DE10038291A1 - Verfahren zur Formatdickenänderung des Gußstranges unterhalb der Kokille einer Stranggießanlage - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Formatdickenänderung des Gußstragens (9) einer Stranggießanlage im kontinuierlichen Gießbetrieb, wobei der Strang unterhalb einer Kokille (10) zu beiden Seiten miteinander gegenüberliegenden Rollenträgern (8, 8') in Wirkverbindung steht. Die Rollenträger sind in einer Folge von rollentragenden, ggfs. mittels Gelenkverbindung (5-7) aneinandergekoppelten Segmenten (n = 1 bis i) aufgeteilt und jedes Segment ist für sich in einen Winkel zum Gußstrang (9) einstellbar, wobei in einer Ausgangsposition die gesamte zu ändernde Strangführung auf eine gleichmäßige Produktionsformatdicke eingestellt ist. Zur Formatdickenänderung wird eine geregelte Folge von Verstellschritten der Segmente vorgenommen: DOLLAR A - bei einer Formatdickenreduktion erfolgt in Gießrichtung ein sequentielles Zufahren der einander in Reihe folgenden Segemente ggfs. an deren Gelenkverbindung (5-7), und DOLLAR A - bei einer Formatdickenerhöhung erfolgt ein sequentielles Erweitern in Gießrichtung der einander in Reihe folgenden Segmente ggfs. an deren Gelenkverbindung (5-7). Bei der Formatdickenänderung wird jeweils eine Übergangslänge der Dickenänderung erzeugt, die wenigstens 50%, bevorzugt 80 bis 90% einer Brammenlänge beträgt. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Formatdickenänderung des Gußstranges einer Stranggießanlage im kontinuierlichen Gießbetrieb, wobei der Strang unter­ halb einer Kokille zu beiden Seiten mit einander gegenüberliegenden Rollenträ­ gern in Wirkverbindung steht, die in einer Folge von Rollen tragenden Segmenten aufgeteilt sind und jedes Segment für sich in einen Winkel zum Gußstrang ein­ stellbar ist, und wobei in einer Ausgangsposition die gesamte zu ändernde Strangführung auf eine Produktionsformatdicke eingestellt ist.

Bei einem durch EP 0 286 862 A1 bekannt gewordenen Verfahren wird ein in ei­ ner Durchlaufkokille gegossener Gußstrang von 40-50 mm Dicke nach dem Austritt aus der Kokille durch ein Walzenpaar so weit zusammengedrückt, daß die inneren Wandungen der in der Kokille gebildeten Strangschalen miteinander ver­ schweißen.

Beim Stranggießen in einer Durchlaufkokille von bestimmter Länge ist die Dicke der gebildeten Strangschale im wesentlichen von der Gießgeschwindigkeit abhän­ gig. Zur Gewährleistung eines konstanten Walzspaltes des Walzenpaares muß die Walzkraft den momentanen Strangschalendicken angepaßt werden. Bei zu geringer Gießgeschwindigkeit reicht die verfügbare Walzkraft nicht mehr aus, so daß es zum Überschreiten der Solldicke des erzeugten Gußstranges kommt. Bei zu hoher Gießgeschwindigkeit kann ein Verschweißen der Strangschalen nur durch eine Unterschreitung der Solldicke des erzeugten Gußstranges erreicht werden.

Um eine ungewollte Dickenabweichung des erzeugten Gußstranges zu vermeiden und ein gutes inneres Gefüge zu erzielen, wird bei einem aus der EP 0 535 368 B1 bekannten Verfahren der Gußstrang in einer Rollverformung dickenverringert und anschließend gewalzt, wobei der Gußstrang aus der erstarrten Strangschale und einem Flüssigkeitskem besteht. Hierbei wird der Gußstrang mit einer Dicke von 40-80 mm gegossen, anschließend wird der Strang bis auf 15-40 mm Dic­ ke und 2-15 mm Restflüssigkeitskern in maximal 3 Stufen rollverformt. Anschlie­ ßend wird der Strang auf übliche Brammenlänge geteilt, in einem Ausgleichsofen wärmebehandelt und anschließend beispielsweise reversierend warmgewalzt. Bei diesem Verfahren zur Dickenverringerung des Gußstranges unterhalb der Kokille entsteht ein Übergangsstück mit einer minderen Dicke, welches nicht gewalzt werden kann, sondern von der Bramme abgetrennt werden muß und als Schrott gehäckselt wird. Durch die Minderdicke ist das Übergangsstück zudem relativ kalt, so daß die Schere beim Häckseln stark belastet wird.

Andererseits sind Formatänderungen in der Stranggießanlage während des Gieß­ betriebes für eine Produktionsoptimierung unabdingbar erforderlich. Hierzu gibt es aus der Patentliteratur verschiedene Vorschläge.

Die Patentschrift DE 43 38 815.2 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Stranggießanlage, insbesondere beim Angießen der Strang­ gießanlage zum Herstellen von dünnen Brammen für die Warmbandwalzung, mit mindestens einem der Stranggießkokille nachgeordneten Reduzierrollenpaar, dem, bzw. denen sich anstellbare Strangführungselemente anschließen. Das Re­ duzierrollenpaar wird nach einer vorgegebenen Durchlauflänge des Gußstranges auf eine kleinere, ein Abquetschen des Sumpfes bewirkende Spaltweite einge­ stellt. Der Gußstrang wird zu einem Angußformat mit einer unterhalb der Dicke des gewünschten Endformates liegenden Dicke verformt. Die Strangführungsele­ mente bzw. das Reduzierrollenpaar werden danach auf die Dicke des Endforma­ tes angestellt, sobald das weniger dicke Angußformat vollständig in ihren Einstell­ bereich gelangt ist. Das Reduzierrollenpaar ist druckgeregelt und wird nach der Anstellung des Strangführung auf das Endformat positioniert.

Die EP 0 743 116 A1 offenbart eine vertikale Gießlinie für Gußstränge, umfassend eine Kokille sowie anschließend an den Auslaß der Kokille eine Baugruppe mit Fußrollen, weiterhin eine Vielzahl von Führungseinheiten, zugeordneten Rollen­ segmenten sowie eine Treiber-Anordnung in Verbindung mit einem horizontalen Segment der Gießlinie. Die Führungseinheiten umfassen zumindest das gesamte vertikale Segment der Gießlinie, wobei zumindest ein Teil der Rollen der Füh­ rungseinheiten mit Stelleinrichtungen zusammenwirken, die von einer Prozeßda­ ten-Einheit beherrscht werden, um eine kontrollierbare Weichreduktion zumindest im zweiten Teil des vertikalen Segments zu gewährleisten.

Die Offenlegungsschrift DE 196 39 297 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vor­ richtung für Hochgeschwindigkeits-Stranggießanlagen mit einer Strangdickenre­ duktion während der Erstarrung. Bei dem Verfahren und der entsprechenden Vor­ richtung für das Stranggießen von Strängen wird der Strangquerschnitt während der Erstarrung linear über eine Mindestlänge der Strangführung unmittelbar unter­ halb der Kokille dickenreduziert. Mit der sich anschließenden weiteren Strangquerschnittsreduktion über die restliche Strangführung, dem "Soft- Reduction", bis maximal unmittelbar vor der Enderstarrung bzw. der Sumpfspitze, läßt sich eine kritische Deformation des Stranges unter Berücksichtigung der Gießgeschwindigkeit sowie auch der Stahlgüte ausschalten.

Das Dokument EP 0 450 391 B1 offenbart eine Vorrichtung zum Stützen eines Metall-Gießstranges, insbesondere zur Weichreduktion (auch "soff reduction" ge­ nannt) bei einer Vorband-Gießanlage, wobei unterhalb der Stranggießkokille zu beiden Seiten des Gießstranges spiegelbildlich gegenüberliegende Rollenträger vorgesehen sind, deren Rollen mit dem Gießstrang in Wirkverbindung stehen. Je­ der Rollenträger ist in einem festen Rahmen angeordnet und in mehrere, rollen­ tragende Segmente aufgeteilt, die mit Verstelleinrichtungen in Verbindung stehen. Die Segmente sind derart gelenkig aneinander gekoppelt, daß jedes Segment für sich in einem beliebigen Winkel zum Gießstrang eingestellt werden kann, und daß zum allgemeinen Verstellen des Rollenträgers die obere Verstelleinrichtung dient. Es kann sich dabei um eine mechanische, hydraulische oder mechanisch­ hydraulische Verstelleinrichtung handeln.

Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine zu deren Durchführung geeignete zur Format­ dickenänderung des Gußstranges einer Stranggießanlage im kontinuierlichen Gießbetrieb anzugeben, bei welchen die Gießgeschwindigkeit für den Übergangs­ vorgang zur Formatdickenänderung nicht reduziert werden muß, d. h., es sollen konstante Produktions- und Gießbedingungen erhalten bleiben. Eine Übergangs­ länge des Stranges während der Formatdickenänderung soll zur Vermeidung von Produktionsverlusten vergleichsweise verkürzt werden. In allen Übergangssitua­ tionen der Formatdickenänderung soll zur Verringerung der Durchbruchrisiken eine optimale Strangstützung gewährleistet sein. Kalte Minderdicken, welche die Häckselschere mechanisch hoch belasten, sollen vermieden werden.

Zur Lösung der Aufgabe wird bei einem Verfahren der im Oberbegriff von An­ spruch 1 genannten Art zur Formatdickenänderung des Gußstranges vorgeschla­ gen, daß die Formatdickenänderung in einer geregelten Folge von Verstellschrit­ ten der Segmente n = 1 bis n = i entsprechend den Merkmalen des Kennzeich­ nungsteils von Anspruch 1 vorgenommen wird.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen zur Formatdickenänderung des ge­ gossenen Stranges wird erreicht, daß die Gießgeschwindigkeit z. B. bei der Re­ duktion vom dickeren Format auf das dünnere Format oder vom dünnerem Format auf das dickere Format nicht geändert werden muß und die Gießbedingungen weitgehend konstant bleiben können. Schopfverluste, die Produktionseinbußen bedeuten, werden vermieden. Es werden kalte Minderdicken am Brammenanfang bzw. Brammenende vermieden, die eine unnötige mechanische Belastung der Häckselschere bedeuten. Die Dickenänderungen können stufenlos in einem wei­ ten Verstellbereich in Abhängigkeit des jeweiligen Produktionsprogrammes durch­ geführt werden und ergeben somit eine hohe Flexibilität der Anlage. Von besonde­ rem Vorteil ist die Anpassung der Anstichdicke im Walzwerk an die geforderte Endwalzdicke.

In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Gußstrang am Stranganfang über eine Länge von etwa 1 bis 4 m auf eine konstante Dicke einge­ stellt wird, ferner wird vorgeschlagen, daß der Gußstrang am Strangende über eine Länge von etwa 0,5 m bis 2 m auf eine konstante Dicke eingestellt wird.

In Fortsetzung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Übergangslänge der Dickenänderung in Längsrichtung einer definierten Keilform mit einem definierten Brammenprofil folgt; d. h. zwischen dem Stranganfang und dem Strangende mit jeweils konstanter Dicke ist ein Übergangsformat in Keilform angeordnet, wodurch der entstandene Brammenkeil bei Einhaltung eines akzeptablen Brammenprofils auswalzbar ist. Die Übergangslänge ist abhängig vom Betrag der Dickenreduzie­ rung und den Verstellparametern. Mit dieser Verfahrensweise ist selbst bei großen Dickenänderungen der Bramme von z. B. 25 mm der Dickengradient ausreichend klein, so daß keine Dickentoleranzprobleme beim Walzen auftreten.

In wesentlicher Fortsetzung des Erfindungsgedankens wird bei einer beispielswei­ se aus 4 Segmenten n = 1 bis n = 4 bestehenden Strangführung der definierte Brammenkeil mit einem definierten Brammenprofil mit folgenden Verstellschritten hergestellt:

Ab einer bestimmten Länge wird das Segment 1 an der Auslaufseite und das Segment 2 an der Einlaufseite zugefahren bzw. aufgefahren. Zeit- bzw. wegver­ zögert um die Länge des Segments 2 werden anschließend das Segment 2 an der Auslaufseite und das Segment 3 an der Einlaufseite zugefahren bzw. aufgefahren. Anschließend werden, wiederum wegverzögert um die Länge von Segment 3, das Segment 3 an der Auslaufseite und das Segment 4 an der Einlaufseite zugefahren bzw. aufgefahren. Schließlich wird die Auslaufseite von Segment 4 - wieder weg­ verzögert um die Länge von Segment 4 - zugefahren bzw. aufgefahren. Vorteil­ haft werden dabei alle Segmente solange verfahren, bis sie auf der gewünschten Enddicke stehen. Die Verstellschritte werden gleichzeitig oder überwiegend gleichzeitig vorgenommen. Die Verstellgeschwindigkeit ist vergleichsweise gering und beträgt bspw. weniger als 2,5 mm/min. Durch diese Fahrweise wird ein Brammenprofil erzeugt, das für das Walzen keine unzulässigen Dickenunterschie­ de Mitte/Rand aufweist.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß zur Formatdickenerhöhung in einer ersten Verstellphase bei konstanter Gießgeschwindigkeit - wobei die Sumpfspitze des Stranges bspw. im Segment n = 3 liegt - zuerst Segment n = 1 Auslaufseite über die Gelenkverbindung mit Segment n = 2 Einlaufseite sollwert­ geführt aufgefahren wird und nach Erreichen der Zielposition - d. h. der Segment­ position für das Zielformat - in einer zweiten Verstellphase Segment n = 2 Aus­ laufseite mit Segment n = 3 Einlaufseite aufgefahren wird, und in sequentieller Folge von gleichartigen Schritten die Verstellung der Segmente n = 3, 4 bis i auf die Zielposition vorgenommen wird.

Eine weitere Ausbildung des Verfahrens nach der Erfindung sieht vor, daß das Zufahren der Segmente bei konstanter Geschwindigkeit mittels dynamischer Positionsregelung vorgenommen wird, wobei ein festzulegender Kraftschwellwert nicht überschritten wird.

Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Verstellgeschwindigkeit der Segmente unter Berücksichtigung der zulässigen Strangdehnungsgrenzwerte und der aktuellen Gießgeschwindigkeit in Verbindung mit der aktuellen Formatein­ stellung bzw. nach Maßgabe des hieraus sich ergebenden Volumenstroms des Stranges berechnet wird.

Vorteilhaft wird die Verstellgeschwindigkeit über die aktuelle Gießgeschwindigkeit, die Segmentlänge und den erforderlichen Verstellweg nach der Formel berechnet
V = Ds/Ls . Vgiess; darin bedeuten:
Ds = Formatdickenänderung
Ls = Segmentlänge
Vgiess = aktuelle Gießgeschwindigkeit

Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens sehen vor, daß der Verstellvorgang bei­ spielsweise mittels der aktuellen Zylinderdrücke hydraulischer Verstellaggregate überwacht wird und bei Grenzwertüberschreitung von Positionsregelung auf Kraf­ tregelung umgeschaltet wird, sowie nach Erreichen der Zielposition auf Positions­ regelung zurückgeschaltet wird.

Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachste­ henden Erläuterung eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausfüh­ rungsbeispieles. Es zeigen:

Fig. 1 in Form eines Stammbaums, unterteilt in einander folgende Phasen, den Funktionsverlauf einer Formatdickenreduzierung sowie Fig. 2 den Funktionsverlauf einander folgender Phasen für eine Formatdic­ kenerhöhung,

Fig. 3 die erfindungsgemäße Dickenreduzierung des Gußstranges unter­ halb einer Kokille mit einer keilförmigen Übergangslänge,

Fig. 4 ein Verstellschema der Segmente zur Dickenreduzierung eines Guß­ stranges,

Fig. 5 eine schematische Ablaufsequenz für die Verstellung der Segmente,

Fig. 6 ein schematischer Verlauf der Segmentanstellung während der Dic­ kenreduzierung.

Fig. 1 zeigt den Funktionsverlauf des Verfahrens für eine Formatdickenreduzie­ rung eines Gußstranges 9 einer Stranggießanlage im kontinuierlichen Gießbetrieb. Der Strang 9 steht unterhalb einer Kokille 10 zu beiden Seiten mit spiegelbildlich einander gegenüberliegenden Rollenträgern 8, 8' in Wirkverbindung, die in einer Folge von rollentragenden, mittels Gelenkverbindungen 5 bis 7 aneinander ge­ koppelten Segmenten 1 bis 4 aufgeteilt sind. Jedes Segment 1 bis 4 ist für sich in einen Winkel zum Gußstrang 9 einstellbar. In einer Ausgangsposition ist die ge­ samte zu ändernde Strangführung auf eine gleichmäßige Produktionsformatdicke eingestellt, wie dies der dargestellten Ausgangsposition entspricht. Die Formatdic­ kenänderung wird in einer geregelten Folge von Verstellschritten der Segmente 1 bis 4 durchgeführt.

Die Formatdickenreduktion erfolgt durch in Gießrichtung sequentielles Zufahren der einander in Reihe folgenden Segmente 1 bis 4, wie dies aus den dargestellten Phasen 1 bis 4 ersichtlich ist. Beginnend mit Segment 1 Auslaufseite wird die Ge­ lenkverbindung 5 mit Segment 2 Einlaufseite sollwertgeführt zugefahren. Nach Erreichen der Zielposition - das heißt der Segmentposition für das Zielformat - wird in einer zweiten Verstellphase Segment 2 Auslaufseite mit Segment 3 Ein­ laufseite zugefahren, und in sequentieller Folge von gleichartigen Schritten wird die Verstellung der Segmente 3 und 4 vorgenommen gemäß dargestellter Phase 3 bzw. 4. Hierfür greifen jeweils an der Gelenkverbindung 5 das Kraftmittel 11 in Richtung einer Verengung des Gußstranges 9 an, gefolgt in der Phase 2 vom Ein­ griff der Verstelleinrichtung 12 in Richtung einer Verengung des Strangquer­ schnitts und weiterhin sequentiell in Phase 3 und Phase 4 der Verstelleinrichtun­ gen 13 und 14 bis zur durchgängigen insgesamt reduzierten Formatdicke, gemäß Endzustand in Phase 4.

Aus der Darstellung des Funktionsverlaufes für eine Formatdickenreduzierung ergibt sich vor der Phase 1 die Ausgangsposition, bei welcher die gesamte Strangführung im Gießbetrieb auf eine Produktionsdicke X eingestellt ist. Die Gießgeschwindigkeit ist konstant, die Sumpfspitze liegt im Segment 3.

Zum Start der Dickenreduzierung nach Phase 1 werden - wie gesagt - Segment 1 Auslaufseite und Segment 2 Einlaufseite sollwertgeführt mit konstanter Geschwin­ digkeit mittels dynamischer Positionsregelung zugefahren. Hierbei wird ein fest­ zulegender Kraftschwellwert nicht überschritten. Die Zufahrgeschwindigkeit wird unter Berücksichtigung der zulässigen Strangdehngrenzwerte und der aktuellen Gießgeschwindigkeit in Verbindung mit der aktuellen Formateinstellung bzw. nach Maßgabe des hieraus sich ergebenden Volumenstroms des Stranges berechnet.

Die einzuhaltende Verstellgeschwindigkeit berechnet sich über die aktuelle Gieß­ geschwindigkeit, die Segmentlänge und den erforderlichen Verstellweg nach der
Formel V = Ds/Ls . Vgiess; darin bedeuten:
Ds = Formatdickenänderung
Ls = Segmentlänge
Vgiess = aktuelle Gießgeschwindigkeit.

Eine wirksame Kraftüberwachung, berechenbar beispielsweise über die aktuellen Zylinderdrücke einer hydraulischen Verstelleinrichtung, überwacht den Verstell­ vorgang. Sollte die Kraft einen berechneten Grenzwert überschreiten, wird von Positionsregelung in Kraftregelung umgeschaltet. Nach Erreichen der Zielposition wird entsprechend auf Positionsregelung zurückgeschaltet.

Durch den beschriebenen Ablauf wird erreicht, daß bei reduzierter Materialdicke der durchlaufenden abnehmenden Keilform, die Rollenschürze eine ausreichende Stützung des Stranges 9 durchführt, und daß die Auslaufseite entsprechend der Materialdicke nachgeführt wird.

Der vorhandene Sumpf im Segment 1, 2 und gegebenenfalls 3 wird nicht durch den Vorgang unterbrochen. Die Strangstützung ist über die Umschaltung von Po­ sitions- auf Kraftregelung in allen Phasen gegeben.

Im folgenden wird die Formatdickenerhöhung gemäß Darstellung des Funktions­ verlaufes in Fig. 2 beschrieben.

Zunächst ist in der Ausgangsposition vor Phase 1 die gesamte Strangführung im Gießbetrieb auf eine Produktionsdicke X eingestellt. Die Gießgeschwindigkeit ist konstant, die Sumpfspitze liegt im Segment 3, die Dickenerhöhung wird mit Phase 1 gestartet.

Sobald das Zielformat von Segment 1 Auslaufseite und Segment 2 Einlaufseite am Ende der Phase 1 erreicht ist, wird Segment 2 Auslaufseite aufgefahren (Pha­ se 2).

Die Verstellgeschwindigkeit berechnet sich über die aktuelle Gießgeschwindigkeit, die Segmentlänge und den erforderlichen Verstellweg wie bei der Formatdicken­ reduzierung.

Eine wirksame Kraftüberwachung, berechnet über die aktuellen Zylinderdrücke hydraulischer Verstelleinrichtungen, kontrolliert den Verstellvorgang.

Sollte die Kraft einen berechneten Grenzwert überschreiten, wird von Positionsre­ gelung in Kraftregelung umgeschaltet. Nach Erreichen der Zielposition wird ent­ sprechend auf Positionsregelung zurückgeschaltet.

Durch den beschriebenen Ablauf wird erreicht, daß auch bei erhöhter Materialdic­ ke bei durchlaufend zunehmender Keilform die Rollenschürze eine ausreichende Strangstützung für den Strang 9 durchgeführt und die Auslaufseite entsprechend der Materialdicke nachgeführt wird.

Anschließend wird Segment 3 Einlaufseite zeitgleich mit gleicher Verstellge­ schwindigkeit wie Segment 2 Auslaufseite aufgefahren, gemäß Phase 2. Die Überwachungsfunktion erfolgt wie bei Segment 2 Auslaufseite.

Sobald das Zielformat von Segment 3 Einlaufseite erreicht ist, wird Segment 3 Auslaufseite und Segment 4 Einlaufseite aufgefahren (Phase 3). Die Berechnung der Gießgeschwindigkeit und die Überwachung erfolgt wie vorgängig beschrieben.

Sobald das Zielformat von Segment 4 Einlaufseite erreicht ist, wird Segment 4 Auslaufseite aufgefahren (Phase 4). Die Berechnung der Überwachung erfolgt wie zuvor beschrieben.

Und schließlich wird vorgesehen, daß infolge der Gelenkverbindung einer Aus­ laufseite eines Segmentes mit der Einlaufseite des Folgesegmentes deren Ver­ stellgeschwindigkeiten zwangsweise synchron erfolgen.

Durch den beschriebenen Ablauf des Verfahrens zur Formatdickenänderung für Stranggießanlagen wird erreicht:

• - die Gießgeschwindigkeiten werden für den Übergang nicht reduziert, dar­ aus resultieren eine Erhöhung der Produktionsleistung im Vergleich zum Stand der Technik sowie konstante Produktions- und Gießbedingungen;
• - die Übergangslänge des zu produzierenden Stranges wird verkürzt, wo­ durch die Produktionsverluste verringert werden;
• - die Dickenänderungen können in stufenlos wählbaren Größen in einem weiten Verstellbereich in Abhängigkeit eines Produktionsprogrammes durchgeführt werden und ergeben somit eine hohe Flexibilität der Anlage;
• - bei reduzierter Materialdicke mit durchlaufend abnehmender Keilform er­ möglicht die Rollenschürze eine ausreichende Strangstützung, wobei die Auslaufseite entsprechend der Materialdicke nachgeführt wird, wogegen bei Formatdickenerhöhung erreicht wird, daß bei erhöhter Materialdicke infolge durchlaufend zunehmender Keilform, die Rollenschürze eine ausreichende Strangstützung durchführt und die Auslaufseite entsprechend der Material­ dicke nachgeführt wird.

Bei einer Vorrichtung zur Formatdickenänderung des Gußstranges einer Strang­ gießanlage, wobei der Strang unterhalb einer Kokille zu beiden Seiten mit einan­ der gegenüber liegenden Rollenträgern in Wirkverbindung steht, die in einer Folge von rollentragenden, mittels Gelenkverbindungen aneinander gekoppelten Seg­ menten aufgeteilt sind und jedes Segment für sich in einen Winkel zum Gußstrang einstellbar ist, wird vorteilhafterweise die Verstelleinrichtung mit Mitteln zur Positi­ ons- oder Kraftregelung ausgestattet. Zweckmäßig stehen die Segmente im Be­ reich ihrer Gelenkverbindungen zwischen Auslauf- und Einlaufseite mit geregelten sowie richtungsumkehrbaren Hydraulikzylindern in Wirkungsverbindung, wobei das Segment n = 1 nur auf der Auslaufseite mit einem solchen Hydraulikzylinder zusammenwirkt.

Fig. 3 zeigt schematisch das Ergebnis der Formatdickenänderung mit der erfin­ dungsgemäßen Verstellung der Segmente der Strangführung. Deutlich erkennbar ist die Anfangslänge 1a, die noch keine Dickenreduzierung erfahren hat. An die Anfangslänge 1a schließt sich die Übergangslänge lü an, die dadurch entsteht, daß die einzelnen Segmente der Strangführung in der erfindungsgemäßen Weise zu­ gefahren werden. An die Übergangslänge lü schließt sich die Endlänge le mit der gewünschten Enddicke an. Die Differenz der Dicken der Anfangslänge und End­ länge ergibt die Dickenreduzierung.

Fig. 4 zeigt das zugehörige Verfahrensschema beispielsweise bei 4 Segmenten der Strangführung. Den einzelnen Segmenten n = 1 bis n = 4 ist eine bestimmte Länge l1, l2, l3 zugeordnet. Die keilförmige Übergangslänge ist mit lü bezeichnet. Um die Übergangslänge lü mit dem definierten Brammenkeil (Fig. 1) einzustellen, werden die Segmente n = 1 bis n = 4 mit Hilfe von Verstellzylindern verfahren.

Die schematische Ablaufsequenz der verstellten einzelnen Segmente ergibt sich aus Fig. 5. Ab einer Länge l = 0 wird Segment 1 Auslaufseite und Segment 2 Ein­ laufseite langsam zugefahren. Zeit- bzw. wegverzögert um die Länge l1 von Seg­ ment 2 werden anschließend das Segment 2 an der Auslaufseite und das Seg­ ment 3 an der Einlaufseite zugefahren. Wiederum wegverzögert um die Länge l2 von Segment 3 werden dann das Segment 3 an der Auslaufseite und das Seg­ ment 4 an der Einlaufseite verfahren. Als letztes wird, wieder wegverzögert um die Länge l3 von Segment 4 die Auslaufseite von Segment 4 zugefahren. Auf der lin­ ken Seite der Fig. 5 ist die Ausgangsposition aller 4 Segmente zu sehen. Auf der rechten Seite von Fig. 5 ist das Ende des Zufahrens der einzelnen Segmente zu sehen, wonach die Segmente n = 2 bis n = 4 ihre zur Dickenreduzierung vorgesehene Verstellposition erreicht haben. Die Segmente fahren alle längenversetzt in Abhängigkeit vom Wegfolgesystem den gleichen Weg ΔD in der vorgegebenen Übergangslänge zu. Der Zeitpunkt des Verstellstarts eines jeden Segmentes ist abhängig vom Abstand der ein- und auslaufseitigen Rolle der Segmente im Bezug zur fetzten Rolle des 1. Segmentes.

Fig. 4 zeigt den schematischen Verlauf der Zylinderanstellung für die einzelnen Segmente 1 bis 4. Alle Segmente werden so lange verfahren, bis sie auf der ge­ wünschten Enddicke stehen. Die vier Segmente verfahren dabei während der meisten Zeit gleichzeitig. Für eine in Fig. 4 angegebene Übergangslänge lü von 30 m bei einer Dickenreduzierung von 15 mm und einer Gießgeschwindigkeit von 5 m/min beträgt die Verfahrgeschwindigkeit der Zylinder nur ca. 2,5 mm/min. Durch diese Fahrweise entsteht ein definierter Brammenkeil mit definiertem Brammen­ profil, ohne daß es zu einer nennenswerten Abwalzung der Bramme kommt. Die Brammenkante wird wie bei der herkömmlichen Fahrweise fast ausschließlich im Segment 1 verformt.

Die Erstarrungsdicke wird so eingestellt, daß die gewünschte Endwalzdicke ohne Einschränkungen mit der größten Einlaufdicke gewalzt werden kann. Daraus er­ geben sich folgende Vorteile:

• 1. größtmögliche Produktionsleistung
• 2. größtmögliche Pufferzeit im Durchlaufofen
• 3. größtmögliches Coilgewicht, insbesondere bei Mehrstranganlagen.

Claims (11)

1. Verfahren zur Formatdickenänderung des Gußstranges einer Stranggieß­ anlage im kontinuierlichen Gießbetrieb, wobei der Gußstrang (9) unterhalb einer Kokille (10) zu beiden Seiten mit einander gegenüberliegenden Rollenträgern (8, 8') in Wirkverbindung steht, die in einer Folge von rollen­ tragenden Segmenten (n = 1 bis i) aufgeteilt sind und jedes Segment für sich in einen Winkel zum Gußstrang (9) einstellbar ist, und wobei in einer Aus­ gangsposition die gesamte zu ändernde Strangführung auf eine Produkti­ onsformatdicke eingestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Formatdickenänderung in einer geregelten Folge von Verstell­ schritten der Segmente (n = 1 bis i)

• - bei einer Formatdickenreduzierung durch in Gießrichtung sequentielles Zufahren der einander in Reihe folgenden Segmente (n = 1 bis i) und
• - bei einer Formatdickenerhöhung durch sequentielles Erweitern in Gieß­ richtung der einander in Reihe folgenden Segmente (n = 1 bis i) vorge­ nommen wird, und
• - daß bei der Formatdickenänderung jeweils eine Übergangslänge der Dickenänderung erzeugt wird, die wenigstens 50%, bevorzugt 80 bis 90% einer Brammenlänge beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gußstrang (9) an seinem Anfang über eine Länge von etwa 1 bis 4 m auf eine konstante Dicke und an seinem Ende über eine Länge von etwa 0,5 bis 2 m ebenfalls auf eine konstante Dicke eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangslänge in Längsrichtung einer definierten Keilform mit ei­ nem definierten Brammenprofil folgt, wobei die Dickenänderung des Guß­ strangformates linear oder annähernd linear erfolgt.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer z. B. aus vier Segmenten (n = 1 bis n = 4) bestehenden Strangführung das keilförmige Brammenprofil mit folgenden Schritten ein­ gestellt wird:

• - ab einer Länge Null wird Segment (1) der Auslaufseite und Segment (2) der Einlaufseite zugefahren bzw. aufgefahren;
• - Zeit- bzw. wegverzögert um die Länge des Segments (2) werden an­ schließend Segment (2) an der Auslaufseite und Segment (3) an der Einlaufseite zugefahren bzw. aufgefahren;
• - wegverzögert um die Länge des Segments (3) wird dieses an seiner Auslaufseite, und das Segment (4) an der Einlaufseite zu- bzw. aufge­ fahren;
• - im letzten Schritt wird, ebenfalls wegverzögert um die Länge von Seg­ ment (4), dessen Auslaufseite zu- bzw. aufgefahren;
• - wobei alle Segmente (n = 1 bis n = 4) so lange verfahren werden, bis diese auf eine gewünschte Enddicke eingestellt sind, und
• - wobei die Verstellschritte gleichzeitig oder überwiegend gleichzeitig vor­ genommen werden und die Verstellgeschwindigkeit vergleichsweise ge­ ring ist und bspw. < 2,5 mm/min beträgt.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

• - daß zur Formatdickenänderung in einer ersten Verstellphase bei kon­ stanter Gießgeschwindigkeit - wobei die Sumpfspitze des Stranges (9) bspw. im Segment (n = 3) liegt - im Falle einer Dickenreduktion zuerst das Segment (n = 1) Auslaufseite über die Gelenkverbindung (5) mit Segment n = 2 Einlaufseite sollwertgeführt zugefahren wird, und - im Falle einer Dickenerweiterung sollwertgeführt aufgefahren wird, und
• - nach Erreichen der Zielposition - d. h. der Segmentposition für das Ziel­ format - in einer zweiten Verstellphase Segment (n = 2) Auslaufseite mit Segment n = 3 Einlaufseite zu- bzw. aufgefahren wird, und
• - in sequentieller Folge von gleichartigen Schritten die Verstellung der Segmente (3, 4 bis i) auf die Zielposition vorgenommen wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Auf- oder Zufahren der Segmente (n = 1 bis i) bei konstanter Ver­ stellgeschwindigkeit mittels dynamischer Positionsregelung ohne Über­ schreitung eines festzulegenden Kraftschwellwertes vorgenommen wird, wobei die Verstellgeschwindigkeit unter Berücksichtigung der zulässigen Strangdehngrenzwerte und der aktuellen Gießgeschwindigkeit in Verbin­ dung mit der aktuellen Formateinstellung oder nach Maßgabe des sich hieraus ergebenden Volumenstroms des Stranges berechnet wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Verstellgeschwindigkeit über die aktuelle Gießgeschwindigkeit, die Segmentlänge und den erforderlichen Verstellweg nach der Formel be­ rechnet:
V = Ds/Ls . Vgiess; darin bedeuten:
Ds = Formatdickenänderung
Ls = Segmentlänge
Vgiess = aktuelle Gießgeschwindigkeit.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellvorgang mittels der aktuellen Zylinderdrücke hydraulischer Verstellaggregate überwacht, bei Grenzwertüberschreitung von Positions­ auf Kraftregelung umgeschaltet, sowie nach Erreichen der Zielposition auf Positionsregelung zurückgeschaltet wird.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Segment (n = 1 bis n = i) die hydraulisch geregelte Verstellung an der Auslaufseite beginnt, und an den Segmenten (n = 2 bis n = i) die Ver­ stellung sowohl auf der Einlaufseite, als auch auf der Auslaufseite sequen­ tiell fortgeführt wird, und daß die Verstellgeschwindigkeit zweier Folgeseg­ mente zwangsweise synchron erfolgt.

10. Vorrichtung zur Formatdickenänderung des Gußstranges (9) einer Strang­ gießanlage, wobei der Strang (9) unterhalb der Kokille (10) zu beiden Sei­ ten mit einander gegenüberliegenden Rollenträgern (8, 8') in Wirkverbin­ dung steht, die in einer Folge von rollentragenden, mittels Gelenkverbin­ dungen (5 bis 7) verbundenen Segmenten (n = 1 bis i) aufgeteilt sind und jedes Segment für sich in einen Winkel zum Gußstrang (9) einstellbar ist, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung (11-14) mit Mitteln zur Positions- oder Kraftre­ gelung ausgestattet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (n = 1 bis i) im Bereich ihrer Gelenkverbindungen (5-7) zwischen Auslauf- und Einlaufseite mit geregelten sowie richtungsumkehr­ baren Hydraulikzylindern in Wirkungsverbindung stehen, wobei das Seg­ ment (n = 1) nur auf der Auslaufseite mit einem solchen Hydraulikzylinder zusammenwirkt.