DE102017207942A1 - Continuous casting plant and process for the production of a metallic product - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Stranggießanlage (10) und ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Produkts, wobei ein Strang (16) aus einer Kokille (12) insbesondere senkrecht nach unten austritt und anschließend entlang einer Strangführung (14) in einer Förderrichtung (F) transportiert wird. Die Strangführung (14) weist zumindest einen Richtbereich (I) auf, durch den der Strang (16) in die horizontale Richtung umgelenkt wird. In Förderrichtung (F) vor dem Richtbereich (I) und angrenzend hierzu sind Mittel (M) zum plastischen Stauchen des Stranges (16) vorgesehen, mit denen der Strang (16) an seiner Oberseite (18) (Losseite) in Randbereichen (R) davon und/oder an seinen Schmalseiten (19) verdichtbar ist, derart, dass sich allein der Spannungszustand des Stranges (16) verändert und dabei das Gefüge des Metalls unverändert bleibt. The invention relates to a continuous casting plant (10) and to a process for the production of a metallic product, wherein a strand (16) emerges from a mold (12) in particular vertically downwards and is subsequently transported along a strand guide (14) in a conveying direction (F) , The strand guide (14) has at least one straightening region (I), by means of which the strand (16) is deflected in the horizontal direction. In the conveying direction (F) in front of the straightening region (I) and adjacent thereto, means (M) are provided for plastically compressing the strand (16), with which the strand (16) on its upper side (18) (loose side) in edge regions (R). thereof and / or on its narrow sides (19) is compressible, such that only the state of stress of the strand (16) changes and thereby the structure of the metal remains unchanged.
Description
Die Erfindung betrifft eine Stranggießanlage zur Herstellung eines metallischen Produkts nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. Anspruch 3, und ein entsprechendes Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 16 bzw. Anspruch 18.The invention relates to a continuous casting plant for producing a metallic product according to the preamble of
Bei der Herstellung von metallischen Produkten in einer Stranggießanlage wird das flüssige Metall kontinuierlich in einer Kokille vergossen, wobei sich dort eine erste Strangschale ausbildet. In der Regel tritt der Strang nach unten aus der Kokille aus, wobei anschließend der Strang entlang einer Strangführung transportiert und in einem sog. Biegebereich in einen Biegeradius überführt wird, um dadurch eine Umlenkung des Stranges in Richtung der Horizontalen zu erreichen. Bei einer Kreisbogenanlage beginnt die Krümmung des Stranges bereits in der Kokille, wobei dann der Biegebereich entfällt. Die Strangführung umfasst im weiteren Verlauf auch einen sog. Richtbereich, in dem der Strang dann vollständig in die horizontale Richtung umgelenkt wird.In the production of metallic products in a continuous casting plant, the liquid metal is poured continuously in a mold, where it forms a first strand shell. As a rule, the strand emerges downwards out of the mold, wherein the strand is then transported along a strand guide and transferred into a bending radius in a so-called bending region, in order thereby to achieve a deflection of the strand in the direction of the horizontal. In a circular arc, the curvature of the strand already begins in the mold, in which case the bending range is eliminated. The strand guide further includes a so-called straightening region, in which the strand is then completely deflected in the horizontal direction.
Eine Problematik beim Stranggießen besteht darin, dass für den Strang im Biegebereich bzw. Richtbereich in Folge der dort erzeugten Krümmungen Dehnungen auftreten, die zu Rissen im Strang bzw. an dessen Oberfläche führen können.One problem in continuous casting is that for the strand in the bending area or straightening area as a result of the curvatures generated there strains occur, which can lead to cracks in the strand or on its surface.
Zur Vermeidung der vorstehend erläuterten Problematik wird nach dem Stand der Technik ein Ansatz verfolgt, wonach die Oberflächentemperatur des Stranges über der kritischen Duktilitätstemperatur des Metalls bzw. Materials gehalten wird. Gleichwohl unterliegt dieser Ansatz gewissen Einschränkungen, weil die Temperatur des Stranges nicht zu hoch sein darf, damit der Strang in seinem Kern vor dem Ende der Stranggießanlage, d.h. vor der Schere, bereits vollständig durcherstarrt sein muss. Zudem muss der Strang nach Austritt aus der Kokille ausreichend stark gekühlt werden, um eine ausreichend dicke Strangschale zu erzielen, weil andernfalls der Strang zwischen den Stützrollen der Strangführung zu stark ausbaucht und dadurch Innenfehler auftreten würden.In order to avoid the above-mentioned problems, an approach is followed according to the prior art, according to which the surface temperature of the strand is kept above the critical ductility temperature of the metal or material. However, this approach is subject to certain limitations because the temperature of the strand must not be too high for the strand to reach in its core before the end of the continuous casting plant, i. in front of the scissors, must already be completely solidified. In addition, the strand after exiting the mold must be sufficiently cooled to achieve a sufficiently thick strand shell, otherwise the strand between the support rollers of the strand guide would bulge too much and thereby internal defects would occur.
Im Allgemeinen kühlt der Strang durch die zweidimensionale Wärmestrahlung an seinen Kanten stärker aus als in der Strangmitte. Dies impliziert die Gefahr von Kantenrissen. Durch eine geringere Kühlung des Stranges an seinen Kanten wird versucht, diesem Effekt zu begegnen.In general, the strand is cooled by the two-dimensional heat radiation at its edges stronger than in the middle of the strand. This implies the danger of edge cracks. Lower cooling of the strand at its edges attempts to counteract this effect.
Die bislang bekannten Ansätze für die Kühlung eines Stranges in einer Stranggießanlage stellen darauf ab, die Sekundärkühlung für den Strang geeignet zu steuern. Dies ist mit dem Nachteil verbunden, dass hierdurch die Temperaturabsenkung des Stranges in seinen kantennahen Bereichen und auf seiner Breitseite nicht vollständig behoben werden kann. Hierdurch entsteht - je nach Werkstoff - die Gefahr der Bildung von Kanten - und Oberflächenrissen, nämlich im Richtbereich bedingt durch die Dehnung auf der Oberseite des Stranges (= Losseite), und im Biegebereich bedingt durch die Dehnung auf der Unterseite des Stranges (= Festseite). Diese kritischen Bereiche sind in der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung eines metallischen Produkts in einer Stranggießanlage dahingehend zu optimieren, dass der Gefahr einer Rissbildung beim Umlenken des Stranges in einem Biege - bzw. Richtbereich mit geeigneten Mitteln vorgebeugt wird.The object of the invention is to optimize the production of a metallic product in a continuous casting plant in such a way that the risk of crack formation during deflection of the strand in a bending or straightening region is prevented by suitable means.
Die obige Aufgabe wird durch eine Stranggießanlage zur Herstellung eines metallischen Produkts mit den im Anspruch 1 bzw. 3 angegebenen Merkmalen, und durch ein Verfahren gemäß Anspruch
Die Erfindung sieht eine Stranggießanlage zur Herstellung eines metallischen Produkts vor, umfassend eine Kokille und eine daran anschließende Strangführung, entlang der ein aus der Kokille insbesondere senkrecht nach unten austretender Strang in einer Förderrichtung transportiert werden kann, wobei die Strangführung einen Richtbereich aufweist, durch den der Strang insbesondere vollständig in die horizontale Richtung umgelenkt werden kann. Hierbei sind sowohl im Richtbereich als auch in Förderrichtung vor dem Richtbereich (d.h. in Förderrichtung stromaufwärts des Richtbereichs) und angrenzend hierzu Mittel zum plastischen Stauchen des Stranges vorgesehen, mit denen ein Stauchen bzw. eine plastische Formänderung des Strangs an seiner Oberseite (Losseite) in Randbereichen davon und/oder an seinen Schmalseiten realisiert werden kann.The invention provides a continuous casting plant for producing a metallic product, comprising a mold and an adjoining strand guide, along which a strand emerging from the mold, in particular vertically downward, can be transported in a conveying direction, wherein the strand guide has a straightening region, through which the Strand in particular can be completely deflected in the horizontal direction. Here, both in the directional region and in the conveying direction in front of the straightening area (ie in the conveying direction upstream of the straightening area) and adjacent thereto means for plastic compression of the strand provided with which a compression or a plastic deformation of the strand at its top (Losseite) in edge regions thereof and / or on its narrow sides can be realized.
Im Zusammenhang mit dem plastischen Stauchen des Stranges in seinen Randbereichen und/oder an seinen Schmalseiten wird darauf hingewiesen, dass im Sinne der vorliegenden Erfindung die damit einhergehende Formänderung des Stranges in diesen Bereichen derart zu verstehen ist, dass dabei stets nur eine Veränderung des Spannungszustands des Metalls herbeigeführt wird, jedoch das Gefüge des Metalls unverändert bleibt. Diese plastische Stauchungsoll demnach hohe temporäre Druckspannungen auf der Losseite des Stranges und/oder an dessen Schmalseite induzieren. Die Zugspannungen, die normalerweise beim Umlenken des Stranges in dem Richtbereich entstehen und ansonsten zu Rissen in der Oberfläche des Stranges führen können, werden durch die zuvor eingebrachten temporären Druckspannungen reduziert. Bestenfalls werden erfindungsgemäß derart große temporäre Druckspannungen induziert, so dass dann beim Umlenken des Stranges innerhalb des Richtbereichs in die Horizontale keine resultierenden Zugspannungen mehr entstehen. Die Dickenreduktion des Stranges liegt hierbei, je nach Werkstoff, vorzugsweise bei weniger als 1 mm.In connection with the plastic compression of the strand in its edge regions and / or on its narrow sides, it is pointed out that for the purposes of the present invention, the associated deformation of the strand in these regions is to be understood in such a way that always only a change in the state of stress of the Metal is brought about, however, the structure of the metal remains unchanged. These Thus, plastic compression should induce high temporary compressive stresses on the loose side of the strand and / or on its narrow side. The tensile stresses that normally occur when the strand is deflected in the straightening region and can otherwise lead to cracks in the surface of the strand are reduced by the previously introduced temporary compressive stresses. At best, such large temporary compressive stresses are induced according to the invention, so that no resulting tensile stresses arise during the deflection of the strand within the directional range in the horizontal. The thickness reduction of the strand is here, depending on the material, preferably less than 1 mm.
An dieser Stelle wird gesondert darauf hingewiesen, dass das Merkmal „Randbereich“ in Bezug auf einen Strang, der im Querschnitt ein Rechteckprofil aufweist, erfindungsgemäß als ein Bereich zu verstehen ist, der sich vom Außenrand des Stranges, d.h. von dessen Schmalseite her, etwa um 10% der Gesamtbreite des Stranges nach innen erstreckt. Vorzugsweise kann sich dieser Randbereich auch nur um 5%, weiter vorzugsweise um 3%, der Gesamtbreite nach innen erstrecken, wie erläutert ausgehend vom Außenrand des Stranges. Diesbezüglich ist von Bedeutung, dass eine plastische Stauchung des Stranges in diesen Randbereichen nicht auf einen flüssigen Sumpf innerhalb der Strangschale einwirkt. Anders ausgedrückt, ist das Material des Stranges in den besagten Randbereichen, auf die von außen her, insbesondere auf die Breitseite, eine Kraft zwecks der gewünschten Formänderung des Stranges ausgeübt wird, bereits vollständig durcherstarrt.It should be noted at this point that, in relation to a strand having a rectangular profile in cross-section, the feature "edge region" is to be understood according to the invention as an area extending from the outer edge of the strand, i. from its narrow side, extends about 10% of the total width of the strand inwards. Preferably, this edge region can also extend only 5%, more preferably 3%, of the total width inwards, as explained starting from the outer edge of the strand. In this regard, it is important that a plastic compression of the strand in these edge regions does not act on a liquid sump within the strand shell. In other words, the material of the strand in the said edge regions, on the outside, in particular on the broad side, a force for the purpose of the desired change in shape of the strand is already fully solidified.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weist die Strangführung der Stranggießanlage auch einen Biegebereich auf, durch den der Strang in Richtung der Horizontalen umgelenkt wird. Hierbei sind sowohl im Biegebereich als auch in Förderrichtung vor dem Biegebereich (d.h. in Förderrichtung stromaufwärts des Biegebereichs) ebenfalls Mittel zum plastischen Stauchendes Stranges vorgesehen, mit denen eine plastische Formänderung des Stranges an seiner Unterseite (Festseite) in Randbereichen davon und/oder an seinen Schmalseiten realisiert werden kann, derart, dass sich - wie vorstehend bereits erläutert - allein der Spannungszustand des Stranges verändert und dabei in das Gefüge des Metalls unverändert bleibt.In an advantageous development of the invention, the strand guide of the continuous casting plant also has a bending region, by means of which the strand is deflected in the direction of the horizontal. Here, both in the bending area and in the conveying direction before the bending area (ie in the conveying direction upstream of the bending area) also means for plastic compression of the strand provided with which a plastic deformation of the strand on its underside (fixed side) in edge areas thereof and / or on its narrow sides can be realized, such that - as already explained above - only the state of stress of the strand changed and remains unchanged in the structure of the metal.
In gleicher Weise sieht die Erfindung eine Stranggießanlage zur Herstellung eines metallischen Produkts vor, umfassend eine Kokille und eine daran anschließende Strangführung, entlang der ein aus der Kokille senkrecht nach unten austretender Strang in einer Förderrichtung transportiert werden kann, wobei die Strangführung einen Biegebereich aufweist, durch den der Strang in Richtung der Horizontalen umgelenkt wird. Dies ist z.B. bei einer Senkrecht-Abbiege-Stranggießanlage der Fall. Hierbei sind sowohl im Biegebereich als auch in Förderrichtung vor dem Biegebereich und angrenzend hierzu Mittel zum plastischen Stauchendes Stranges vorgesehen, mit denen eine plastische Formänderung des Stranges an seiner Unterseite (Festseite) in Randbereichen davon und/oder an seinen Schmalseiten erreicht werden kann. Bei dieser Formänderung wird allein der Spannungszustand des Metalls verändert.In the same way, the invention provides a continuous casting plant for the production of a metallic product, comprising a mold and an adjoining strand guide, along which a strand emerging vertically from the mold can be transported in a conveying direction, wherein the strand guide has a bending region the strand is deflected in the direction of the horizontal. This is e.g. in a vertical-turn continuous casting the case. Here, both in the bending area and in the conveying direction in front of the bending area and adjacent thereto means for plastic compression of the strand provided with which a plastic deformation of the strand on its underside (hard side) can be achieved in edge areas thereof and / or on its narrow sides. In this change in shape, only the stress state of the metal is changed.
Falls für den Strang erfindungsgemäß an seiner Unterseite in Randbereichen davon eine plastische Formänderung realisiert wird, führt dies - in gleicher Weise wie vorstehend bereits erläutert - dazu, dass temporäre Druckspannungen auf der Festseite (= Unterseite) des Stranges induziert werden, und durch die hierdurch erzielte Formänderung des Materials auf der Festseite die Gefahr einer Rissbildung verhindert werden kann.If a plastic deformation is realized for the strand according to the invention on its underside in edge regions thereof, this leads - in the same way as explained above - to inducing temporary compressive stresses on the hard side (= underside) of the strand, and thereby achieving this Change in shape of the material on the hard side, the risk of cracking can be prevented.
In vorteilhafter Weiterbildung der zuletzt genannten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Strangführung der Stranggießanlage auch einen Richtbereich aufweist, durch den der Strang insbesondere vollständig in die horizontale Richtung umgelenkt wird. Sowohl im Richtbereich als auch in Förderrichtung vor diesem Richtbereich und angrenzend hierzu sind ebenfalls Mittel zum plastischen Stauchendes Stranges vorgesehen, mit denen eine Formänderung des Stranges an seiner Oberseite (= Losseite) in Randbereichen davon und/oder an seinen Schmalseiten realisiert werden kann.In an advantageous embodiment of the last-mentioned embodiment, it can be provided that the strand guide of the continuous casting plant also has a straightening area, by means of which the strand is in particular completely deflected in the horizontal direction. Both in the directional area and in the conveying direction in front of this straightening area and adjacent to it are also means for plastic compression of the strand provided with which a change in shape of the strand on its upper side (= Losseite) can be realized in edge areas thereof and / or on its narrow sides.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, das Fließverhalten des Stranges beim Richten und/oder beim Biegen in einer Stranggießanlage zu verbessern. Der Erfindung liegt die wesentliche Erkenntnis zugrunde dass für den Strang sowohl kurz vor dem Richtbereich bzw. Biegebereich (d.h. in Förderrichtung des Stranges gesehen stromaufwärts davon) als auch in diesen beiden Bereichen eine Formänderung in genannter Weise erreicht wird. Dadurch, dass die plastische Formänderung des Stranges nicht nur stromaufwärts des Richt- bzw. Biegebereichs, sondern auch direkt innerhalb dieser Bereiche erfolgt, wird die Fließgrenze früher erreicht, wodurch mögliche Risse in dem Material reduziert werden können. In den solcherart umgeformten Bereichen des Stranges ist durch die auf dessen Ober- bzw. Unterseite erzeugten temporären Druckspannungen mehr Material vorhanden, so dass bei einer anschließenden Streckung des Stranges beim Einlaufen in den Richt- bzw. Biegebereich die Gefahr einer Bildung von Querrissen oder Kantenrissen auf der Oberseite bzw. Festseite des Stranges zumindest vermindert ist oder vollständig verhindert wird. Die mögliche Formänderung des Stranges auf bzw. an seinen Schmalseiten führt zu der gleichen vorteilhaften Wirkung.The present invention aims to improve the flow behavior of the strand during straightening and / or bending in a continuous casting plant. The invention is based on the essential realization that a change in shape is achieved in the same way for the strand both just before the straightening region or bending region (that is to say in the conveying direction of the strand upstream of it) and in these two regions. Due to the fact that the plastic deformation of the strand takes place not only upstream of the straightening or bending region but also directly within these regions, the yield point is reached earlier, whereby possible cracks in the material can be reduced. In the thus transformed regions of the strand more material is present through the temporary compressive stresses generated on the top or bottom, so that in a subsequent stretching of the strand when entering the straightening or bending area the risk of formation of transverse cracks or edge cracks the top side or fixed side of the strand is at least reduced or completely prevented. The possible change in shape of the strand on or on its narrow sides leads to the same advantageous effect.
Die vorliegende Erfindung sieht auch ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Produkts vor, bei dem in einer Stranggießanlage ein Strang aus einer Kokille insbesondere senkrecht nach unten austritt und anschließend entlang einer Strangführung in einer Förderrichtung transportiert wird, wobei der Strang in einem Richtbereich in die horizontale Richtung umgelenkt wird. Sowohl im Richtbereich als auch in Förderrichtung vor dem Richtbereich und angrenzend hierzu (d.h. in Förderrichtung stromaufwärts des Richtbereichs) wird der Strang an seiner Oberseite (= Losseite) in Randbereichen davon und/oder an seinen Schmalseiten plastisch gestaucht, derart, dass sich allein der Spannungszustand des Stranges verändert und dabei das Gefüge des Metalls unverändert bleibt. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung erfolgt eine solche plastische Stauchung des Stranges ebenfalls sowohl im Biegebereich als auch in Förderrichtung vor einem Biegebereich der Strangführung, nämlich an einer Unterseite (= Festseite) des Stranges in Randbereichen davon und/oder an seinen Schmalseiten. The present invention also provides a process for the production of a metallic product in which a strand emerges from a mold in a continuous casting plant, in particular vertically downwards and is then transported along a strand guide in a conveying direction, the strand being in a directional region in the horizontal direction is diverted. Both in the directional region and in the conveying direction in front of the straightening area and adjacent thereto (ie in the conveying direction upstream of the straightening area), the strand is plastically compressed on its upper side (= Losseite) in edge areas thereof and / or on its narrow sides, such that only the state of stress the strand changed while the structure of the metal remains unchanged. In an advantageous embodiment of the invention, such a plastic compression of the strand also takes place both in the bending region and in the conveying direction in front of a bending region of the strand guide, namely on an underside (= fixed side) of the strand in edge regions thereof and / or on its narrow sides.
Nach einer alternativen Ausführungsform sieht die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Produkts vor, bei dem in einer Stranggießanlage ein Strang aus einer Kokille senkrecht nach unten austritt und anschließend entlang einer Strangführung in einer Förderrichtung durch einen Biegebereich transportiert wird. Sowohl im Biegebereich als auch in Förderrichtung vor dem Biegebereich und angrenzend hierzu (d.h. in Förderrichtung stromaufwärts des Biegebereichs) wird der Strang an seiner Unterseite (= Festseite) in Randbereichen davon und/oder an seinen Schmalseiten plastisch gestaucht, derart, dass sich allein der Spannungszustand des Stranges verändert und dabei das Gefüge des Metalls unverändert bleibt. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung erfolgt eine solche plastische Stauchung des Stranges auch in Förderrichtung vor einem Richtbereich der Strangführung, nämlich an einer Oberseite (= Losseite) des Stranges in Randbereichen davon und/oder an seinen Schmalseiten.According to an alternative embodiment, the invention also provides a method for producing a metallic product, in which a strand emerges from a mold vertically downwards in a continuous casting plant and is subsequently transported along a strand guide in a conveying direction through a bending region. Both in the bending region and in the conveying direction before the bending region and adjacent thereto (ie in the conveying direction upstream of the bending region), the strand is plastically compressed on its underside (= fixed side) in edge regions thereof and / or on its narrow sides, such that only the state of stress the strand changed while the structure of the metal remains unchanged. In an advantageous embodiment of the invention, such a plastic compression of the strand takes place in the conveying direction in front of a straightening region of the strand guide, namely on an upper side (= Losseite) of the strand in edge regions thereof and / or on its narrow sides.
Im Zusammenhang mit den obigen erfindungsgemäßen Verfahren darf in Bezug auf die charakteristische plastische Stauchung bzw. Formänderung des Stranges, die an seiner Oberseite bzw. Unterseite in den Randbereichen davon und/oder an seinen Schmalseiten erzielt wird, zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Erläuterungen zu der erfindungsgemäßen Stranggießanlage verwiesen werden.In connection with the above inventive method may with respect to the characteristic plastic compression or deformation of the strand, which is achieved at its top or bottom in the edge regions thereof and / or on its narrow sides, to avoid repetition of the above explanations the continuous casting plant according to the invention are referenced.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die plastische Stauchung des Stranges unter Verwendung eines pulsierenden Laserstrahls erfolgt, der auf eine Oberfläche des Stranges gerichtet wird. Diese Technik ist als „Laserschock“ bekannt. Zweckmäßigerweise wird hierbei auf einer Oberfläche des Stranges, auf die der Laserstrahl gerichtet wird, zusätzlich Wasser unter Druck aufgebracht. Eine solche Anwendung der Laserschock-Stauchung des Stranges hat den Vorteil, dass es zu keinem direkten Kontakt mit der Strangoberfläche zwecks deren Formänderung kommt, und somit auch kein Verschleiß der beteiligten Anlagenkomponenten vorliegt.In an advantageous embodiment of the invention can be provided that the plastic compression of the strand is carried out using a pulsed laser beam, which is directed to a surface of the strand. This technique is known as "laser shock". Conveniently, water is applied under pressure on a surface of the strand to which the laser beam is directed. Such an application of the laser shock compression of the strand has the advantage that there is no direct contact with the strand surface for the purpose of their shape change, and thus there is no wear of the plant components involved.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die plastische Stauchung bzw. Formänderung des Stranges unter Verwendung eines Stoffstrahls erfolgen, der auf eine Oberfläche des Stranges gerichtet wird. Zweckmäßigerweise kommt hierzu eine Strahleinrichtung zum Einsatz, durch die ein solcher Stoffstrahl auf die Oberfläche des Stranges gerichtet wird. Je nach Beschaffenheit des zu behandelnden Materials des Stranges ist es möglich, für den Stoffstrahl unterschiedliche Partikel auszuwählen bzw. zu verwenden. Indem der Strang durch eine Kapselung hindurchgeführt wird, in der die Strahleinrichtung angeordnet ist, werden die Partikel des Stoffstrahls nach dem Auftreffen auf der Oberfläche des Stranges geeignet aufgenommen und in den Prozess zurückgeführt.In an advantageous embodiment of the invention, the plastic compression or deformation of the strand can be carried out using a jet of material which is directed to a surface of the strand. Expediently, a jet device is used for this purpose, by means of which such a jet of material is directed onto the surface of the strand. Depending on the nature of the material of the strand to be treated, it is possible to select or use different particles for the material jet. By passing the strand through an encapsulation in which the jet device is arranged, the particles of the material jet are suitably picked up after being impacted on the surface of the strand and returned to the process.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann durch Ultraschall die Fließgrenze herabgesetzt werden, um das Umformen zu erleichtern und somit Risse zu verhindern. Zu diesem Zweck kommt eine Ultraschalleinrichtung zum Einsatz, die in Gegenüberstellung zur Oberfläche des Stranges, z.B. an dessen Oberseite, Unterseite und/oder an dessen Schmalseiten, angeordnet ist, wobei mittels dieser Ultraschalleinrichtung Ultraschallwellen auf eine Oberfläche des Stranges gerichtet werdenIn an advantageous embodiment of the invention, the yield point can be reduced by ultrasound in order to facilitate the forming and thus to prevent cracks. For this purpose an ultrasound device is used which, in opposition to the surface of the strand, e.g. is arranged on the upper side, underside and / or on the narrow sides thereof, wherein ultrasound waves are directed onto a surface of the strand by means of this ultrasound device
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die plastische Stauchung des Stranges durch mechanische Mittel. Dies hat den Vorteil, dass es bei einem Kontakt dieser mechanischen Mittel mit einer Oberfläche des Stranges dann innerhalb des Stranges, insbesondere angrenzend an dessen Oberfläche, im Vergleich zur Laserschock- Formänderung nicht zu einer starken Abkühlung kommt und sich dadurch auch kein großer Temperaturgradient einstellt.According to an alternative embodiment of a method according to the invention, the plastic compression of the strand by mechanical means. This has the advantage that when a contact of these mechanical means with a surface of the strand then within the strand, in particular adjacent to the surface, in comparison to the laser shock shape change does not come to a strong cooling and thus does not set a large temperature gradient.
Die vorstehend genannten Varianten der Erfindung für eine nicht-mechanische Formänderung des Stranges, z.B. mittels „Laserschock“, Stoffstrahls oder Ultraschall, können bei Bedarf auch miteinander kombiniert, d.h. ergänzend zueinander eingesetzt werden. Mutatis mutandis gilt dies auch für die mechanischen Mittel zum plastischen Stauchen des Strangs, die zusammen mit der Laserstrahlquelle
Die vorliegende Erfindung betrifft somit eine Stranggießanlage und ein entsprechendes Verfahren, zur Herstellung von metallischen Produkten z.B. in Form von Dickbrammen, Dünnbändern, Dünnbrammen, Knüppeln oder Vorblöcken. The present invention thus relates to a continuous casting plant and a corresponding process for the production of metallic products, for example in the form of thick slabs, thin strips, thin slabs, billets or blooms.
Nachstehend sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand einer schematisch vereinfachten Zeichnung im Detail beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Stranggießanlage, -
2 eine Seitenansicht einer Stranggießanlage nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, -
3 eine Seitenansicht einer Stranggießanlage nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, -
4 eine Querschnittsansicht eines Stranges an einer Stelle derStranggießanlage von 1 oder 2 , die in Förderrichtung vor dem Richtbereich I liegt, -
5 eine Querschnittsansicht eines Stranges an einer Stelle derStranggießanlage von 2 oder3 , die in Förderrichtung vor dem Biegebereich II liegt, -
6 eine Prinzipskizze von erfindungsgemäßen Mitteln zum plastischen Stauchen eines Stranges in einer Stranggießanlage gemäß1-3 unter Verwendung eines pulsierenden Laserstrahls, und -
7 eine Prinzipskizze von erfindungsgemäßen Mitteln zum plastischen Stauchen eines Stranges in einer Stranggießanlage gemäß1-3 unter Verwendung eines Stoffstrahls, -
8 eine Prinzipskizze von erfindungsgemäßen Mitteln zum plastischen Stauchen eines Stranges in einer Stranggießanlage gemäß1-3 unter Verwendung von Ultraschall, und -
9-21 verschiedene Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Mitteln, mit denen ein Strang in einer Stranggießanlage gemäß1-3 mechanisch plastisch gestaucht wird.
-
1 a side view of a continuous casting plant according to the invention, -
2 a side view of a continuous casting plant according to a further embodiment of the invention, -
3 a side view of a continuous casting plant according to a further embodiment of the invention, -
4 a cross-sectional view of a strand at a position of the continuous casting of1 or2 , which lies in the conveying direction in front of the directional area I, -
5 a cross-sectional view of a strand at a position of the continuous casting of2 or3 , which lies in the conveying direction in front of the bending region II, -
6 a schematic diagram of inventive compositions for plastic compression of a strand in a continuous casting according to1-3 using a pulsating laser beam, and -
7 a schematic diagram of inventive compositions for plastic compression of a strand in a continuous casting according to1-3 using a fabric jet, -
8th a schematic diagram of inventive compositions for plastic compression of a strand in a continuous casting according to1-3 using ultrasound, and -
9-21 various embodiments of compositions according to the invention, with which a strand in a continuous casting according to1-3 is mechanically compressed.
In den
Bei der Ausführungsform von
Bei der Ausführungsform von
Die Ausführungsform von
Das plastische Stauchen des Stranges
In der
Die seitlichen Pfeile
In der
Die vorstehend genannte plastische Formänderung der Oberfläche des Stranges an seiner Ober- bzw. Unterseite und/oder an seinen Schmalseiten verfolgt den Zweck, dort eine temporäre Druckspannung zu induzieren. In Folge dessen ist in diesen Abschnitten des Stranges dann „mehr Material“ vorhanden, wodurch bei einer anschließenden Streckung des Stranges
Nachfolgend sind in den
Bei der Ausführungsform von
Beim Auftreffen des Laserstrahls
In Verbindung mit der Laserstrahlquelle
In der
In der
In der
Bezüglich der vorstehend genannten Ausführungsformen nach den
Die Mittel
Bei der Ausführungsform gemäß
Die vertikalen Doppelpfeile von
Die seitlichen Pfeile in
Die Stempel
Die Ausführungsform gemäß
Die Ausführungsformen gemäß der
Bei der Ausführungsform nach den
Die Darstellung von
Die Nockenwelle
In Abweichung von der Darstellung in der
Die Bezeichnung „18/20“ in
In der
In der
Die obigen Ausführungsformen nach den
Bei der Ausführungsform gemäß
Falls bei dem Walzenkörper-Paar
Die Ausführungsformen nach den
Bei der Ausführungsform gemäß
Ausweislich der gestrichelten Darstellung der Schmalseitenwalzen
Bezüglich der Walzenkörper
Die Walzenkörper
Schließlich darf in Bezug auf alle der obigen Ausführungsformen der Erfindung darauf hingewiesen werden, dass eine Verfestigung bzw. Formänderung des Stranges
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- Stützrollensupport rollers
- 44
- Spritzwassersplash
- 66
- Sumpfspitzecrater tip
- 88th
- Wasserkühlungwater cooling
- 1010
- Stranggießanlagecontinuous casting plant
- 1212
- Kokillemold
- 1414
- Strangführungstrand guide
- 1616
- Strangstrand
- 16d16d
- Strang (durcherstarrt)Strand (solidified)
- 16v16v
- verdichtete Zone (des Stranges 16)compacted zone (strand 16)
- 1717
- Oberfläche (des Stranges 16)Surface (strand 16)
- 1818
- Oberseite (des Stranges 16)Top (strand 16)
- 1919
-
Schmalseite(n) (des Stranges 16)Narrow side (s) of
strand 16 - 2020
- Unterseite (des Stranges 16)Bottom (strand 16)
- 2121
- Laserstrahlquellelaser beam source
- 2222
- (Pulsierender) Laserstrahl(Pulsating) laser beam
- 2323
- Wasserstrahldüsewater jet
- 2424
- Strahleinrichtungjet device
- 2525
- Stoffstrahlstock jet
- 2626
- Kapselungencapsulation
- 2727
- Ultraschalleinrichtungultrasonic device
- 2828
- Ultraschallwellenultrasonic waves
- 3030
- Stempelstamp
- 3232
- Nocke(n)Cam)
- 3434
- Nockenwellecamshaft
- 3535
- Zusatzstempeladditional temple
- 3636
-
Lagerungen (für Stempel 30 bzw. Zusatzstempel 36)Bearings (for
punch 30 or additional punch 36) - 3737
- Hydraulik- oder Pneumatik-ZylinderHydraulic or pneumatic cylinder
- 3838
- Walzenkörper-PaarRoller body pair
- 3939
- Walzenkörper (des Walzenkörper-Paars 38)Roll body (roll body pair 38)
- 39K39K
- Konischer Abschnitt (eines Walzenkörpers 39)Conical section (of a roller body 39)
- 4040
- Walzenpaarroller pair
- 4242
- Schmalseitenwalze (n) (eines Walzenpaares 40)Narrow side roller (s) (of a pair of rollers 40)
- 4444
-
Profilierung (der Walzenkörper 39 bzw. Schmalseitenwalzen 42)Profiling (the
roller body 39 or narrow side rollers 42) - AA
-
Abstand (des Laserstrahls 24 von dem Richtbereich I bzw. Biegebereich II)Distance (of the
laser beam 24 from the straightening region I or bending region II) - DD
- Drehachse (einer Schmalseitenwalze 24)Rotary axis (a narrow side roller 24)
- FF
- Förderrichtung (des Stranges 16)Conveying direction (strand 16)
- II
- Richtbereichleveling range
- IIII
- Biegebereichbending area
- LL
- Längsachse (der Nockenwelle 34)Longitudinal axis (the camshaft 34)
- MM
- Mittel (zum plastischen Stauchen des Stranges 16)Medium (for plastic swaging of the strand 16)
- PFPF
- Plastische Formänderung (des Stranges 16)Plastic deformation (strand 16)
- RR
-
Randbereich(e) des Stranges 16Edge region (s) of the
strand 16 - SS
- Schockwellenshock waves
- WW
- Wasserwater
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DE102017207942.8A DE102017207942A1 (en) | 2017-05-11 | 2017-05-11 | Continuous casting plant and process for the production of a metallic product |
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-
2018
- 2018-05-08 EP EP18171182.1A patent/EP3401038A1/en not_active Withdrawn
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