DE1583608A1

DE1583608A1 - Stranggiessvorrichtung fuer Metalle,insbesondere Stahl

Info

Publication number: DE1583608A1
Application number: DE19671583608
Authority: DE
Inventors: Baumann Dr-Ing Hans G
Original assignee: Demag AG
Current assignee: Mannesmann Demag AG
Priority date: 1967-09-09
Filing date: 1967-09-09
Publication date: 1970-08-20

Description

DEMG Aktiengesellschaft, 158 3608 28. 8.

41 Duisburg, - 5275/DST

VJoIf gang-Reuter-Platz Pl/il

Stranggießvorrichtung für Metalle, insbesondere Stahl

Die Erfindung betrifft eine Stranggießvorrichtung für Metalle, insbesondere Stahl, mit dem Bereich der Sekundärkühlstrecke nachgeschalteten Verformungsgerüsten und einer diesen zugeordneten Beheizung am Strangquerschnitt.

Das Verdichten, Verformen oder Richten des Gießstranges, der außerhalb der Kokille bis in den Bereich einer Verformungsstation in seinem Innern noch flüssig sein kann, bringt besondere Probleme mit sich. Die gebildete Strangschale weist eine geringere Temperatur als der Strangkern auf. Es müssen Temperaturunterschiede von einigen 100° C in Kauf genommen werden. Bereits hier liegt ein entscheidender Unterschied gegenüber einem Walzvorgang, der mit z.B. Blöcken oder Brammen durchgeführt wird, die längere Zeit in einem Tiefofen bis zur Walztemperatur erhitzt wurden. Während im Tiefofen über den Gießquerschnitt ziemlich gleichmäßig verteilte Temperaturen erreicht werden können, liegt in der Natur 009834/0271

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des Stranggießens, daß stark unterschiedliche Temperaturen über den Strangquerschnitt gegeben sind. Der Wärmeentzug findet in der Weise statt, daß die gesamte Wärmemenge aus der Strangmitte zur Strangschale hin abfließen muß. Während die Bildung der Strangschale für das Lösen aus der Kokille sowie das Umbiegen bei Bogenanlagen und für die Stützung notwendig ist, ergeben sich hieraus für das Verformen direkt anschließend, an die Sekundärkühlstrecke beträchtliche Schwierigkeiten.

Gemäß einem bekannten Verfahren. (Radex-Rundschau I967» Heft 1, Seite 4^2) ist vor dem Verformungsblock eine Isolierstrecke vorgesehen. Diese verhindert eine größere Wärmeabstrahlung nach der Sekundärkühlung, wodurch versucht werden soll, die im Strangkern gespeicherte Wärme an die Strangschale abzugeben und so die Strangschale wieder aufzuheizen. Die Verformbarkeit des Stranges liegt jedoch Je nach seiner Zusammensetzung in einem ziemlich engen Temperaturbereich, der unbedingt zum Zeitpunkt des Verformungsvorganges eingehalten werden muß, Voraussetzung für einen Verformungsablauf ohne Quetschrisse oder sonstige Strangschädigungen ist demnach eine einigermaßen gleichmäßige Temperatur Über dem gesamten Querschnitt des Stranges, Wenn der Strang· deshalb auf einer gewissen Länge nicht gekühlt wird, sondern gegen Wärmeabstrahlung geschützt wird, so ist man auf das vorhandene Wärmeprofil angewiesen* das von

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mehreren Größen, wie beispielsweise Stranggeschwindig-, keit, ..Querschnittsabmessungen, Querschnittsform tisw. abhängig ist. Ein Eingriff in die Verteilung der Temperaturgradienten ist somit nicht möglich. Das stellt insbesondere deshalb eine ungünstige Situation dar, weil je nach Gießgeschwindigkeit, Werkstoffzusammensetzung, Ausgangstemperaturen des Gießmaterials die Länge des flüssigen Gießsumpfes wechselt.

Nach einer anderen bekannten Lösung (DPS 942 262) sind ebenfalls beheizte Durchlaufstrecken vorgesehen. Die Voraussetzung, den Strang erst so weit abzuwälzen, bis er ohne Anwendung maschineller Umlenkmittel in freiem Durchhang in den horizontal arbeitenden Walzwerkstell eingeleitet werden kann, bildet die Grundlage, zwischen den Walzgerüsten Glühofen anzuordnen. Es . können somit demnach nur geringe Querschnittsgrößen verwalzt werden, weil ein grober Abstich in mehreren Gerüsten erneut eine· große Bauhöhe der Anlage bedingen würde. Da die Laufgeschwindigkeit des-WaIzgut.es "durch'den Walzvorgang selbst bestimmt wird, ist es notwendig, die Wärme- bzw. Glühleistung diesen gegebenen Waizgeschv/indlgkeiten anzupassen. Dafür schlägt die bekannte Lösung vor, die■ Ofenlänge und die Temperatur entjprechend vorzusehen. Ferner soll der Strang auch durch Salzbadglühöfen geführt werden, womit die notwendige Äü,i'h©'izung-e:pzielt werden soll.

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Eine solche Vorrichtung bedingt daher, daß nahe der Kokille bereits der Walzvorgang, d.h. das erste Gerüst einzusetzen ist und zu jedem Gerüst gehörend ein Glühofen vorzusehen ist» Im Bereich des Kokillenausganges kann jedoch keinesfalls der Walzvorgang beginnen, weil mit hoher Wahrscheinlichkeit der Walzdruck groß genug wäre, 'um die nur schwach gebildete Strangschale zum Reißen zu bringen. Die bekannte Lösung konnte deshalb in der Praxis keine Geltung

in

erlangen, da die besonderen Bedingungen einer schonenden Behandlung-des Stranges bis zu einer ausreichenden Festigkeit nicht zu erfüllen sind.

Die vorliegende Erfindung hat sich deshalb zur Aufgabe gestellt, eine Beheizung für den Gießstrang zu schaffen, die die metallurgischen Probleme besser berücksichtigt, beispielsweise auch die Differenzen der Gießgeschwindigkeit, der Äusgangstemperatur des Gießmetalles sowie der Querschnittsformen. Dabei ist das Problem der gleichmäßigen Temperaturverteilung über den Strangquerschnitt ein Hauptteil der Aufgabe.

Nach der Lehre der Erfindung wird hierzu vorgeschlagen, daß die Beheizung aus einer elektrokoiiauktiven oder elektroinduktiven, mit Wechsel- oder Drehstrom betreib-. baren Spule besteht, oder der Gießstrang selbst als Leiter für den Strom dient. Miteiner solchen. Vorrichtung

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kann das Temperaturprofil in Abhängigkeit der für den Walzvorgang wesentlichen Faktoren verändert.werden. Außerdem läßt sich durch den besonderen Effekt der elektro magnetischen Felder gerade günstig die Randzone des Strangquerschnittes aufheizen. Von besonderer Bedeutung ist der Einfluß auf das Gefüge, wobei nach neueren Erkenntnissen die Temperatur über den gesamten Querschnitt soweit vergleichmäßigt werden kann, daß die erwünschten bleibenden Kristallisationen auf einem Großteil des Strangquerschnittes zu gleicher Zeit beginnen. Außerdem ist es damit möglich, die Oberflächentemperatur der Stahlzusammensetzung, anzupassen sowie die Strangform zu berücksichtigen.

Gemäß einem die Erfindung weiter ausgestaltenden Merkmal ist die elektrische Beheizung im Bereich vor der Sumpfspitze des Gießstranges angeordnet. Je nach dem vorhandenen Sumpfquerschnitt wirkt sie deshalb auf die .bereits vorhandene Schale, d.h. auf den bereits erstarrten Teil des Querschnittes, ohne den flüssigen Teil weiter zu beeinflussen, da dies im Hinblick auf den Temperaturunterschied zwischen verfestigtem und flüssigem Teil zu unerwünschten Steigerungen der Temperatur im Kern führen könnte.

Gemäß einer weiteren Verbesserung der Erfindung sind mehrere elektrische Beheizungseinrichtungen im Bereich

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eines Verformungsgerüstes angeordnet, um das Aufheizen in Stufen vornehmen zu können, oder um entsprechend mehr Wärme zuführen zu können bei relativ großen Strangquerschnitten oder um unterschiedlichen Gießgeschwindigkeiten begegnen zu können.

Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß eine oder mehrere elektrische Beheizungseinrichtungen in Strangrichtung verschiebbar sind. Im Interesse eines Verformungsvorganges, bei dem die Sumpfspitze mehr oder weniger genau unter dem Walzenanstich liegt, ist es günstig, gemäß den örtlichen Gegebenheiten eine Korrektur während des Betriebes vornehmen zu können. Danach wird die Verschiebung beispielsweise einer Spule nach dem Walzergebnis erfolgen, das in dem ersten Gerüst erzielt wird.

Eine weitere erfinderische Maßnahme ist darauf gerichtet, daß die elektrische Beheizungseinrichtung steuerbar ist für Frequenz, Strom und/oder Spannung bzw. für die zugeführten Wärmemengen. Sowohl die Länge des flüssigen Strangkerns an sich als auch Unterschiede in der Sumpflänge bedingt durch während des Gießvorganges wechselnde Temperaturen lassen sich beispielsweise durch Leidungssteigerung über Strom oder Spannung ausgleichen. Ebenfalls kann die örtliche Temperaturangleichung durch Frequenzsteuerung beeinflußt werden, so daß mit den

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einzelnen Maßnahmen oder mit allen zugleich eine -, gleichmäßige Beheizung stattfindet.

Schließlich ist ein Merkmal der Erfindung darin zu sehen, daß elektrische Spulen aufgrund eines Kühlmittels, wie beispielsweise Flüssigkeit oder Gas, kühlbar sind und Anschlüsse für einen Kühlmittelkreislauf aufweisen. Zum einen läßt sich dadurch die Strahlungswärme des. glühenden Gießstranges aufnehmen, zum andern wird die-bei der induktiven Wärme entstehende Verlustwärme abgeführt. Die Maßnahme tragt dazu bei, die Wirkung der elektrischen Einrichtung zu steigern.

Der Aufbau der Spulen wird vorteilhafter Weise ähnlich dem in der induktiven Heizungstechnik verwendeten durchgeführt. Es wird vorgeschlagen, flüssigkeits- oder gasgekühlte Kupfer rohre mit rundem, quadratischem oder flachem Querschnitt zu wählen. An der dem Strang zugekehrten Seite liegt eine thermische Isolation mit geringem Luftspalt zwischen Spule und Strangschale. Die Speisung des Induktors erfolgt mit Wechsel- oder Drehstrom höherer Frequenz.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt und im folgenden näher erläutert: ,

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Fig. 1 zeigt im Ausführungsbeispiel eine Bogenstranggießanlage mit Kokille, der erfindungsgemäßen, elektrischen Beheizungseinrichtung: und dem mit dieser gekoppelten Verformungsgaäst.

Fig. 2 ist ein. vertikaler Schnitt durch die elektrische BeheizuKgseinrichtung gemäß Fig. 1, jedoebt in größerer Darstellung.

Gemäß Fig. 1 durchläuft der Strang 1 nach Austritt aus der Kokille 2 die nicht näher dargestellte Sekundär-Kühlzone mit Strangführungsgerüsten, erreicht vor dem Verformungsgerüst und/oder dem Richtgerüst 3 die elektri· sehe Beheizungseinrichtung 5» die zwischen Führungsrollen 4 angeordnet ist. Im Ausführungsbeispiel sind mehrere der elektrischen Beheizungseinrichtungen 5 angeordnet.

Aus Fig. 2 ist die erfindungsgemäße elektrische Einrichtu-ng 5 für eine induktive Beheizung dargestellt. Sie wird mit Wechselstrom oder mit Drehstrom betrieben und ihre Wicklungen 7 bestehen aus von Kühlmedien durchflossenen Kupferrohren. Die Anschlüsse 8 bzw. 9 der Wicklungen 7 sind mit Mittelfrequenz-Einrichtungen

verbunden. ,

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Es. versteht sich, daß insbesondere die erfindungsgemaße elektrische Beheizungseinrichtung vor.dem Verformung s gerüst sowie vor jedem weiteren einer Verformungsstraße angewendet werden kann. Zur Erfindung gehört ferner, daß mittels der von Kühlmittel durchflossenen Spulen, bei Abschalten oder zeitweisem Abschalten der Strang in seiner Temperatur genauestens gesteuert werden kann. Es ist also möglich, je nach den Erfordernissen, den,Strang mehr oder weniger abkühlen zu lassen, d.h. ihn auf der gewünschten s**~ Temperatur zu halten.

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Claims

1 r η Q c η α DEMAG Aktiengesellschaft, " 28.8.67 Duisburg,' -527J5/DST Wolfgang-Reuter-Platz . Fl/il Patentansprüche

1. Stranggießvorrichtung für Metalle, insbesondere Stahl, mit dem Bereich der Sekundärkühlstrecke nachgeschalteten Verformungsgerüsten und einer diesen zugeordneten Beheizung über dem Strangquerschnitt, .

dadurch gekennzeichnet,

daß die Beheizung aus einer elektrokonduktiven oder elektroinduktiven, mit Wechsel- oder Drehstrom betreibbaren Spule (5, 6, 7) besteht oder der Gießstrang (l) selbst als Leiter für den elektrischen Strom dient. . '

2. Stranggießvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die elektrische Beheizung (5) im Bereich vor der Sumpfspitze des Gießstranges (l) angeordnet ist.

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.ir.

3· Stranggießvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2,

dadurch gekennzeichnet, daß mehrere elektrische BeheiBungseinrichtungen (5) im Bereich des Verformungsgerüstes (3) angeordnet sind.

4. Stranggießvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere elektrische Beheizungseinrichtungen (5) in Strangrichtung verschiebbar sind.

5. Stranggießvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Beheizungseinrichtung (5) steuerbar ist für Frequenz, Strom und/oder Spannung bzw. für die zugeführten Wärmemengen.

6. Stranggießvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Spulen (7) aufgrund eines Kühlmittels, wie beispielsweise Flüssigkeit oder Gas, kühlbar sind und Anschlüsse für einen Kühlmittelkreislauf aufweisen.

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