DE102008027496B4

DE102008027496B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Stranggießen eines Metallstranges

Info

Publication number: DE102008027496B4
Application number: DE102008027496.8A
Authority: DE
Inventors: Christian Geerkens; Dr. Letzel Dirk; Axel Stavenow; Axel Weyer
Original assignee: SMS Group GmbH
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2007-06-13
Filing date: 2008-06-10
Publication date: 2023-05-25
Anticipated expiration: 2028-06-11
Also published as: DE102008027496A1

Abstract

Verfahren zum Stranggießen eines Metallstranges (1), bei dem der gegossene Strang (1) eine Kokille (2) nach unten verlässt, entlang einer Strangführung (3) geführt und in die Horizontale (H) umgelenkt wird, wobei der Strang (1) zumindest zwischen der Unterseite der Kokille (2) und dem Punkt (4), an dem er in die Horizontale (H) umgelenkt ist, eine definierte Bogenlänge (s) zurücklegt und der Strang (1) zumindest über einen Abschnitt (sL) der Bogenlänge (s) linear geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar unterhalb der Kokille (2) ein Biegeelement (5) und unmittelbar vor der Umlenkung in die Horizontale (H) ein Richtelement (6) angeordnet ist, wobei der Strang zwischen Biegeelement (5) und Richtelement (6) linear geführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggießen eines Metallstranges, bei dem der gegossene Strang eine Kokille nach unten verlässt, entlang einer Strangführung geführt und in die Horizontale umgelenkt wird, wobei der Strang zumindest zwischen der Unterseite der Kokille und dem Punkt, an dem er in die Horizontale umgelenkt ist, eine definierte Bogenlänge zurücklegt. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Stranggießen.
Im Stand der Technik sind Strangführungskonzepte in Form und Art von Bogenanlagen, Senkrechtabbiegeanlagen und Senkrechtanlagen bekannt. Diese Anlagen werden zur Erzeugung von Brammen-, Dünnbrammen-, Knüppel-, Block- und Vorprofilprodukten verwendet. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf alle der genannten Anlagentypen und Produkte.
Nachdem das schmelzeflüssige Metall die Kokille vertikal oder aus einer ebenfalls bereits gebogenen Kokille nach unten verlassen hat und der Strang eine feste Außenhaut aufweist, wird er allmählich von der Vertikalen in die Horizontale umgebogen. Hierfür werden eine Anzahl Rollensegmente eingesetzt, die den Strang von der Kokille bis zur Horizontalen bogenförmig biegen.
Die Bogenform muss dabei nicht notwendiger Weise eine konstante Krümmung aufweisen. Es sind auch Lösungen bekannt, bei der der Bogen aus verschiedenen Abschnitten zusammengesetzt wird, die unterschiedliche Krümmung aufweisen.
Aus der DE 21 17 110 A1 ist eine Stranggießanlage für Metall bekannt, bei der die Bogenkrümmung im Anschluss an die Kokille größer ist als gegen Ende der Umbiegung. Ähnliches gilt für die GB 21 07 623 A . Die DE 14 58 154 A setzt den bogenförmigen Verlauf des Strangs von der Kokille bis in die Horizontale aus einer Anzahl Radien zusammen, die im Strang-Verlauf allmählich größer werden.
Die Druckschrift DE 24 42 249 A1 offenbart ein Verfahren zum Stranggießen eines Metallstranges, bei dem der gegossene Strang eine Kokille nach unten verlässt. Der Strang wird nach dem Austritt aus der Kokille durch eine Strangführung geführt und in die horizontale umgelenkt. Bei der Umlenkung des Stranges durchläuft dieser eine definierte Bogenlänge.
Gemeinsam ist allen vorbekannten Lösungen, dass bei der Umlenkung von der Vertikalen in die Horizontale stets ein bogenförmiger Verlauf des Strangs vorliegt.
Damit geht eine bestimmte Mindestanlagenbauhöhe einher, die nicht unterschritten werden kann. Weiterhin haben Formatdickenänderungen des Strangs im Bereich der Segmentübergänge mitunter negative Auswirkungen auf die Strangdehnung. Nachteilig ist es weiterhin, dass im Störfall nicht ohne weiteres eine Segmentöffnung erfolgen kann, ohne in Kollisionen mit Nachbarsegmenten zu geraten. Weiterhin ist die Montage und Justage der bogenförmigen Rollensegmente relativ aufwändig. Schließlich ist der apparative Aufwand insofern relativ hoch, als dass viele verschiedene Segmentabschnitte benötigt werden, um den Strang von der Vertikalen in die Horizontale zu überführen und dann in der Horizontalen weiter zu führen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine entsprechende Vorrichtung so weiterzubilden, dass es möglich wird, die genannten Nachteile zu vermindern bzw. zu eliminieren. Die Anlagenbauhöhe soll also verringert und der Aufwand für die Montage und Justage der Anlage reduziert werden. Ferner soll die Teilevielfalt der Vorrichtung begrenzt werden. Bei Formatdickenänderungen des Strangs sollen sich keine negativen Auswirkungen im Bereich der Segmentübergänge ergeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Strang zumindest über einen Abschnitt der Bogenlänge linear geführt wird und unmittelbar unterhalb der Kokille ist ein Biegeelement und unmittelbar vor der Umlenkung in die Horizontale ist ein Richtelement angeordnet, wobei der Strang dann zwischen Biegeelement und Richtelement linear geführt wird.
Der Abschnitt der linearen Führung des Strangs erstreckt sich nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung über die Länge zumindest eines Strangführungssegmentes und beträgt bevorzugt mindestens 50 % der Bogenlänge, besonders bevorzugt mindestens 75 % der Bogenlänge.
Der Strang schließt im Bereich seiner linearen Führung zur Vertikalen einen Winkel ein. Dieser kann grundsätzlich zwischen 1° und 89° betragen, wenngleich ein bevorzugter Bereich zwischen 30° und 60° liegt.
Der Strang wird nach einer Ausgestaltung der Erfindung so geführt und gekühlt, dass er vor dem Verlassen des Abschnitts der linearen Führung vollständig erstarrt.
Alternativ kann aber auch vorgesehen sein, dass der Strang so geführt und gekühlt wird, dass er erst nach dem Verlassen des Abschnitts der linearen Führung vollständig erstarrt.
Die Vorrichtung zum Stranggießen zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen der Kokille und dem Punkt, an dem der Strang in die Horizontale umgelenkt ist, mindestens ein Strangführungssegment angeordnet ist, das den Strang gerade führt. Unmittelbar unterhalb der Kokille ist ein Biegeelement und unmittelbar vor der Umlenkung in die Horizontale ist ein Richtelement angeordnet, wobei entlang der gesamten Bogenlänge zwischen dem Biegeelement und dem Richtelement den Strang linear führende Strangführungssegmente angeordnet sind.
Den Strang linear führende Strangführungssegmente können dabei über mindestens 50 %, vorzugsweise mindestens 75 %, der Bogenlänge angeordnet sein, die der Strang zwischen der Unterseite der Kokille und dem Punkt, an dem er in die Horizontale umgelenkt ist, zurücklegt.
Mit der vorgeschlagenen Lösung werden verschiedene Vorteile im Verhältnis zu den vorbekannten Lösungen erreicht:

Die Anlagenbauhöhe (Kokillenoberkante bis zum Auslaufbereich) kann geringer ausgeführt werden als im Vergleich zu reinen Bogen- oder Senkrechtabbiegeanlagen.

Formatdickenänderungen haben im Bereich der Segmentübergänge (zwischen zwei linearen Segmenten) keine negativen Auswirkungen auf die Strangdehnung.
Eine Segmentöffnung kann im Störfall (z. B. bei einem Strangstecker) ohne Kollision mit Nachbarsegmenten durchgeführt werden.
Die vorgeschlagenen linearen, d. h. geraden Segmente können in der Werkstatt leichter gefertigt und ausgerichtet werden.
Die Anzahl der Segmenttypen reduziert sich. Besonders vorteilhaft ist es, dass gleiche oder zumindest ähnliche Segmente wie für den Horizontalteil der Stranggießanlage verwendet werden können.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die einzige Figur zeigt schematisch die Seitenansicht einer Stranggießmaschine.
Mit einer Stranggießanlage wird ein Metallstrang 1 hergestellt. Aus einem Vorratsbehälter für flüssigen Stahl (nicht dargestellt) gelangt dieser in eine Kokille 2. Der Strang 1 verlässt die Kokille 2 an deren Unterseite in Richtung der Vertikalen V. Mittels einer angetriebene Rollen aufweisenden Strangführung 3 wird der Strang 1 von der Vertikalen V in die Horizontale H geführt. In einem Punkt 4 hat der Strang 1 die Horizontale H erreicht. Demgemäß kann man die Bogenlänge s definieren, die der Strang 1 von der Unterseite der Kokille 2 bis zum Punkt 4 zurücklegt.
Unmittelbar unterhalb der Kokille 2 befindet sich ein Biegeelement 5 (Biegetreiber), der für ein erstes Umbiegen des Strangs 1 sorgt. Unmittelbar vor dem Erreichen der Horizontalen ist im Strangverlauf ein Richtelement 6 (Richttreiber) angeordnet, an dessen Ausgang der Strang 1 die Horizontale H erreicht hat.
Wesentlich ist, dass der Strang 1 zumindest über einen Abschnitt s_L der Bogenlänge s linear, d. h. gerade geführt wird. Im Ausführungsbeispiel erstreckt sich der lineare Abschnitt s_L über die wesentliche Erstreckung der Bogenlänge s.
Für die lineare Führung des Strangs 1 entlang der Bogenlänge s_L sind Strangführungssegmente 7 vorgesehen, die zur geraden Führung des Strangs 1 ausgebildet sind, wie es der Figur zu entnehmen ist.
Von Vorteil ist es, dass weitgehend baugleiche Strangführungssegmente 8 wie auch für den Horizontalteil der Stranggießanlage verwendbar sind.
Es wird somit eine lineare Strangführung für den noch nicht erstarrten Strang 1 im Anschluss an die Kokille 2 hinter dem ersten Abbiegebereich verwirklicht, wozu Segmente 7 verwendet werden, die wenige oder keine bogenförmigen Strangführungsbereiche vor dem Richtbereich verwenden. Dabei ist es nicht entscheidend, ob das einlaufende Strangmaterial (Bramme, Dünnbramme, Block, Vorprofil) durch einen Biegetreiber (wie im Ausführungsbeispiel) oder über eine gebogene Kokille abgebogen wird und dann in die lineare Strangführung einläuft.
Im Ausführungsbeispiel ist der lineare Führungsbereich etwa unter einem Winkel α von 45° zur Vertikalen V angeordnet. Es ist mindestens ein durchgängiges, lineares Strangführungselement zwischen dem Biege- und dem Richtbereich der Strangführung eingesetzt.
Der Strang 1 kann innerhalb des linearen Strangführungsbereichs und damit vor dem Richtsystem vollständig erstarren. Alternativ kann aber auch vorgesehen werden, dass die vollständige Erstarrung des Strangs 1 erst hinter dem linearen Strangführungsbereich und damit im Richtsystem oder im Horizontalbereich erfolgt.
Bezugszeichenliste

1: Metallstrang
2: Kokille (gerade oder gebogen)
3: Strangführung
4: Punkt der Umlenkung in die Horizontale
5: Biegeelement (Biegetreiber)
6: Richtelement (Richttreiber)
7: Strangführungssegment
8: Strangführungssegment
H: Horizontale
V: Vertikale
s: Bogenlänge
sL: linearer Abschnitt der Bogenlänge
α: Winkel

Claims

Verfahren zum Stranggießen eines Metallstranges (1), bei dem der gegossene Strang (1) eine Kokille (2) nach unten verlässt, entlang einer Strangführung (3) geführt und in die Horizontale (H) umgelenkt wird, wobei der Strang (1) zumindest zwischen der Unterseite der Kokille (2) und dem Punkt (4), an dem er in die Horizontale (H) umgelenkt ist, eine definierte Bogenlänge (s) zurücklegt und der Strang (1) zumindest über einen Abschnitt (s_L) der Bogenlänge (s) linear geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar unterhalb der Kokille (2) ein Biegeelement (5) und unmittelbar vor der Umlenkung in die Horizontale (H) ein Richtelement (6) angeordnet ist, wobei der Strang zwischen Biegeelement (5) und Richtelement (6) linear geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang (1) über die Länge zumindest eines Strangführungssegmentes (7) in dem Abschnitt (s_L) linear geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang (1) über mindestens 50 % bis 75 % der Bogenlänge (s) in dem Abschnitt (s_L) linear geführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang (1) im Bereich seiner linearen Führung zur Vertikalen (V) einen Winkel (α) einschließt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) zwischen 1° und 89° beträgt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) zwischen 30° und 60° beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang (1) so geführt und gekühlt wird, dass er vor dem Verlassen des Abschnitts (s_L) der linearen Führung vollständig erstarrt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang (1) so geführt und gekühlt wird, dass er erst nach dem Verlassen des Abschnitts (s_L) der linearen Führung vollständig erstarrt.
Vorrichtung zum Stranggießen eines Metallstranges (1), mit einer Kokille (2), die der gegossene Strang (1) nach unten verlässt, und einer Strangführung (3), über die der Strang (1) in die Horizontale (H) umgelenkt wird, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kokille (2) und dem Umlenkspunkt (4) des Stranges (1) in die Horizontale (H) mindestens ein Strangführungssegment (7) angeordnet ist, das den Strang (1) gerade führt und dass unmittelbar unterhalb der Kokille (2) ein Biegeelement (5) und unmittelbar vor der Umlenkung in die Horizontale (H) ein Richtelement (6) angeordnet ist, wobei entlang der gesamten Bogenlänge (s_L) zwischen dem Biegeelement (5) und dem Richtelement (6) den Strang (1) linear führende Strangführungssegmente (7) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das den Strang (1) linear führende Strangführungssegment (7) über mindestens 50 %, vorzugsweise mindestens 75 %, der Bogenlänge (s) angeordnet ist, die der Strang (1) zwischen der Unterseite der Kokille (2) und dem Punkt (4), an dem er in die Horizontale (H) umgelenkt ist, zurücklegt.