erfinder durchgeführt wurden, geklärt, daß diese Oberflächefluktuation oder später beschriebene Bildung einer Deckschicht bzw. Haut („deckle") (verfestigte Substanz, massive Substanz) großen Einfluß auf die obengenannte Verfestigungsverzögerung hat.

Deshalb werden der Austrittswinkel &thgr; und die Mündungsfläche S wie oben beschrieben rational so eingestellt, daß ausreichend Wärme in die Nähe der Stahlschmelzeoberfläche für den Zweck der Verhinderung der Bildung von Deckschichten zugeführt werden kann, und daß die Fluktuation der Stahlschmelzeoberfläche nicht übermäßig ist.

Der Betrieb dieser Ausführungsform wird beschrieben.

Wie in 1 gezeigt, beginnt die Stahlschmelze, die kontinuierlich in die Form 1 durch die Eintauchdüse 5 gegossen wurde, sich von der Peripherie aus durch die Kühlwirkung der Innenoberfläche der Form 1 zu verfestigen, wodurch eine Außenhaut gebildet wird, und wird ebenso nach unten bei einer konstanten Gießgeschwindigkeit abgezogen. Das obengenannte Formpulver 6 (Flüssigphasenpulver 7 und Festphasenpulver 8) dringt zwischen die Form 1 und die Außenhaut und zeigt Funktionen wie Schmierwirkung.

Zu diesem Zeitpunkt wird die Form 1 unter Hinzufügung geeigneter Oszillation (Vibration) zum Fortsetzen einer stabilen Gießarbeit betrieben, während das Festfressen des Rohblocks an der Form verhindert wird. Deshalb verbleibt die Oszillationsspur im wesentlichen periodisch auf dem gegossenen Rohblock.

Nebenbei bemerkt, kontrahiert der Rohblock schnell in der Anfangsphase des Gießens (an der oberen Endseite der Form), wie durch die Strichpunktlinie in 6 gezeigt, da die Außenhaut noch ziemlich dünn ist, und der Wärmeentzug durch die Form 1 ist massiv bzw. schwer. Diese schnelle Verfestigungskontraktion setzt (schwächt) sich mit der Zeit gemäß dem Wachstum der Außenhaut (ab).

Wenn sich das Oberflächenniveau innerhalb der Form durch die Veränderung der Betriebsbedingungen verringert und der Startpunkt der Verfestigung außerhalb der Grenzposition 4 zwischen der ersten geneigten Oberfläche 2 und der zweiten geneigten Oberfläche 3 liegt, wird die Position, die plötzliche thermisch Kontraktion verursacht, von dem Bereich der ersten geneigten Oberfläche 3 verschoben, die als eine scharfe geneigte Oberfläche eingestellt ist, und der obengenannte Zwischenraum, der die Verfestigungsverzögerung verursacht, wird zwischen dem Rohblock und der Form 1 gebildet (vgl. ebenso 5).

Da andererseits die Stahlschmelzeoberflächenhöhe absichtlich erhöht und abgesenkt wird, um lokalen Schweißverlust der Eintauchdüse 5 (vgl. P in 1) zu verhindern, oder aufgrund der Oberflächenniveaufluktuation erhöht und abgesenkt wird, wird der Punkt, an dem die plötzliche Verfestigungskontraktion etabliert wird, ebenso in derselben Weise erhöht und abgesenkt.

Folglich wird die Grenzposition 4 auf eine nach unten gerichtete Entfernung von nicht weniger als 0,2 m, bezogen auf das obere Ende der Form 1u, eingestellt, um so die plötzliche Verfestigungskontraktion vor dem Erreichen der Grenzposition 4 sicher zu etablieren, mit anderen Worten, damit die Außenhaut in der Phase vor dem Erreichen der Grenzposition 4 ausreichend und sicher wächst.

Der minimale Abstand von 0,2 m der Grenzposition 4 von dem oberen Formende 1u wird unter Berücksichtigung der Veränderung der Dicke der Formpulverschicht eingestellt.

Wenn jedoch die Grenzposition 4 auf eine nach unten gerichtete Entfernung von mehr als 0,4 m, bezogen auf das obere Ende der Form 1u, eingestellt wird, verändert sich die Neigung der Oberfläche, wo es keinen Einfluß der großen Verfestigungskontraktion in der anfänglichen Phase gibt, wodurch die Neigung der Form nicht mit der tatsächlichen Kontraktion des Rohblocks übereinstimmt. Folglich wird die Grenzposition 4 auf eine nach unten gerichtete Entfernung von nicht mehr als 0,4 m, bezogen auf das obere Ende der Form 1u, eingestellt.

Wenn kontinuierliches Gießen bei einer Vielzahl von unterschiedlichen Gießbedingungen unter Verwendung einer einzelnen Form 1 durchgeführt wird, wird das kontinuierliche Gießen aus Sicht des realen Betriebs bevorzugt in dem folgenden Verfahren durchgeführt.

Wenn nämlich ein zweiter bzw. weiterer bzw. duplizierter Bereich bzw. Doppelbereich in einer Bereichsgruppe der unabhängig bestimmten Neigungsgrade, bezogen auf die Vielzahl an Gießbedingungen, vorliegt, wird der Neigungsgrad der ersten geneigten Oberfläche 2 oder der zweiten geneigten Oberfläche 3 innerhalb dieses zweiten Bereiches eingestellt.

Wenn andererseits kein zweiter Bereich in der Bereichsgruppe von unabhängig bestimmten Neigungsgraden, bezogen auf die Vielzahl von Gießbedingungen, vorliegt, wird ein Neigungsgradbereich, bestimmt bezogen auf eine größere Gießgeschwindigkeit, als der Neigungsgradbereich der ersten geneigten Oberfläche 2 oder der zweiten geneigten Oberfläche 3 vorgezogen (angepaßt). Ein Bereich, der dem Ausdruck (3) genügt, wird nämlich gegenüber einem Bereich, der dem Ausdruck (1) genügt, vorgezogen (angepaßt) und ein Bereich, der dem Ausdruck (4) genügt, wird gegenüber einem Bereich, der dem Ausdruck (2) genügt, vorgezogen (angepaßt).

Der Neigungsgrad wird, basierend auf einer Bedingung, die die Rohblockkontraktion minimieren kann, eingestellt.

Demgemäß können der vorstehend genannte Ziehwiderstand des Rohblocks gegen die Form 1, die Abnutzung der Form 1, das Kantenabschleifen an abgewinkelten Teilen des Rohblocks unterdrückt werden, während die Unterdrückung der Verfestigungsverzögerung an abgewinkelten Teilen des Rohblocks so gut wie möglich sichergestellt wird.

Der Ziehwiderstand, die Abnutzung und das Kantenabschleifen sind eng miteinander verbunden.

Die Vc ist ebenso in der Vielzahl von Gießbedingungen einbezogen. Wenn eine Vielzahl von Vc-Werten vorliegt, ist der Vc-Wert, der zum Bestimmen des Neigungsgrades verwendet werden soll, der maximale Wert, und wird auf die Ausdrücke (3) und (4) angewendet. Unter Berücksichtigung der Stabilität des Gießens ist es bevorzugt, die Bedingung so zu bestimmen, daß der Neigungsgrad so gut wie möglich minimiert werden kann.

Obwohl die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oben beschrieben wurde, kann die Ausführungsform folgendermaßen modifiziert und durchgeführt werden.

Beispielsweise kann die Form 1 in einer sogenannten Formbreite gebildet werden, die nach Bedarf variabel im Typ ist und die Formbreiten Wu, Wm und Wd gegebenenfalls verändern kann. Demgemäß können weitere flexible Reaktionen auf verschiedene Gießbedingungen erreicht werden (vgl. die Ausdrücke (1) bis (4)).

Obwohl die obengenannte Ausführungsform in der Annahme beschrieben wurde, daß die erste geneigte Oberfläche 2 (vier Flächen), die die Innenoberfläche der Form 1 bildet, vollständig auf denselben Neigungsgrad eingestellt ist, können gegenseitig unterschiedliche Neigungsgrade, die innerhalb der geeigneten Bereiche des Neigungsgrades liegen, wie in den 8 und 10 gezeigt, ebenso angepaßt werden, ohne darauf beschränkt zu sein. Dasselbe trifft auf die zweite geneigte Oberfäche 3 zu (vgl. 9 und 11).

Beispiele der vorliegenden Erfindung werden anschließend beschrieben. Jeder der obengenannten Zahlenbereiche wird rational durch die Beispiele 1 bis 3, die nachstehend beschrieben sind, abgesichert.

[Beispiel 1]

Dieses Beispiel ist ein Test, der durchgeführt wurde, um den oben beschriebenen dritten Gesichtspunkt zu belegen. Der dritte Gesichtspunkt ist die Korrelation der Gießbedingungen, wie die Art des Formpulvers 6 und die Gießgeschwindigkeit, mit der Neigung der geneigten Oberfläche.

In diesem Beispiel wurde die Formbreite an dem oberen Ende der Form 1 (vgl. 2 und 5) auf 600 mm × 380 mm eingestellt. Folglich beträgt das Schnittseitenverhältnis eines Rohblockes, der gegossen werden soll, etwa 1,6.

Das schnell-kühlende Pulver 6f wurde zu der Stahlschmelzeoberfläche innerhalb der Form 1 zugegeben. Das schnell-kühlende Pulver 6f wurde vorher in bezug auf die Komponenten eingestellt, so daß die Basizität größer als 0,6 und kleiner als 1,1 war, oder die Erstarrungstemperatur höher als 900°C und niedriger als 1100°C war.

Als die Stahlart, die gegossen werden soll, wurde hypoperitektischer Stahl mit einem Gehalt an C-Komponente von etwa 0,12 Gew.-% verwendet.

Der Austrittswinkel &thgr; der Stahlschmelze-Austrittsöffnungen 5a, 5a der Eintauchdüse 5 wurde auf 20° eingestellt. Die Stahlschmelze-Austrittsöffnungen 5a, 5a wurden 20° nach unten, bezogen auf die Horizontale, gebohrt.

Die Mündungsfläche S der Stahlschmelze-Austrittsöffnungen 5a, 5a wurde auf 3600 mm2 eingestellt.

Die Eintauchtiefe der Eintauchdüse 5 in die Stahlschmelze wurde auf etwa 80 bis 130 mm eingestellt.

Ferner wurde der Unterschied zwischen der Temperatur der Stahlschmelze in einer Gießwanne, die vorübergehend die Stahlschmelze zurückhält, die in die Form 1 gegossen werden soll, vor dem Gießen und der Flüssigphasenlinientemperatur auf etwa 5 bis 25°C eingestellt.

Ferner wurde die Form 1 mit einem elektromagnetischen Bewegungsmittel (Magnetspule oder dergleichen), nicht gezeigt, zum Bewegen der Stahlschmelze in der Form 1 ausgestattet, und die Bewegungskraft des elektromagnetischen Bewegungsmittels wurde so eingestellt, daß die Magnetfelddichte auf der Innenoberfläche der leeren Form 1 etwa 400 bis 800 Gauss betrug.

Tabelle 1 bezieht sich auf die breite Oberflächenseite der Form 1, und Tabelle 2 bezieht sich auf die enge Oberflächenseite davon.

Die Grenzposition zwischen der ersten geneigten Oberfläche und der zweiten geneigten Oberfläche auf eine nach unten gerichtete Entfernung, bezogen auf das obere Ende der Form, betrug 0,4 m.

[Tabelle 1] [Tabelle 2]

In den Tabellen 1 und 2 wurde die „Bewertung" basierend auf dem Grad der Verfestigungsverzögerung durchgeführt. Speziell wird in diesem Beispiel der Grad an Verfestigungsverzögerung (%) folgendermaßen definiert, und jeder Test wurde basierend auf diesem Grad an Verfestigungsverzögerung bewertet.

[Definition des Grades an Verfestigungsverzögerung]

Ein Rohblock nach dem Gießen wurde vertikal in Längsrichtung geschnitten, und der Abstand von einer Seite einer Wachstumsspur der Außenhaut, die in dem Schnitt auftritt, wie in 7 gezeigt, wurde gemessen. Spezieller wurden der Abstand X an einem Punkt (Markierung XX), wo die Wachstumsspur der Außenhaut am nächsten an einer Seite ist, und der Abstand Y an einem Punkt (Markierung YY), der 75 mm von einem abgewinkelten Teil Z, der am nächsten an dem Punkt XX ist, entfernt ist, gemessen.

Der Grad an Verfestigungsverzögerung (%) wird durch die folgende Gleichung definiert. Grad an Verfestigungsverzögerung (%) = 100 × (Y – X)/Y

[Kriterien zur Bewertung]

Ein Grad an Verfestigungsverzögerung von nicht mehr als 10% wurde mit O bewertet, da er kaum das Risiko des vertikalen Reißens bzw. Springens bzw. Brechens an abgewinkelten Teilen des Rohblocks aufweist (hierin nachstehend ebenso als vertikales Kantenreißen bezeichnet).

Ein Grad an Verfestigungsverzögerung von mehr als 10 bis 20% wurde als O aufgrund des Risikos des feinen vertikalen Kantenreißens von weniger als 1 mm bewertet.

Ein Grad an Verfestigungsverzögerung von mehr als 20 bis 30% wurde als &Dgr; aufgrund des Risikos des vertikalen Kantenreißens von nicht weniger als 1 mm bewertet.

Bei einem Grad an Verfestigungsverzögerung von nicht weniger als 30% wird die Wahrscheinlichkeit des vertikalen Kantenreißens von nicht weniger als 1 mm erhöht. Ein Fall mit einem großen Oberflächenneigungswinkel wurde als x aufgrund des erhöhten Ziehwiderstandes des Rohblocks gegen die Form oder des Risikos des sogenannten Kantenabschleifens an abgewinkelten Teilen der Oszillationsspur bewertet.

8 ist eine graphische Darstellung, welche die Ergebnisse der Tabellen 1 und 2 zeigt, die nur unter Beachtung der ersten geneigten Oberfläche dargestellt werden, und 9 ist eine graphische Darstellung, welche die Ergebnisse der Tabellen 1 und 2 zeigt, die nur unter Beachtung der zweiten geneigten Oberfläche dargestellt werden.

Gemäß den 8 und 9 wurde es bei der Verwendung des schnell-kühlenden Pulvers 6f als bevorzugt befunden, daß der Neigungsgrad der ersten geneigten Oberfläche 2 (TRu: [%/m]) und der Neigungsgrad der zweiten geneigten Oberfläche 3 (TRd: [%/m]) innerhalb der Bereiche liegen, die den Ausdrücken (1) und (2) genügen. 4,4 – 1,95 × Vc ≤ TRu ≤ 6,06 – 2,5 × Vc(1) 0,92 – 0,3 × Vc ≤ TRd ≤ 1,18 – 0,4 × Vc(2)

In 8 und 9 werden die Bewertungen eines Tests mit der höchsten Bewertung von einer Vielzahl von Tests, die durchgeführt wurden, bezogen auf dieselbe Gießgeschwindigkeit und denselben Neigungsgrad, auf übliche Weise dargestellt.

[Beispiel 2]

Ein Kontrolltest von diesem Beispiel war im wesentlichen derselbe wie in Beispiel 1, außer daß das langsam-kühlende Pulver 6s zu der Stahlschmelzeoberfläche innerhalb der Form 1 anstelle des schnell-kühlenden Pulvers 6f zugegeben wurde. Das langsam-kühlende Pulver 6s wurde vorher in bezug auf die Komponente eingestellt, so daß die Basizität größer als 1,1 oder die Erstarrungstemperatur höher als 1100°C war.

Tabelle 3 bezieht sich auf die breite Oberflächenseite der Form 1, und Tabelle 4 bezieht sich auf die enge Oberflächenseite davon.

Die Grenzposition zwischen der ersten geneigten Oberfläche und der zweiten geneigten Oberfläche auf eine nach unten gerichtete Entfernung, bezogen auf das obere Ende der Form, betrug 0,4 m.

[Tabelle 3] [Tabelle 4]

10 ist eine graphische Darstellung, welche die Ergebnisse der Tabellen 3 und 4 zeigt, die nur unter Beachtung der ersten geneigten Oberfläche dargestellt werden, und 11 ist eine graphische Darstellung, welche die Ergebnisse der Tabellen 3 und 4 zeigt, die nur unter Beachtung der zweiten geneigten Oberfläche dargestellt werden.

Gemäß den 10 und 11 wurde es bei der Verwendung des langsam-kühlenden Pulvers 6s als bevorzugt befunden, daß der Neigungsgrad der ersten geneigten Oberfläche 2 (TRu: [%/m]) und der Neigungsgrad der zweiten geneigten Oberfläche 3 (TRd: [%/m]) innerhalb der Bereiche liegen, die den nachstehend beschriebenen Ausdrücken (3) und (4) genügen. 2,23 – 1,05 × Vc ≤ TRu ≤ 3,18 – 1,4 × Vc(3) 0,55 – 0,2 × Vc ≤ TRd ≤ 0,77 – 0,25 × Vc(4)

In 10 und 11 wurden die Bewertungen eines Tests mit den höchsten Bewertungen von einer Vielzahl von Tests, die durchgeführt wurden, bezogen auf dieselbe Gießgeschwindigkeit und denselben Neigungsgrad, in üblicher Weise dargestellt.

[Beispiel 3]

Dieses Beispiel ist ein Test, der durchgeführt wurde, um den oben beschriebenen vierten Gesichtspunkt nachzuweisen. Der vierte Gesichtspunkt bezieht sich auf den umgekehrten Fluß der Stahlschmelze, der die Eigenschaft des Fluktuierens der Stahlschmelzeoberfläche besitzt, zusätzlich zu der Rolle des Zuführens von Wärme in die Nähe der Stahlschmelzeoberfläche.

Der Kontrolltest von diesem Beispiel wurde im wesentlichen genauso wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer daß das langsam-kühlende Pulver 6s zu der Stahlschmelzeoberfläche innerhalb der Form 1 anstelle des schnell-kühlenden Pulvers 6f zugegeben wurde. Das langsam-kühlende Pulver 6s wurde vorher in bezug auf die Komponente eingestellt, so daß die Basizität größer als 1,1 und kleiner als 2,5 und die Erstarrungstemperatur höher als 1100°C und niedriger als 1270°C war.

Als die Stahlart, die in diesem Beispiel gegossen werden soll, wurde hypoperitektischer Stahl mit einem Gehalt an C-Komponente von etwa 0,12 Gew.-% ebenso wie in Beispiel 1 verwendet.

Die Tabellen 5, 6, und 7 beziehen sich auf Tests, die durchgeführt wurden, während als Neigungen der ersten geneigten Oberfläche 2 und der zweiten geneigten Oberfläche 3 im wesentlichen Haupt- bzw. Mittelwerte bzw. in der Mitte gelegene Werte in geeigneten Neigungsgradbereichen, gezeigt in 10 und 11, und obere Grenzwerte in demselben Bereich bzw. untere Grenzwerte in demselben Bereich eingestellt wurden.

Die Grenzposition zwischen der ersten geneigten Oberfläche und der zweiten geneigten Oberfläche auf eine nach unten gerichtete Entfernung, bezogen auf das obere Ende der Form, betrug 0,4 m.

[Tabelle 5] [Tabelle 6] [Tabelle 7]

Die Tests, in denen die Oberflächenniveaufluktuation für 1 Minute weniger als ± 5 mm betrug und die Flachheit des Oberflächenniveaus regelmäßig weniger als 10 mm betrug, wurden als „O" in der Spalte der Stahlschmelzeoberflächenfluktuation/Drift in den Tabellen 5 bis 7 bewertet, während die Tests, in denen die Oberflächenniveaufluktuation nicht weniger als ± 5 mm betrug oder die Flachheit des Oberflächenniveaus nicht regelmäßig weniger als 10 mm betrug, als „x" bewertet wurden.

In den Tests mit „x" in der Spalte „Deckschicht" der Tabellen 5 bis 7 verfestigte sich die Stahlschmelze in der Nähe der Stahlschmelzeoberfläche, wodurch eine verfestigte Substanz erzeugt wurde, oder das Formpulver 6 wurde nicht ausreichend in geschmolzene Schlacke (geschmolzen) in der Nähe der Stahlschmelzeoberfläche überführt, zusätzlich zu der Herstellung der verfestigten Substanz, und folglich mit der verfestigten Substanz verbunden, wodurch eine Deckschicht gebildet wurde (massive Substanz). Andererseits wurden in den Tests mit „O" weder die verfestigte Substanz noch die Deckschicht gebildet.

Der Grund, daß die Stahlschmelze sich verfestigt oder das Formpulver 6 nicht ausreichend in geschmolzene Schlacke (geschmolzen) in der Nähe der Stahlschmelzeoberfläche überführt wurde, ist denkbar der, daß nicht ausreichend Wärme in die Nähe der Stahlschmelzeoberfläche zugeführt wurde.

Bei der „Gesamtbewertung" der Tabellen 5 bis 7 wurden der Grad an Verfestigungsverzögerung, das vertikale Kantenreißen und dergleichen zusätzlich zur Bewertung von „Oberflächenniveaufluktuation/Drift" und der Erzeugung von „Deckschicht" oder dergleichen umfassend bewertet.

Wie in den Tabellen 5 bis 7 gezeigt, wurden intensive und ausführliche Untersuchungen in bezug auf alle Fälle mit Gießgeschwindigkeiten von 0,5 (m/min], 0,6 [m/min], 0,7 [m/min], 0,9 [m/min], 1,0 [m/min] und 1,5 [m/min] durchgeführt.

Gemäß den Tabellen 5 bis 7 wurde es als bevorzugt befunden, daß die Mündungsfläche S der Stahlschmelze-Austrittsöffnungen 5a, 5a auf nicht weniger als 2500 mm2 bis weniger als 6400 mm2 eingestellt wurde.

Gemäß den Tabellen 5 bis 7 wurde herausgefunden, daß der untere Grenzwert des bevorzugten Bereiches des Austrittswinkels &thgr; der Stahlschmelze-Austrittsöffnungen 5a, 5a erhöht wird, wenn die Gießgeschwindigkeit erhöht wird (in einem Fall, daß die schräge Abwärtsrichtung als positive Richtung genommen wird, bezogen auf die Horizontale).

Gemäß den Tabellen 5 bis 7 wurde ferner herausgefunden, daß die Verfestigungsverzögerung, die vertikales Kantenreißen verursacht, durch gleichzeitige Berücksichtigung aller von (1) Formform (zweistufig abgeschrägte Form), (2) der Neigungsgrade der geneigten Oberflächen 2 und 3 gemäß dem Wärmeentzug, der für das Formpulver 6 charakteristisch ist, und (3) der Form der Eintauchdüse 5 unterdrückt werden kann.

Gemäß den Tabellen 5 bis 7 wurde herausgefunden, daß die Ausdrücke (3) und (4), die geeignete Bereiche an jeweiligen Neigungen der ersten geneigten Oberfläche 2 und der zweiten geneigten Oberfläche 3 zeigen, durch diese rational abgesichert werden können, da der obere Grenzwert und der untere Grenzwert, die durch die Ausdrücke (3) und (4) gezeigt werden, verifiziert werden, wie in den Tabellen 6 und 7 gezeigt, und es wurde geklärt, dass die Gesamtbewertungen davon zufrieden stellend sind.

In bezug auf die Ausdrücke (1) und (2) wurden dieselben Kontrolltests wie in den Tabellen 5 und 7 durchgeführt, wodurch die Ausdrücke (1) und (2) ebenso rational geprüft wurden.


Anspruch[de]
Kontinuierliches Gießverfahren zum kontinuierlichen Gießen eines Rohblockes mit einem im wesentlichen rechteckigen Querschnitt, wobei die Länge jeder Kante, die den Querschnittsumfang bilden, nicht weniger als 120 mm beträgt und das Seitenverhältnis nicht weniger als 1,0 bis nicht mehr als 2,0 beträgt, bei einer Gießgeschwindigkeit (Vc: [m/min]) von nicht weniger als 0,5 [m/min] bis nicht mehr als 2,0 [m/min] unter Verwendung eines Formpulvers, das zu einer Form zugegeben werden soll, das auf einen Gesamtgehalt an CaO-Komponente und SiO2-Komponente von nicht weniger als 50 Gew.-% und einen Gehalt an F-Komponente von nicht mehr als 11 Gew.-% eingestellt wird, wobei das Verfahren umfaßt:

Bereitstellen einer ersten geneigten Oberfläche und einer zweiten geneigten Oberfläche, die sich im Neigungsgrad von oben nach unten unterscheiden, auf der Innenseite der Form;

Einstellen des Neigungsgrades der ersten geneigten Oberfläche (TRu: [%/m]) und des Neigungsgrades der zweiten geneigten Oberfläche (TRd: [%/m]) auf Bereiche, die den folgenden Ausdrücken (1) und (2) genügen, wenn die Basizität des Formpulvers weniger als 1,1 beträgt oder die Erstarrungstemperatur des Formpulvers niedriger als 1100°C ist;

Einstellen des Neigungsgrades der ersten geneigten Oberfläche und des Neigungsgrades der zweiten geneigten Oberfläche auf Bereiche, die den folgenden Ausdrücken (3) und (4) genügen, wenn die Basizität des Formpulvers 1,1 oder mehr beträgt und die Erstarrungstemperatur des Formpulvers 1100°C oder höher ist;

Einstellen der Grenzposition zwischen der ersten geneigten Oberfläche und der zweiten geneigten Oberfläche auf eine nach unten gerichtete Entfernung von nicht weniger als 0,2 m und nicht mehr als 0,4 m, bezogen auf das obere Ende der Form;

Bohren von mindestens zwei Stahlschmelze-Austrittsöffnungen in untere Endbereiche einer Eintauchdüse zum Gießen von Stahlschmelze in die Form;

Einstellen der Mündungsfläche der Stahlschmelze-Austrittsöffnungen auf nicht weniger als 2500 mm2 bis weniger als 6400 mm2;

Einstellen des Austrittswinkels der Stahlschmelze-Austrittsöffnungen schräg nach oben, bezogen auf die Horizontale, auf nicht weniger als 0° bis nicht mehr als 5° oder schräg nach unten auf nicht weniger als 0° bis nicht mehr als 35°, wenn die Gießgeschwindigkeit nicht mehr als 0,7 [m/min] beträgt; und

Einstellen des Austrittswinkels der Stahlschmelze-Austrittsöffnungen schräg nach unten, bezogen auf die Horizontale, auf nicht weniger als 10° bis nicht mehr als 35°, wenn die Gießgeschwindigkeit größer als 0,7 [m/min] ist. 4,4 – 1,95 × Vc ≤ TRu ≤ 6,06 – 2,5 × Vc(1) 0,92 – 0,3 × Vc ≤ TRd ≤ 1,18 – 0,4 × Vc(2) 2,23 – 1,05 × Vc ≤ TRu ≤ 3,18 – 1,4 × Vc(3) 0,55 – 0,2 × Vc ≤ TRd ≤ 0,77 – 0,25 × Vc(4)
Kontinuierliches Gießverfahren nach Anspruch 1, wobei, wenn ein zweiter Bereich vorliegt, bei der Durchführung des kontinuierlichen Gießens bei einer Vielzahl von unterschiedlichen Gießbedingungen unter Verwendung einer einzelnen Form in einer Bereichsgruppe von unabhängig bestimmten Neigungsgraden, bezogen auf die Vielzahl von Gießbedingungen, der Neigungsgrad der ersten geneigten Oberfläche oder der zweiten geneigten Oberfläche innerhalb des zweiten Bereiches eingestellt wird, und wenn kein zweiter Bereich in der Bereichsgruppe von unabhängig bestimmten Neigungsgraden, bezogen auf die Vielzahl von Gießbedingungen, vorliegt, wird ein bestimmter Neigungsgradbereich, bezogen auf eine größere Gießgeschwindigkeit, als der Neigungsgradbereich der ersten geneigten Oberfläche oder der zweiten geneigten Oberfläche vorrangig behandelt, wobei ein Bereich, der dem Ausdruck (3) genügt, gegenüber einem Bereich, der dem Ausdruck (1) genügt, vorrangig behandelt wird und ein Bereich, der dem Ausdruck (4) genügt, gegenüber einem Bereich, der dem Ausdruck (2) genügt, vorrangig behandelt wird.






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