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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum vertikalen Stranggiessen eines Stahlbandes, wobei zunächst in einer mitlaufenden Kokille ein Strang mit einem parallelogrammförmigen Quer- schnitt gegossen und dann von diesem Ausgangsquerschnitt mit durcherstarrten Längsrändern und flüssigem Kern in ein Band mit planparallelem Querschnitt übergeführt wird, indem eine bereits erstarrte, durch Kühlung fortschreitend dicker werdende Schale des Stranges in einer Verfor- mungseinrichtung ohne Stauchung der durcherstarrten Längsränder in Giessrichtung zunehmend zusammengedrückt wird.
Beim vertikalen Stranggiessen von Stahlbändern ist es bekannt (EP 0 329 639 B1),den mit parallelogrammförmigem Querschnitt gegossenen Strang in einer mitlaufenden Kokille bei gleich- bleibendem Querschnitt abzukühlen, bis sich eine feste, im Bereich der Längsränder des Stranges aufgrund des parallelogrammförmigen Querschnittes bereits durch erstarrte Schale bildet, bevor der Strang weiter abgekühlt und mit zunehmender Erstarrung fortschreitend zu einem flachen Vorband verformt und zusammengepresst wird. Die Verformung des mit einem parallelogrammförmigen Querschnitt gegossenen Stranges zu einem planparallelen Vorband erfolgt somit erst nach der Ausbildung einer ausreichend dicken Schale.
Das Überführen des parallelogrammförmigen Quer- schnittes des Stranges in einen planparallelen Querschnitt erfolgt dabei in einer Verformungsein- richtung, die aus mehreren einander bezüglich des Bandes gegenüberliegenden Längsbalken zusammengesetzt ist, die zwischen sich einen Formspalt mit einem parallelogrammförmigen Zulaufquerschnitt und einem planparallelen Ablaufquerschnitt bilden, und zwar mit Hilfe von in den Längsbalken gelagerten Formwalzen.
Da die Längsbalken zulaufseitig schwenkbar gelagert sind und im Sinne eines gegenseitigen Verschwenkens einer Druckbeaufschlagung unterworfen wer- den, ergibt sich unter der Voraussetzung einer gleichförmigen Kühlung eine von der Durchlaufge- schwindigkeit des Stranges durch die Kokille und die Verformungseinrichtung abhängige Dicke für das im Bereich der Verformungseinrichtung durcherstarrte Vorband, wenn die Schalen gegenein- ander gepresst werden. Das Ausmass der Erstarrung, die die Banddicke bestimmt, hängt von der Kühldauer ab, die eine Funktion der Durchlaufgeschwindigkeit des Bandes durch die Kokille und die Verformungseinrichtung ist. Dies bedeutet, dass für eine einheitliche, gleichbleibende Banddicke für eine konstante Giessgeschwindigkeit zu sorgen ist.
Eine konstante Giessgeschwindigkeit hat aber im Hinblick auf die Zusammenarbeit mit einem vorgelagerten Stahlwerk und der möglichen unmittelbaren Weiterverarbeitung des Vorbandes in einem anschliessenden Walzwerk betriebliche Nachteile, weil sowohl im Stahlwerk als auch im Walzwerk Umstände auftreten können, die eine Änderung der Giessgeschwindigkeit bzw. der Giessleistung erforderlich machen. Abgesehen davon ist mit Temperaturschwankungen der Stahl- schmelze zu rechnen, was ebenfalls Dickenschwankungen des Vorbandes nach sich zieht.
Um die Dickenreduktion von stranggegossenen Stahlbändern zu vereinfachen, ist es bekannt (DE 41 35 214 A1),eine Rollverformung des gegossenen Stranges vorzunehmen, bevor der flüssi- ge Kern durcherstarrt ist. Diese Rollverformung setzt eine bereits in ausreichender Dicke erstarrte Schale voraus, die unter einer Quetschung des flüssigen Kerns durch die Rollen ohne Stauchung zusammengedrückt, im Randbereich jedoch gestaucht wird. Diese randseitige Stauchung ist zwangsläufig mit einer Streckung oder seitlichen Ausbuchtungen verbunden, was zu einer Randwellung des gegossenen und auf diese Weise reduzierten Stahlbandes bzw. zu Spannungen und einer Rissgefahr im Randbereich führt.
Daran ändert sich durch eine an die Dickenreduktion anschliessende, zur Durcherstarrung des Kernes vorgesehene, verformungsfreie Führung des Bandes zwischen Führungsrollen mit einem konstanten Spalt nichts.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und ein Verfah- ren der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, dass trotz auftretender Änderungen hinsicht- lich der Giessgeschwindigkeit und der Temperatur des Flüssigstahls eine konstante Banddicke ohne Gefahr einer Randwellung bzw. Rissbildung sichergestellt werden kann.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass der Strang nach dem Zusammendrücken zu einem Band mit noch flüssigem Kern während des Durcherstarrens des Kernes lediglich in einem Formspalt mit konstanter, der Dicke der durcherstarrten Längsränder entsprechenden Weite geführt und dabei kalibriert wird.
Da zum Kalibrieren des Bandes das Zusammenführen der Schalen beendet ist, bevor sich die einander gegenüberliegenden Schalen berühren, und die Dicke des Formspaltes während des Durcherstarrens des dabei verbliebenen flüssigen Kernes in Abhängigkeit von kühlungsbedingten
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Schrumpfungen konstant gehalten wird, wird die definitive Banddicke durch die Formspaltabmes- sungen und nicht durch die Giessgeschwindigkeit bestimmt. Der im Bereich des verbliebenen flüssigen Kernes wirksame ferrostatische Druck sorgt ja für eine Anlage der Schalen an den die Spaltgeometrie vorgebenden Formelementen.
Sich zufolge unterschiedlicher Giessgeschwindigkei- ten ergebende unterschiedliche Dicken des flüssigen Kernes können daher zu keinen unterschied- lichen Banddicken führen, wenn nur darauf geachtet wird, dass der Kern im Bereich der konstanten Dicke des Formspaltes völlig erstarrt. Wesentlich dabei ist, dass im Randbereich keine mit einer Streckung verbundene Stauchung des Bandes auftreten kann. Dies wird dadurch sichergestellt, dass der Formspalt eine der Dicke der durcherstarrten Längsränder entsprechende Weite aufweist.
Da die Schale des Stranges nach dem Giessen in einer mitlaufenden Kokille in der Verformungsein- richtung aus einem parallelogrammförmigen Querschnitt in einen planparallelen Querschnitt über- geführt wird, ohne die durcherstarrten Längsränder der Schale zu stauchen, bestimmen diese durcherstarrten Längsränder des parallelogrammförmigen Querschnittes auch die spätere Dicke des durcherstarrten Bandes, so dass es zu keiner mit einer Streckung verbundenen Stauchung des Längsrandes kommt, bevor das Band völlig durcherstarrt ist.
Wegen der Durcherstarrung des Kernes ohne Streckwirkung auf das Band kann im wesentli- chen ein Gussgefüge erwartet werden. Nach der Durcherstarrung des Bandes kann allerdings die Banddicke unter gleichzeitigem Strecken vorzugsweise mittels kraft- und weggesteuerter Rollen geringfügig reduziert werden, was zu einer entsprechenden Gefügeverbesserung führt.
Um besonders dünne Vorbänder für die weitere Verarbeitung in einem Walzwerk zur Verfü- gung stellen zu können, kann das durcherstarrte Band nach dem Kalibrieren durch ein kontinuierli- ches Walzen in seiner Dicke zusätzlich reduziert werden, was den Walzaufwand im Walzwerk erheblich verringern kann.
Zur Durchführung der erfindungsgemässen Kalibrierung des stranggegossenen Stahlbandes kann von einer Stranggiessanlage ausgegangen werden, die aus einer mit dem zu giessenden Strang mitlaufenden Kokille mit einem parallelogrammförmigen Formspaltquerschnitt und aus einer anschliessenden Verformungseinrichtung mit mehreren einander bezüglich des Stranges gegen- überliegenden, zwischen sich einen Formspalt mit einem parallelogrammförmigen Zulauf- und einem planparallelen Ablaufquerschnitt bildenden Rollen besteht. Es muss dafür gesorgt werden, dass an die Verformungseinrichtung eine Kalibriereinrichtung mit einem vorgegebenen Formspalt- verlauf anschliesst, der zumindest zulaufseitig einen Abschnitt mit konstanter Formspaltdicke auf- weist, so dass die vollständige Durcherstarrung des Bandes im Abschnitt des Formspaltes mit konstanter Dicke erfolgt.
Je nach der Giessgeschwindigkeit wird sich der Punkt der Durcherstarrung des Bandes entlang des Formspaltes einstellen. Bei verminderter Giessgeschwindigkeit kann somit mit einer Durcherstarrung des Bandes in einem Anfangsabschnitt, also im oberen Bereich, und bei erhöhter Giessgeschwindigkeit in einem Endabschnitt, also im unteren Bereich des Formspaltes der Kalibriereinrichtung gerechnet werden.
Günstige Verhältnisse ergeben sich, wenn die Kalibriereinrichtung den Formspalt begrenzen- de, zur Einstellung des Formspaltverlaufes anstellbare Kalibrierwalzen aufweist. Zwischen diesen Kalibrierwalzen kann nicht nur die Dicke des Bandes während seiner Durchstarrung in vorteilhafter Weise festgelegt, sondern auch ein Vorschub erzielt werden, wenn diese Kalibrierwalzen angetrie- ben werden. Wegen der fortgeschrittenen Erstarrung des Bandes bedarf es keiner durchgehenden Bandführung, so dass zwischen den Kalibrierwalzen Kühlflüssigkeit auf das Band aufgebracht werden kann.
Nach der Erstarrung des flüssigen Restkernes kann über die verbleibenden auslaufseitigen Kalibrierwalzen eine Dickenreduktion, beispielsweise in der Grössenordnung von 1 bis 5%, zur Gefügeverbesserung durchgeführt werden, was einen entsprechend voreingestellten Formspaltver- lauf erfordert.
Die Kalibriereinrichtung kann auch weit in den Giessbogen hineinreichen, was eine Reduzierung der Bauhöhe erlaubt.
Um eine zusätzliche grössere Dickenreduktion des Bandes zu erreichen, kann auf der Ablauf- seite der Kalibriereinrichtung zusätzlich ein Reduziergerüst vorgesehen sein, mit dessen Hilfe einem angeschlossenen Walzwerk vergleichsweise dünne Vorbänder zugeführt werden können.
Anhand der Zeichnung wird das erfindungsgemässe Verfahren näher erläutert.
Es zeigen
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Fig. 1 eine erfindungsgemässe Stranggiessanlage zum Stranggiessen in einem schematischen
Längsschnitt,
Fig. 2 einen vereinfachten Querschnitt der Kalibriereinrichtung in einem grösseren Massstab, die
Fig. 3 bis 5 die wesentlichen Querschnittsveränderungen eines nach dem Stand der Technik gegossenen Stranges während seiner Umformung zu einem Band und die
Fig. 6 bis 9 eine den Fig. 3 bis 5 entsprechende Darstellung der Querschnittsveränderungen eines nach der Erfindung gegossenen Stranges während seiner Umformung zu einem
Band.
Gemäss der Fig. 1 weist die dargestellte Stranggiessanlage zum vertikalen Stranggiessen eines Stahlbandes 1 eine mitlaufende Kokille 2, eine daran über eine Strangführung 3 anschliessende Verformungseinrichtung 4 und eine Kalibriereinrichtung 5 auf, von der das Band 1 in einen Giess- bogen 6 austritt, um von einem vertikalen in einen horizontalen Verlauf umgelenkt zu werden. Die Kalibriereinrichtung 5 kann sich zumindest teilweise in den Bereich des Giessbogens 6 erstrecken, was eine niedrigere Bauhöhe erlaubt.
Die mitlaufende Kokille 2 besteht aus zwei einander gegenüberliegenden, endlos umlaufenden Plattenketten 7, die einen gleichbleibenden Formspalt zwischen sich einschliessen, in den ein an einen Giessbehälter angesetztes Giessrohr 8 mündet. Die einander paarweise zugeordneten Platten der Plattenketten 7 bilden einen Formspalt mit einem parallelogrammförmigen Querschnitt, so dass der in den Formspalt der mitlaufenden Kokille 2 durch das Giessrohr 8 eingegossene Flüssigstahl im Bereich der Plattenketten 7 gekühlt wird und mit fortschreitender Kühlung eine dicker werdende, erstarrte Schale 9 bildet, die im Bereich der Längsränder 10 aufgrund der gegen die Längsränder 10 hin abnehmenden Strangdicke durcherstarrt sind, wie dies den Fig. 3 und 4 bzw.
6 und 7 ent- nommen werden kann, die den Strang 11 im Bereich der mitlaufenden Kokille 2 zunächst mit noch dünner Schale 9 und dann mit zunehmender Schalendicke zeigen. Wegen der durcherstarrten Längsränder 10 ist eine Weiterführung des gegossenen Stranges 11 über die Strangführung 3 in die Verformungseinrichtung 4 ohne weiteres möglich, deren Formspalt von einem parallelogramm- förmigen Zulaufquerschnitt allmählich in einen planparallelen Ablaufquerschnitt übergeht. Zu die- sem Zweck weist die Verformungseinrichtung 4 mehrere einander bezüglich des Stranges 11 gegenüberliegende, zwischen sich den Formspalt bildende Längsbalken 12 auf, die zulaufseitig um Achsen 13 schwenkbar gelagert sind und im Sinne einer gegenseitigen Verschwenkung über Druckzylinder 14 beaufschlagt werden. Der Formspalt wird dabei durch Formwalzen 15 begrenzt.
Wie der Fig. 5 entnommen werden kann, werden gemäss dem Stand der Technik in dieser Ver- formungseinrichtung 4 die Schalen 9 unter einer Verdrängung des flüssigen Kernes nach oben gegeneinander geführt, bis sie aneinander angedrückt werden und ein durchgehend erstarrtes Band bilden, dessen Dicke bei gleichbleibenden Kühlbedingungen von der Giessgeschwindigkeit bzw. von der Temperatur der Stahlschmelze abhängt. Im Gegensatz dazu werden die Schalen 9 in der Verformungseinrichtung 4 nur zu einem planparallelen Querschnitt mit einem noch flüssigen Kern 16 zusammengeführt, wie dies in der Fig. 8 dargestellt ist. Dabei muss darauf geachtet wer- den, dass die Längsränder 10 keiner mit einer Streckung verbundenen Stauchung unterworfen werden.
Die Durcherstarrung des flüssigen Kernes 16 erfolgt erst in der Kalibriereinrichtung 5, die zumindest einlaufseitig einen Formspalt konstanter Dicke aufweist, in dessen Bereich der flüssige Kern 16 durcherstarrt, bis gemäss der Fig. 9 ein Band 1 konstanter Dicke erhalten wird. In diesem Zusammenhang ist zu berücksichtigen, dass durch den ferrostatischen Druck im Bereich des flüssi- gen Kernes 16 die Schalen 9 gegen die Kalibriereinrichtung 5 gedrückt werden, so dass die vorge- gebene Formspaltweite die Banddicke unabhängig von der Giessgeschwindigkeit bzw. der Dicke des flüssigen Kernes 16 bestimmt. Die Formspaltweite muss allerdings entsprechend der Dicke der durcherstarrten Längsränder 10 gewählt werden, damit eine randseitige Streckung des Bandes 1 vermieden wird.
Die Kühlung, die Durchlaufgeschwindigkeit des Stranges 11durch die Kokille 2 und die Ver- formungseinrichtung 4 sowie die Länge der Kokille 2 und der Verformungseinrichtung 4 sind auf- einander so abgestimmt, dass der Strang 11beim Austritt aus der Verformungseinrichtung 4 noch einen flüssigen Kern 16 aufweist, weil ja die Durcherstarrung des Bandes 1 erst in der Kalibrierein- richtung 5 erfolgen soll. Die Kalibrierwalzen 17 der Kalibriereinrichtung 5 werden über Stellzylinder 18 auf einen für den Kalibriervorgang vorgegebenen Formspaltverlauf eingestellt.
Da im Bereich
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des flüssigen Kernes 16 ein erheblicher ferrostatischer Druck herrscht, werden die Schalen 9 des Bandes 1 im Bereich der Kalibriereinrichtung 5 gegen die Kalibrierwalzen 17 nach aussen gedrückt, was den angestrebten Kalibriereffekt sicherstellt, wobei die jeweilige Dicke des flüssigen Kerns 16 beim Eintritt des Bandes 1 in die Kalibriereinrichtung 5 variieren kann.
Da in der Kalibriereinrichtung 5 bereits von einem planparallelen Bandquerschnitt ausgegan- gen wird, laufen die Kalibrierwalzen 17 über die Bandbreite durch, wie das der Fig. 2 entnommen werden kann. Der schematisch angedeutete Antrieb 19 der Kalibrierwalzen 17 unterstützt die Bandförderung und eignet sich auch für eine geringe Walzleistung nach dem Durcherstarren des flüssigen Kerns 16, so dass im Anschluss an die vollständige Durcherstarrung des Bandes 1 die Kalibrierwalzen 17 für eine geringfügige Dickenreduktion unter einer Streckwirkung herangezogen werden können. Um stärkere Dickenreduktionen vornehmen zu können, kann der Kalibriereinrich- tung 5 ein Walzgerüst 20 unmittelbar nachgeordnet werden. Dieses Walzgerüst 20 kann aber auch im Anschluss an den Giessbogen 6 vorgesehen sein, wie dies in der Fig. 1 strichpunktiert angedeu- tet ist.
PATENTANSPRÜCHE:
1. Verfahren zum vertikalen Stranggiessen eines Stahlbandes, wobei zunächst in einer mitlau- fenden Kokille (2) ein Strang (11) mit einem parallelogrammförmigen Querschnitt gegos- sen und dann von diesem Ausgangsquerschnitt mit durcherstarrten Längsrändern (10) und flüssigem Kern in ein Band (1) mit planparallelem Querschnitt übergeführt wird, indem eine bereits erstarrte, durch Kühlung fortschreitend dicker werdende Schale (9) des Stranges (11) in einer Verformungseinrichtung (4) ohne Stauchung der durcherstarrten Längsränder (10) in Giessrichtung zunehmend zusammengedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang (11) nach dem Zusammendrücken zu einem Band (1) mit noch flüssigem Kern (16) während des Durcherstarrens des Kernes lediglich in einem Formspalt mit konstanter, der Dicke der durcherstarrten Längsränder (10)
entsprechenden Weite geführt und dabei kalibriert wird.