AT519277A1

AT519277A1 - Gieß-Walz-Verbundanlage

Info

Publication number: AT519277A1
Application number: ATA51001/2016A
Authority: AT
Inventors: Dipl Ing Winkler Roman
Original assignee: Primetals Technologies Austria GmbH
Priority date: 2016-11-03
Filing date: 2016-11-03
Publication date: 2018-05-15
Also published as: RU2747341C2; RU2019113143A3; CN109922904B; CN109922904A; WO2018082966A1; RU2019113143A; EP3535076A1

Abstract

Die Erfindung betrifft das technische Gebiet der Gieß-Walz- Verbundanlagen. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine kompakte Gieß-Walz-Verbundanlage und ein Verfahren zur endlosen Herstellung eines warmgewalzten Fertigbands (15) in der Gieß-Walz-Verbundanlage anzugeben, wodurch qualitativ hochwertiges Fertigband (15) unterschiedlichster Stahlgüten kostengünstig hergestellt werden kann. Diese Aufgabe wird durch die Gieß-Walz-Verbundanlage nach Anspruch 1 und ein Verfahren zur endlosen Herstellung eines warmgewalzten Fertigbandes (15) aus Stahl nach Anspruch 9 gelöst.

Description

Beschreibung

Gieß-Walz-Verbundanlage

Gebiet der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Gieß-Walz-Verbundanlagen, das sind Anlagen bei der eine Gießanlage (typischerweise eine Stranggießanlage zur kontinuierlichen Herstellung eines Stahlstranges mit Brammenformat, z.B. Dünn- oder Mittelbrammen) direkt und inline mit einer Warmwalzstraße zur Herstellung eines warmgewalzten Bandes verbunden ist. Das warmgewalzte Band wird nach der Warmwalzstraße in einer Kühlstrecke abgekühlt und anschließend ausgefördert, z.B. durch Aufwickeln des Bandes zu Bunden (engl. coils). In der Literatur sind diese Anlagen z.B. auch unter TSCR (engl. Thin Slab Casting and Rolling) oder Arvedi ESP Anlagen bekannt.

Insbesondere betrifft die Erfindung endlos betriebene GießWalz-Verbundanlagen bei der die Gießanlage als eine Dünnbrammen-Stranggießanlage ausgebildet ist (engl. TSER Thin Slab Endless Rolling). Dabei wird der in der DünnbrammenStranggießanlage kontinuierlich hergestellte, endlose Dünnbrammenstrang direkt, inline und ungeschnitten der Warmwalzstraße zugeführt und dort zu einem endlosen Band gewalzt. Das Band wird nach der Warmwalzstraße wiederum in einer Kühlstrecke abgekühlt, danach das erste Mal auf eine bestimmte Länge bzw. ein bestimmtes Gewicht geschnitten und zu Bunden aufgewickelt.

Stand der Technik

Obwohl eine Arvedi ESP Anlage bereits wesentlich kompakter als eine CSP oder eine QSP Anlage mit einem Tunnelofen ist, sowie die anfallenden Betriebskosten und der CO2 Ausstoß pro Tonne warmgewalzten Bandes stark reduziert wurde, gibt es einen Bedarf an noch kompakteren Gieß-Walz-Verbundanlagen zur / 32

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Herstellung einer Jahresproduktionsmenge an warmgewalzten

Band im Bereich von 1 Million Tonnen.

Die derzeit auf dem Markt befindlichen Lösungen, wie eine Stranggießanlage mit einer nachgeschalteten Breitbandstraße, eine Arvedi ESP-, Danieli QSP-DUE- oder SMS CSP/CEM-Anlage, sind für diese geringen Mengen nicht kompakt genug und/oder aufgrund der wesentlich höheren Jahresproduktionsmengen von ca. 2,5 Millionen Tonnen und des hohen Kapitaleinsatzes CAPEX bei einer Jahresproduktionsmenge von ca. 1 Millionen Tonnen nicht wirtschaftlich betreibbar. Somit besteht insbesondere bei kleinen Stahlwerken ein Bedarf nach einer kompakten GießWalz-Verbundanlage, die günstig in Anschaffung und Betrieb ist, aber dennoch hochqualitatives Warmband unterschiedlichster Stahlgüten erzeugen kann.

Aus dem Stand der Technik sind auch ZweiwalzenBandgießanlagen mit einem nachgeschalteten Warmwalzwerk bekannt. Obwohl eine Zweiwalzen-Bandgießanlage sehr kompakt ist und unmittelbar ein Band erzeugt, hat sich diese Technologie bis dato nicht durchsetzen können, da insbesondere mittel bis höher legierte Stahlgüten nicht zuverlässig hergestellt werden können.

Aus der WO 89/11363 A1 ist ein Konzept für eine Gieß-WalzVerbundanlage bekannt, bei der ein in einer Stranggießanlage hergestellter Dünnbrammenstrang ungeschnitten in einem Vorwalzgerüst vorgewalzt, anschließend wiedererwärmt, entzundert, in einer Fertigstraße fertiggewalzt, abgekühlt und aufgewickelt wird. Untersuchungen der Anmelderin haben ergeben, dass aufgrund der Tatsache, dass bei diesem Konzept die Durcherstarrung des Dünnbrammenstrangs im Gießbogen der Stranggießmaschine erfolgt, sich eine relativ niedrige Stichtemperatur beim Vorwalzen ergibt, was zur Folge hat, dass die erforderliche Energie für die Umwandlung vom Gussin ein Walzgefüge wesentlich höher als notwendig ist. Außerdem lässt das sog. ISP Konzept viele Fragen offen, z.B. wie das Abtrennen des Kaltstrangs beim Angießen der / 32

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Stranggießanlage nach Fig 1 erfolgt, wie auf Probleme in einem hinteren Anlagenteil reagiert wird etc. Somit ist das beschriebene Konzept nur bedingt industriell einsetzbar.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine kompakte GießWalz-Verbundanlage der eingangs genannten Art und ein Verfahren zur endlosen Herstellung eines warmgewalzten Fertigbands auf der Gieß-Walz-Verbundanlage anzugeben, mit denen qualitativ hochwertiges Fertigband unterschiedlichster Stahlgüten (Low- und Medium Carbon, aber auch HSLA, API Grades etc.) kostengünstig hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Gieß-Walz-Verbundanlage nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die gerade Kokille, vorzugsweise eine Trichterkokille (engl. funnel mold) in Kombination mit dem nachfolgenden vertikalen Abschnitt der Strangführung stellt sicher, dass sich etwaige nichtmetallische Einschlüsse in der Stahlschmelze am Meniskus ansammeln und vom Gießpulvers gebunden werden. Dadurch wird die metallurgische Qualität des Dünnbrammenstrangs verbessert. Durch den relativ dicken und breiten Dünnbrammenstrang am Ausgang der Kokille wird einerseits ein hoher Massenfluss durch die Anlage erreicht und andererseits durch die Dickenreduktion (z.B. eine sog. Liquid Core Reduction) in der Strangführung dennoch bereits in der Stranggießanlage ein relativ dünner Dünnbrammenstrang hergestellt. Zumindest

- die Sekundärkühlung in der Strangführung, und

- die Gießgeschwindigkeit vC, sowie vorzugsweise ein Parameter aus der Liste

- die Primärkühlung in der Kokille,

- die Dickenreduktion in der Strangführung, werden durch eine Steuer- oder Regeleinrichtung der Stranggießanlage so eingestellt, dass der Dünnbrammenstrang / 32

201600334 erst in einem horizontalen Abschnitt der Strangführung durcherstarrt, d.h. dass sich das Sumpfende des Dünnbrammenstrangs im horizontalen Abschnitt der Strangführung befindet.

Der durch die Steuer- oder Regeleinrichtung gesteuerte bzw. geregelte Betrieb der Stranggießanlage, sodass die Sumpfspitze des Dünnbrammenstrangs innerhalb des horizontalen Abschnitts der Strangführung zu liegen kommt, ist dem Fachmann z.B. aus der WO 01/03867 A1 bekannt. Die entsprechende Offenbarung wird hiermit per Referenz in diese Anmeldung aufgenommen.

Diese Fahrweise stellt sicher, dass der Dünnbrammenstrang möglichst viel Gießhitze mitnimmt sowie die Umformarbeiten in der Vor- und Fertigwalzstraße und die notwendige Wiedererwärmungsenergie möglichst niedrig sind. In der Vorwalzstraße wird der Dünnbrammenstrang von einer Dicke von 50 bis 70 mm durch zwei Vorwalzgerüste zu einem Vorband mit einer Dicke von 10 bis 30 mm gewalzt. Die Pendelschere, welche z.B. zum Abschneiden eines Kaltstrangs dient, sowie die Ausfördereinrichtung zum Ausfördern des Kaltstrangs werden im Endlosbetrieb ungeschnitten passiert. Um das Vorband nicht zu stark abzukühlen, ist vorzugsweise an der Ober- und Unterseite der Ausfördereinrichtung eine thermische Isolation angebracht. Anschließend wird das Vorband durch einen Induktionsofen auf eine Temperatur von 1050 bis 1250 °C erwärmt und vor dem Fertigwalzen die Ober- und Unterseite des Vorbands durch eine Entzunderungseinrichtung entzundert. In der Fertigwalzstraße wird das Vorband durch drei Fertigwalzgerüste zu einem Fertigband mit einer Dicke von 1,6 bis 12 mm gewalzt, anschließend in der Kühlstrecke auf Wickeltemperatur abgekühlt, durch die Schere erstmals geschnitten und in der Wickeleinrichtung zu Bunden aufgewickelt.

Wie bereits oben gesagt, ist die gerade Kokille vorzugsweise als eine Trichterkokille ausgebildet. Dadurch kann der / 32

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Bereich um den Meniskus eine deutlich größere Querschnittsfläche als das ausgießseitige Ende der Kokille aufweisen, sodass das Gießpulver mehr Einschlüsse aufnehmen kann.

Ein günstiger Kompromiss zwischen der Bauhöhe und der Reinheit des Dünnbrammenstrangs besteht darin, den bogenförmigen Abschnitt der Strangführung mit einem Bogenradius R von 3 bis 7 m, vorzugsweise von 4 bis 6 m, besonders bevorzugt von 4,5 bis 5,5 m auszubilden.

Um eine Überkühlung der Kantenbereiche des Dünnbrammenstrangs zu verhindern, ist es vorteilhaft, wenn die Sekundärkühlung an mehreren Positionen innerhalb der Strangführung jeweils zumindest zwei in einer Breitenrichtung des Dünnbrammenstrangs verfahrbare Spritzdüsen aufweist. Dadurch werden auch unterschiedliche Breiten des Dünnbrammenstrangs nicht unterkühlt.

Auch im Bereich zwischen dem Ende des horizontalen Abschnitts der Strangführung und der Vorwalzstraße ist es günstig, wenn Wärmeisolationspanele die Abkühlung des Dünnbrammenstrangs verhindern.

Um den Temperaturabfall durch das Entzundern möglichst niedrig zu halten, ist es vorteilhaft, wenn die Entzunderungseinrichtung auf der Ober- und Unterseite jeweils mehrere in der Breitenrichtung angeordnete Rotationsentzunderer umfasst.

Für die Kompaktheit der Gieß-Walz-Verbundanlage ist es günstig, wenn der horizontale Abstand zwischen zwei Fertigwalzgerüsten zwischen 3 und 6 m, insbesondere zwischen 4 und 5 m, beträgt und/oder die Länge der Kühlstrecke zwischen 20 bis 60 m, bevorzugt 20 bis 40 m, beträgt. Durch den geringen Gerüstabstand der Fertigwalzgerüste wird zudem eine starke Abkühlung des Bandes hintangehalten.

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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls durch ein Verfahren zur endlosen Herstellung eines warmgewalzten Fertigbandes aus Stahl nach Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sing Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Gieß-Walz-Verbundanlage beträgt die Gießgeschwindigkeit des Dünnbrammenstrangs v_C > 4 m/min, vorzugsweise vC > 5 m/min, besonders bevorzugt vC > 6 m/min. Dadurch wird eine hohe Produktivität sichergestellt und das Halten der Sumpfspitze im horizontalen Bereich der Strangführung erleichtert. Außerdem wird die Energie zum Erwärmen des Vorbands im Induktionsofen reduziert. Die Steuer- oder Regeleinrichtung der Stranggießanlage stellt zumindest

- die Sekundärkühlung in der Strangführung, und

- die Gießgeschwindigkeit vC und vorzugsweise einen weiteren Parameter aus der Liste

- die Primärkühlung in der Kokille,

- die Dickenreduktion in der Strangführung derart ein, dass der Dünnbrammenstrang erst in einem horizontalen Abschnitt der Strangführung durcherstarrt. Der dickenreduzierte Dünnbrammenstrang wird unentzundert, d.h. ohne dass er in einer Entzunderungseinrichtung entzundert wurde, der Vorwalzstraße zugeführt und dort zu einem Vorband gewalzt.

Bei der Steuerung bzw. Regelung der Stranggießanlage ist es günstig, wenn die Steuer- oder Regeleinrichtung mithilfe eines mathematischen Modells

- eine Ist-Position einer Sumpfspitze entlang des Transportweges des Dünnbrammenstrangs in der Strangführung und

- ein Ist-Temperaturprofil entlang des Transportweges des Dünnbrammenstrangs in der Strangführung und in Normalebenen dazu kontinuierlich berechnet und der Dünnbrammenstrang unter

Berücksichtigung eines Soll-Temperaturprofils und einer SollPosition der Sumpfspitze durch die Sekundärkühlung / 32

201600334 kontinuierlich, geregelt abgekühlt wird. Dadurch wird das Halten der Sumpfspitze im horizontalen Bereich der Strangführung erleichtert und eine Überkühlung der Strangkantenbereiche verhindert. Außerdem kann durch den Vergleich zwischen dem Soll- und dem Ist-Temperaturprofil eine zu starke Abkühlung der Kantenbereiche des Dünnbrammenstrangs vermieden werden.

Bei der Dickenreduktion ist es vorteilhaft, wenn eine Soft Reduction in einem Bereich mit noch flüssigem oder teilflüssigem Kern des Dünnbrammenstrangs durch eine Anstellvorrichtung für Strangführungsrollen (z.B. durch Strangführungssegmente) angewendet wird. Dadurch wird die Formänderungsarbeit reduziert und außerdem die metallurgische Qualität erhöht.

Eine besonders einfache und energieeffiziente Einstellung der Endwalztemperatur erfolgt durch das Messen der Ist-Temperatur T1Ist des Bandes nach dem dritten Walzstich in der Fertigwalzstraße und vor dem Abkühlen in der Kühlstrecke und das temperaturgeregelte Ansteuern mehrerer Induktoren des Induktionsofens, sodass die Ist-Temperatur T1Ist einer SollTemperatur T1Soll möglichst entspricht.

Die Genauigkeit wird weiter erhöht, wenn alternativ die IstTemperatur T1*Ist des Bandes nach dem zweiten Walzstich und vor dem dritten Walzstich in der Fertigwalzstraße gemessen wird und mehrerer Induktoren des Induktionsofens temperaturgeregelt angesteuert werden, sodass die IstTemperatur T1*_Ist einer Soll-Temperatur T1*_Soll möglichst entspricht.

Für die Einstellung der Gefügeeigenschaften des Fertigbands ist es günstig, wenn die Ist-Temperatur T2Ist des endlosen Fertigbands nach dem Abkühlen in der Kühlstrecke gemessen wird und mehrere Kühldüsen der Kühlstrecke temperaturgeregelt angesteuert werden, sodass die Ist-Temperatur T2Ist einer Soll-Temperatur T2Soll möglichst entspricht.

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Bei der Herstellung von relativ dünnem Fertigband ist es vorteilhaft, wenn das endlose Fertigband nach dem Hochfahren der Gieß-Walz-Verbundanlage die Fertigstraße mit einer ersten Dicke d1 verlässt, anschließend die Dicke des Fertigbands im ununterbrochenen Endlosbetrieb schrittweise auf eine zweite Dicke d2 < d1 reduziert wird, und vor dem Niederfahren der Gieß-Walz-Verbundanlage die Dicke des Fertigbands im ununterbrochenen Endlosbetrieb schrittweise auf eine dritte Dicke d3 > d2 erhöht wird.

Dabei ist es günstig, wenn die erste Dicke d1 zwischen 3 und 12 mm, die zweite Dicke d2 zwischen 1,6 und 12 mm und die dritte Dicke d3 zwischen 3 und 12 mm liegt.

Da ein hoher Wasserstoffanteil in der Stahlschmelze die Wärmeabfuhr in der Kokille reduziert, ist es günstig, wenn der Wasserstoffanteil des Stahls vor dem Stranggießen, z.B. durch eine Vakuumbehandlung, auf h 3 ppm gesenkt wird. Außerdem wirkt sich diese Maßnahme günstig auf das Stranggießen empfindlicher Stahlgüten, z.B. tiefziehbare Stähle, aus.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele. Die nachfolgenden schematisch dargestellten Figuren zeigen:

Fig 1 eine perspektivische Darstellung einer Gieß-WalzVerbundanlage

Fig 2 eine Darstellung der Stranggießanlage aus Fig 1

Fig 3 eine Darstellung der unterschiedlichen Abschnitte der Strangführung der Stranggießanlage / 32

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Fig 4 eine Darstellung mehrerer breitenverstellbarer

Spritzdüsen in der Strangführung der Stranggießanlage

Fig 5 eine Darstellung eines Temperaturverlaufs bei der erfindungsgemäßen Herstellung eines dünnen, warmgewalzten Fertigbands in einer Gieß-Walz-Verbundanlage

Fig 6 eine Darstellung eines Dickenverlaufs eines Fertigbands bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Gieß-Walz-Verbundanlage

Beschreibung der Ausführungsformen

Die Fig 1 zeigt schematisch eine einer erfindungsgemäßen Gieß-Walz-Verbundanlage zur Herstellung eines warmgewalzten Fertigbandes 15 aus Stahl. Der durch eine Vakuumbehandlung vorbehandelte flüssige Stahl mit einem Wasserstoffgehalt 1 ppm wird in Pfannen zum Pfannendrehturm (in der Figur ganz links) der Stranggießanlage 1 transportiert und dort über einen Gießverteiler in die als Trichterkokille ausgebildete Kokille 2 gegossen. In der Kokille 2 bildet sich ein Dünnbrammenstrang 3 mit einer dünnen Strangschale aus, der eine Dicke von 60 bis 75 mm und eine Breite von 900 bis 1700 mm aufweist. Der teilerstarrte Dünnbrammenstrang 3 wird aus der Kokille 2 kontinuierlich ausgezogen und in der nachfolgenden Strangführung 4 gestützt, geführt und durch eine Sekundärkühlung weiter abgekühlt. Die Strangführung 4 weist einen vertikalen Abschnitt 4a, einen bogenförmigen Abschnitt 4b mit mehreren als Strangführungssegmenten ausgebildeten Dickenreduktionseinrichtungen 6 und einen horizontalen Abschnitt 4c auf (siehe Fig 3). Durch die Dickenreduktionseinrichtungen 6 (siehe Fig 2) wird der Dünnbrammenstrang 3 auf eine Dicke von 50 bis 70 mm reduziert, wobei der Dünnbrammenstrang bei der Reduktion einen flüssigen Kern 5 (eine sog. Liquid Core Reduction) oder teilflüssigen Kern aufweist. Um die mechanische Verforumungsarbeit bei den nachfolgenden Walzschritten in der Vorwalz- 8 oder Fertigwalzstraße 14 möglichst niedrig zu / 32

201600334 halten und die Gießhitze im Dünnbrammenstrang 3 zu halten, wird die Primärkühlung in der Kokille 2, die Sekundärkühlung in der Strangführung 4 sowie die Gießgeschwindigkeit v_C durch eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung 20 der Stranggießanlage 1 derart eingestellt, dass der Dünnbrammenstrang 3 erst im horizontalen Abschnitt 4c der Strangführung 4 durcherstarrt. Erfindungsgemäß wird die Stranggießanlage 1 mit einer Gießgeschwindigkeit vC von 5,5 m/min betrieben (siehe auch Fig 3 für die Angabe der Gießgeschwindigkeit). Der dickenreduzierte, durcherstarrte, nicht entzunderte und ungeschnittene Dünnbrammenstrang 3 wird unmittelbar nach dem Stranggießen in zwei Vorwalzgerüsten R1, R2 der Vorwalzstraße 8 zu einem Vorband 9 mit einer Dicke von 10 bis 30 mm gewalzt. Im erfindungsgemäßen Endlosbetrieb der erfindungsgemäßen Gieß-Walz-Verbundanlage passiert das Vorband 9 eine Pendelschere 10 zum Abschneiden eines Kaltstrangs nach dem Angießen der Stranggießanlage 1 und eine Ausfördereinrichtung 11 ungeschnitten. Um das Auskühlen des Vorbands 9 zu verringern, ist die Ausfördereinrichtung 11 mit Isolierpanelen ausgekleidet.

Der durch die Steuer- oder Regeleinrichtung 20 gesteuerte bzw. geregelte Betrieb der Stranggießanlage, sodass die Sumpfspitze des Dünnbrammenstrangs 3 innerhalb des horizontalen Abschnitts 4c der Strangführung 4 zu liegen kommt, ist z.B. aus der WO 01/03867 A1 bekannt. Die entsprechende Offenbarung wird hiermit per Referenz in diese Anmeldung aufgenommen.

Sollte ein Problem in einem der Ausfördereinrichtung 11 nachgelagerten Anlagenteil auftreten, wird der Endlosbetrieb verlassen und das von der Stranggießanlage 1 bzw. der Vorwalzstraße 8 nachkommende Material durch die Pendelschere 10 zu kurzen Vorbandabschnitten geschnitten und durch die Ausfördereinrichtung 11 aus dem Rollgang zwischen der Vor- 8 und der Fertigwalzstraße 14 ausgefördert. Dabei wird nach dem ersten Schnitt der Pendelschere 10 das hinter der

Pendelschere 10 liegende Vorband angehoben, sodass / 32

201600334 zuverlässig Kollisionen zwischen dem von der Vorwalzstraße 8 kommenden Material und dem hinter der Pendelschere 10 liegenden Vorband 9 vermieden werden.

Falls erforderlich wird die Temperatur des Vorbands 9 in einem Induktionsofen 12 auf eine Temperatur von 1050 bis 1250 °C, vorzugsweise 1150 bis 1200 °C, erhöht. Hierbei werden die Induktoren des Induktionsofen 12 temperaturgeregelt angesteuert, sodass die gemessene Ist-Temperatur vor dem letzten Walzstich F3 in der Fertigwalzstraße 14 einer vorgegebenen Soll-Temperatur möglichst entspricht. Durch diese Maßnahme wird auch bei einer niedrigen Gießgeschwindigkeit vC eine voreingestellte Endwalztemperatur zuverlässig erreicht.

Vor dem Fertigwalzen wird die Ober- und die Unterseite des erwärmten Vorbands 9 durch eine Entzunderungseinrichtung 13 von Zunder befreit. In der dreigerüstigen Fertigwalzstraße 14 wird das entzunderte Vorband 9 zu einem Fertigband 15 mit einer Dicke von 1,6 bis 12 mm gewalzt, anschließend durch eine Kühlstrecke 16 auf Wickeltemperatur abgekühlt, von der Schere 17 geschnitten und in den Wickeleinrichtungen 18 zu Bunden aufgewickelt.

In Fig 2 sind weitere Details der Stranggießanlage 1 dargestellt.

Die Fig 3 zeigt den vertikalen Abschnitt 4a, den bogenförmigen Abschnitt 4b und den horizontalen Abschnitt 4c der Strangführung 4 der Stranggießanlage 1 näher. Durch die gerade Kokille 2 und den vertikalen Abschnitt 4a sammeln sich Einschlüsse in der Stahlschmelze am Meniskus an, werden vom Gießpulver aufgenommen und in Form von Gießschlacke zur Strangschmierung verwendet. Der Radius R der bogenförmigen Strangführung 4b ist in Fig 3 gezeigt und beträgt bei der erfindungsgemäßen Stranggießanlage ca. 5 m. Der Dünnbrammenstrang 3 tritt unmittelbar (d.h. ohne entzundert zu werden) nach dem horizontalen Abschnitt 4c in das erste / 32

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Vorwalzgerüst R1 der Vorwalzstraße 8 ein. Weiters zeigt die Figur, wie ein Dünnbrammenstrang 3 mit einem flüssigen Kern 5 die Kokille 2 verlässt und in der Strangführung 4 dickenreduziert wird. Der dickenreduzierte Dünnbrammenstrang 3 wird durch eine als ein Paar von angetriebenen Strangführungsrollen ausgebildete Auszieheinrichtung 7 aus der Kokille 2 ausgezogen. Um die Sumpfspitze des Dünnbrammenstrangs 3 im horizontalen Abschnitt 4c der Strangführung 4 zu halten, wird die Gießgeschwindigkeit vC, optional auch die Dickenreduktion mittels der Dickenreduktionseinrichtung 6, durch die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 20 gesteuert bzw. geregelt eingestellt.

In Fig 4 ist eine breitenverstellbare Sekundärkühlung in der Strangführung 4 gezeigt. Sowohl bei schmalen 3 als auch bei breiten Dünnbrammensträngen 3' wird eine Überkühlung der Kantenbereiche der Stränge verhindert, indem die äußeren zwei Spritzdüsen 19 sowohl in Breitenrichtung als auch normal zur Strangoberfläche verschieblich ausgebildet sind. Die Spritzdüsen 19 sind über Spritdüsenhalter 21 mit einem Linearantrieb 22 verbunden, der die Spritzdüsen 19 in der axialen Richtung des Linearantriebs 22 verschiebt. Die mittlere Spritzdüse 19 kann entweder fix oder so wie dargestellt, ebenfalls verschieblich ausgebildet sein.

In Fig 5 ist der Temperaturverlauf in °C bei der erfindungsgemäßen Herstellung eines warmgewalzten Fertigbands in der erfindungsgemäßen Gieß-Walz-Verbundanlage dargestellt. Die Kerntemperatur ist jeweils strichliert, die Oberflächentemperatur punktiert und die Durchschnittstemperatur durchgezogen dargestellt. Eine Stahlschmelze der Güte DD11 wird vor dem Stranggießen einer Vakuumbehandlung unterworfen, wodurch der Wasserstoffgehalt im flüssigen Stahl auf S 1 ppm reduziert wird. In der Trichterkokille 2 der Stranggießanlage 1 wird ein teilerstarrter Dünnbrammenstrang 3 mit einer Dicke von 70 mm und einer Breite von 1300 mm gebildet und durch eine Liquid Core Reduction zu einem durcherstarrten Dünnbrammenstrang 3 / 32

201600334 mit einer Dicke von 60 mm umgeformt. Der durcherstarrte Dünnbrammenstrang 3 verlässt den horizontalen Abschnitt 4c der Stranggießanlage 1 mit einer Gießgeschwindigkeit von vC = 6 m/min und wird ohne Entzundern einer zweigerüstigen

Vorwalzstraße 8 zugeführt und dort durch die beiden

Vorgerüste R1 und R2 auf ein Vorband 9 mit einer Dicke von 10 mm reduziert. Durch den relativ großen Abstand zwischen dem Ausgangsbereich des zweiten Vorwalzgerüsts R2 und dem

Eingangsbereich des Induktionsofens 12 kühlt das Vorband 9 auf eine Temperatur von ca. 860 °C ab. Durch den

Induktionsofen 12 bzw.

IH wird das Vorband 9 auf eine

Temperatur von ca. 1115 °C gebracht. Anschließend wird das Vorband 9 durch die Entzunderungseinrichtung 13 bzw. DES entzundert, wodurch die Oberflächentemperatur auf ca. 950 °C abfällt; dabei beträgt die Kerntemperatur ca. 1020 °C. Das entzunderte Vorband 9 wird sodann in den drei Fertigwalzgerüsten F1, F2 und F3 der Fertigwalzstraße 14 zu einem Fertigband 15 mit einer Dicke von 1,6 mm gewalzt, anschließend in der Kühlstrecke 16 abgekühlt, geschnitten und zu Bunden aufgewickelt.

In Fig 6 ist der Dickenverlauf eines relativ dünnen Fertigbands 15 während der erfindungsgemäßen Herstellung angegeben. Nach dem Hochfahren der Gieß-Walz-Verbundanlage wird anfangs ein Fertigband 15 mit einer Dicke von d1 = 4 mm erzeugt. Das endlos produzierte Fertigband 15 wird nach dem Abkühlen in einer Kühlstrecke 16 durch eine Schere 17 abgeschnitten und durch eine der Wickeleinrichtungen 18 zu einem ersten Bund aufgewickelt. Anschließend wird die Dicke des Fertigbands von d1 = 4 mm schrittweise auf d2 = 1,6 mm reduziert. Dies erfolgt durch zumindest eine der folgenden Maßnahmen:

a) der Dünnbrammenstrang 3 wird in der Stranggießanlage 1 durch Dickenreduktionseinrichtungen stärker dickenreduziert, sodass er die Stranggießanlage 1 dünner verlässt, / 32

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b) der Dünnbrammenstrang 3 wird durch die Vorwalzstraße 8 stärker dickenreduziert, sodass das Vorband 9 die Vorwalzstraße 8 dünner verlässt,

c) das Vorband 9 wird in der Fertigwalzstraße 14 stärker dickenreduziert, sodass das Fertigband 15 die Fertigwalzstraße 14 dünner verlässt.

Wird z.B. lediglich die Maßnahme a angewendet, so soll angenommen werden, dass die Reduktionsraten in der Vorwalzstraße 8 und der Fertigwalzstraße 14 konstant gehalten werden. Dies gilt mutatis mutandis auch für die Maßnahmen b und c. Natürlich ist es aber ebenfalls möglich, dass mehrere Maßnahmen während der Herstellung eines einzelnen Bundes angewendet werden.

Gemäß Fig 6 weist das Fertigband nach 5 Bunden eine Dicke von d2 = 1,6 mm auf. Diese Dicke wird anschließend für ca. 70 Bunde aufrechterhalten und danach die Dicke von d2 = 1,6 mm schrittweise auf d3 = 3,2 mm erhöht. Diese Maßnahmen sind vorteilhaft, da einerseits besonders dünnes Fertigband (hier mit einer Dicke von 1,6 mm) nicht unmittelbar nach dem Hochfahren der Gieß-Walz-Verbundanlage erzeugt wird, sondern die Anlage länger Zeit hat sich „einzuschwingen. Erst dann wird besonders dünnes Fertigband erzeugt. Im Allgemeinen ist der Betreiber der Gieß-Walz-Verbundanlage interessiert, einen möglichst großen Anteil an dünnem Warmband zu erzeugen, da er dafür höhere Preise erzielen kann. Vor dem Niederfahren der Gieß-Walz-Verbundanlage wird die Dicke des Fertigbands 15 wiederum erhöht, wodurch das Risiko für Produktionsausfälle im letzten Abschnitt einer Produktionskampagne gesenkt wird. Bei der Erhöhung der Dicke des Fertigbandes kommt zumindest einer der oben angeführten Maßnahmen mutatis mutandis in umgekehrter Richtung (weniger stark anstelle von stärker und dicker statt dünner) zur Anwendung. Sämtliche Maßnahmen werden im ununterbrochenen Endlosbetrieb der Anlage angewendet, wodurch Störungen, wie z.B. durch das Einfädeln des Vorbands 9 in die Fertigwalzstraße 14, vermieden werden.

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Alleine schon dadurch wird die Stabilität des

Herstellungsprozesses stark erhöht.

Die in Fig 6 angegebenen Dickenwerte und Bundzahlen verstehen 5 sich nicht einschränkend, sondern geben nur ein Beispiel an.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele 10 eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

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Bezugszeichenliste

3'

IH

DES

21'

F2,F3

R2

Stranggießanlage

Kokille

Dünnbrammenstrang

Strangführung vertikaler Abschnitt der Strangführung bogenförmiger Abschnitt der Strangführung horizontaler Abschnitt der Strangführung flüssiger Kern

Dickenreduktionseinrichtung

Auszieheinrichtung

Vorwalzstraße

Vorband

Pendelschere

Ausfördereinrichtung Induktionsofen

Entzunderungseinrichtung Fertigwalzstraße

Fertigband

Kühlstrecke

Schere

Wickeleinrichtung

Spritzdüse

Steuer- und/oder Regeleinrichtung

Spritzdüsenhalter

Linearantrieb erste Dicke zweite Dicke dritte Dicke

Fertigwalzgerüste

Radius

Vorwalzgerüste

Gießgeschwindigkeit / 32

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Claims

Ansprüche

1. Gieß-Walz-Verbundanlage zur Herstellung eines warmgewalzten Fertigbandes (15) aus Stahl, aufweisend

- eine Stranggießanlage (1), die

- eine gerade Kokille (2) zur kontinuierlichen Herstellung eines Dünnbrammenstrangs (3), der einen flüssigen Kern (5), eine Dicke von 60 bis 75 mm und eine Breite von 900 bis 1700 mm beim Austritt aus der Kokille (2) aufweist;

- eine Strangführung (4) zum Stützen und Führen des Dünnbrammenstrangs (3) mit einer Sekundärkühlung zum Abkühlen des Dünnbrammenstrangs (3) und einer Dickenreduktionseinrichtung (6) zur Dickenreduktion des Dünnbrammenstrangs(3), wobei die Strangführung (4) einen vertikalen Abschnitt (4a) unterhalb der Kokille, nachfolgend einen bogenförmigen Abschnitt (4b) und nachfolgend einen horizontalen Abschnitt (4c) aufweist, und der Dünnbrammenstrang (3) nach der Dickenreduktion eine Dicke von 50 bis 70 mm aufweist;

- eine Steuer- oder Regeleinrichtung (20) zur Einstellung der Sekundärkühlung und der Gießgeschwindigkeit vC, sodass der Dünnbrammenstrang (3) erst im horizontalen Abschnitt (4c) der Strangführung (4) durcherstarrt;

umfasst;

- eine Vorwalzstraße (8) zum Vorwalzen des dickenreduzierten Dünnbrammenstrangs (3), wobei die Vorwalzstraße (8) genau zwei Vorwalzgerüste (R1, R2) aufweist und durch das Vorwalzen ein Vorband (9) mit einer Dicke von 10 bis 30 mm erzeugt wird;

- eine Pendelschere (10) zum Abschneiden eines Kaltstrangs;

- eine Ausfördereinrichtung (11) zum Ausfördern des Kaltstrangs, wobei die Ausfördereinrichtung (11) eine thermische Isolation zur Reduktion von Wärmeverlusten aufweist;

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- einen Induktionsofen (12) zum Erwärmen des Vorbands (9) auf eine Temperatur von 1050 bis 1250 °C, vorzugsweise 1150 bis 1200 °C;

- eine Entzunderungseinrichtung (13) zum Entzundern einer Ober- und einer Unterseite des erwärmten Vorbands (9);

- eine Fertigwalzstraße (14) zum Fertigwalzen des entzunderten Vorbands (9), wobei die Fertigwalzstraße (14) genau drei Fertigwalzgerüste (F1, F2, F3) aufweist und durch das Fertigwalzen ein Fertigband (15) mit einer Dicke von 1,6 bis 12 mm erzeugt wird;

- eine Kühlstrecke (16) zum Abkühlen des Fertigbands (15) auf eine Wickeltemperatur;

- eine Schere (17) zum Abschneiden des abgekühlten Fertigbands (15); und

- eine Wickeleinrichtung (18) zum Aufwickeln des Fertigbands (15) zu Bunden.
2. Gieß-Walz-Verbundanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gerade Kokille (2) eine Trichterkokille ist.
3. Gieß-Walz-Verbundanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der bogenförmige Abschnitt (4b) der Strangführung (4) einen Bogenradius R von

3 bis 7 m, vorzugsweise von 4 bis 6 m, besonders bevorzugt von 4,5 bis 5,5 m, aufweist.
4. Gieß-Walz-Verbundanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärkühlung an mehreren Positionen innerhalb der Strangführung (4) je zumindest zwei in einer Breitenrichtung des Dünnbrammenstrangs (3) verfahrbare Spritzdüsen (19) aufweist.
5. Gieß-Walz-Verbundanlage nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich zwischen dem Ende des horizontalen Abschnitts (4c) der Strangführung (4) und der Vorwalzstraße (8) Wärmeisolationspanele angebracht sind.

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6. Gieß-Walz-Verbundanlage nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entzunderungseinrichtung (13) mehrere in der Breitenrichtung des Vorbands (9) angeordnete Rotationsentzunderer umfasst.
7. Gieß-Walz-Verbundanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der horizontale Abstand zwischen zwei Fertigwalzgerüsten (F1, F2, F3) der Fertigwalzstraße (14) zwischen 3 und 6 m, insbesondere zwischen 4 und 5 m, beträgt.
8. Gieß-Walz-Verbundanlage nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Kühlstrecke (16) zwischen 20 und 60 m, bevorzugt zwischen 20 und 40 m, beträgt.
9. Verfahren zur endlosen Herstellung eines warmgewalzten Fertigbandes (15) aus Stahl in einer Gieß-Walz-Verbundanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend die Schritte:

- Vergießen einer Stahlschmelze zu einem Dünnbrammenstrang (3) in einer geraden Kokille (2) einer Stranggießanlage (1), wobei der Dünnbrammenstrang (3) beim Austritt aus der Kokille (2) einen flüssigen Kern, eine Dicke von 60 bis 75 mm und eine Breite von 900 bis 1700 mm aufweist;

- Stützen und Führen des Dünnbrammenstrangs (3) in einer Strangführung (4) der Stranggießanlage (1) und Abkühlen des Dünnbrammenstrangs (3) mit einer Sekundärkühlung der Stranggießanlage (1);

- Dickenreduktion des Dünnbrammenstrangs (3) durch eine Dickenreduktionseinrichtung (6) in der Strangführung (4), wobei der Dünnbrammenstrang (3) nach der Dickenreduktion eine Dicke von 50 bis 70 mm und eine Gießgeschwindigkeit von v_C >

4 m/min, vorzugsweise v_C > 5 m/min, besonders bevorzugt v_C >

6 m/min, aufweist, und eine Steuer- oder Regeleinrichtung (20) der Stranggießanlage (1) die Sekundärkühlung und die Gießgeschwindigkeit vC derart einstellt, dass der

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Dünnbrammenstrang (3) erst in einem horizontalen Abschnitt (4c) der Strangführung (4) durcherstarrt;

- Vorwalzen des ungeschnittenen, dickenreduzierten, unentzunderten Dünnbrammenstrangs (3) in einer Vorwalzstraße (8), wobei der Dünnbrammenstrang (3) durch genau zwei

Walzstiche zu einem Vorband (9) mit einer Dicke von 10 bis 30 mm gewalzt wird;

- ungeschnittenes Passieren einer Pendelschere (10) und einer Ausfördereinrichtung (11);

- Erwärmen des Vorbands (9) auf eine Temperatur von 1050 bis 1250 °C, vorzugsweise 1150 bis 1200 °C in einem Induktionsofen (12);

- Entzundern einer Ober- und einer Unterseite des erwärmten Vorbands (9) in einer Entzunderungseinrichtung (13);

- Fertigwalzen des ungeschnittenen, entzunderten Vorbands (9) in einer Fertigwalzstraße (14), wobei das Vorband (9) durch genau drei Walzstiche zu einem Fertigband (15) mit einer Dicke von 1,6 bis 12 mm gewalzt wird;

- Abkühlen des Fertigbands (15) auf eine Wickeltemperatur in einer Kühlstrecke (16);

- Abschneiden des abgekühlten Fertigbands (15) durch eine Schere (17); und

- Aufwickeln des Fertigbands (15) zu Bunden in einer Wickeleinrichtung (18).
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- oder Regeleinrichtung (20) mithilfe eines mathematischen Modells

- eine Ist-Position einer Sumpfspitze entlang des Transportweges des Dünnbrammenstrangs (3) in der Strangführung (4) und

- ein Ist-Temperaturprofil entlang des Transportweges des Dünnbrammenstrangs (3) in der Strangführung (4) und in Normalebenen dazu kontinuierlich berechnet und der Dünnbrammenstrang (3) unter Berücksichtigung eines Soll-Temperaturprofils und einer SollPosition der Sumpfspitze durch die Sekundärkühlung kontinuierlich, geregelt abgekühlt wird.

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11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Temperatur T1_Ist des Fertigbandes (15) nach dem dritten Walzstich (F3) in der Fertigwalzstraße (14) und vor dem Abkühlen in der Kühlstrecke (16) gemessen wird und mehrere Induktoren des Induktionsofens (12) temperaturgeregelt angesteuert werden, sodass die IstTemperatur T1Ist einer Soll-Temperatur T1Soll möglichst entspricht.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dickenreduktionseinrichtung (6) eine Soft Reduction in einem Bereich mit noch flüssigem oder teilflüssigem Kern (5) des Dünnbrammenstrangs (3) anwendet.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Temperatur T2Ist des endlosen Fertigbandes (15) nach dem Abkühlen in der Kühlstrecke (16) gemessen wird und die Kühldüsen der Kühlstrecke (16) temperaturgeregelt angesteuert werden, sodass die IstTemperatur T2Ist einer Soll-Temperatur T2Soll möglichst entspricht.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das endlose Fertigband (15) nach dem Hochfahren der Gieß-Walz-Verbundanlage die Fertigstraße (14) mit einer ersten Dicke d1 verlässt, nachfolgend die Dicke des Fertigbands (15) im ununterbrochenen Endlosbetrieb schrittweise auf eine zweite Dicke d2 < d1 reduziert wird, und vor dem Niederfahren der Gieß-Walz-Verbundanlage die Dicke des Fertigbands (15) im ununterbrochenen Endlosbetrieb schrittweise auf eine dritte Dicke d3 > d2 erhöht wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dicke d1 zwischen 3 und 12 mm, die zweite Dicke d2 zwischen 1,6 und 12 mm und die dritte Dicke d3 zwischen 3 und 12 mm liegt.

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16. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserstoffanteil in der

Stahlschmelze vor dem Stranggießen ein durch eine

Vakuumbehandlung auf 1 3 ppm, vorzugsweise 1 1 ppm, reduziert

5 wird.

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Fig 1

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Fig 2

Fig 3

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Fig 4

Fig 5

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Fig 6

d1 — | c —_r 1 1 L dl 1 Γ ----------------------------------1 —

Ο 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

Anzahl an Bunden

27/32 österreichisches

Patentamt