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EP1071529B1 - Verfahren zum stranggiessen von dünnen metallbändern - Google Patents

Verfahren zum stranggiessen von dünnen metallbändern Download PDF

Info

Publication number
EP1071529B1
EP1071529B1 EP99920656A EP99920656A EP1071529B1 EP 1071529 B1 EP1071529 B1 EP 1071529B1 EP 99920656 A EP99920656 A EP 99920656A EP 99920656 A EP99920656 A EP 99920656A EP 1071529 B1 EP1071529 B1 EP 1071529B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
strand
billet
thickness
pairs
driver
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.)
Expired - Lifetime
Application number
EP99920656A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1071529A1 (de
Inventor
Jürgen SUCKER
Romeo Capotosti
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 Siemag AG
Acciai Speciali Terni SpA
Original Assignee
SMS Schloemann Siemag AG
Schloemann Siemag AG
Acciai Speciali Terni SpA
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 Schloemann Siemag AG, Schloemann Siemag AG, Acciai Speciali Terni SpA filed Critical SMS Schloemann Siemag AG
Publication of EP1071529A1 publication Critical patent/EP1071529A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1071529B1 publication Critical patent/EP1071529B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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

Definitions

  • the invention relates to a method for the continuous casting of thin metal strips in a continuous caster with an oscillating water-cooled mold, one vertical strand guide arranged below with devices for support and cooling the strand until it solidifies, one or more Driver roller pairs, which are used to support and promote the strand against the Extruded, a device for bending the strand and one Device for bending back the strand.
  • Thickness (up to about 80 mm) is the small strand thickness due to the special Shaping the mold plates and / or by squeezing the strand with still liquid core reached.
  • Methods and devices for the continuous casting of metal strips are for example known from publications EP 0 625 388 A and EP 0 776 708 A.
  • the metal strand is stabilized by several hydraulically adjustable rollers before it solidifies deformed.
  • the strand is in one immediately after the mold Area in which the core of the strand is still liquid, under corresponding Control of the contact pressure is defined and deformed.
  • EP 0 350 431 A describes a continuous casting process for the production of slabs known with a reduced thickness compared to the cast state, in which the partially solidified slabs are supported in a first section by rollers become. In a subsequent section, roles are summarized into segments and are summarized individually or as a segment against the The slab is pressed and deformed. The bottom of the swamp is in the area of Holding segments held. It is then deformed to a certain dimension in a third section.
  • EP 0 603 598 A1 describes a method for producing a steel strip known by casting a strand and then rolling. From one Chill becomes a steel strand at a speed of 2 - 20 m / min in one Subtracted thickness of 40 - 50 m. The steel strand is opened between squeeze rollers less than 30 mm, especially 10 - 25 mm, squeezed together. In a roll stand the steel strand is rolled down to the final dimension of 2 - 25 mm with a Degree of deformation of> 20%, but primarily 30%.
  • a continuous caster as can be seen in the company brochure "CSP / Compact Strip Production / The new casting and rolling process for economical strip production" No. W4 + 9/319 / Forma SMS Schloemann-Siemag Aktiengesellschaft / 4000/8/87. typically consists of an oscillating mold, a vertical strand guide arranged underneath with water nozzles for cooling the strand until it solidifies and one or more driven roller pairs for conveying the strand out. In order that the strand can be conveyed out of the casting plant, the driver rollers are pressed against the strand with a certain pressure, which prevents them from slipping.
  • a special feature of these continuous casting machines is the arrangement of the driver rollers for conveying the strand below the solidification point, the absence of the liquid core in the strand ensuring that the strand does not give in to the driver roller pressure and a sufficiently large tensile force is generated on the strand.
  • the state of the art here is to press the drive rollers onto the strand with hydraulic cylinders, the pressure being unchangeable during the casting process. This solution has also proven itself when casting low-carbon and austenitic stainless steels.
  • the roll pressure required to generate the discharge force leads to a reduction in the thickness of the strand.
  • the required contact pressure of the driver rollers is set much higher in practice than would actually be sufficient to exclude with certainty the risk of the driver rollers slipping, which means that the strand gets stuck.
  • the strand is rolled in an uncontrolled manner by the driver rollers, with thickness reductions of, for example, up to 8 mm at 60 mm strand thickness.
  • the required discharge force can then be increased by increasing the number of roller pairs, by increasing the roll diameter and by driving everyone Roles can be achieved.
  • the task set is procedural with the measures of the labeling part of claim 1 in a method for continuous casting of thin Metal strips in a continuous caster with an oscillating, water-cooled Mold and a vertical strand guide arranged underneath solved that for the defined thickness reduction of the strand of at least 2%, based on the strand thickness at the time the strand solidified, and at least to keep a predetermined set strand thickness constant two pairs of driver rollers continuously during the entire casting process a pressure against the strand immediately after it has solidified be pressed being connected by a hydraulic pump Measuring and control device, in which the generated current as manipulated variables Flow strand thicknesses continuously and with the preset target strand thickness be compared to that of the hydraulic pump over hydraulic Piston cylinder units generated variable contact pressure of at least two driver roller pairs is continuously regulated "online”.
  • this rolling is carried out in a controlled manner with a total strand thickness reduction, which is at least 2%.
  • the thickness reduction is at least 2% so large that the driven rollers cannot slip and it can be so large that the benefits of an increased Strand thickness in the area of the mold and the secondary cooling come into their own.
  • This controlled reduction in the thickness of the strand while keeping it constant a preset target strand thickness by at least two Driver roller pairs is achieved according to the invention in that at least a pair of driver rollers that convey the strand with a changeable defined one Continuous pressure against the strand immediately after it has solidified is pressed.
  • the current roller spacing corresponds to the strand thickness, recorded by measurement and in a measuring and control device with the preset target strand thickness compared.
  • a hydraulic Pump which is connected to the measuring and control device, the Contact pressure, with which the driver roller pair is pressed against the strand, "Online" regulated so that the specified target strand thickness is always obtained and is preserved.
  • the strand conveying driver roller pairs with a changeable contact pressure against portable stops pressed.
  • the portable stops are placed in corresponding positions brought so that there is a constant roller distance corresponding to the Target strand thickness results.
  • the pressure against the stops is there at least so large that the roller spacing in normal casting operation remains unchanged and it is guaranteed that when going through the Cold strand or in the event of casting malfunctions, the pairs of rollers can open.
  • a continuous caster according to the invention consists of a strand guide arranged vertically below an oscillating mold with devices for supporting and cooling and, if necessary, for squeezing the strand until it solidifies, at least one pair of driver rollers which are pressed against the strand for supporting and conveying the strand, a device for bending the strand and a device for bending back the strand.
  • At least one pair of driver rollers is connected directly below the solidification point of the strand with means for generating a variable contact pressure.
  • These means which can be piston-cylinder units fed by a hydraulic pump, are connected to a measuring and regulating device.
  • the measuring and control device continuously measures the current strand thickness between the pair of driver rollers via a measuring sensor, for example an inductive displacement sensor, compares this measured value with a previously set target value and regulates "online" the deviations from this target value of the contact pressure to be applied by the corresponding piston-cylinder unit.
  • continuous casting system are at arranged at least one pair of driver rollers, portable stops, against which the pressing means, for example piston cylinder units, with changeable contact pressure.
  • the portable Stops are designed so that a pre-set roller distance can not be fallen below while exceeding the desired Roller distance is prevented by the contact pressure, and only at Running through the cold strand and possible in the event of casting problems.
  • the part of a continuous casting installation (1) shown in FIG. 1 consists of an oscillating mold (2) from which the casting strand (7) with a thickness ( ) exit.
  • the vertical strand guide (3) with devices for supporting and cooling and, if necessary, for squeezing the strand (7) to the thickness (d2) -
  • the initially liquid casting strand (7) solidifies on its way downward by forced cooling in the area of the vertical strand guide (3) from the outside in, the liquid core (6) getting smaller and smaller Solidification point (17) solidifies the strand in its entire cross section is. Because of the
  • the solidification point (17) of the strand temperature which is still very high, is the strand (7) but still very soft, so that controlled rolling in this strand area of the strand with the driver roller pairs (4, 5) according to the invention can be applied.
  • driver roller pairs (4, 5) are arranged one below the other in the exemplary embodiment in FIG. 1 directly below the solidification point (17). These two pairs of driver rollers (4, 5) not only support the strand (7) and convey it further downwards, but also roll it in a controlled manner. The rolling takes place starting from the starting strand thickness (d2), first through the driver roller pair (4) with the contact pressure (p 1 ) to the strand thickness (d3) and then through the next driver roller pair (5) with the contact pressure (P2) to the strand thickness ( d4), which should correspond to the desired target strand thickness (d target).
  • the strand thickness reduction achieved in this controlled rolling should be at least 2%, based on the starting strand thickness (d2) - in order to meet the two requirements for a minimum strand thickness reduction and keeping the strand thickness constant (d4) to the desired strand thickness (d soll ), the strand thicknesses will be (d3) and (d4) "online” continuously measured during the entire casting process and adjusted accordingly in the event of deviations. This is done as follows:
  • one driver roller of the driver roller pairs (4, 5) is pressed against the strand (7) with a piston rod (21, 22) of a piston-cylinder unit (11, 12) with the pressure (P1, P2), while the respective opposite driver roller is attached to one Construction part (18) supports.
  • the position of the piston rods (21, 22), which represent a measure of the distance between the two drive rollers from each other for a pair of drive rollers (4, 5), is determined by a suitable one Measured value detectors (19, 20) - for example an inductive displacement sensor - are represented as an electrical signal (d3 ', d4') and this signal (d3 ', d4') is continuously fed into a measuring and control device (10).
  • FIG 2 a further embodiment of the invention is shown, wherein the driver roller pairs (4, 5) of the continuous casting system (1 ') are also pressed in this example by a piston-cylinder unit (13, 14) against the solidified strand (7), but with the difference is that the contact pressure (P3) also acts against movable stops (15) via projections (16) arranged on the piston rods (23, 24) of the piston-cylinder units (13, 14).
  • the drive roller gap widths (d3, d4) specified by the stops can therefore no longer be fallen short of, since this prevents the stops (15).
  • Exceeding the predetermined driver roller gap widths (d3, d4) is prevented in a simple manner by selecting the pressure (P3) higher than is necessary for the conveyance of the strand.
  • This increased pressure (P3) which is so high that the driving roller gap widths (d3, d4) remain unchanged in normal casting operation, does not lead to an uncontrolled rolling of the strand - as in known continuous casting plants - but it acts because it directed against a fixed stop (15), no further negative. Since, on the other hand, the pressure (P3) should not be excessively high, so that the driver rollers (4, 5) can move apart at any time, for example in the event of casting operation malfunctions, the pressure (P3) can also be adjusted variably via the pump (9). In order to be able to roll different strand thicknesses in the same continuous casting installation (1 ') in a controlled manner, the stops (15) are designed to be movable in order to be able to set any desired drive roller gap width in this way.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Forging (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggießen von dünnen Metallbändern in einer Stranggießanlage mit einer oszillierenden wassergekühlten Kokille, einer darunter angeordneten senkrechten Strangführung mit Einrichtungen zum Stützen und Abkühlen des Stranges bis zu seiner Durcherstarrung, einem oder mehreren Treiberrollenpaaren, die zur Stützung und zur Föderung des Stranges gegen den Strang gepresst werden, einer Vorrichtung zum Biegen des Stranges und einer Vorrichtung zum Rückbiegen des Stranges.
Beim bekannten Stand der Technik für das Stranggießen von Metallbändern geringer Dicke ( bis etwa 80 mm ) wird die geringe Strangdicke durch die besondere Formgebung der Kokillenplatten und / oder durch das Quetschen des Stranges mit noch flüssigem Kern erreicht.
Verfahren und Vorrrichtungen zum Stranggießen von Metallbändern sind beispielsweise aus den Druckschriften EP 0 625 388 A und EP 0 776 708 A bekannt. Der Metallstrang wird durch mehrere hydraulisch anstellbare Rollen vor seiner Erstarrung verformt.
Nach der EP 0 539 784 A wird der Strang unmittelbar hinter der Kokille in einem Bereich, in dem der Kern des Stranges noch flüssig ist, unter entsprechender Steuerung des Anpressdruckes definiert verformt.
Aus der EP 0 350 431 A ist ein Stranggießverfahren für die Erzeugung von Brammen mit einer gegenüber dem Gusszustand verringerten Dicke bekannt, bei dem die teilweise erstarrten Brammen in einem ersten Abschnitt durch Rollen gestützt werden. In einem nachfolgenden Abschnitt sind Rollen zu Segmenten zusammengefasst und werden einzeln oder als Segement zusammengefasst gegen die Bramme gedrückt und verformt diese. Dabei wird die Sumpfspitze im Bereich der Anstellsegmente gehalten. Eine Verformung auf ein bestimmtes Mass erfolgt anschließend in einem dritten Abschnitt.
Durch die EP 0 603 598 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Stahlbandes durch Giessen eines Stranges und anschliessendem Walzen bekannt. Aus einer Kokille wird ein Stahlstrang mit einer Geschwindigkeit von 2 - 20 m / min in einer Dicke von 40 - 50 m abgezogen. Zwischen Quetschrollen wird der Stahlstrang auf unter 30 mm, insbesondere 10 - 25 mm, zusammengequetscht. In einem Walzgerüst wird der Stahlstrang auf das Endmaß von 2 - 25 mm heruntergewalzt mit einem Umformgrad von > 20 %, vornehmlich aber 30 %.
Eine Stranggießanlage, wie auch dem Firmenprospekt " CSP / Compact Strip Production / Das neue Gieß - und Walzverfahren für die wirtschaftliche Bandherstellung " Nr. W4 + 9 / 319 / Forma SMS Schloemann-Siemag Aktiengesellschaft / 4000 / 8 / 87, zu entnehmen ist, besteht typischerweise aus einer oszillierenden Kokille, einer darunter angeordneten senkrechten Strangführung mit Wasserdüsen zum Abkühlen des Stranges bis zu seiner Durcherstarrung und einem oder mehreren angetriebenen Rollenpaaren zum Ausfördern des Stranges. Damit der Strang aus der Gießanlage gefördert werden kann, werden die Treiberrollen mit einem bestimmten Druck an den Strang gepresst, der ihr Durchrutschen mit Sicherheit ausschließt. Ein besonderes Merkmal dieser Stranggießanlagen ist die Anordnung der Treiberrollen zum Ausfördern des Stranges unterhalb des Durcherstarrugnspunktes, wobei die Abwesenheit des flüssigen Kerns im Strang gewährleistet, dass der Strang dem Treiberrollendruck nicht nachgibt und eine ausreichend große Zugkraft auf den Strang erzeugt wird.
Stand der Technik ist es hierbei, die Treiberrollen mit hydraulischen Zylindern an den Strang zu pressen, wobei der Druck während des Gießvorgangs unveränderlich ist. Diese Lösung hat sich beim Vergießen von niedriggekohlten und austenitischen nichtrostenden Stählen auch bewährt. Beim Vergießen von Stählen dagegen, welche bei Temperaturen von 1100°C sehr weich sind, wie beispielsweise Si-legierte Stähle, nichtrostende ferritische Stähle, hochkohlenstoffhaltige Stähle, führt der für die Erzeugung der Ausförderkraft notwendige Rollendruck allerdings zu einer Dickenreduzierung des Stranges. Hinzu kommt, dass der erforderliche Anstelldruck der Treiberrollen in der Praxis wesentlich höher eingestellt ist als eigentlich ausreichend wäre, um das Risiko des Durchrutschens der Treiberrollen, gleichbedeutend dem Steckenbleiben des Stranges, mit Sicherheit auszuschließen. Durch diesen erhöhten Druck wird der Strang durch die Treiberrollen unkontrolliert regelrecht gewalzt mit Dickenabnahmen von beispielsweise bis zu 8 mm bei 60 mm Strangdicke.
Da die Festigkeit des Stranges sich in Abhängigkeit von allen Gießparametern, welche die Strangtemperatur beeinflussen, wie Temperatur der Schmelze, Gießgeschwindigkeit, Intensität der Sekundärkühlung, ständig verändert, ist die Dickenreduzierung des Stranges bei einem unveränderlichen Treiberrollendruck eine veränderliche und nicht beeinflußbare Größe.
Zur Steuerung der Kräfte, die durch gegenüberliegende Führungswalzen einer Stranggießmaschine auf einen dazwischen Laufenden Strang ausgeübt werden, wird in der DE 27 47 000 A1 vorgeschlagen, diese Kräfte zu messen und bei Abweichungen von einem Normwert durch einfaches Verdrehen einer Mutter oder eines Bolzens die Abmessung des Walzenspaltes nachzustellen. Eine solche Nachstellung oder Korrektur kann rasch zwischen einzelnen Gießläufen vorgenommen werden. Während der Gießläufe bleibt aber der Nachteil des unkontrollierten Walzens.
Die sich aus der unkontrollierten und veränderlichen Verwalzung des Stranges durch Treiberrollen ergebenden Nachteile sind dabei:
  • Aufreißen der Kanten des Stranges
  • unregelmäßige Dickenabnahme des Stranges
  • Schwierigkeiten bei der Synchronisierung der Motorantriebe der Stranggießanlage wegen der unbekannten Längenänderung des Stranges
  • Schwierigkeiten, das vorgegebene Coilgewicht einzuhalten.
Um das unerwünschte, unkontrollierte Verwalzen des Stranges durch die Treiberrollen zu vermeiden, darf somit der Rollendruck einen bestimmten Wert nicht überschreiten.
Die erforderliche Ausförderkraft kann dann durch Erhöhung der Anzahl der Rollenpaare, durch Vergrößerung der Rollendurchmesser und durch den Antrieb aller Rollen erreicht werden.
Die Nachteile aller dieser Maßnahmen sind erhöhte Investitionskosten für die Anlagentechnik und die sich aus dem erhöhten Wartungsaufwand ergebenden zusätzlichen Produktionskosten. Je geringer die Strangdicke ist, um so größer sind diese genannten Nachteile, weil das die Ausförderkraft unterstützende Stranggewicht wegen des geringeren Querschnitts und der zusätzlichen kürzeren Anlagenhöhe entsprechend geringer ausfällt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Stranggießen von dünnen Metallbändern zu entwickeln, mit der mit möglichst geringem anlagetechnischen Aufwand die Treiberrollen zur Strangförderung eine vorgegebene Dickenreduzierung des Stranges mit größtmöglicher Konstanz herbeiführen und auch während des gesamten Gießvorganges beibehalten.
Die gestellte Aufgabe wird verfahrensmäßig mit den Maßnahmen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1 bei einem Verfahren zum Stranggießen von dünnen Metallbändern in einer Stranggießanlage mit einer oszillierenden, wassergekühlten Kokille und einer darunter angeordneten senkrechten Strangführung dadurch gelöst, dass zur definierten Dickenreduzierung des Stranges von mindestens 2 %, bezogen auf die Strangdicke zum Zeitpunkt der Durcherstarrung des Stranges, und zur Konstanthaltung einer vorab eingestellten Sollstrangdicke wenigstens zwei Treiberrollenpaare kontinuierlich während des gesamten Gießprozesses mit einem Anpressdruck gegen den Strang unmittelbar nach seiner Durcherstarrung gepreßt werden wobei durch eine mit einer hydraulischen Pumpe verbundenen Mess- und Regelvorrichtung, in die als Stellgrößen die erzeugten aktuellen Strangdicken kontinuierlich einfließen und mit der vorab eingestellten Sollstrangdicke verglichen werden, der von der hydraulischen Pumpe über hydraulische Kolbenzylindereinheiten erzeugte veränderliche Anpressdruck der mindestens zwei Treiberrollenpaare kontinuierlich "online" geregelt wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Beim Vergießen von dünnen Strängen aus weichen Stählen ist es unvermeidbar, dass in den Treiberrollenpaaren eine Verwalzung des durcherstarrten Stranges stattfindet, wenn auf eine größere Anzahl von angetriebenen Treiberrollenpaaren mit großem Durchmesser verzichtet und ein Steckenbleiben des Stranges mit Sicherheit ausgeschlossen werden soll. Deshalb wird nach dem Verfahren der Erfindung dieses Verwalzen kontrolliert durchgeführt mit einer Gesamtstrangdickenreduzierung, die mindestens 2 % beträgt. Die Dickenreduzierung ist mit mindestens 2 % dabei so groß, dass das Durchrutschen der angetriebenen Rollen ausgeschlossen ist und wobei sie so groß sein kann, dass die Vorteile einer erhöhten Strangdicke im Bereich der Kokille und der Sekundärkühlung zur Geltung gelangen.
Diese kontrollierte Dickenreduzierung des Stranges mit gleichzeitiger Konstanthaltung einer vorab eingestellten Sollstrangdicke durch mindestens zwei Treiberrollenpaare wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, dass mindestens ein den Strang ausförderndes Treiberrollenpaar mit einem veränderbaren definierten Druck kontinuierlich gegen den Strang unmittelbar nach seiner Durcherstarrung gepreßt wird. Hierzu wird kontinuierlich der aktuelle Rollenabstand, der der Strangdicke entspricht, messtechnisch erfaßt und in einer Mess- und Regelvorrichtung mit der vorab eingestellten Sollstrangdicke verglichen. Aufgrund des Messdatenvergleichs wird über eine hydraulische Pumpe, die mit der Mess- und Regelvorrichtung verbunden ist, der Anpressdruck, mit dem das Treiberrollenpaar gegen den Strang gepreßt wird, "online" so geregelt, dass stets die vorgegebene Sollstrangdicke erhalten wird und erhalten bleibt.
In einer alternativen Ausbildung der Erfindung werden die den Strang ausfördernden Treiberrollenpaare mit einem veränderbaren Anpressdruck gegen ortsveränderliche Anschläge gepreßt. Je nach der gewünschten Sollstrangdicke werden dabei die ortsveränderlichen Anschläge in entsprechende Positionen gebracht, so dass sich ein konstanter Rollenabstand entsprechend der Sollstrangdicke ergibt. Der gegen die Anschläge wirkende Druck ist dabei mindestens so groß, dass der Rollenabstand im normalen Gießbetrieb unverändert bleibt und dabei gewährleistet ist, dass beim Durchlaufen des Kaltstrangs oder bei Gießstörungen die Rollenpaare sich öffnen können.
Da sich während des Gießbetriebes der Walzwiderstand beim Walzen auf die geforderte Mindestdickenabnahme von 2 % verändern kann, ist es erforderlich, den auf die Anschläge wirkenden Anpreßdruck entsprechend der vorgegebenen Dickenreduzierung variabel auszuüben, um ein öffnen der Rollenpaare bei Störungen zu ermöglichen.
Die aufgezeigten alternativen Möglichkeiten sind entsprechend der Erfindung nicht jeweils nur einzeln anwendbar, sondern können auch miteinander kombiniert werden. So ist es beispielsweise möglich, eine Stranggießanlage mit mindestens zwei Treiberrollenpaaren auszubilden, wobei die Spaltweite des einen Treiberrollenpaares mit einem veränderlichen Druck "online" geregelt wird, während die Spaltweite des anderen Treiberrollenpaares durch den Anpressdruck, der gegen einen Anschlag wirkt, unverändert bleibt. Auch bei Kombination dieser beiden Alternativen beträgt die Gesamtdickenabnahme erfindungsgemäß mindestens 2 %.
Durch die gezielte Dickenreduzierung, d. h. bei einem kontrollierten Walzen des Stranges bereits durch die Treiberrollen, ergibt sich ein neues Konzept der Dünnbrammentechnologie, wobei im Gegensatz zu bekannten Verfahren (CPR, LCR, ISP) das Walzen des Stranges bereits unmittelbar nach seiner Durcherstarrung mit den Treiberrollen erfolgt. Dies wird dabei ohne besonderen technologischen Aufwand erreicht und verringert im Gegensatz zu den oben angeführten bekannten Verfahren nicht die Gießleistung.
Das Walzen des durcherstarrten Stranges, egal aus welchem Stahl, erlaubt es außerdem, ohne Verringerung der Gießleistung die Strangdicke im Bereich der Kokille zu erhöhen, woraus sich bekannte Verbesserungen der Stahlqualität ergeben. Durch das kontrollierte Walzen mittels der Treiberrollen ist es außerdem möglich, dünne Stränge zu erzeugen, die sich ohne Beeinträchtigung der Qualität aufwickeln Lassen, woraus sich neue vorteilhafte Anlagenkonzepte ergeben.
Eine Stranggießanlage gemäß der Erfindung besteht aus einer unterhalb einer oszillierenden Kokille senkrecht angeordneten Strangführung mit Einrichtungen zum Stützen und Abkühlen und gegebenenfalls zum Quetschen des Stranges bis zu seiner Durcherstarrung, mindestens einem Treiberrollenpaar, das zur Stützung und zur Förderung des Stranges gegen den Strang gepreßt wird, einer Vorrichtung zum Biegen des Stranges und eine Vorrichtung zum Rückbiegen des Stranges. Mindestens ein Treiberrollenpaar ist dabei unmittelbar unterhalb des Durcherstarrungspunktes des Stranges mit Mitteln zur Erzeugung eines veränderlichen Anpressdruckes verbunden. Diese Mittel, die von einer hydraulischen Pumpe gespeiste Kolbenzylindereinheiten sein können, sind mit einer Mess- und Regelvorrichtung verbunden. Die Mess- und Regelvorrichtung mißt kontinuierlich über einen Messfühler, beispielsweise einen induktiven Wegaufnehmer, die aktuelle Strangdicke zwischen dem Treiberrollenpaar, vergleicht diesen Meßwert mit einem vorab eingestellten Sollwert und regelt "online" bei Abweichungen von diesem Sollwert den von der entsprechenden Kolbenzylindereinheit aufzubringenden Anpressdruck.
Bei einer nach der Erfindung alternativ ausgebildeten Stranggießanlage sind bei mindestens einem Treiberrollenpaar ortsveränderliche Anschläge angeordnet, gegen die die Anpressmittel, beispielsweise Kolbenzylindereinheiten, mit veränderbarem Anpressdruck angepresst werden. Die ortsveränderlichen Anschläge sind dabei so ausgebildet, dass ein vorab eingestellter Rollenabstand nicht unterschritten werden kann, während ein überschreiten des gewünschten Rollenabstandes durch den Anpressdruck verhindert wird, und nur beim Durchlaufen des Kaltstranges und bei Gießstörungen möglich ist.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand von zwei in schematischen Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1
ein Fließschema eines Teils einer Stranggießanlage mit "online"-Regelung des Treiberrollenanpressdrucks,
Fig. 2
ein Fließschema eines Teils einer Stranggießanlage mit zwei fest angestellten Treiberrollenpaaren.
Der in Figur 1 dargestellte Teil einer Stranggießanlage (1) besteht aus einer oszillierenden Kokille (2), aus der senkrecht nach unten der Gießstrang (7) mit einer Dicke (
Figure 00090001
) austritt. Darunter befindet sich die senkrechte Strangführung (3) mit Einrichtungen zum Stützen und Abkühlen und gegebenenfalls zum Quetschen des Stranges (7) auf die Dicke (d2) -
Der zunächst flüssige Gießstrang (7) erstarrt bekanntermaßen auf seinem Weg nach unten durch Zwangskühlung im Bereich der senkrechten Strangführung (3) von außen nach innen, wobei der flüssige Kern (6) immer kleiner wird und am Durcherstarrungspunkt (17) der Strang in seinem gesamten Querschnitt erstarrt ist. Aufgrund der am
Durcherstarrungspunkt (17) noch sehr hohen Strangtemperatur ist der Strang (7) aber noch sehr weich, so dass in diesem Strangbereich das kontrollierte Walzen des Strangs mit den Treiberrollenpaaren (4, 5) gemäß der Erfindung angewendet werden kann.
Zu diesem Zweck sind beim Ausführungsbeispiel der Figur 1 unmittelbar unterhalb des Durcherstarrungspunktes (17) zwei Treiberrollenpaare (4, 5) untereinander angeordnet. Durch diese beiden Treiberrollenpaare (4, 5) wird der Strang (7) nicht nur abgestützt und weiter nach unten gefördert, sondern gleichzeitig dabei kontrolliert gewalzt. Das Walzen geschieht dabei von der Ausgangsstrangdicke (d2) ausgehend zunächst durch das Treiberrollenpaar (4) mit dem Anpressdruck (p1) auf die Strangdicke (d3) und dann durch das nächste Treiberrollenpaar (5) mit dem Anpressdruck (P2) auf die Strangdicke (d4), die der gewünschten Sollstrangdicke (dsoll) entsprechen soll. Die bei diesem kontrollierten Walzen erzielte Strangdickenabnahme soll dabei mindestens 2 % betragen, bezogen auf die Ausgangsstrangdicke (d2)- Um die beiden Forderungen nach einer Mindeststrangdickenabnahme und der Konstanthaltung der Strangdicke (d4) auf die Sollstrangdicke (dsoll) zu erfüllen, werden die Strangdicken (d3) und (d4) "online" während des gesamten Gießprozesses kontinuierlich gemessen und bei Abweichungen entsprechend nachgeregelt. Dies geschieht wie folgt:
Jeweils eine Treiberrolle der Treiberrollenpaare (4, 5) wird mit einer Kolbenstange (21, 22) einer Kolbenzylindereinheit (11, 12) mit dem Druck (P1, P2) gegen den Strang (7) gepreßt, während die jeweils gegenüberliegende Treiberrolle sich an einem Konstruktionsteil (18) abstützt. Die Position der Kolbenstangen (21, 22), die ein Maß für den Abstand der beiden Treiberrollen voneinander für jeweils ein Treiberrollenpaar (4, 5) darstellen, wird durch einen geeigneten
Messwerterfasser (19, 20) - beispielsweise einem induktiven Wegaufnehmer - als ein elektrisches Signal (d3', d4') dargestellt und dieses Signal (d3', d4') in eine Mess- und Regelvorrichtung (10) kontinuierlich eingespeist. In diese Messund Regelvorrichtung (10) werden sämtliche Messdaten der am kontrollierten Walzen beteiligten Treiberrollenpaare (4, 5) eingegeben und die Gesamtdickenreduzierung des Stranges (7) mit der vorgegebenen Sollstrangdicke (dsoll) verglichen. Als Ergebnis dieses Vergleichs regelt die Mess- und Regelvorrichtung (10) über entsprechende Steuersignale, die in die hydraulische Pumpe (9) einfließen, den erforderlichen, möglicherweise unterschiedlichen Anpressdruck (P1, P2), für die Kolbenzylindereinheiten (11/12) der Treiberrollenpaare (4, 5). Somit wird jede geringe Veränderung der Treiberrollenspaltweite Über die Kolbenzylindereinheiten (11, 12) und deren Messwerterfasser (19, 20) sofort von der Mess- und Regelvorrichtung (10) erfaßt und von dieser kontinuierlich in eine entsprechende Änderung des Anpressdrucks (P1, P2) für die in Frage kommenden Treiberrollenpaare (4, 5) umgesetzt.
In Figur 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei die Treiberrollenpaare (4, 5) der Stranggießanlage (1') in diesem Beispiel gleichfalls von einer Kolbenzylindereinheit (13, 14) gegen den durcherstarrten Strang (7) gepreßt werden, allerdings mit dem Unterschied, dass der Anpressdruck (P3) zusätzlich Über an den Kolbenstangen (23, 24) der Kolbenzylindereinheiten (13, 14) angeordnete Ausladungen (16) gegen ortsveränderliche Anschläge (15) wirkt. Die durch die Anschläge vorgegebenen Treiberrollenspaltweiten (d3, d4) können somit nicht mehr unterschritten werden, da dies die Anschläge (15) verhindern.
Ein überschreiten der vorgegebenen Treiberrollenspaltweiten (d3, d4), wird in einfacher Weise dadurch verhindert, dass der Druck (P3) höher gewählt ist, als für die Ausförderung des Stranges erforderlich ist. Dieser erhöhte Druck (P3), der so hoch ist, dass im normalen Gießbetrieb die Treiberrollenspaltweiten (d3, d4) unverändert bleiben, führt nun aber nicht - wie bei bekannten Stranggießanlagen - zu einem unkontrollierten Walzen des Stranges, sondern er wirkt sich, da er gegen einen festen Anschlag (15) gerichtet ist, nicht weiter negativ aus. Da der Druck (P3) andererseits nicht übermäßig hoch sein soll, damit jederzeit, beispielsweise bei Störungen des Gießbetriebes die Treiberrollen (4, 5) auseinanderfahren können, ist der Druck (P3) gleichfalls veränderbar über die Pumpe (9) einstellbar. Um unterschiedliche Strangdicken in der gleichen Stranggießanlage (1') kontrolliert walzen zu können, sind die Anschläge (15) ortsveränderlich ausgebildet, um auf diese Weise jede gewünschte Treiberrollenspaltweite einstellen zu können.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So sind auch mehr als nur zwei Treiberrollenpaare zur Durchführung des erfindungsgemäßen Walzens unmittelbar nach der Druckerstarrung des Stranges anwendbar, wobei auch Kombinationen der beiden genannten Möglichkeiten
  • der "online"-Regelung der Treiberrollenspaltweite und
  • der Fixierung der Treiberrollenspaltweite durch Anpressdruckbegrenzung mittels Anschlägen
denkbar sind.

Claims (3)

  1. Verfahren zum Stranggießen von dünnen Metallbändern in einer Stranggießanlage (1, 1') mit einer oszillierenden, wassergekühlten Kokille (2), einer darunter angeordneten senkrechten Strangführung (3) mit Einrichtungen zum Stützen und Abkühlen und gegebenenfalls zum Quetschen des Stranges bis zu seiner Durcherstarrung, einem oder mehreren Treiberrollenpaaren (4, 5), die zur Stützung und zur Förderung des Stranges (7) gegen den Strang (7) gepreßt werden, einer Vorrichtung zum Biegen des Stranges (7) und einer Vorrichtung zum Rückbiegen des Stranges (7),
    dadurch gekennzeichnet, dass zur definierten Dickenreduzierung des Stranges (7) von mindestens 2 %, bezogen auf die Strangdicke (d2) zum Zeitpunkt der Durcherstarrung (17), und zur Konstanthaltung einer vorab eingestellten Sollstrangdicke (dsoll), wenigstens zwei den Strang (7) ausfördernde Treiberrollenpaare (4, 5) kontinuierlich während des gesamten Gießprozesses mit einem Anpressdruck (P1, P2) gegen den Strang (7) unmittelbar nach seiner Durcherstarrung gepreßt werden, wobei durch eine mit einer hydraulischen Pumpe (9) verbundenen Mess- und Regelvorrichtung (10), in die als Stellgrößen die erzeugten aktuellen Strangdicken (d3, d4) kontinuierlich einfließen und mit der vorab eingestellten Sollstrangdicke (dsoll) verglichen werden, der von der hydraulischen Pumpe (9) über hydraulische Kolbenzylindereinheiten (11, 12) erzeugte veränderliche Anpressdruck (P1, P2) der mindestens zwei Treiberrollenpaare (4, 5) kontinuierlich "online" geregelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Treiberrollenpaar (4, 5) durch mechanische oder hydraulische Mittel mit einem veränderbaren Druck so fest angestellt ist, dass die Treiberrollenspaltweite (d3, d4) konstant gehalten wird und die Gesamtstrangdickenreduzierung mindestens 2 % beträgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Treiberrollenpaar (4, 5) mit dem veränderlichen Anpreßdruck (P1, P2) an den Strang (7) gepreßt wird und die Treiberrollenspaltweite der anderen Rollenpaare konstant gehalten wird, wobei die Gesamtstrangdickenreduzierung beim Durchlauf aller Rollenpaare (4, 5) mindestens 2 % beträgt.
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