DE19951262C1

DE19951262C1 - Strangführungsgerüst einer Stranggießanlage, insbesondere für Dünnbrammen aus Stahl

Info

Publication number: DE19951262C1
Application number: DE19951262A
Authority: DE
Inventors: Erich Hovestaedt
Original assignee: SMS Demag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 1999-10-25
Filing date: 1999-10-25
Publication date: 2001-04-05
Anticipated expiration: 2019-10-26
Also published as: EP1095720A1; DE50007358D1; EP1095720B1; ATE273094T1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Strangführungsgerüst einer eine stationäre Kokille aufweisenden Stranggießanlage, insbesondere für Dünnbrammen aus Stahl, mit der Strangdicke entsprechenden lichte Weite aufweisenden Reihen von in Segmenten 1, 2 mit einer Rollenteilung I¶R¶ angeordneten Rollen 11-18; 21-28 zum Führen und Treiben des mit Flüssigmetall gefüllten Stranges. Die gegenüberliegend angeordneten Rollen 11, 31; 12, 32 der jeweiligen Reihen mindestens eines Segmentes besitzen solche Abstände, daß sie für eine instationäre, sich mit Gießgeschwindigkeit bewegende Ausbauchung des Stranges eine Phasenverschiebung DELTAphi gegenüber einer Sinusschwingung mit der Wellenlänge I¶R¶ aufweisen. Dies entsprechend dem Ansatz: DOLLAR A DELTAphi = (DELTAI/I¶R¶) x 2pi DOLLAR A mit DOLLAR I1 = 20 DEG bis 90 DEG , wobei DOLLAR A DELTAI = Änderung des Basisrollenabstandes I¶R¶ DOLLAR A I¶R¶ = Istabstand zweier Rollen einer Reihe (Rollenteilung) bei I¶R¶ = v/f DOLLAR A v¶G¶ = Gießgeschwindigkeit und DOLLAR A f = v¶G¶/I¶R¶ = Frequenz des von der Strangschale umhüllten Flüssigmetalls bedeutet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Strangführungsgerüst einer eine stationäre Kokille auf weisenden Stranggießanlage, insbesondere für Dünnbrammen aus Stahl, mit der Strangdicke entsprechenden lichte Weite aufweisenden Reihen von in Segmenten mit einer Rollenteilung angeordneten Rollen zum Führen und Treiben des mit Flüssigmetall gefüllten Stranges.

Üblicherweise sind die einzelnen in Segmenten angeordneten Rollen mit kon stanten Abständen zueinander in den jeweiligen Gerüsten angeordnet. Dieser Ab stand ist dabei grundsätzlich abhängig von der Rollendicke und dem Erfordernis, zwischen den Rollen Elemente zum Aufbringen von Spritzwasser zur Kühlung der Brammen vorzusehen. Regelmäßig sind dabei die im Ober- und Unterrahmen der einzelnen Führungsgerüste angeordneten Rollen als Rollenpaare unmittelbar ge genüber angeordnet. Im Normalbetrieb entspricht die Rollenteilung einer Halbpha se (180 Grad) der Schwingung des Flüssigmetalls.

Es sind aber auch Stranggießanlagen bekannt, die eine hiervon sich unterschei dende Konstruktion aufweisen.

So ist aus EP 0 041 498 A2 eine Bogenstranggießanlage bekannt mit einer unter halb der Kokille angeordneten Strangführung, die zwei einander gegenüberliegen de Rollenbahnen aufweist, deren Rollen an Gerüstteilen montiert sind, wobei der Abstand einander gegenüberliegender Gerüstteile und damit der Abstand der Rollenbahnen entsprechend einem einzustellenden Strangquerschnitt veränderbar ist, und wobei die Rollen mindestens einer der Rollenbahnen am Gerüstteil in Längsrichtung dieser Rollenbahn versetzbar angeordnet und am Gerüstteil in un terschiedlichen Lagen fixierbar sind.

Ziel des Gegenstandes dieses Dokumentes ist es, ein Umrüsten zwecks Verstel lung des Abstandes der einander gegenüberliegenden Rollenbahnen entspre chend der gewünschten Strangdicke derart zu ermöglichen, daß der Abstand der Endrollen benachbarter Gerüstteile etwa gleich bleibt und das Umrüsten der Anla ge in einfacher Weise und ohne großen Aufwand durchführbar ist.

Weiterhin ist aus dem Dokument JP 57-209759 ein Strangführungsgerüst bekannt, bei dem die Rollen des Obergerüstes zu den des Untergerüstes jeweils in der Lücke angeordnet sind, die eine asymmetrische Anordnung zumindest eines Teils der sich gegenüberliegenden Reihen ergeben um die Form des Sumpfes zu ver gleichmäßigen.

Aus dem Dokument WO 98/20998 ist ein Verfahren und eine entsprechende Vor richtung zum Stranggießen von Dünnbrammen mit Gießgeschwindigkeiten größer 3 m/min in einer Stranggießanlage bekannt, bei der nach Verlassen der Kokille die Strangschale jeder Brammenbreitseite während ihres plastischen Verhaltens ent sprechend der Rollenteilung der stützenden Führungsrollen in eine stationäre Wellenform eingeformt wird. Nachfolgend wird dem Strangschalenkasten während seines elastischen Verhaltens, entsprechend der Zuordnung der gegenüberlie gend angeordneten Führungsrollen, eine instationäre wellenförmige Oberflächen form eingeprägt und nach meßtechnischer Erfassung des Übergangs vom plasti schen zum elastischen Verhalten im Bereich des elastischen Verhaltens des Strangschalenkastens wird die Bramme in der Weise gestützt, daß sie bei mini maler Krafteinwirkung auf die Strangschale durch die Strangführung geführt wird.

Nachteil des Gegenstandes dieses Dokumentes ist die Einprägung einer Wellen form des Stranges, der ohne weitere Einflußnahme auf die Strangschale durch das Führungsgerüst geschlängelt wird.

Darüber hinaus hat diese konstruktive Ausgestaltung den Nachteil, daß die einzel nen Segmente unterschiedlich aufgebaut sind und somit untereinander nicht aus getauscht werden können. Außerdem ändert der Übergangsbereich vom plasti schen in den elastischen Bereich für unterschiedliche Gießgeschwindigkeiten sei ne Lage, so daß bei gegebener Segmentkonfiguration die Gießgeschwindigkeit für eine Gießsequenz nur eingeschränkt verändert werden kann.

Strangführungsgerüste, die im wesentlichen auf eine Minimierung des Aus bauchens (Bulging) der Strangschale ausgerichtete konstruktive Eigenschaften der einzelnen Rollen und Rollenabstände aufweisen, können bei in den modernen Anlagen gefahrenen Gießgeschwindigkeiten einen Resonanzkörper darstellen, der die Flüssigsäule zu einer Resonanzschwingung anregt. Bei solchen von der Kon struktion des Strangführungsgerüstes abhängigen Gießspiegelschwankungen kommt es im Meniskus der Kokille zu einer Störung. Diese Störung führt zu verän derten Strangschalendicken in der Kokille. Wandern diese veränderten Strang schalendicken in den Bereich der Strangführungsrollen, so verändert sich der Be trag des "Bulgings" an dieser Stelle und es kommt zu einer Volumenänderung der Strangschale und somit zu einem "Pumpen" im Bereich des Gießspiegels, und zwar in der Frequenz der Rollenabstände. Dies kann zu einer erneuten Störung der Strangschalenbildung und dadurch zu einem permanenten Oszillieren des Gießspiegels kommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnah men ein Strangführungsgerüst zu schaffen, bei dem ein Aufschaukeln des Gieß spiegels in der stationären Kokille vermieden wird.

Erfindungsgemäß sind die gegenüberliegend angeordneten Rollen der jeweiligen Reihen der einzelnen Segmente eines Strangführungsgerüstes einer Stranggieß anlage, insbesondere für Dünnbrammen aus Stahl, in der Weise voneinander be abstandet, daß sie für eine instationäre, sich mit Gießgeschwindigkeit bewegende Ausbauchung des Stranges eine Phasenverschiebung gegenüber einer Sinus schwingung mit der Wellenlänge I_R aufweisen.

Entsprechend dem Rollenplan stellt sich bei einer Stranggießanlage eine defi nierte Frequenz ein. Ausgehend von einem Rollenplan mit n Rollen und n - 1 kon stanten Rollenabständen I_R, in dem Bereich der Gießmaschine, in der der Strang nicht durcherstarrt ist, ergibt sich eine Frequenz f, mit der eine stranggebundene Ungleichförmigkeit, die mit der Strangschale transportiert wird und zur periodi schen Ausbauchung, d. h. zur periodischen Änderung des Füllstandes (Gießspie gels) in der Kokille führt, gemäß dem Ansatz

f = v_G/I_R

mit f = Frequenz, mit der die Störung auftritt
I_R = (Basis-) Rollenabstand
v_G = Gießgeschwindigkeit.

In Kenntnis der Frequenz der Stranggießanlage wird erfindungsgemäß bei der Einführung einer 1-nten Rolle mit einem Rollenabstand von I_R + ΔI, und bei Ansatz einer sinusförmigen Änderung des Gießspiegels durch eine Ungleichförmigkeit der Strangschale bei Durchlaufen der Rollenabstände mit n - 1, eine näherungsweise sinusförmigen Änderung des Füllstandes der Kokille mit der Phasenverschiebung
Δϕ = (ΔI/I_R) × 2π gegenüber den vorhergehenden Störungen im Gießspiegel auftreten.
mit ΔI = Änderung des (Basis-) Rollenabstandes und
Δϕ = Phasenverschiebung gegenüber einer Sinusschwingung mit Wellenlänge I_R.

Erfindungsgemäß kann bei der Rollenverschiebung die Änderung des Rollenab standes ΔI sowohl positive, als auch negative Werte annehmen.

Gießspiegelschwankungen, die durch die oben beschriebenen Frequenzen zur stranggebundenen Ausbauchung an vielen Stellen zwischen den Rollen gleichzei tig auftreten, hierbei zu starken Gießspiegelschwankungen führen, die den Gieß betrieb beeinträchtigen können, werden durch die erfindungsgemäßen mehreren Phasenverschiebungen durch Veränderung eines Rollenabstandes bzw. durch Änderung von Gruppen von Rollenabständen behoben, so daß durch Überlage rungen phasenverschobener Wirkungen auf den Gießspiegel die negativen Aus wirkungen für den Gießprozeß unterbunden werden. Der Erfinder zeigt einen Weg, den Rollenplan so zu gestalten, daß sich Unregelmäßigkeiten kompensie ren.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Phasenverschiebung Δϕ größer 30°.

In einer besonderen Ausgestaltung beträgt die Phasenverschiebung zwischen zwei benachbarten Rollenpaaren mindestens 5°, bezogen auf den mittleren Rol lenabstand des Segmentes.

In einer anderen Ausgestaltung sind die einzelnen Segmente in Bereiche unter teilt, wobei die einzelnen Bereiche steigende oder fallende Rollenabstände besit zen.

Weiter wird vorgeschlagen, zwei bis fünf Segmente zu einem Multi-Rollen- Segment zusammenzufassen.

Ein Beispiel der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen dargelegt. Dabei zeigen

Fig. 1 Schematisch einen durch die Rollen geführten Metallstrang.

Fig. 2 Anordnung der Rollen in den Untergerüsten von zwei Segmenten.

Fig. 3 Anordnung der Rollen eines Untergerüstes in einem Segment.

Die Fig. 1 zeigt zwei angeordnete Rollen 31, 32 eines Oberrahmens eines Seg mentes und die Rollen 11, 12 eines Unterrahmens eines Segmentes. Zwischen den Rollen ist eine Stranggießbramme B geführt, die eine den flüssigen Sumpf F umhüllende Strangschale S aufweist. Die Strangschale S weitet sich zwischen den gegenüber angeordneten Rollen 11, 31 bzw. 12, 32 in Folge des ferrostatischen Druckes des aus flüssigem Metall bestehenden Sumpfes F aus. Dieses Aus bauchen wird Bulging genannt.

In der Fig. 1 ist zu sehen, daß die Rollen des jeweiligen Unter- bzw. Oberrah mens einen konstanten Abstand I_R besitzen. Dieser Abstand ist um ΔI sowohl in positiver als auch in negativer Weise bezüglich des konstanten Rollenabstandes I_R verschiebbar.

In der Fig. 2 ist zur Vereinfachung nur die Rollenanordnung des Unterrahmens der Strangführungsgerüste aufgezeigt. In der vorliegenden Figur sind zwei Seg mente 1, 2 aufgezeigt mit den Rollen 11 bis 18 und 21 bis 28. Bei diesen zwei nacheinander angeordneten Segmenten besitzt das Segment 1 einen konstanten Abstand, und zwar hier 180 mm, und das Segment 2 wechselnde Rollenabstände, nämlich 180 mm und 185 mm. Hierdurch wird insgesamt die Phasenverschiebung

erzeugt.

In der Fig. 3 ist der Unterrahmen eines einzelnen Segmentes aufgeführt mit den Rollen 11 bis 18. Bei diesem Segment liegen sechs konstante Rollenabstände vor, und zwar 180 mm, und ein Rollenabstand beträgt 190 mm. Der mittlere Rollenab stand beträgt demnach 181,43 mm, so daß sich die Phasenverschiebung von

ergibt.

Positionsliste Strangführung

11-18

Rolle im Untergerüst 1. Segment

21-28

Rolle im Unterrahmen 2. Segment

31-32

Rolle im Oberrahmen 1. Segment
B Bramme
S Strangschale
F Flüssigmetall/Sumpf

Claims

1. Strangführungsgerüst einer eine stationäre Kokille aufweisenden Strang gießanlage, insbesondere für Dünnbrammen aus Stahl, mit der Strangdicke entsprechenden lichte Weite aufweisenden Reihen von in Segmenten (1, 2) mit einer Rollenteilung (I_R) angeordneten Rollen (11-18; 21-28) zum Füh ren und Treiben des mit Flüssigmetall gefüllten Stranges, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegend angeordneten Rollen (11, 31; 12, 32) der jeweili gen Reihen mindestens eines Segmentes solche Abstände besitzen, daß sie für eine instationäre, sich mit Gießgeschwindigkeit bewegende Ausbauchung des Stranges eine Phasenverschiebung (Δϕ) gegenüber einer Sinusschwin gung mit der Wellenlänge (I_R) aufweisen entsprechend dem Ansatz:
Δϕ = (ΔI/I_R) × 2π
mit |Δϕ| = 20° bis 90°, wobei
ΔI = Änderung des Basisrollenabstandes I_R
I_R = Istabstand zweier Rollen einer Reihe (Rollenteilung) bei I_R = v_G/f
v_G = Gießgeschwindigkeit
f = v_G/I_R = Frequenz des von der Strangschale umhüllten Flüssigmetalls be deutet.

2. Strangführungsgerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenverschiebung (Δϕ) über die Wahl der Rollenabstände in ei nem nachfolgenden Segment durch einen größeren oder kleineren mittleren Rollenabstand derart vergrößert bzw. verkleinert wird, daß die am Ausgang des nachfolgenden Segmentes vorliegende Phasenverschiebung mindestens 30° gegenüber dem vorangegangenen Segment beträgt.

3. Strangführungsgerüst nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenverschiebung (Δϕ) zwischen zwei benachbarten Rollenpaa ren (11, 31; 12, 32) mindestens 5° beträgt, bezogen auf den mittleren Rol lenabstand des Segmentes.

4. Strangführungsgerüst nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (1, 2) in Bereiche aufgeteilt sind, die steigende oder fal lende Rollenabstände besitzen.

5. Strangführungsgerüst nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines Segmentes (1 bzw. 2) Bereiche mit steigendem Rollen abstand und Bereiche mit fallendem Rollenabstand vorgesehen sind.

6. Strangführungsgerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenverschiebung (Δϕ) zwischen dem Gießspiegel des Flüssig metalls in der stationären Kokille und dem ersten Rollenpaar der einzelnen Segmente Δϕ = 180° ± 90° beträgt, bezogen auf den mittleren Rollenabstand des jeweiligen Segmentes.

7. Strangführungsgerüst nach einem der o. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenverschiebung (Δϕ) eines nachfolgenden Segmentes gegen über dem vorherigen Segment um einen mittleren konstanten Rollenabstand derart vergrößert wird, daß die Phasenverschiebung (Δϕ) am Ausgang des nachfolgenden Segmentes um mindestens 60° größer ist als am Ausgang des vorhergehenden Segmentes bezogen auf dessen konstanten Rollenab stand.

8. Strangführungsgerüst nach einem der o. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei bis fünf Segemente zu einem Multi-Rollen-Segment zusammenge faßt werden.