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EP3703883A1 - STRANGGIEßANLAGE MIT EINZELROLLENANSTELLUNG - Google Patents

STRANGGIEßANLAGE MIT EINZELROLLENANSTELLUNG

Info

Publication number
EP3703883A1
EP3703883A1 EP18782420.6A EP18782420A EP3703883A1 EP 3703883 A1 EP3703883 A1 EP 3703883A1 EP 18782420 A EP18782420 A EP 18782420A EP 3703883 A1 EP3703883 A1 EP 3703883A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
strand
rollers
reduction
thickness
continuous casting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP18782420.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Heimann
Uwe Plociennik
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMS Group GmbH filed Critical SMS Group GmbH
Publication of EP3703883A1 publication Critical patent/EP3703883A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/1206—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for plastic shaping of strands
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/128—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for removing
    • B22D11/1282—Vertical casting and curving the cast stock to the horizontal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/128—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for removing
    • B22D11/1287—Rolls; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/14—Plants for continuous casting
    • B22D11/142—Plants for continuous casting for curved casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/20—Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock
    • B22D11/207—Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock responsive to thickness of solidified shell

Definitions

  • the invention relates to a continuous casting plant, which has a mold for discharging a strand and a strand guide adjoining the mold with rolls arranged in pairs.
  • the invention further relates to a method for casting a strand by means of such a device.
  • FIG. 1 shows schematically a known continuous casting plant, the structure of which is referred to as "vertical bending plant", as the cast strand by means of a strand guide initially guided vertically downwards, then deflected along an arc and transported horizontally.
  • the structure and operation of the continuous casting of Figure 1 in detail:
  • the liquid metal to be cast is fed to a mold 1, such as a ladle, not shown.
  • the mold 1 which can be designed as a funnel mold, brings the molten metal in the desired slab shape.
  • the not yet solidified strand S emerges vertically downwards from the mold 1 and is then further guided vertically along the strand guide 2, while it gradually cools.
  • the strand guide 2 has in the present example, two building-like curved segments 21 and 22, which form a bending region of the strand guide 2.
  • the segments 21 and 22 have pairs of rollers 24 to transport the strand S in a conveying direction F.
  • the rollers 24 are not connected to a drive, but the strand S is pulled out of the strand guide 2 by a straightening driver 3, which is located at the end of the bending region. While of transport, the strand 1 is cooled, usually by splashing, whereby it gradually solidifies from outside to inside.
  • the straightening driver 3 may be considered as part of a joint system provided between the strand guide 2 and a rolling mill 7 for rolling the cast strand S.
  • the connection system may further comprise a separating device 4 for dividing the strand S into slabs of a certain length, a furnace 5 for tempering the strand S homogeneously and bringing it to a temperature suitable for rolling, and a cold strand rocker 6. If a cold strand rocker 6 is provided, a cold leg for casting the plant can be transported to the oven 5 and stored there.
  • DE 10 2015 210 865 A1 A continuous casting plant of the type described above is described in DE 10 2015 210 865 A1.
  • DE 10 2015 215 187 A1 also describes a comparable molten metallurgical plant with a mold and a strand guide.
  • the two segments 21, 22 may be replaced by a single segment, which is equipped with pairs of rollers to transport the emerging from the mold strand and bend before entering the Richttreiber occurs.
  • the distance between the dip tube and the mold wall must not be too low, so that the liquid metal can circulate in the mold.
  • the dip tube itself must have a minimum diameter so as not to clog too quickly.
  • the cold strand which is used for casting the system of the Outlet side is transported to the mold, a minimum thickness, which can not fall below 40 mm in the rule.
  • An object of the invention is to improve a continuous casting of the type described above, in particular to provide a continuous casting (analogous method), which can be designed compactly and / or energy-saving while maintaining the functionality and / or high reliability and / or casting quality having.
  • the continuous casting plant according to the invention is used for casting a strand in the area of fusion metallurgy, ie a strand of a metal, in particular a metal alloy, preferably steel.
  • the plant is preferably designed as a vertical bending plant, but it can also have a different design.
  • the system can also be designed as a sheet or vertical slab system.
  • the continuous casting plant has a mold, which can be designed as a funnel mold.
  • the mold is adapted to deploy the strand, preferably viewed vertically downwards in the direction of gravity.
  • the mold is to be cast Supplied molten metal and brought from the mold in the desired strand or slab mold by the not yet solidified strand is discharged from a correspondingly shaped outlet opening of the mold.
  • the mold is followed by a strand guide, which has a plurality of rollers arranged in pairs for transporting the strand in a conveying direction.
  • the paired rollers each form a gap and a total of a gap, through which the strand occurs in the conveying direction.
  • one or more of the rollers of the strand guide can be adjusted so that a reduction in the thickness of the strand takes place in the strand guide.
  • the relevant roles of the strand guide are adjustable so that during the regular casting process, the thickness of the emerging from the mold strand is already reduced in the strand guide, preferably before it is completely solidified.
  • a possible rolling mill which adjoins the strand guide or a connection system in the conveying direction, can be made more compact.
  • a rolling mill has several, for example five, rolling stands (stitches).
  • the thickness reduction according to the invention in the strand guide at least one rolling stand can be saved.
  • the entire system, consisting of continuous casting, connection system and rolling mill overall more compact and possibly also cost-effective manufacture.
  • a greater reduction in the thickness of the strand can be achieved.
  • the reduction in thickness in the strand guide can thus lead to an improvement in the reliability when the strand thickness is chosen generously on the mold, without thereby reducing the total thickness reduction at the outlet of the mill. Furthermore, the inner quality of the strand can be improved since the reduction in thickness in the strand guide reduces the flow of liquid melt.
  • the rollers of the strand guide comprise first pairs of rollers immediately adjacent to the mold, and reduction pairs of rollers immediately adjacent to the first pairs of rollers in the direction of conveyance, the rollers of the first pair of rollers not being adjustable, thereby reducing in this area the strand guide, i. an area that adjoins directly to the mold, no reduction in thickness of the strand takes place.
  • the thickness reduction thus according to this preferred embodiment, only "later" after the strand has passed through the first pair of rollers.
  • fluctuations in the mold level can be prevented, and it is prevented that the strand detaches from the mold wall, whereby the reliability is further improved.
  • a good compromise between reliability, compactness and thickness reduction is achieved when the strand guide has two or three first pairs of rolls and eight to fifteen pairs of reduction rolls.
  • the rollers of the strand guide further include last pairs of rollers which connect in the conveying direction of the Reduzi fürsrollencrue, preferably be adjusted, but do not lead to any further reduction in the thickness of the strand.
  • the Plant controlled so that the sump tip of the strand during normal casting is in the range of the last pair of rolls.
  • the sump tip here is the position of the strand in the conveying direction, at which the liquid core, which is still liquid, passes into the solidified area. Since the strand first solidifies on the surface and the temperature increases from the outside inwards, the liquid core in the conveying direction has approximately the shape of a cone, wherein the tip of the cone is referred to as a sump tip.
  • the strand is preferably solidified upon reaching the straightening driver.
  • the strand guide has a bending region in which the strand is bent.
  • the strand emerges vertically downward from the mold, is guided by the strand guide down and then deflected along an arc.
  • the strand does not have to be bent completely within the strand guide to the horizontal.
  • the remaining bend to the horizontal takes place in the straightening driver.
  • the strand may be transported horizontally to pass through other stations, such as a straightening device, a separator for dividing the strand into slabs of a particular length, an oven and a rolling mill.
  • the strand guide has one or more exchangeable segments, each having a plurality of rollers arranged in pairs.
  • a conventional continuous casting without thickness reduction can be retrofitted in a simple manner with a strand guide of the type described.
  • By replacing one or more segments of a conventional strand guide with one or more segments with engageable roles retrofitting can be modular. So can subsequently by the acquisition of Segments with single roller adjustment lower outlet thicknesses from the strand guide and thereby thinner final dimensions are obtained at the outlet of any rolling mill. If only occasionally thinner final dimensions are to be produced, it is possible to work with several unachievable segments and to install only an adjustable segment (analogous to several adjustable segments) only in the production of the particularly thin dimensions. Alternatively, the engagable segment (analogous to several engagable segments) can always be installed, wherein the engageable roles are driven only in the production of particularly thin dimensions in a reduction position and are otherwise in a zero position without thickness reduction.
  • the engageable rollers are hydraulically, magnetically or by electric motor actuated.
  • the strand guide on one or more hydraulic cylinders, in each of which a piston for adjusting an adjoining engageable roller is hydraulically displaceable.
  • hydraulic control such as by means of oil, the piston between the zero position and the reduction position can be reciprocated. It can be provided adjustable both roles of a pair of rollers or only one role of the pair.
  • engageable roles can be brought in more than two positions, in particular infinitely adjustable.
  • the strand thickness can be reduced to different outlet thicknesses.
  • a frame part of the above-mentioned segment (analogous to a plurality of segments) of the strand guide can be set to be adjustable, whereby a plurality of rollers can be adjusted in groups in order to reduce the strand thickness.
  • the inventive method relates to the casting of a strand by means of a device of the type described above, wherein one or more rollers of the strand guide are employed so that during the regular casting process the thickness of the strand in the strand guide is reduced.
  • the pitch profile of the rollers can be suitably determined depending on the degree of reduction, reduction distance, material of the strand, etc.
  • the decreasing positions of the rollers may be distributed approximately linearly or parabolically, so that the thickness reduction along the strand guide linear or parabolic takes place.
  • the thickness reduction of the strand takes place with not solidified core, which allows energy-saving operation of the system and also contributes to an improvement in the casting quality.
  • the engageable roles are made taking into account process parameters and a temperature calculation model with which temperature properties of the strand, such as the position of the sump tip and / or the strand shell thickness, can be determined.
  • FIG. 1 shows schematically a continuous casting plant, designed as a "vertical bending plant", with two strand guide segments and a straightening device for transporting the cast strand.
  • FIG. 2 shows schematically a continuous casting plant with adjustable rollers.
  • FIGS. 3a and 3b show a hydraulic control of adjustable rollers.
  • FIG. 2 schematically shows a continuous casting plant whose basic structure is similar to that of FIG.
  • the strand guide 2 connects.
  • the straightening driver 3 is provided for pulling out the strand S from the strand guide 2.
  • the strand guide 2 of the exemplary embodiment of FIG. 2 has only a single segment 23, even if a plurality of segments may be provided according to other exemplary embodiments.
  • a continuous casting machine with only one segment 23 has a greater rigidity and can better absorb the bending forces generated by the straightening driver 3 than an equally long continuous casting machine with several segments.
  • all segments must be replaced one after the other in the event of an accident, such as a breakthrough.
  • the segment 23 has a plurality of rollers 24a, 24b, 24c (collectively referred to as rollers 24) which are arranged in pairs, whereby they (always two rollers 24 are facing each other) form a gap through which the emerging from the mold 1 down Strand S occurs along a curved path and is guided.
  • the not yet solidified strand is therefore first led vertically downwards, then deflected by the strand guide 2 along a bend and then transported horizontally. During transport, a cooling of the strand S takes place, which may optionally be actively supported and / or controlled by applying a cooling fluid.
  • the straightening device 3 is arranged as part of a connection system in the conveying direction F behind the segment 23 in order to pull the strand S out of the strand guide 2 and to completely bend it into the horizontal.
  • the straightening driver 3 comprises a plurality of pairs of rollers 31, which are driven rollers, such as driven by one or more electric motors (not shown).
  • the continuous casting plant of the present invention can be used Embodiment as in Figure 1, a separator, an oven, a cold strip rocker, a rolling mill and / or other components.
  • one or more rollers 24 of the strand guide 23 can be adjusted, wherein in particular an adjustability during the casting process can be encompassed.
  • the adjustability or adjustability is provided in such a way that one or more pairs of rollers can be moved together, as a result of which the transport gap can vary, in particular reduce, along the conveying direction F.
  • roller pairs 24a In order to distinguish different roller groups of the strand guide 2, one or more roller pairs immediately below the mold 1 are referred to as the first roller pairs 24a. Roller pairs that follow in the conveying direction F are referred to as middle roller pairs or reduction roller pairs 24b. The remaining pairs of rollers of the strand guide 2, which lie directly in front of the straightening device 3, are referred to as the last pair of rollers 24 c. Since the rollers 24 of the strand guide 2 are usually arranged in pairs, the reference numerals 24a, 24b, 24c are also used to designate the rollers themselves of the respective pair.
  • the first rollers 24a can not be adjusted, this first roller group preferably having two or three roller pairs 24a.
  • this first roller group preferably having two or three roller pairs 24a.
  • the middle pairs of rollers 24b for example, 8 to 15 pairs of rollers, preferably 1 1 pairs of rollers are individually or in groups employable. In particular, they can be moved together, whereby the thickness of the core not yet solidified strand S in the strand guide 2 is reduced. Starting, for example, from a thickness of 52 to 45 mm at Kokillenaustritt the Thickness reduced to about 32 to 35 mm, preferably up to 20 mm, at the exit of the strand guide 2.
  • the last pair of rollers 24c preferably about four pairs of rollers, are preferably also adjustable. However, this employment only serves to follow the previously set strand thickness. In this case, no further thickness reduction of the strand S takes place in the section of the last pairs of rollers 24c.
  • the position of the solidification is regulated in the roller conveyor, in particular so placed that the complete fürerstarrung is not within the region of the middle roller pairs 24b. Reducing the thickness of the solidified strand would require much higher setting forces, which would increase the risk of cracking.
  • the employment profile of the middle rollers 24b can be suitably determined depending on the degree of reduction, reduction distance, material of the strand S and so on.
  • the decreases may also be somewhat stronger and may fall off parabolically or in some other way so that only a decrease in the strand thickness of about 1 mm takes place at the last reduction roller 24b.
  • the middle rollers 24b (possibly also the last rollers 24c) by hydraulic cylinders in exactly two positions can be moved.
  • the zero position Figure 3a
  • no Thickness reduction takes place while the thickness of the strand S at the respective pair of rollers 24b in the second position
  • the reduction position Figure 3b
  • a piston 25, on which a roller 24b or 24c is mounted provided in a cylinder 26 slidably.
  • Both rollers of a pair of rollers 24b or just one roller 24b of the pair can be adjustably arranged.
  • the adjustment of the rollers 24b, 24c can be technically realized in other ways, such as magnetic or electric motor.
  • the strand thickness can be reduced to different outlet thicknesses.
  • a part of the segment frame preferably the upper frame, be set adjustable, whereby a plurality of rollers 24b, 24c are groupwise adjustable to reduce the strand thickness.
  • a plurality of rollers 24b, 24c are groupwise adjustable to reduce the strand thickness.
  • two rolls or pairs of rolls 24a, 24b, 24c can also be combined in one cassette; These roles can then be made individually or together if necessary.
  • the rolling mill 7 can be made more compact.
  • the mill has several, for example five, rolling stands (stitches). In this case, it is possible to save at least one rolling stand. As a result, the overall system can be made more compact and, if necessary, less expensive.
  • a stronger Thickness reduction of the strand S can be achieved. It should be noted that for the compression of the core still liquid strand S less energy is needed than would be required in the rolling mill, if the thickness reduction in the strand guide 2 would be omitted. This technical effect leads to an energy saving and to a further cost reduction, both in the operating costs and in the acquisition costs.
  • the thickness reduction of the strand S in the strand guide 2 is that the strand thickness at the mold end does not have to be minimized. It has already been stated that the strand may not be arbitrarily thin at the end of the mold for various reasons. Typically, this limit, depending on the material and the process parameters, is about 45 mm. The further the strand thickness at the mold approximates this limit, the greater the risk of breakthroughs. The reduction in thickness in the strand guide 2 can thus lead to an improvement in production safety, if the strand thickness is chosen to be greater on the mold, without thereby reducing the total thickness reduction at the outlet of the rolling mill 7. Furthermore, the inner quality of the strand can be improved because the reduction in thickness in the strand guide 2 reduces the flow of liquid melt, which reduces unwanted segregation.
  • a conventional continuous casting without reduction in thickness in the strand guide 2 can be retrofitted with engageable rollers 24b, 24c.
  • the retrofitting can be modular.
  • subsequent purchase of segments with single roller adjustment lower outlet thicknesses of the strand guide 2 and thereby thinner final dimensions at the outlet of the hot rolling mill 7 can be obtained.
  • the engageable segment 23 (analogous to several engagable segments) can always be installed, wherein the engageable rollers 24b, 24c are driven only in the production of the particularly thin dimensions in the reduction position and are otherwise in the zero position.
  • the continuous casting plant is started up in the conventional manner with the aid of a cold strand. As soon as the cold strand is decoupled and if necessary stowed away by means of the cold strand rocker 6, the strand thickness can be reduced. If the strand head (for example with 52 to 45 mm) is too thick for the rolling mill 7, the non-reduced strand head (for example of 4 m length, that of the length of the casting machine, ie the path between the mold 1 and the outlet of the strand guide 2 , corresponds) in the separator 4 are crushed to scrap.
  • the engagable reduction rollers 24b of the strand guide 2 then reduce the not yet solidified in the core strand S.
  • the sump tip is the position of the strand S in the transport direction, at which the liquid core, which is still liquid, merges into the solidified area. Since the strand S first solidifies on the surface and the temperature increases from outside to inside, the liquid core in the transporting direction has approximately the shape of a cone, the tip of the cone being called the sump tip.
  • the casting speed and cooling capacity, preferably amount of spray water, are now controlled so that the sump tip shifts forward into the area of the last pair of rollers 24c.
  • the strand thickness is not further reduced.
  • the required Anstell concept would increase sharply and the risk of internal cracks occur.
  • the average temperature at the inlet of the furnace 5 is the greater, the closer the sump tip to the end of the casting machine, that is, to the outlet of the strand guide 2, zoom.
  • the strand S is preferably completely solidified.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

Stranggießanlage, die eine Kokille (1) zum Ausbringen eines Strangs (S) und eine sich an die Kokille (1) anschließende Strangführung (2) mit mehreren paarweise angeordneten Rollen (24) zum Transportieren des Strangs (S) in einer Förderrichtung (F) aufweist, wobei eine oder mehrere der Rollen (24) so anstellbar sind, dass eine Dickenreduktion des Strangs (S) in der Strangführung stattfindet.

Description

Stranggießanlage mit Einzelrollenanstellung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Stranggießanlage, die eine Kokille zum Ausbringen eines Strangs und eine sich an die Kokille anschließende Strangführung mit paarweise angeordneten Rollen aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Gießen eines Strangs mittels einer solchen Vorrichtung.
Hintergrund der Erfindung
Die Figur 1 zeigt schematisch eine bekannte Stranggießanlage, deren Aufbau als "Senkrecht-Abbiegeanlage" bezeichnet wird, da der Gießstrang mittels einer Strangführung zunächst vertikal nach unten geführt, anschließend entlang eines Bogens umgelenkt und horizontal weitertransportiert wird.
Der Aufbau und die Funktionsweise der Stranggießanlage der Figur 1 im Detail: Das zu gießende flüssige Metall wird einer Kokille 1 zugeführt, etwa aus einer nicht dargestellten Gießpfanne. Die Kokille 1 , die als Trichterkokille ausgeführt sein kann, bringt die Metallschmelze in die gewünschte Brammenform. Der noch nicht durcherstarrte Strang S tritt vertikal nach unten aus der Kokille 1 aus und wird anschließend entlang der Strangführung 2 weiterhin vertikal nach unten geführt, während er nach und nach abkühlt. Die Strangführung 2 weist im vorliegenden Beispiel zwei bauähnliche gebogene Segmente 21 und 22 auf, die einen Biegebereich der Strangführung 2 ausbilden. Die Segmente 21 und 22 weisen paarweise angeordnete Rollen 24 auf, um den Strang S in einer Förderrichtung F zu transportieren. Die Rollen 24 sind nicht mit einem Antrieb verbunden, vielmehr wird der Strang S von einem Richttreiber 3, der sich am Ende des Biegebereichs befindet, aus der Strangführung 2 herausgezogen. Während des Transports wird der Strang 1 gekühlt, üblicherweise durch Spritzwasser, wodurch er allmählich von außen nach innen erstarrt.
Der Richttreiber 3 kann als Teil eines Verbindungssystems angesehen werden, das zwischen der Strangführung 2 und einem Walzwerk 7 zum Walzen des gegossenen Strangs S vorgesehen ist. Das Verbindungssystem kann ferner eine Trennvorrichtung 4 zum Teilen des Strangs S in Brammen bestimmter Länge, einen Ofen 5, um den Strang S homogen zu temperieren und auf eine für das Walzen geeignete Temperatur zu bringen, und eine Kaltstrangwippe 6 aufweisen. Ist eine Kaltstrangwippe 6 vorgesehen, kann ein Kaltstrang zum Angießen der Anlage auf den Ofen 5 transportiert und dort abgelegt werden.
Eine Stranggießanlage der oben beschriebenen Art ist in der DE 10 2015 210 865 A1 beschrieben. Auch die DE 10 2015 215 187 A1 beschreibt eine vergleichbare schmelzmetallurgische Anlage mit einer Kokille und einer Strangführung.
Für eine geringe Jahresproduktion oder aus anderen Gründen, etwa beim Einsatz in einer schwierigen Umgebung oder aus Kostengründen oder bei der Herstellung von Sonderlegierungen, kann es sinnvoll sein, die Anlage kompakter und im Hinblick auf die Anschaffung und den Betrieb kostengünstiger zu konstruieren. Um die Anlage der oben beschriebenen Art weiter zu verkleinern, können die beiden Segmente 21 , 22 ggf. durch ein einziges Segment ersetzt werden, das mit Rollenpaaren ausgestattet ist, um den aus der Kokille austretenden Strang zu transportieren und zu biegen, bevor er in den Richttreiber eintritt.
Ein Problem, das einer weitergehenden Verkleinerung der Anlage entgegensteht, besteht darin, dass der Strang beim Verlassen der Kokille nicht beliebig dünn sein darf. Der Abstand zwischen dem Tauchrohr und der Kokillenwand darf nicht zu gering werden, damit das flüssige Metall in der Kokille zirkulieren kann. Das Tauchrohr selbst muss einen Mindestdurchmesser haben, um nicht zu schnell zu verstopfen. Ferner weist der Kaltstrang, der zum Angießen der Anlage von der Auslaufseite bis zur Kokille transportiert wird, eine Mindestdicke auf, die 40 mm in der Regel nicht unterschreiten kann. Dass der Strang aus all diesen Gründen nicht beliebig dünn gegossen werden kann, führt nun dazu, dass das Walzwerk nicht ohne weiteres kompakter ausgelegt werden kann, denn das Walzwerk muss in der Lage sein, die mit einer bestimmten Mindestdicke gegossenen Brammen auf die gewünschte Zieldicke zu walzen.
Darstellung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Stranggießanlage der oben beschriebenen Art zu verbessern, insbesondere eine Stranggießanlage (analog Verfahren) bereitzustellen, die unter Beibehaltung der Funktionalität besonders kompakt ausgelegt und/oder energieschonend betrieben werden kann und/oder eine hohe Betriebssicherheit und/oder Gießqualität aufweist.
Gelöst wird die Aufgabe mit einer Stranggießanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 1 . Vorteilhafte Weiterbildungen folgen aus den Unteransprüchen, der folgenden Darstellung der Erfindung sowie der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.
Die erfindungsgemäße Stranggießanlage dient zum Gießen eines Strangs im schmelzmetallurgischen Bereich, d.h. eines Strangs aus einem Metall, insbesondere einer Metalllegierung, vorzugsweise Stahl. Die Anlage ist vorzugsweise als Senkrecht-Abbiegeanlage konzipiert, sie kann jedoch auch eine andere Bauform aufweisen. So kann die Anlage beispielsweise auch als Bogenanlage oder Vertikalbrammenanlage konzipiert sein. Die Stranggießanlage weist eine Kokille auf, die als Trichterkokille ausgeführt sein kann. Die Kokille ist eingerichtet, um den Strang auszubringen, vorzugsweise senkrecht nach unten in Schwerkraftrichtung gesehen. Zu diesem Zweck wird der Kokille die zu gießende Metallschmelze zugeführt und von der Kokille in die gewünschte Strang- oder Brammenform gebracht, indem der noch nicht durcherstarrte Strang aus einer entsprechend geformten Austrittsöffnung der Kokille abgegeben wird. An die Kokille schließt sich eine Strangführung an, die mehrere paarweise angeordnete Rollen zum Transportieren des Strangs in einer Förderrichtung aufweist. Die paarweise angeordneten Rollen bilden jeweils einen Spalt und insgesamt einen Spaltgang aus, durch den der Strang in Förderrichtung tritt. Erfindungsgemäß sind eine oder mehrere der Rollen der Strangführung so anstellbar, dass eine Dickenreduktion des Strangs in der Strangführung stattfindet. In anderen Worten: Die betreffenden Rollen der Strangführung sind so justierbar, dass während des regulären Gießprozesses die Dicke des aus der Kokille austretenden Strangs bereits in der Strangführung reduziert wird, vorzugsweise bevor er vollständig durcherstarrt ist. Durch die Dickenreduktion des Strangs in der Strangführung kann ein etwaiges Walzwerk, das sich in Förderrichtung an die Strangführung oder an ein Verbindungssystem anschließt, kompakter ausgelegt werden. Typischerweise weist ein solches Walzwerk mehrere, beispielsweise fünf, Walzgerüste (Stiche) auf. Unter Anwendung der erfindungsgemäßen Dickenreduktion in der Strangführung kann zumindest ein Walzgerüst eingespart werden. Dadurch lässt sich die Gesamtanlage, bestehend aus Stranggießanlage, Verbindungssystem und Walzwerk, insgesamt kompakter und ggf. auch kostengünstiger fertigen. Alternativ kann bei herkömmlicher Auslegung des Walzwerks eine stärkere Dickenreduktion des Strangs erzielt werden. Es sei darauf hingewiesen, dass für das Zusammendrücken des im Kern noch flüssigen Strangs weniger Energie benötigt wird als im Walzwerk erforderlich wäre, wenn auf die Dickenreduktion in der Strangführung verzichtet würde. Diese technische Wirkung führt zu einer Energieeinsparung und zu einer weiteren Kosten red uktion, sowohl bei den Betriebskosten als auch bei den Anschaffungskosten. Ein weiterer technischer Vorteil der Dickenreduktion des Strangs in der Strangführung besteht darin, dass die Strangdicke am Kokillenende nicht minimiert werden muss. Im Abschnitt "Hintergrund der Erfindung" wurde ausgeführt, dass der Strang am Kokillenende aus verschiedenen Gründen nicht beliebig dünn sein kann. Je weiter die Strangdicke an der Kokille dieser Minimalgrenze angenähert wird, desto größer wird das Risiko von Durchbrüchen oder anderen Produktionsfehlern. Die Dickenreduktion in der Strangführung kann somit zu einer Verbesserung der Betriebssicherheit führen, wenn die Strangdicke an der Kokille großzügig gewählt wird, ohne dass dadurch die Gesamtdickenreduktion am Auslauf des Walzwerks abnimmt. Ferner kann die Stranginnenqualität verbessert werden, da durch die Dickenreduktion in der Strangführung das Nachfließen von flüssiger Schmelze vermindert wird.
Vorzugsweise umfassen die Rollen der Strangführung erste Rollenpaare, die sich unmittelbar an die Kokille anschließen, und Reduzierungsrollenpaare, die sich in Förderrichtung unmittelbar an die ersten Rollenpaare anschließen, wobei die Rollen der ersten Rollenpaare nicht anstellbar sind, wodurch in diesem Bereich der Strangführung, d.h. einem Bereich, der sich direkt an die Kokille anschließt, keine Dickenreduktion des Strangs stattfindet. Die Dickenreduktion setzt gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform somit erst "später" ein, nachdem der Strang die ersten Rollenpaare durchlaufen hat. Dadurch können Schwankungen im Gießspiegel unterbunden werden, und es wird verhindert, dass sich der Strang von der Kokillenwand ablöst, wodurch die Betriebssicherheit weiter verbessert wird. Ein guter Kompromiss aus Betriebssicherheit, Kompaktheit und Dickenreduzierung wird erzielt, wenn die Strangführung zwei oder drei erste Rollenpaare und acht bis fünfzehn Reduzierungsrollenpaare aufweist.
Vorzugsweise umfassen die Rollen der Strangführung ferner letzte Rollenpaare, die sich in Förderrichtung an die Reduzierungsrollenpaare anschließen, vorzugsweise anstellbar sind, jedoch zu keiner weiteren Dickenreduktion des Strangs führen. Gemäß dieser Ausführungsform findet im letzten Abschnitt der Strangführung, beispielsweise bevor der Strang von den Rollen eines Richttreibers erfasst wird, keine weitere Reduktion der Strangdicke statt. Vorzugsweise wird die Anlage so gesteuert, dass die Sumpfspitze des Strangs während des regulären Gießens im Bereich der letzten Rollenpaare liegt. Als Sumpfspitze wird hierbei die Position des Strangs in Förderrichtung bezeichnet, an der der gerade noch flüssige Kern in den durcherstarrten Bereich übergeht. Da der Strang zuerst an der Oberfläche erstarrt und die Temperatur von außen nach innen zunimmt, hat der flüssige Kern in Förderrichtung ungefähr die Form eines Kegels, wobei die Spitze des Kegels als Sumpfspitze bezeichnet wird.
Wenn sich an die Strangführung in Förderrichtung ein Richttreiber anschließt, der mehrere angetriebene Rollen aufweist und eingerichtet ist, um den Strang aktiv aus der Strangführung herauszuziehen, ist der Strang beim Erreichen des Richttreibers vorzugsweise durcherstarrt.
Vorzugsweise weist die Strangführung einen Biegebereich auf, in dem der Strang gebogen wird. Wenn die Stranggießanlage als Senkrecht-Abbiegeanlage aufgebaut ist, tritt der Strang vertikal nach unten aus der Kokille aus, wird von der Strangführung nach unten geführt und anschließend entlang eines Bogens umgelenkt. Hierbei muss der Strang nicht innerhalb der Strangführung komplett bis in die Horizontale umgebogen werden. Die restliche Biegung bis in die Horizontale erfolgt im Richttreiber. Im Anschluss daran kann der Strang horizontal weitertransportiert werden, um weitere Stationen, wie etwa einen Richttreiber, eine Trennvorrichtung zum Zerteilen des Strangs in Brammen bestimmter Länge, einen Ofen und ein Walzwerk, zu durchlaufen. Vorzugsweise weist die Strangführung ein oder mehrere austauschbare Segmente mit je mehreren paarweise angeordneten Rollen aufweist. Auf diese Weise lässt sich eine herkömmliche Stranggießanlage ohne Dickenreduktion auf einfache Weise mit einer Strangführung der beschriebenen Art nachrüsten. Durch einen Austausch eines oder mehrerer Segmente einer herkömmlichen Strangführung mit einem oder mehreren Segmenten mit anstellbaren Rollen kann die Nachrüstung modulartig erfolgen. So können nachträglich durch die Anschaffung von Segmenten mit Einzelrollenanstellung geringere Auslaufdicken aus der Strangführung und dadurch dünnere Endabmessungen am Auslauf eines etwaigen Walzwerks erhalten werden. Falls nur gelegentlich dünnere Endabmessungen produziert werden sollen, ist es möglich, mit mehreren nicht anstellbaren Segmenten zu arbeiten und nur bei der Produktion der besonders dünnen Abmessungen ein anstellbares Segment (analog mehrere anstellbare Segmente) einzubauen. Alternativ kann das anstellbare Segment (analog mehrere anstellbare Segmente) stets eingebaut sein, wobei die anstellbaren Rollen nur bei der Produktion der besonders dünnen Abmessungen in eine Reduktionsstellung gefahren werden und sich andernfalls in einer Null-Stellung ohne Dickenreduktion befinden.
Vorzugsweise sind die anstellbaren Rollen hydraulisch, magnetisch oder elektromotorisch betätigbar. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Strangführung einen oder mehrere Hydraulikzylinder auf, in denen je ein Kolben zur Verstellung einer daran angebrachten anstellbaren Rolle hydraulisch verschiebbar ist. Durch hydraulisches Ansteuern, etwa mittels Öl, kann der Kolben zwischen der Null-Stellung und der Reduktionsstellung hin- und herbewegt werden. Es können beide Rollen eines Rollenpaars oder auch nur eine Rolle des Paars verstellbar vorgesehen sein. Zudem kann es in bestimmten Ausführungsvarianten sinnvoll sein, dass anstellbare Rollen in mehr als zwei Stellungen bringbar, insbesondere stufenlos verstellbar sind. So kann gemäß einem variablen Ausführungsbeispiel die Strangdicke auf unterschiedliche Auslaufdicken reduziert werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Rahmenteil des oben erwähnten Segments (analog mehrere Segmente) der Strangführung anstellbar eingerichtet sein, wodurch zur Reduzierung der Strangdicke mehrere Rollen gruppenweise verstellbar sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft das Gießen eines Strangs mittels einer Vorrichtung der oben beschriebenen Art, wobei eine oder mehrere Rollen der Strangführung so angestellt werden, dass während des regulären Gießprozesses die Dicke des Strangs in der Strangführung reduziert wird. Die technischen Wirkungen, bevorzugten Ausführungsformen und Beiträge zum Stand der Technik, die in Bezug auf die Vorrichtung beschrieben wurden, gelten analog für das Verfahren.
Das Anstellungsprofil der Rollen kann je nach Reduktionsgrad, Reduktionsstrecke, Material des Strangs usw. geeignet festgelegt werden. So können die abnehmenden Positionen der Rollen etwa linear oder parabolisch verteilt sein, so dass die Dickenreduzierung entlang der Strangführung linear oder parabolisch stattfindet.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform findet die Dickenreduktion des Strangs bei nicht durcherstarrtem Kern statt, was einen energiesparenden Betrieb der Anlage ermöglicht und zudem zu einer Verbesserung der Gießqualität beiträgt.
Vorzugsweise werden die anstellbaren Rollen unter Berücksichtigung von Prozessparametern und anhand eines Temperaturberechnungsmodells, mit dem sich Temperatureigenschaften des Strangs, etwa die Lage der Sumpfspitze und/oder die Strangschalendicke, ermitteln lassen, angestellt.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele ersichtlich. Die dort beschriebenen Merkmale können alleinstehend oder in Kombination mit einem oder mehreren der oben dargelegten Merkmale realisiert werden, insofern sich die Merkmale nicht widersprechen. Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele erfolgt mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen. Kurze Beschreibung der Figuren
Die Figur 1 zeigt schematisch eine Stranggießanlage, konzipiert als "Senkrecht- Abbiegeanlage", mit zwei Strangführungssegmenten und einem Richttreiber zum Transportieren des Gießstrangs.
Die Figur 2 zeigt schematisch eine Stranggießanlage mit anstellbaren Rollen.
Die Figuren 3a und 3b zeigen eine hydraulische Ansteuerung anstellbarer Rollen.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei sind gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholende Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.
Die Figur 2 zeigt schematisch eine Stranggießanlage, deren Grundaufbau der der Figur 1 ähnelt. An die Kokille 1 schließt sich die Strangführung 2 an. Am Ausgang der Strangführung 2 ist der Richttreiber 3 zum Herausziehen des Strangs S aus der Strangführung 2 vorgesehen.
Im Unterschied zur Anlage der Figur 1 weist die Strangführung 2 des Ausführungsbeispiels der Figur 2 nur ein einziges Segment 23 auf, auch wenn gemäß anderen Ausführungsbeispielen mehrere Segmente vorgesehen sein können. Eine Stranggießanlage mit nur einem Segment 23 besitzt eine größere Steifigkeit und kann die durch den Richttreiber 3 erzeugten Biegekräfte besser aufnehmen als eine gleichlange Stranggießanlage mit mehreren Segmenten. Bei einer Stranggießanlage mit zwei oder mehr Segmenten müssen nach einem Störfall, wie etwa einem Durchbruch, ggf. alle Segmente nacheinander gewechselt werden. Diese Wechselzeiten sind bei einer Stranggießanlage, deren Strangführung 2 nur ein einziges Segment 23 aufweist, in der Regel wesentlich kürzer, da die gesamte Strangführung 2 gewechselt werden kann, ohne dass Segmente untereinander verbunden werden müssen. Beim Verbinden von Segmenten untereinander besteht die Gefahr, dass zwei benachbarte Segmente nicht exakt miteinander verbunden werden. Durch Verunreinigungen, Verschleiß und/oder durch eine fehlerhafte Ausrichtung der Segmente kann es zu Spannungen im Strang S kommen, was zu einer erhöhten Rissgefahr führt. Diese Fehlerquellen können mit einer Strangführung 2 mit einem einzigen Segment 23 vermindert werden, weshalb dieses Ausführungsbeispiel - insbesondere im Hinblick auf eine kompakte und kostengünstige Anlage - bevorzugt ist.
Das Segment 23 weist mehrere Rollen 24a, 24b, 24c (gemeinsam als Rollen 24 bezeichnet) auf, die paarweise angeordnet sind, wodurch sie (immer zwei Rollen 24 sind einander zugewandt) einen Spaltgang ausbilden, durch den der aus der Kokille 1 nach unten austretende Strang S entlang einer gebogenen Bahn tritt und geführt wird. Der noch nicht durcherstarrte Strang wird demnach zunächst vertikal nach unten geführt, anschließend durch die Strangführung 2 entlang eines Bogens umgelenkt und danach horizontal transportiert. Während des Transports findet eine Abkühlung des Strangs S statt, die ggf. durch beaufschlagen eines Kühlfluids aktiv unterstützt und/oder gesteuert werden kann.
Der Richttreiber 3 ist als Teil eines Verbindungssystems in Förderrichtung F hinter dem Segment 23 angeordnet, um den Strang S aus der Strangführung 2 herauszuziehen und komplett in die Horizontale umzubiegen. Zu diesem Zweck weist der Richttreiber 3 mehrere paarweise angeordnete Rollen 31 auf, die angetriebene Rollen sind, etwa angetrieben von einem oder mehreren Elektromotoren (nicht dargestellt).
Auch wenn in der Figur 2 der Übersichtlichkeit halber auf die Darstellung weiterer Komponenten verzichtet wurde, kann die Stranggießanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels wie in der Figur 1 eine Trennvorrichtung, einen Ofen, eine Kaltstrangwippe, ein Walzwerk und/oder weitere Komponenten aufweisen.
Im Unterschied zur Stranggießanlage der Figur 1 sind gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein oder mehrere Rollen 24 der Strangführung 23 anstellbar, wobei insbesondere eine Anstellbarkeit während des Gießvorgangs umfasst sein kann. Die Anstellbarkeit oder Verstellbarkeit ist derart vorgesehen, dass ein oder mehrere Rollenpaare zusammenfahrbar sind, wodurch sich der Transportspalt entlang der Förderrichtung F variieren, insbesondere verringern lässt.
Zur Unterscheidung verschiedener Rollengruppen der Strangführung 2 seien ein oder mehrere Rollenpaare unmittelbar unterhalb der Kokille 1 als erste Rollenpaare 24a bezeichnet. Rollenpaare, die sich in Förderrichtung F daran anschließen, seien als mittlere Rollenpaare oder Reduzierungsrollenpaare 24b bezeichnet. Die restlichen Rollenpaare der Strangführung 2, die unmittelbar vor dem Richttreiber 3 liegen, seien als letzte Rollenpaar 24c bezeichnet. Da die Rollen 24 der Strangführung 2 in der Regel paarweise angeordnet sind, werden die Bezugszeichen 24a, 24b, 24c auch benutzt, um die Rollen selbst des betreffenden Paars zu bezeichnen.
Gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die ersten Rollen 24a nicht anstellbar, wobei diese erste Rollengruppe vorzugsweise zwei oder drei Rollenpaare 24a aufweist. Indem die ersten Rollenpaare 24a nicht anstellbar, d.h. fest montiert sind, können Schwankungen im Gießspiegel unterbunden werden, und es wird verhindert, dass sich der Strang S von der Kokillenwand ablöst.
Die mittleren Rollenpaare 24b, beispielsweise 8 bis 15 Rollenpaare, vorzugsweise 1 1 Rollenpaare, sind einzeln oder auch gruppenweise anstellbar. Insbesondere können sie zusammengefahren werden, wodurch die Dicke des im Kern noch nicht erstarrten Strangs S in der Strangführung 2 reduziert wird. Ausgehend beispielsweise von einer Dicke von 52 bis 45 mm am Kokillenaustritt wird die Dicke etwa auf 32 bis 35 mm, vorzugsweise bis zu 20 mm, am Ausgang der Strangführung 2 reduziert.
Die letzten Rollenpaare 24c, vorzugsweise etwa vier Rollenpaare, sind vorzugsweise auch anstellbar. Diese Anstellung dient jedoch nur dazu, der zuvor eingestellten Strangdicke zu folgen. In diesem Fall findet im Abschnitt der letzten Rollenpaare 24c keine weitere Dickenreduktion des Strangs S statt.
Durch Variation der Gießgeschwindigkeit und/oder Kühlleistung, etwa Spritzwassermenge, wird die Position der Durcherstarrung (Sumpfspitze) im Rollengang reguliert, insbesondere so gelegt, dass sich die vollständige Durcherstarrung nicht innerhalb der Region der mittleren Rollenpaare 24b befindet. Eine Dickenreduktion des durcherstarrten Strangs würde wesentlich höhere Anstellkräfte erfordern, wodurch die Rissgefahr erhöht werden würde.
Das Anstellungsprofil der mittleren Rollen 24b kann je nach Reduktionsgrad, Reduktionsstrecke, Material des Strangs S usw. geeignet festgelegt werden. So können die abnehmenden Positionen der Rollen 24b etwa linear oder parabolisch verteilt sein. Soll beispielsweise ein Strang mit einer Dicke von 50 mm am Kokillenausgang auf 34 mm auf lineare Weise reduziert werden, bei 1 1 Reduzierungsrollen 24b, dann beträgt die Abnahme an jeder der Reduzierungsrollen 24b 16 mm/1 1 = 1 ,4545 mm. An den ersten Rollen der mittleren Rollen 24b können die Abnahmen auch etwas stärker sein und parabolisch oder auf andere Weise abfallen, so dass an der letzten Reduzierungsrolle 24b nur noch eine Abnahme der Strangdicke von etwa 1 mm erfolgt.
Gemäß einem baulich einfachen, kostengünstigen Ausführungsbeispiel, dargestellt in den Figuren 3a und 3b, sind die mittleren Rollen 24b (ggf. auch die letzten Rollen 24c) durch Hydraulikzylinder in genau zwei Positionen verfahrbar. In diesem Fall findet in einer Stellung, der Null-Stellung (Figur 3a), keine Dickenreduktion statt, während die Dicke des Strangs S am entsprechenden Rollenpaar 24b in der zweiten Stellung, der Reduktionsstellung (Figur 3b), reduziert wird. Im Ausführungsbeispiel der Figuren 3a und 3b ist ein Kolben 25, an dem eine Rolle 24b oder 24c angebracht ist, in einem Zylinder 26 verschiebbar vorgesehen. Durch hydraulisches Ansteuern, etwa mittels Öl, kann der Kolben 25 zwischen der Null-Stellung und der Reduktionsstellung hin- und herbewegt werden. Es können beide Rollen eines Rollenpaars 24b oder auch nur eine Rolle 24b des Paars verstellbar eingerichtet sein. Vorzugsweise sind nur die Rollen 24b, 24c auf der Losseite anstellbar. Ferner kann die Verstellung der Rollen 24b, 24c technisch auch auf andere Weise realisiert werden, etwa magnetisch oder elektromotorisch. Zudem kann es in bestimmten Ausführungsvarianten sinnvoll sein, dass eine, mehrere oder alle der mittleren Rollen 24b und/oder letzten Rollen 24c in mehr als zwei Stellungen bringbar, insbesondere stufenlos verstellbar sind. So kann gemäß einem variablen Ausführungsbeispiel die Strangdicke auf unterschiedliche Auslaufdicken reduziert werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Teil des Segmentrahmens, vorzugsweise der Oberrahmen, anstellbar eingerichtet sein, wodurch zur Reduzierung der Strangdicke mehrere Rollen 24b, 24c gruppenweise verstellbar sind. Auch hierbei gilt, dass an den ersten Rollen 24a und letzten Rollen 24c vorzugsweise keine Dickenreduktion stattfindet. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel können auch je zwei Rollen oder Rollenpaare 24a, 24b, 24c in einer Kassette zusammengefasst werden; diese Rollen können dann ggf. einzeln oder zusammen angestellt werden.
Durch die oben beschriebene Dickenreduktion in der Strangführung 2 kann das Walzwerk 7 kompakter ausgelegt werden. Typischerweise weist das Walzwerk mehrere, beispielsweise fünf, Walzgerüste (Stiche) auf. In diesem Fall ist es möglich, zumindest ein Walzgerüst einzusparen. Dadurch lässt sich die Gesamtanlage insgesamt kompakter und ggf. auch kostengünstiger fertigen. Alternativ kann bei herkömmlicher Auslegung des Walzwerks 7 eine stärkere Dickenreduktion des Strangs S erzielt werden. Es sei darauf hingewiesen, dass für das Zusammendrücken des im Kern noch flüssigen Strangs S weniger Energie benötigt wird als im Walzwerk erforderlich wäre, wenn auf die Dickenreduktion in der Strangführung 2 verzichtet würde. Diese technische Wirkung führt zu einer Energieeinsparung und zu einer weiteren Kosten red uktion, sowohl bei den Betriebskosten als auch bei den Anschaffungskosten. Ein weiterer technischer Vorteil der Dickenreduktion des Strangs S in der Strangführung 2 besteht darin, dass die Strangdicke am Kokillenende nicht minimiert werden muss. Es wurde bereits dargelegt, dass der Strang am Kokillenende aus verschiedenen Gründen nicht beliebig dünn sein darf. Typischerweise liegt diese Grenze, abhängig vom Material und den Prozessparametern, bei etwa 45 mm. Je weiter die Strangdicke an der Kokille dieser Grenze angenähert wird, desto größer wird das Risiko von Durchbrüchen. Die Dickenreduktion in der Strangführung 2 kann somit zu einer Verbesserung der Produktionssicherheit führen, wenn die Strangdicke an der Kokille größer gewählt wird, ohne dass dadurch die Gesamtdickenreduktion am Auslauf des Walzwerks 7 abnimmt. Ferner kann die Stranginnenqualität verbessert werden, da durch die Dickenreduktion in der Strangführung 2 das Nachfließen von flüssiger Schmelze vermindert wird, wodurch unerwünschte Seigerungen verkleinert werden.
Eine herkömmlich Stranggießanlage ohne Dickenreduktion in der Strangführung 2 lässt sich mit anstellbaren Rollen 24b, 24c nachrüsten. Durch einen Austausch des einen oder mehrerer Segment einer herkömmlichen Strangführung mit einem Segment 23, das die anstellbaren Rollen 24b, 24c enthält, kann die Nachrüstung modulartig erfolgen. So können nachträglich durch die Anschaffung von Segmenten mit Einzelrollenanstellung geringere Auslaufdicken aus der Strangführung 2 und dadurch dünnere Endabmessungen am Auslauf des Warmwalzwerks 7 erhalten werden. Falls nur gelegentlich dünnere Endabmessungen produziert werden sollen, ist es möglich, mit mehreren nicht anstellbaren Segmenten 21 , 22 zu arbeiten und nur bei der Produktion der besonders dünnen Abmessungen das anstellbare Segment 23 (analog mehrere anstellbare Segmente) einzubauen. Alternativ kann das anstellbare Segment 23 (analog mehrere anstellbare Segmente) stets eingebaut sein, wobei die anstellbaren Rollen 24b, 24c nur bei der Produktion der besonders dünnen Abmessungen in die Reduktionsstellung gefahren werden und sich andernfalls in der Null-Stellung befinden.
Im Folgenden wird ein Verfahren zur Strangdickenreduktion in der Strangführung 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel beschrieben: Die Stranggießanlage wird auf herkömmliche Weise unter Zuhilfenahme eines Kaltstrangs angefahren. Sobald der Kaltstrang ausgekoppelt und ggf. mittels der Kaltstrangwippe 6 verstaut ist, kann die Strangdicke reduziert werden. Wenn der Strangkopf (beispielsweise mit 52 bis 45 mm) zu dick für das Walzwerk 7 ist, kann der nicht reduzierte Strangkopf (beispielsweise von 4 m Länge, die der Länge der Gießmaschine, d.h. dem Weg zwischen der Kokille 1 und dem Auslauf der Strangführung 2, entspricht) in der Trennvorrichtung 4 zu Schrott zerkleinert werden. Die anstellbaren Reduzierungsrollen 24b der Strangführung 2 reduzieren anschließend den im Kern noch nicht durcherstarrten Strang S. Sofern erforderlich, kann durch ein Temperaturberechnungsmodell die Lage der Sumpfspitze und die Strangschalendicke an allen Rollenpositionen berechnet werden. Als Sumpfspitze wird hierbei die Position des Strangs S in Transportrichtung bezeichnet, an der der gerade noch flüssige Kern in den durcherstarrten Bereich übergeht. Da der Strang S zuerst an der Oberfläche erstarrt und die Temperatur von außen nach innen zunimmt, hat der flüssige Kern in Transportrichtung ungefähr die Form eines Kegels, wobei die Spitze des Kegels als Sumpfspitze bezeichnet wird. Die Gießgeschwindigkeit und Kühlleistung, vorzugsweise Spritzwassermenge, werden nun so geregelt, dass sich die Sumpfspitze nach vorn in den Bereich der letzten Rollenpaare 24c verschiebt. Dort wird die Strangdicke nicht weiter reduziert. Beim Zusammendrücken des bereits durcherstarrten Strangs S würden die benötigten Anstellkräfte stark ansteigen und die Gefahr von Innenrissen auftreten. Die Durchschnittstemperatur am Einlauf des Ofens 5 ist umso größer, je näher die Sumpfspitze an das Ende der Gießmaschine, d.h. an den Auslauf der Strangführung 2, heranrückt. Beim Erreichen des Richttreibers 3 ist der Strang S vorzugsweise vollständig durcherstarrt.
Indem die Stranggießanlage so geregelt wird, dass die Sumpfspitze sich im Bereich der letzten Rollen 24c befindet, kann eine optimale Dickenreduktion in der Strangführung 2 erzielt werden, da alle Reduzierungsrollen 24b ihre Wirkung entfalten, was bei einem zu früh durcherstarten Strang S nicht der Fall wäre.
Durch eine variable Ansteuerung der Reduzierungsrollen 24b können unterschiedliche Strangdicken vergossen werden, und die Abnahmeverteilung kann auf die aktuellen Prozesswerte angepasst werden. Dies ist nützlich, da die Abnahmeverteilung vorzugsweise so gewählt wird, dass im Bereich mit noch vollständig flüssigem Kern (Liquid Core Reduktion „LCR") höhere Abnahmen erfolgen als in dem Bereich mit erstem Dendritenwachstum im Kern (Softreduktion). Dadurch lässt sich die Gefahr von Innenrissen verringern. Da sich die Positionen der Flüssiggrenze und der Sumpfspitze dynamisch mit den Prozesswerten (Gießgeschwindigkeit, Analyse, Überhitzung, Gießspiegel, Wassermengen, Wassertemperatur usw.) verändern, wird vorzugsweise zu ihrer Berechnung ein dynamisches Temperaturberechnungsmodell verwendet. Bei der Reduktion in der Strangführung 2 liegt die letzte Abnahme vorzugsweise nicht so weit von der Kokille 1 entfernt, dass keine Schmelze mehr nachfließen kann. Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Bezugszeichenliste
1 Kokille
2 Strangführung
3 Richttreiber
4 Trennvorrichtung
5 Ofen
6 Kaltstrangwippe
7 Walzwerk
21 , 22, 23 Segmente der Strangführung
24 Rollen der Strangführung
24a Erste Rollen/Rollenpaare
24b Reduzierungsrollen/Reduzierungsrollenpaare
24c Letzte Rollen/Rollenpaare
25 Kolben
26 Hydraulikzylinder
31 Rollen des Richttreibers
S Strang/Bramme
F Förderrichtung

Claims

Patentansprüche
Stranggießanlage, die eine Kokille (1 ) zum Ausbringen eines Strangs (S) und eine sich an die Kokille (1 ) anschließende Strangführung (2) mit mehreren paarweise angeordneten Rollen (24) zum Transportieren des Strangs (S) in einer Förderrichtung (F) aufweist, wobei
eine oder mehrere der Rollen (24) so anstellbar sind, dass eine Dickenreduktion des Strangs (S) in der Strangführung stattfindet.
Stranggießanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (24) erste Rollenpaare (24a), die sich unmittelbar an die Kokille (1 ) anschließen, und Reduzierungsrollenpaare (24b), die sich in Förderrichtung (F) unmittelbar an die ersten Rollenpaare (24a) anschließen, umfassen, wobei die Rollen der ersten Rollenpaare (24a) nicht anstellbar sind, wodurch in diesem Bereich der Strangführung (2) keine Dickenreduktion des Strangs (S) stattfindet, während eine oder mehrere, vorzugsweise alle, der Rollen der Reduzierungsrollenpaare (24b) anstellbar sind, so dass in diesem Bereich der Strangführung (2) eine Dickenreduktion des Strangs (S) stattfindet.
Stranggießanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangführung (2) zwei oder drei erste Rollenpaare (24a) und vorzugsweise acht bis fünfzehn Reduzierungsrollenpaare (24b) aufweist.
Stranggießanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (24) ferner letzte Rollenpaare (24c) umfassen, die sich in Förderrichtung (F) an die Reduzierungsrollenpaare (24b) anschließen, vorzugsweise anstellbar sind, jedoch zu keiner weiteren Dickenreduktion des Strangs (S) führen. Stranggießanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese so eingerichtet ist, dass die Sumpfspitze des Strangs (S) während des regulären Gießprozesses im Bereich der letzten Rollenpaare (24c) liegt.
Stranggießanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangführung (2) einen Biegebereich aufweist, in dem der Strang (S) gebogen wird, vorzugsweise ist die Stranggießanlage als Senkrecht-Abbiegeanlage aufgebaut, bei der der Strang (S) vertikal nach unten aus der Kokille (1 ) austritt, von der Strangführung (2) nach unten geführt und anschließend entlang eines Bogens in Richtung der Horizontalen ganz oder teilweise umgelenkt und weitertransportiert wird.
Stranggießanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangführung ein oder mehrere austauschbare Segmente (23) mit je mehreren paarweise angeordneten Rollen (24) aufweist.
Stranggießanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich in Förderrichtung (F) an die Strangführung (2) ein Richttreiber (3) anschließt, der mehrere angetriebene Rollen (31 ) aufweist und eingerichtet ist, um den Strang (S) aus der Strangführung (2) herauszuziehen und vollständig in die Horizontale umzubiegen.
Stranggießanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die anstellbaren Rollen (24) hydraulisch, magnetisch oder elektromotorisch betätigbar sind, vorzugsweise weist die Strangführung (2) einen oder mehrere Hydraulikzylinder (26) auf, in denen Kolben (25) zur Verstellung der anstellbaren Rollen (24) hydraulisch verschiebbar sind. Stranggießanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die anstellbaren Rollen (24) jeweils genau zwei Stellungen annehmen können, eine Null-Stellung, bei der an der betreffenden Position in der Strangführung (2) keine Dickenreduktion des Strangs (S) stattfindet, und eine Reduktionsstellung, bei der an der betreffenden Position in der Strangführung (2) eine Dickenreduktion des Strangs (S) stattfindet; oder
Dass die anstellbaren Rollen (24) während des Gießbetriebs zwischen der Null-Stellung und der Reduktionsstellung
Verfahren zum Gießen eines Strangs (S) mittels einer Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, wobei eine oder mehrere der Rollen (24) der Strangführung (2) so angestellt werden, dass die Dicke des Strangs (S) während des Gießprozesses in der Strangführung (2) reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Dickenreduktion des Strangs (S) in der Strangführung (2) bei nicht durcherstarrtem Kern des Strangs (S) stattfindet.
Verfahren nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die anstellbaren Rollen (24) unter Berücksichtigung von Prozessparametern und anhand eines Temperaturberechnungsmodells, mit dem sich Temperatureigenschaften des Strangs (S), vorzugsweise die Lage der Sumpfspitze und/oder die Strangschalendicke, ermitteln lassen, angestellt werden.
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