DE10314460A1

DE10314460A1 - Stranggießvorrichtung mit einer Stranggießkokille zum Gießen von flüssigen Metallen, insbesondere von Stahlwerkstoffen

Info

Publication number: DE10314460A1
Application number: DE2003114460
Authority: DE
Inventors: Dirk Dr. Letzel; Fritz-Peter Prof. Dr. Pleschiutschnigg; Adolf-Gustav Zajber; Thomas Fest; Frank Bergmann
Original assignee: SMS Demag AG
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-21
Anticipated expiration: 2023-03-29
Also published as: DE10314460B4; EP1839776A2; EP1466682A1; EP1839776A3

Abstract

Auf der Grundlage einer Stranggießvorrichtung mit einer Stranggießkokille (1) zum Gießen von flüssigen Metallen, insbesondere von Stahlwerkstoffen, mit Knüppel-, Block-, Vorblock-, Träger-Vorprofil-, Rund- oder Vieleck-Strangformat (14) und mit in der Stranggießkokille (1) gegossenem Führungsprofil (20), das außerhalb der Kokille (1) auf ein durcherstarrtes Endprofil (21c) verformt wird, kann der Gießstrang an der Kokillen-Austrittsöffnung (19) durch konkave Flächen (27), durch an den Seitenkanten (23; 24) sanft abgesetzte Übergänge (32) oder durch Ausnehmungen (36) in den Eckbereichen (35) und Rückverformen in einem Softreduction- oder Hardreduction-Bereich (8a) in seiner Innenqualität verbessert werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stranggießvorrichtung mit einer Stranggießkokille zum Gießen von flüssigen Metallen, insbesondere von Stahlwerkstoffen, mit Knüppel-, Block-, Vorblock-, Träger-Vorprofil-, Rund- oder Vieleck-Strangformat, wobei ein durchgehendes, von der Kokillen-Eintrittsöffnung bis zur Kokillen-Austrittsöffnung der Schrumpfung überlagertes Führungsprofil gegossen wird, das außerhalb der Kokille auf ein durcherstarrtes Endprofil verformt wird.
Aus der DE 43 18 105 A1 ist eine Kokille zum Stranggießen von Metall, insbesondere von Stahl in Knüppel- und Vorblockquerschnitte bekannt, mit regelmäßig verteilten Querschnittsvergrößerungen in der Form von Ausbauchungen. Das Maß der Ausbauchungen verkleinert sich zumindest entlang einer Teillänge in Stranglaufrichtung derart, dass sich die Strangquerschnittsform beim Durchlauf durch die Teillänge verformt. Diese Maßnahme zielt jedoch nur darauf, Wassermäntel als Rohrkörper mit im wesentlichen parallelen Wänden verwenden zu können.
Aus der DE 44 03 050 C1 ist eine Stranggießkokille zum Führen von Strängen, allerdings bezogen auf Brammen- und Dünnbrammen-Formate bekannt, mit Breitseitenplatten und Schmalseitenplatten, wobei die Breitseitenplatten konkav ausgeführt sind und sich die Konkavität bis zur Kokillen-Austrittsöffnung einschließlich erstreckt und die Bombierung des Stranges in der Strangführung auf Rechteckformat zurückgenommen wird. Dabei erstreckt sich die Bombierung auf voller Länge zwischen den Schmalseitenplatten. Eine solche Bauweise ist jedoch auf Brammen- und Dünnbrammen-Formate beschränkt und die Rücknahme der Bombierung schon in der Strangführung ist erheblich von der Strangschalenbildung und den Kräften abhängig, die in der Strangführung aufgebracht werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für sog. Langprodukte schon innnerhalb der Stranggießkokille eine Führung zu schaffen in Kombination mit steigenden Qualitätsanforderungen, die die Kernzonen des Gießstrangs betreffen.
Die gestellte Aufgabe wird mittels der eingangs bezeichneten Stranggießvorrichtung mit Stranggießkokille erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der Stranggießkokille zwei sich im Querschnitt gegenüberliegende Seiten flach ausgebildet sind und etwa parallel zueinander verlaufen und zumindest zwei andere, im Querschnitt gegenüberliegende Seiten konkav bis zu den jeweiligen Seitenkanten verlaufen, wobei nur ein geringer symmetrischer Abfall von der Seitenmitte bis zur jeweiligen Seitenkante vorgegeben ist, dass eine konkave Fläche an der Kokillen-Austrittsöffnung auf den Stützgerüstrollen liegt und dass die nicht flachen Seiten mit oder ohne flüssigen Sumpf mittels Verformungsrollen im Softreduction- oder im Hardreduction-Bereich flach zurückverformbar sind. Der Vorteil ist zunächst eine stabile Führung des Langprodukts durch parallele Flächen, ein gleichmäßiger Rollenkontakt und eine erforderliche Symmetrielage des Gießstranges in der Stranggießkokille und im Stützrollengerüst. Sodann wird durch Soft- oder Hardreduction eine mechanische inline-Deformation durchgeführt, wodurch die Innenqualität verbessert werden kann. Die Qualitätsverbesserung kann durch den technologischen Prozess des Zusammenpressens der Strangschalen im Bereich der Enderstarrung (Soft-Reduction) und damit über eine durch den Dichte-Unterschied der festen und der flüssigen Phase bedingte Volumenabnahme und Rückführung in die flache Form erzielt werden. Eine andere Verbesserung der Qualität besteht durch das Zusammenpressen des Gießstranges nach der vollständigen Durcherstarrung (Hard-Reduction), bei der durch den Erstarrungsprozess bedingte Dichteungänzen über dem Strangquerschnitt kompensiert werden.
In Ausgestaltung ist hierzu noch vorgesehen, dass die konkaven, gegenüberliegenden Flächen durch einen Kreisbogen mit großem Radius gebildet sind.
Eine alternative Lösung auf der Grundlage der gleichen, eingangs zitierten Stranggießvorrichtung, besteht erfindungsgemäß darin, dass in der Stranggießkokille zwei sich im Querschnitt gegenüberliegende Seiten flach ausgebildet sind und etwa parallel zueinander verlaufen, dass zumindest zwei andere im Querschnitt gegenüberliegende Seiten von der Symmetrieachse der Seitenmitte jeweils bis in die äußeren Bereiche flach verlaufen und bis zur Seitenkante jeweils einen sanft abgesetzten Übergang im Sinn einer mittleren Erhöhung bilden, wobei der Übergang einer Übergangsfunktion folgt und dass die mittlere Überhöhung mit oder ohne flüssigen Sumpf mittels Verformungsrollen im Softreduction- oder im Hardreduction-Bereich flach geformt wird. Die Vorteile sind die bereits zur ersten Lösung aufgeführten Gesichtspunkte.
Eine Ausgestaltung sieht hierzu vor, dass der sanft abgesetzte Übergang jeweils aus Kurven gebildet ist und dass auch die Seitenkanten mit einem weichen Übergang versehen sind. Der Vorteil ist eine spätere leichtere Verformbarkeit in Kombination mit einer günstigen Herstellung der Kokillenplatten bzw. verwendeter Kokillenrohre.
Eine weitere alternative Lösung auf der Grundlage der eingangs bezeichneten Stranggießvorrichtung besteht erfindungsgemäß darin, dass in der Stranggießkokille zwei sich im Querschnitt gegenüberliegende Seiten flach ausgebildet sind und parallel zueinander verlaufen und zumindest zwei andere im Querschnitt gegenüberliegende flache Seiten in den Eckbereichen (vorzugsweise quadratische oder rechteckige oder ovale) Ausnehmungen aufweisen, die auch in die flachen Seiten reichen und gegenüberliegend Erhöhungen bilden und dass die Erhöhungen mit oder ohne flüssigen Sumpf mittels Verformungsrollen im Softreduction- oder im Hardreduction-Bereich flach verformbar sind. Die Vorteile sind ebenfalls die zur ersten Alternative geschilderten Gesichtspunkte.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die nachstehend näher erläutert werden.
Es zeigen:
1 eine Seitenansicht einer typischen Stranggießanlage für Langprodukte,
2 eine erste Ausführungsform eines optimierten Kokillenquerschnitts ,
3 eine zweite Ausführungsform des optimierten Kokillenquerschnitts,
4A eine dritte Ausführungsform des optimierten Kokillenquerschnitts an der Kokillen-Eintrittsöffnung und
4B den zu 4A gehörenden Kokillenquerschnitt an der Kokillen-Austrittsöffnung.
In 1 weist die Stranggießvorrichtung eine Stranggießkokille 1 mit einer Kokillenlänge 1a auf und befindet sich zur unteren Ebene in einer Höhe 2, in der die Füllhöhe 3 über der neutralen Kokillenachse liegt. Die Badspiegelfüllhöhe 4 liegt auf dem Niveau der Höhe 2. Von der Festseite 5a ist die horizontale Länge 6 im Richtpunkt bemessen und die Anlagen-Gesamtlänge 7 reicht bis zum Ende eines Treib- und Richtbereiches 8.
Das auf die Stranggießkokille 1 folgende Stützrollengerüst 9 ist im Ausführungsbeispiel aus einem ersten Segment 10, einem anschließenden zweiten Segment 11, einem dritten Segment 12 und einem vierten Segment 13 zusammengesetzt.
Gemäß 2 ist ein Knüppel-Strangformat 14 mit einer größten Strangdicke 15 dargestellt und weist über einen großen Radius 16 eine Differenzdicke 17 auf, wobei von der Kokillen-Eintrittsöffnung 18 bis zur Kokillen-Austrittsöffnung 19 unter Berücksichtigung der Schrumpfung ein Führungsprofil 20 entsteht. Nach dem Verformen in dem Treib- und Richtbereich 8 liegt dann ein durcherstarrtes Endprofil 21 vor ( 1). Das Führungsprofil 20 erlaubt eine Kokillenform für steigende Qualitätsanforderungen. Dazu sind (2) die im Querschnitt 21 gegenüberliegenden Seiten 21a und 21b flach ausgeführt und verlaufen weitgehend parallel zueinander. Die beiden anderen Seiten 22a und 22b, die sich gegenüberliegen, verlaufen bis zu den Seitenkanten 23 und 24, wobei nur ein geringer symmetrischer Abfall 25 von der Seitenmitte 26, wie bsp2w. 3–4 mm, bis zur jeweiligen Seitenkante 23, 24 vorgegeben ist. Diese somit in dem Gießraum der Stranggießkokille 1 konkaven Flächen 27 (des Gießstrangs) kühlen hinter der Kokillen-Austrittsöffnung 19 mehr und mehr ab und liegen außerhalb der Stranggießkokille 1 auf den entsprechend geformten Stützgerüst-Rollen 28 mit den nichtflachen Seiten auf. Der Gießstrang kann mit oder ohne flüssigen Sumpf mittels (angetriebener) Verformungsrollen 29 im Treib- und Richtbereich 8, der einen Softreduction- oder Hardreduction-Bereich 8a bildet, flach zurückverformt werden.
In 3 sind in der Stranggießkokille 1 zwei sich im Querschnitt 21 gegenüberliegende Seiten 21a, 21b flach ausgebildet und verlaufen parallel zueinander. Zumindest zwei andere ( bei einem Vieleck-Strangformat) im Querschnittv21 gegenüberliegende Seiten 22a, 22b verlaufen von der Symmetrieachse der Seitenmitte 26 jeweils in den äußeren Bereiche 30, 31 noch flach bis zu den Seitenkanten 23, 24, wo ein sanft abgesetzter Übergang 32 stattfindet und wodurch wider eine mittlere Erhöhung 33 erzielt wird. Der Übergang 32 folgt einer mathematischen Übergangsfunktion.
Der sanft abgesetzte Übergang 32 ist aus Kurven 34 gebildet, wobei auch die Seitenkanten 23, 24 mit einem weichen Übergang 32 versehen sind.
In den 4A und 4B sind an der Festseite 5a und an der Losseite 5b des Stützrollengerüstes 9 Erhöhungen 33 bzw. Überhöhungen vorgesehen, die später gegeneinander durch Rückverformen im Softreduction- oder Hardreduction-Bereich 8a wieder rückverformt werden. Die sich im Querschnitt 21 gegenüberliegenden Seiten 21a, 21b sind flach ausgebildet und verlaufen weitgehend parallel zueinander und zwei senkrecht dazu verlaufende, gegenüberliegende Seiten 22a, 22b (4B) weisen in den Eckbereichen 35 Ausnehmungen 36 auf, die auch bis in die flachen seiten 21a, 21b reichen. Dadurch entstehen quadratische oder rechteckige Ausnehmungen 36, die auch gerundet vereinfacht werden können und ebenfalls die Erhöhungen oder Überhöhungen 33 ergeben.

1: Stranggießkokille
1a: Kokillenlänge
2: Höhe der Anlage
3: Füllhöhe über der neutralen Kokillenachse
4: Badspiegelfüllhöhe
5a: Festseite
5b: Losseite
6: horizontale Länge im Richtpunkt
7: Anlagen-Gesamtlänge
8: Treib- und Richtbereich
8a: Softreduction- oder Hardreduction-Bereich
9: Stützrollengerüst
10: erstes Segment
11: zweites Segment
12: drittes Segment
13: viertes Segment
14: (Knüppel-) Strangformat
15: größte Strangdicke
16: großer Radius
17: Differenzdicke
18: Kokillen-Eintrittsöffnung
19: Kokillen-Austrittsöffnung
20: Führungsprofil
21: Querschnitt
21a: gegenüberliegende Seite
21b: gegenüberliegende Seite
21c: Endprofil
22a: andere (flache) Seite
22b: andere (flache) Seite
23: Seitenkante
24: Seitenkante
25: Abfall
26: Seitenmitte
27: konkave Fläche
28: Stützrollengerüst-Rolle
29: (angetriebene) Verformungsrolle
30: äußerer Bereich
31: äußerer Bereich
32: Übergang
33: Erhöhung (oder Überhöhung)
34: Kurve
35: Eckbereich
36: Ausnehmung

Claims

Stranggießvorrichtung mit einer Stranggießkokille (1) zum Gießen von flüssigen Metallen, insbesondere von Stahlwerkstoffen, mit Knüppel-, Block- , Vorblock-, Träger-Vorprofil-, Rund- oder Vieleck-Strangformat (14) , wobei ein durchgehendes, von der Kokillen-Eintrittsöffnung (18) bis zur Kokillen-Austrittsöffnung (19), der Schrumpfung überlagertes Führungsprofil (20) gegossen wird, das außerhalb der Kokille (1) auf ein durcherstarrtes Endprofil (21c) verformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der Stranggießkokille (1) zwei sich im Querschnitt (21) gegenüberliegende Seiten (21a; 21b) flach ausgebildet sind und etwa parallel zueinander verlaufen und zumindest zwei andere im Querschnitt (21) gegenüberliegende Seiten (22a; 22b) konkav bis zu den jeweiligen Seitenkanten (23; 24) verlaufen, wobei nur ein geringer symmetrischer Abfall (25) von der Seitenmitte (26) bis zur jeweiligen Seitenkante (23: 24) vorgegeben ist, dass eine konkave Fläche (27) an der Kokillen-Austrittsöffnung (19) auf den Stützgerüstrollen (28) liegt und dass die nicht flachen Seiten mit oder ohne flüssigen Sumpf mittels Verformungsrollen (29) im Softreduction- oder im Hardreduction-Bereich (8a) flach zurückverformbar sind.
Stranggießvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die konkaven, gegenüberliegenden Flächen (27) durch einen Kreisbogen mit großem Radius (16) gebildet sind.
Stranggießvorrichtung mit einer Stranggießkokille (1) zum Gießen von flüssigen Metallen, insbesondere von Stahlwerkstoffen, mit Knüppel-, Block-, Vorblock-,Träger-Vorprofil-, Rund- oder Vieleck-Strangformat (14), wobei ein durchgehendes, von der Kokillen-Eintrittsöffnung (18) bis zur Kokillen-Austrittsöffnung (19), der Schrumpfung überlagertes Führungsprofil (20) gegossen wird, das außerhalb der Kokille (1) auf ein durcherstarrtes Endprofil (21c) verformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der Stranggießkokille (1) zwei sich im Querschnitt (21) gegenüberliegende Seiten (21a; 21b) flach ausgebildet sind und etwa parallel zueinander verlaufen, dass zumindest zwei andere im Querschnitt (21) gegenüberliegende Seiten (22a, 22b) von der Symmetrieachse der Seitenmitte (26) jeweils bis in die äußeren Bereiche (30, 31) flach verlaufen und bis zur Seitenkante (23, 24) jeweils einen sanft abgesetzten Übergang (32) im Sinn einer mittleren Erhöhung (33) bilden, wobei der Übergang (32) einer Übergangsfunktion folgt und dass die mittlere Überhöhung (33) mit oder ohne flüssigen Sumpf mittels Verformungsrollen (29) im Softreduction- oder im Hardreduction-Bereich (8a) flach geformt wird.
Stranggießvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der sanft abgesetzte Übergang (32) jeweils aus Kurven (34) gebildet ist und dass auch die Seitenkanten (23; 24) mit einem weichen Übergang (32) versehen sind.
Stranggießvorrichtung mit einer Stranggießkokille (1) zum Gießen von flüssigen Metallen, insbesondere von Stahlwerkstoffen, mit Knüppel-, Block-, Vorblock-, Träger-Profil-, Rund- oder Vieleck-Strangformat (14), wobei ein durchgehendes, von der Kokillen-Eintrittsöffnung (18) bis zur Kokillen-Austrittsöffnung (19), der Schrumpfung überlagertes Führungsprofil (20) gegossen wird, das außerhalb der Kokille (1) auf ein durcherstarrtes Endprofil (21c) verformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der Stranggießkokille (1) zwei sich im Querschnitt (21) gegenüberliegende Seiten (21a; 21b) flach ausgebildet sind und parallel zueinander verlaufen und zumindest zwei andere im Querschnitt (21) gegenüberliegende Seiten (22a; 22b) in den Eckbereichen (35) etwa quadratische oder rechteckige Ausnehmungen (36) aufweisen, die auch in die flachen Seiten (21a; 21b) reichen und gegenüberliegend Erhöhungen (33) bilden und dass die Erhöhungen (33) mit oder ohne flüssigen Sumpf mittels Verformungsrollen (29) im Softreduction- oder im Hardreduction-Bereich (8a) flach verformbar sind.