DE19639297C2 - Verfahren und Vorrichtung für Hochgeschwindigkeits-Stranggießanlagen mit einer Strangdickenreduktion während der Erstarrung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für Stranggießanlagen zur Erzeugung von Strängen, deren Querschnitt während der Erstarrung reduziert wird.

Es ist bekannt, daß die Stränge auf solchen Hochgeschwindigkeits­ anlagen im allgemeinen mit einer Erstarrungsdicke zwischen 18 und 450 mm und Gießgeschwindigkeiten bis maximal 12 m/min hergestellt werden, z. B. auf Anlagen für das Gießen von Brammen, Vorblöcken und Knüppeln mit quadratischem oder rundem Profil, bei denen eine Reduktion des Strangquerschnittes vorzugsweise in Dickenrichtung nach seinem Austreten aus der Kokille während der Erstarrung vor­ genommen wird.

Diese Technologie des Gießwalzens von Dünnbrammen bzw. Rund-Knüp­ peln ist durch die Patentschriften DE 44 03 048 und DE 44 03 049 bzw. DE 41 39 242 bekanntgeworden; im Falle von Dünnbrammen wird sie zudem auch in Produktionsstätten täglich angewendet.

So wird z. B. eine Dünnbramme mit einer Dicke von bspw. 65 auf 40 mm im Segment 0, das direkt unter der Kokille angeordnet ist, reduziert. Diese Strangdickenreduktion um 25 mm oder 38,5% kann für bestimmte innenrißempfindliche Stahlgüten qualitativ von Nach­ teil sein. So kann die Stranginnendeformation, bedingt durch die Strangdickenreduktion oder auch Gießwalzen genannt, Auslöser von Innenrissen sein, da die kritische Deformation des Werkstoffes an der inneren Strangschale flüssig/fest, aber auch an der äußeren Strangschale überschritten wird.

Diesem Beispiel liegt ein 2 m langes Kreisbogen-Segment 0 zugrun­ de, das keine Biegearbeit oder Biegedeformation in die Strangscha­ le einbringt. Die Umformgeschwindigkeit der Strangschale beim Gießwalzen während der Erstarrung, die ein Maß für die Strangde­ formation darstellt, beträgt hier 1,25 mm/s mit einer Gießge­ schwindigkeit von 6 m/min. Dieser Wert der Umformgeschwindigkeit steigt bei einer Gießgeschwindigkeitserhöhung auf z. B. 10 m/min auf 2,08 mm/s an, womit er sehr kritisch wird. Solche allein durch das Gießwalzen hervorgerufenen Innendeformationen werden nicht nur für die Tiefzieh-Stahlgüten, die relativ unempfindlich gegen Innendformationen sind, sondern vor allem für empfindliche Stähle wie mikro-legierte APX - 80 Güten kritisch.

Die durch das Gießwalzen hervorgerufene Deformation kann sich außerdem bei Senkrecht-Abbiegeanlagen, bei denen normalerweise im Segment unter der Kokille gleichzeitig eine Biegung des Stranges erfolgt, noch durch die in den Strang eingebrachte Biegedeforma­ tion stark überhöhen, wodurch die Gefahr der Überschreitung der kritischen Deformation und damit der Rißbildung nochmals vergrö­ ßert wird.

Die vorbeschriebenen Erkenntnisse und Zusammenhänge vorausschic­ kend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, durch verfahrens­ technische Maßnahmen und einfache Vorrichtungsmerkmale die Defor­ mationsdichte der Strangquerschnittsreduktion so vorzugeben, daß die kritische Deformation des Stranges unter Berücksichtigung der Gießgeschwindigkeit und auch Stahlgüte nicht überschritten wird. Die Erfindungsmerkmale gelten für alle im Strang gegossenen Forma­ te und auch für alle Typen von Strangießanlagen und beschreiben mit dem Verfahrensanspruch 1 und seinen Unteransprüchen sowie mit dem Vorrichtungsanspruch und seinen Unteransprüchen die Erfindung.

Die folgende erfindungsgemäße, unerwartete Lösung zur Erreichung des oben beschriebenen Zieles wird am Beispiel einer Dünnbramme näher erläutert, wobei die Erfindung im besonderen für das Gießen von Dünnbrammen mit einer Dicke zwischen 60 und 120 mm nach der Erstarrung, d. h. die Dicke der Bramme im Kantenbereich beträgt am Kokillenaustritt z. B. minimal 70 und maximal 160 mm, in Betracht gezogen wird. Die Reduktion der Strangdicke, die normalerweise zwischen der Oberseite und der Unterseite einer Strangführung stattfindet, beträgt nach dem Stand der Technik heute unter Ver­ suchsbedingungen maximal 60%, hier wird eine 50 mm dicke Bramme auf ca. 20 mm über eine Walzspaltlänge von ca. 200 mm reduziert, und unter Produktionsbedingungen maximal 38,5%, hier wird der Strang von 65 auf 40 mm über die Länge des Segmentes 0 von ca. 2 m, das unterhalb der Kokille angeordnet ist, reduziert. In beiden Fällen liegt eine maximale Gießgeschwindikeit von 6 m/min vor.

Die Beschreibung der Erfindung basiert beispielhaft auf einer Dünnbramme mit einer Dicke von 100 mm am Kokillenaustritt und einer Erstarrungsdicke von 80 mm. Die Erfindung schlägt nun eine Art der Verteilung und die Realisation der Strangdickenreduktion während der Erstarrung der Dünnbramme im Strangführungsgerüst für die beispielhaften Gießgeschwindigkeiten von 6 und 10 m/min vor.

In den Tabellen 1 und 1.1 sind die wesentlichen Prozeß- und Vor­ richtungsdaten der Erfindung dem Stand der Technik gegenüberge­ stellt. Die Tabelle 1 stellt die Daten für Gießgeschwindigkeiten von 6 m/min und die Tabelle 1.1 für Geschwindigkeiten von 10 m/min dar.

In beiden Tabellen wird die Gesamt-Reduktion der Dicke des Stran­ ges von 20 mm während der Erstarrung in seiner Verteilung zwischen dem Segment 0 und dem Rest der Strangführung, den Segmenten 1 bis maximal 13, variiert. Der Stand der Technik stellt sich in den Tabellen durch eine Gesamtreduktion der Strangdicke von 20 mm, durchgeführt allein im Segment 0, dar (vgl. die Ziffern 19 bis 22 in Spalte 1). Hier wird deutlich, daß sich die Reduktionsgeschwin­ digkeit des Stranges im 3 m langen Segment 0, ausgelöst durch die Strangdickenreduktion oder das Gießwalzen, und damit funktional die Strangschalendeformation von 0,67 auf 1,11 mm/s bei einer Gießgeschwindigkeitserhöhung von 6 m/min auf 10 m/min erhöht.

Die Ziffern 19-22 und 23-28, Spalten 2, 3 und 4 und Ziffern 29-34 stellen nun die erfindungsgemäße Lösung dar, die eine starke Sen­ kung der Deformationsdichte der Strangschale durch eine Umvertei­ lung der Gesamt-Dickenreduktion von 20 mm zwischen dem Segment 0 und den Segmenten 1-n, das auch als "soft reduction" bezeichnet werden kann, bewirken. Diese Umverteilung wird an Hand folgender Beispiele näher erläutert:

• - 15 mm im Segment 0 und 5 mm in den Segmenten 1-n, Ziffern 19-28, Spalte 2;
• - 10 mm im Segment 0 und 10 mm in den Segmenten 1-n, Ziffern 19-28, Spalte 3;
• - 5 mm im Segment 0 und 15 mm in den Segmenten 1-n, Ziffern 19-28, Spalte 4;
• - 20 mm in den Segmenten 0 bis n, Ziffern 29-34.

So kann nun die Reduktionsgeschwindigkeit und damit die funktiona­ le Deformationsdichte der Strangschale bei 20 mm Gesamt-Dickenre­ duktion und 10 m/min Gießgeschwindigkeit von

• - 1,11 mm/s, 20 mm im Segment 0, Stand der Technik, Ziffer 21, Spalte 1 auf
• - 0,114 mm/s, 20 mm in den Segmenten 0 bis 13, Ziffer 33

abgesenkt werden. Mit Verlagerung eines Teiles der Dickenreduktion vom Segment

0

in die Segmente

1

bis

13

oder

1

bis n - je nach Gießgeschwindigkeit - wird allerdings die einzubringende Arbeit in den Strang mit wachsender Strangschalendicke größer. Die Erfindung berücksichtigt daher, daß eine optimale Verteilung der Gesamt- Dickenreduktion in der gesamten Strangführung zwischen dem Segment 0 und dem Segment n, das bis unmittelbar hinter der Enderstarrung reicht, die Strangschalendicke auch mit einbezieht. Diese Berück­ sichtigung wird durch eine Quadrat-Wurzel Funktion über die Er­ starrungszeit in vorteilhafter Weise entweder im Bereich der Seg­ mente

1

bis n, soft reduction, oder im Bereich der Segmente 0 bis n, soft reduction, erreicht.

Die Fig. 1 bis 7 verdeutlichen die Erfindung im Detail im Ver­ gleich zum Stand der Technik.

Die Fig. 1 mit den Bildern 1 und 2 stellt schematisch die Situa­ tion eines Stranges mit einer Dicke in der Kokille von 100 mm und einer Erstarrungsdicke von 80 mm für eine Gießgeschwindigkeit von 10 m/min und einer Gesamt-Strangdickenreduktion von 20 mm nur im Segment 0, Gießwalzen, (Bild 1) bzw. 10 mm im Segment 0, Gießwal­ zen, und 10 mm in den Segmenten 1 bis 13, "soft reduction", (Bild 2) dar. Weiterhin wird der Strang in der Maschine mit seinen Stahlphasen gezeigt, wie

• - der Überhitzungsphase (1), der reinen Schmelzphase oder auch Penetrationszone genannt mit ihrem tiefsten Liquiduspunkt (1.1),
• - dem 2-Phasengebiet, Schmelze/Kristall (2) mit seinem tiefsten Soliduspunkt, der Sumpfspitze (2.1) nach 30 m Strangführung, die aus einer ca. 1,2 m langen Kokille, einem 3 m langem Segment 0 und den Segmenten 1 bis 13 mit einer Länge von insgesamt 26 m besteht und
• - der festen Phase oder Strangschale (3).

Die reine Schmelzphase oder auch Penetrationszone liegt im Bereich des Segmentes 0, in dem eine Strangdickenreduktion oder das Gieß­ walzen von 2 × 10 mm oder 20 mm und keine weitere in den Folgeseg­ menten 1 bis 13, - Beschreibung des Stands der Technik (Bild 1) -, bzw. von 2 × 5 mm oder 10 mm, Gießwalzen, und weiteren 10 mm in den Folgesegmenten 1 bis 13, "soft reduction", Teil der Erfindung (Bild 2), vorgenommen wird. Die Reduktion der Strangdicke im Seg­ ment 0, das z. B. als Zangensegment mit zwei Klemmvorrichtungen, z. B. hydraulischen Zylindern (14), am Segmentausgang ausgebildet ist, wird über eine Länge von 3 m linear vorgenommen; die Reduk­ tion im Bereich der Segmente 1-13 kann partiell pro Segment, aber auch über alle Segmente sowohl linear als auch nicht linear, d. h. zum Beispiel einer Quadrat-Wurzel folgend, erfolgen. Im Bild 2 ist die Strangdickenreduktion von 10 mm in den Segmenten 1-13, "soft reduction" - linear verteilt.

Die Reduktionsgeschwindigkeit in mm/s der Strangschale, die ein Maß für die Strangschalendeformation darstellt, kann im Fall der Erfindung (Bild 2) im Vergleich zum Stand der Technik (Bild 1) wesentlich verringert werden, wie die folgenden Werte zeigen:

• - Stand der Technik, Bild 1:
  Segment 0, Reduktion 20 mm, Gießwalzen, Reduktionsgeschwin­ digkeit 1,11 mm/s;
  Segmente 1-13, Reduktion 0 mm, kein "soft reduction", Reduk­ tionsgeschwindigkeit 0
• - Erfindung, Bild 2:
  Segment 0, Reduktion 10 mm, Gießwalzen, Reduktionsgeschwin­ digkeit 0,56 mm/s;
  Segmente 1-13, Reduktion 10 mm, soft reduction, Reduktionsge­ schwindigkeit 0,064 mm/s.

Die Verteilung der Strangdickenreduktionen zwischen dem Segment 0 und den Folgesegmenten 1-13 kann nun optimal, hinsichtlich der möglichen Strangdeformation unter Vermeidung von Innen- und Ober­ flächenrissen und der minimal einzubringenden Arbeit zur Strang­ dickenreduktion, die mit der Dicke der Strangschale anwächst, gewählt werden.

Dieser Verteilungseffekt auf die Reduktionsgeschwindigkeit und damit auf die Strangschalenbelastung ist in den Tabellen 1 und 1.1 angegeben sowie in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Die Fig. 2 zeigt die Reduktion der Strangdicke in mm/m Strangführung für eine Gesamt-Dickenabnahme von 20 mm in Abhängigkeit von unterschiedli­ chen Abnahmen im Segment 0 und der jeweils entsprechenden komple­ mentären Dickenabnahme in den Segmenten 1-13 für die Stranggießgeschwindigkeiten von 6 und 10 m/min. Bei einer linearen Verteilung der Gesamt-Reduktion von 20 mm über alle Segmente 0 bis 8 oder 13 stellen sich Werte bei der Dickenreduktion (RL-6) und (RL-10) und Reduktionsgeschwindigkeit (RS-6) und (RS-10) von

• - 1,168 mm/m Strangführung (RL-6) und 0,117 mm/s (RS-6) bei 6 m/min Gießgeschwindigkeit bzw.
• - 0,685 mm/m Strangführung (RL-10) und 0,114 mm/s (RS-10) bei 10/min Gießgeschwindigkeit

ein, die die geringste Deformationsdichte aufweisen, allerdings einen maximalen Aufwand an Arbeit verlangen und einen "soft reduc­ tion" Vorgang über die gesamte Strangführung ergeben. Zwischen diesem Extrem, der Gesamtreduktion von 20 mm im Segment 0 und der Reduktion gleichförmig über die Strangführung im Segment 0 bis kurz hinter der Enderstarrung des Stranges verteilt, setzt die Erfindung mit ihren Ansprüchen an.

Die Fig. 4 stellt wie Fig. 1 schematisch die Situation eines Stranges mit einer Dicke in der Kokille von 100 mm und einer Er­ starrungsdicke von 80 mm für die Gießgeschwindigkeiten VG von 6 m/min. Bild 3, und von 10 m/min. Bild 4 vergleichend gegenüber. Im Falle von VG 6 m/min wird erfindungsgemäß die Strangdickenreduktion von z. B. 10 mm im Segment 0 und von den restlichen 10 mm in den Segmenten 1 bis 8, entsprechend des kürzeren Erstarrungsweges, vorgenommen. So befindet sich der tiefste Liquidus-Punkt (1.2) bei bereits ca. 1,8 m und die Sumpfspitze (2.2) bei ca. 18,12 m. Da die Reduktion der Strangdicke maximal über 18,12 m verläuft und gleichzeitig die Enderstarrung mit erfassen soll, werden die Seg­ mente 1 bis 8 für die Reduktion der Dicke genutzt. Das Bild 4 in Fig. 4 stellt wie das Bild 2 in Fig. 1 die Situation des Stran­ ges bei einer Gießgeschwindigkeit von VG 10 m/min dar.
Der Vergleich der erfindungsgemäßen Gießsituationen, dargestellt in den Bildern 3 und 4 in Fig. 4 führt zu folgenden Werten der Reduktionsgeschwindigkeiten und damit Strangschalenbelastungen:

• - 6 m/min. Bild 3 in Fig. 4, Erfindungsbeispiel, Segment 0, Reduktion 10 mm, Reduktionsgeschwindigkeit 0,33 mm/s, Gießwalzen;
  Segmente 1-8, Reduktion 10 mm, Reduktionsgeschwindigkeit 0,071 mm/s, soft reduction,
• - 10 m/min Bild 4 in Fig. 4, Erfindungsbeispiel, Segment 0, Reduktion 10 mm, Reduktionsgeschwindigkeit 0,56 mm/s, Gießwalzen;
  Segmente 1-13, Reduktion 10 mm, Reduktionsgeschwindigkeit 0,064 mm/s, soft reduction.

Dieser Vergleich macht deutlich, daß die Verteilung der Dickenre­ duktion auch eine Frage der Gießgeschwindigkeit ist und daß, ent­ sprechend der Lage der Sumpfspitze, d. h. der Gießgeschwindigkeit, die Dickenreduktion und ihre Verteilung in den Segmenten 1 bis n bzw. 0 bis n einer optimalen Gießsituation bezüglich der Gießsi­ cherheit und der Strangqualität anzupassen ist.

In der Fig. 5 ist die Wirkung einer Verteilung der Strangdicken­ reduktion im Segment 0 und in den Segmenten 1 bis 13 im Sinne der Erfindung (Bild 6) am Beispiel einer Senkrecht-Abbiegemaschine, Fig. 6, gegenüber dem Stand der Technik (Bild 5), auf die Stran­ ginnendeformation, hervorgerufen durch die Biegedeformationen und die Strangdickenreduktion, in Abhängigkeit von der Strangführung für die maximale Gießgeschwindigkeit von beispielsweise 10 m/min dargestellt.

Das den Stand der Technik wiedergebende Bild 5 in Fig. 5 stellt die Stranginnendeformation in Abhängigkeit von der Strangführung für die beispielsweise maximale Gießgeschwindigkeit (Vg-10) von 10 m/min gegenüber der Grenzdeformation (D-Gr) dar. Am Ausgang der Kokille erfährt der Strang im Segment 0 sowohl eine Deformation, hervorgerufen durch das Gießwalzen (D-Gw) im Segment 0, als auch eine Deformation, verursacht durch den Biegevorgang (D-B). Beide Deformationen überlagern sich zur Gesamtdeformation (D-Ge), die größer wird als die Grenzdeformation (D-Gr) und damit kritisch wird. Das Überschreiten der Grenzdeformation führt zu Innenrissen an der Phasengrenze fest flüssig und damit zur Qualitätsminderung des Stranges und zur Senkung der Gießsicherheit. Eine weitere Erhöhung der Innendeformation (D) erfährt der Strang durch die Deformation (D-R) bei seiner Rückbiegung im Segment 4 aus dem inneren Kreisbogen in die Horizontale, die allerdings nicht kri­ tisch werden kann, da die Anzahl der Rückbiegepunkte beim "design" der Anlage so gewählt wird, daß der Rückbiegevorgang bei maximaler Gießgeschwindigkeit keine kritische Innendeformation in der Strangschale der rißempfindlichsten Stahlgüte auslösen kann.

Das Bild 6 in Fig. 5 stellt die verfahrenstechnischen Merkmale der Erfindung am Beispiel einer Senkrecht-Abbiegeanlage, Fig. 6, schematisch dar. Die Innendeformation (D) der Strangschale (3) wird in keinem Moment der Erstarrung, d. h. vom Kokillenausgang bis zum Ende des Gerüstes 13 kritisch. Dies ist durch die Vertei­ lung der Gesamt-Strangdickenreduktion von 20 mm auf beispielsweise 10 mm im Segment 0 (D-Gw) und 10 mm in den Gerüsten 1 bis 13 (D- SR) erfindungsgemäß sichergestellt. Außerdem ist der Biegevorgang und die damit verbundene Deformation (D-B) aus dem Segment 0 in das Segment 1 gelegt, um die zwar gesenkte aber noch relativ hohe Deformationsdichte (D-Gw) im Segment 0, hervorgerufen durch das Gießwalzen von zum Beispiel 10 mm, nicht noch zusätzlich zu erhö­ hen. Die in den Segmenten 1 bis 13 erzeugte Deformation (D-SR), hervorgerufen durch das "soft reduction" von insgesamt z. B. 10 mm, ist relativ klein und führt zu keiner praktischen Erhöhung der Deformation (D-R) bei der Rückbiegung des Stranges im Segment 4, d. h. (D-Ge) ist ungefähr größer/gleich (D-R).

Die Fig. 6 zeigt eine Senkrecht-Abbiegeanlage, an der die Erfin­ dung beispielhaft angewendet werden kann, für das Gießen von 100 mm dicken Brammen am Kokillenaustritt mit einer Erstarrungsdicke von 80 mm und maximal VG 10 m/min. Diese Anlage weist die in den Fig. 1-5 beschriebenen verfahrenstechnischen Merkmale auf. Die Strangießanlage besteht neben einem Verteiler (V) und einem Tauch­ ausguß (Ta) aus

• - einer ca. 1,2 m langen Senkrecht-Kokille (K), die vorzugs­ weise in horizontaler Richtung konkav ausgebildet ist,
• - einem 3 m langem Segment 0, das für das Gießwalzen oder auch die Strangdickenreduktion vorzugsweise als Zangensegment ausgerüstet und mit zwei hydraulischen Zylindern (14) an seinem Ausgang versehen ist,
• - dem Segment 1 mit fünf Biegepunkten (23),
• - den Segmenten 2 und 3 mit dem inneren Kreisbogen von ca. 4 m Radius,
• - dem Segment 4 zum Rückbiegen des Stranges vom inneren Kreis­ bogen über fünf Rückbiegepunkte (24) in die Horizontale und
• - den Segmenten 5 bis 13 im horizontalen Bereich der Maschine.

Diese Maschinenkonfiguration mit einer maximalen Gießgeschwindig­ keit von 10 m/min und einer maximalen Kapazität von ca. 3 mio t/a stellt eine äußerst vorteilhafte Lösung bei der Anwendung der Erfindung dar, bei der eine minimale Deformationsdichte des Stran­ ges während seiner Erstarrung auftritt.

Um die Art der Strangdickenreduktion im Sinne der Erfindung mit den beschriebenen Segmenten 1 bis 13 vorteilhaft realisieren zu können, sollten die Segmente im Prinzip wie in Fig. 7 dargestellt aufgebaut sein. Ein Segment sollte vorzugsweise aus einer ungera­ den Anzahl von 3, 5, 7 oder 9 Rollenpaaren (15), bestehend aus Unter- (16) und Oberrolle (17), aufgebaut sein. Jedes Segment besteht wiederum abwechselnd aus einem angetriebenen Rollenpaar (18), das mit einem Hydrauliksystem (19) positions- und kraftge­ regelt wird, und zwei mit einem Hydrauliksystem (20) im Bereich der Oberrollen (17) verbundenen nicht angetriebenen Rollenpaaren (21), die mit einem Maschinenelement (22) versehen sind, das es erlaubt, das Rollenpaar der Oberbahn in Gießrichtung um einen Winkel von z. B. +/- 5° pendeln zu lassen, um in jeder Gießsitua­ tion bei vorgegebener Strangdickenabnahme den Strang bei Sicher­ stellung seiner Form führen zu können.

Dieser Aufbau der Segmente 1 bis 13 führt zu einer optimalen Strangführung bei jeder Art der Verteilung der Strangdickenreduk­ tion, jeder Gießsituation, jeder Art von Stahlgüte, hinsichtlich ihrer Innenrißempfindlichkeit, d. h. Höhe der kritischen Deforma­ tionsgrenze und bezüglich des Einsatzes eines Minimums an hydrau­ lischen Systemen pro Rollenpaar. So kommen 0,66 hydraulische Sy­ steme pro Rollenpaar zum Einsatz. Auch stellt der Einsatz an ange­ triebenen Rollenpaaren von 0,33 Einheiten pro Rollenpaar ein ma­ schinenbauliches Minimum bei maximaler verfahrenstechnischer und qualitativer Wirkung auf den zu gießenden Strang und seine Ober­ flächen- und Innenqualität dar, d. h. zum Beispiel ein minimaler Aufbau und eine minimierte Kumulation von Zugspannungen in der Strangschale zwischen den angetriebenen Rollenpaaren.
Die Erfindung wurde am Beispiel einer Dünnbrammenanlage beschrie­ ben, kann jedoch hinsichtlich des Verfahrens und der Vorrichtung auch auf andere Stranggießanlagen entsprechend übertragen werden, wie

• - Brammenanlagen,
• - Vorblockanlagen,
• - Knüppelanlagen für Quadrat- und Rund-Knüppel.

Tabelle 1, Gießgeschwindigkeit 6 m/min

Tabelle 1.1 Gießgeschwindigkeit 10 m/min

Bezugszeichenliste

1.

Überhitzungsphase, reine Schmelzphase oder Penetrations­ zone,

1.1

tiefster Liquiduspunkt bei 10 m/min Gießgeschwindigkeit,

1.2

tiefster Liquiduspunkt bei 6 m/min Gießgeschwindig­ keit,

2.

2-Phasengebiet Schmelze/Kristall,

2.1

tiefster Soliduspunkt, Sumpfspitze bei 10 m/min Gieß­ geschwindigkeit,

2.2

tiefster Soliduspunkt, Sumpfspitze bei 6 m/min Gießge­ schwindigkeit,

3.

Strangschale,
(D-Gr)Grenzdeformation,
(Vg-10)Gießgeschwindigkeit von 10 m/min,
(K)Kokille,
(0)Segment

0

,
(

1

)Segment

1

,
(2)..Segment

2

usw.
(

13

)Segment

13

(D)Innendeformation der Strangschale,
(D-Gw)Innendeformation beim Gießwalzen,
(D-B)Innendeformation beim Biegen des Stranges,
(D-Ge)Gesamt-Innendeformation, (d-Gw) + (D-B), (D-B) + (D-SR) oder (D-R) + (D-SR),
(D-R)Innendeformation beim Rückbiegen des Stranges,
(D-SR)Innendeformation beim "Soft Reduction",
(RL-6)lineare Reduktion über die Segmente

0

-

13

von 1,168 mm/m bei 6 m/min,
(RL-10)lineare Reduktion über die Segmente

0

-

13

von 0,685 mm/m bei 10 m/min,
(RS-6)Reduktionsgeschwindigkeit bei linearer Reduktion über die Segmente

0

-

13

von 0,117 mm/s bei 6 m/min Gießge­ schwindigkeit,
(RS-10)Reduktionsgeschwindigkeit bei linearer Reduktion über die Segmente

0

-

13

von 0,114 mm/s bei 10 m/min Gießge­ schwindigkeit,
(V)Verteiler,
(Ta)Tauchausguß,

14

hydraulische Zylinder am Ausgang vom Segment

0

, posi­ tions- u. kraftgeregelt,

15

Rollenpaare, bestehend aus Ober- und Unterrollen,

16

Unterrollen, fixiert,

17

Oberrollen, beweglich und positions- und kraftgeregelt,

18

angetriebenes Rollenpaar,

19

hydraulisches System, positions- und kraftgeregelt für die angetriebenen Rollenpaare

20

hydraulisches System, positions- und kraftgeregelt für die nicht angetriebenen Rollenpaare,

21

2

nicht angetriebene Rollenpaare,

22

Maschinenelement zum Pendeln der

2

benachbarten Oberrol­ len, eingebunden in das hydraulische System (

20

), des nicht angetriebenen Rollenpaares (

21

),

23

Biegepunkte,

24

Rückbiegepunkte oder Richtpunkte.

Claims (28)

1. Verfahren zum Stranggießen zur Erzeugung von Strängen, deren Quer­ schnitt während der Erstarrung in der Weise reduziert wird, daß in eine ins­ besondere oszillierende Kokille gegossen wird und der Strangquerschnitt li­ near über eine Mindestlänge der Strangführung unmittelbar unterhalb der Kokille, dem sogenannten Gießwalzen, reduziert wird und sich eine weitere nicht lineare Strangquerschnittsreduktion bspw. nach der Quadrat-Wurzel Funktion, die sogenannte "Soft-Reduction", über die restliche Strangführung bis maximal unmittelbar vor die Enderstarrung bzw. Sumpfspitze anschließt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei rechteckigen Strangformaten der Querschnitt vorzugs­ weise durch eine Reduktion in Dickenrichtung reduziert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Stranges bis maximal 60% der Strangdicke am Kokillenausgang reduziert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise Dünnbrammen mit einer Erstarrungsdicke von 120 bis 50 mm dickenreduziert werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strangdicke beim Gießwalzen durch Aufteilung der Gesamtdickenreduktion in das Gießwalzen unmittelbar unterhalb der Kokille und die "soft reduction" in der restlichen Strangführung bei maximaler Gießgeschwindigkeit mit einer Geschwindigkeit kleiner als 1,25 mm/s reduziert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer maximalen Geschwindigkeit bis 12 m/min gegossen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beim "soft reduction" die Dicke linear über die Erstar­ runslänge reduziert wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei "Soft Reduction" die Strangdicke vereinfachend linear über die Er­ starrungszeit reduziert wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Dickenreduktion vom Ausgang der Kokille bis maximal unmittelbar hinter die Sumpfspitze linear und stetig verläuft.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegung eines Stranges aus der Senkrechten in den inneren Kreisbogen einer Senkrecht-Abbiegestranggießanlage im Bereich des "soft reduction" vorgenommen wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gießwalzen ausschließlich in der senkrechten Strang­ führung durchgeführt wird, ohne daß der tiefste Liquiduspunkt bei maximaler Gießgeschwindigkeit aus der Strangführung her­ austritt.

12. Strangießanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, die folgende Elemente enthält,

• 1. eine oszillierende Kokille (K),
• 2. ein Segment (0), das den Strang in seinem Querschnitt über eine Länge von mindestens 1 m maximal um 40% linear reduziert,
• 3. eine restliche Strangführung, die den Strang in seinem Querschnitt bis maximal unmittelbar hinter der Sumpf­ spitze (2.1) reduziert, ("soft reduction") und bei der
• 4. die Gesamtreduktion des Strangquerschnittes im Segment 0 und in der restlichen Strangführung bis 60% ausgelegt ist.

13. Stranggießanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zum Gießen von Rechteckformaten das Segment (0) und die folgenden Segmente (1-n) zur Querschnittsreduktion durch Reduktion der Strangdicke ausgelegt sind.

14. Strangießanlage nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Segment (0) zur Reduktion der Strangdicke an seinem Ausgang mit zwei positions- und kraftgeregelten Klemmzylin­ dern ausgestattet ist.

15. Stranggießanlage nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Segment (0) zur Reduktion der Strangdicke um maximal 100 mm ausgelegt ist.

16. Stranggießanlage nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (1 bis n) in ihrer Strangdickenanstellung positions- und kraftgeregelt sind.

17. Stranggießanlage nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Rollenpaare (15) pro Segment ungerade ist und mindestens drei beträgt.

18. Strangießanlage nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß jedes dritte Rollenpaar (18) angetrieben ist.

19. Stranggießanlage nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberrollen der nicht angetriebenen Rollenpaare (21) mit einem positions- und kraftgeregelten Klemmzylinder ver­ sehen sind.

20. Stranggießanlage nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberrollen der nicht angetriebenen Rollenpaare (21) und ihr Zylinder (20) mit einer Vorrichtung (22) versehen sind, die ein Pendeln der Rollen um vorzugsweise +/- 5° in Gießrichtung zuläßt.

21. Stranggießanlage nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Segment 0 senkrecht angeordnet ist und eine maximale Länge von 5 m aufweist.

22. Strangießanlage nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Folgesegment (1) mindestens einen Biegepunkt (23) zum Biegen des Stranges aus der Senkrechten in einen Kreisbogen aufweist.

23. Strangießanlage nach einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem der Segmente (2 bis n) mindestens ein Rückbiegepunkt (24) zum Richten des Stranges aus dem Kreisbo­ gen in die Horizontale vorgesehen ist.

24. Strangießanlage nach einem der Ansprüche 12 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der horizontale Teil der Strangführung mindestens eine Länge von 4 m aufweist.

25. Stranggießanlage nach einem der Ansprüchen 12 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokillenwände konkav ausgebildet sind.

26. Stranggießanlage nach einem der Ansprüche 12 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß zum Gießen ein Tauchausguß (Ta) und Gießpulver eingesetzt sind.

27. Stranggießanlage nach einem der Ansprüche 13 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Breitseiten der Kokille in horizontaler Richtung konkav ausgebildet sind und in ihrer Konkavität zum Kokillen­ ausgang abnehmen.

28. Stranggießanlage nach einem der Ansprüche 13 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmalseiten der Kokille in horizontaler Richtung konkav ausgebildet sind.