Entwicklung einer semikontinuierlichen Stranggießanlage im Labormaßstab zur experimentellen Untersuchung der Erzeugung von Dünnbrammen aus Stahl
In dieser Arbeit wird die Entwicklung eines Versuchsaufbaus vorgestellt, der es ermöglicht, den semikontinuierlichen Stranggießprozess experimentell abzubilden sowie Dünnbrammen aus Stahl im Labormaßstab zu erzeugen.
Es wird eine geeignete Stranggusskokille mit entsprechender aktiver Wasserkühlung konstruiert und Gießparameter werden entwickelt, mit denen Dünnbrammen, ohne die Gefahr von Durchbrüchen, erzeugt werden können. Mit Hilfe der eingebundenen messtechnischen Elemente ist die Erfassung der thermischen Bedingungen in der Kokille und innerhalb des vergossenen Strangs möglich, sodass detaillierte Daten über den Prozess und den Erstarrungsverlauf ermittelt werden können. Ziel ist die Wahl von Gießparametern, die eine sichere Randschalenausbildung bei gleichzeitig flüssigem Kern ermöglichen. Des Weiteren werden Wege zur Charakterisierung der eingesetzten Legierungen aufgezeigt, die zu einem genaueren Verständnis über den Erstarrungsverlauf beitragen.
Durch die Kombination der gemessenen Versuchsdaten ist eine umfassende Analyse des thermischen Zustands bis hin zur Bestimmung der metallurgischen Länge eines Stranggießversuchs möglich. Die innerhalb der Stranggießkokille ermittelten Prozessdaten geben Aufschluss über die Position des Gießspiegels sowie die auftretenden Wärmeströme. Diese weisen eine Abhängigkeit der chemischen Zusammensetzung des Stahls und somit des Erstarrungsverhaltens der vergossenen Legierung auf.
This thesis presents the development of an experimental setup which allows the semicontinuous casting process to be reproduced experimentally and thin steel slabs to be produced on a laboratory scale.
A suitable continuous casting mold with appropriate active water cooling is designed and casting parameters are developed with which thin slabs can be reliably produced. With the aid of the integrated measuring instruments, it is possible to record the thermal conditions in the mold and within the casted strand, so that detailed data on the process and the solidification can be determined. The aim is to select casting parameters that enable reliable strand shell formation while maintaining a liquid core. Furthermore, ways of characterizing alloys will be demonstrated, which will contribute to a more precise understanding of the solidification process.
By combining the measured data, a comprehensive analysis of the thermal state up to the determination of the metallurgical length of a continuous casting experiment is possible. The process data determined within the continuous casting mold provide information on the position of the casting level as well as the heat flows occurring. These show a dependence on the chemical composition of the steel and thus on the solidification behavior of the cast alloy.