DE212020000746U1

DE212020000746U1 - Mehrfachstahlgussvorrichtungen

Info

Publication number: DE212020000746U1
Application number: DE212020000746.2U
Authority: DE
Original assignee: Danieli and C Officine Meccaniche SpA
Current assignee: Danieli and C Officine Meccaniche SpA
Priority date: 2019-10-18
Filing date: 2020-10-06
Publication date: 2022-07-25
Anticipated expiration: 2030-10-07
Also published as: IT201900019304A1; CN219724531U; WO2021074937A1

Abstract

Mehrfachstahlgussvorrichtung, umfassend mindestens einen Behälter (12) zum Zuführen des geschmolzenen Metallmaterials, einen Zwischenbehälter (14) und zwei oder mehrere Formen (37), die den jeweiligen Gießlinien (11) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenbehälter (14) konfiguriert ist, um ein Bad aus geschmolzenem Metallmaterial mit wenigen Legierungselementen, die in dem Zwischenbehälter (14) vorhanden sind, in mindestens zwei Abschnitte zu unterteilen, wobei mindestens einer der zwei Abschnitte jeweiligen Einbringmitteln (15) zugeordnet ist, um Legierungselemente in das Bad aus Metallmaterial mit wenigen Legierungselementen einzubringen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Hier beschriebene Ausführungsformen betreffen eine Mehrfachstahlgussvorrichtung, die in der Stahlindustrie verwendet werden kann, um zwei oder mehr angereicherte Metallmaterialien, die sich von einander chemisch unterscheiden, gleichzeitig zu gießen, beginnend mit dem Zuführen eines einzelnen Metallmaterials, das wenig Legierungselemente enthält, dem Gießen vorgelagert. Die Vorrichtung kann in einer mehrzeiligen Co-Walzanlage verwendet werden, um gleichzeitig zwei oder mehr Fertigprodukte herzustellen, insbesondere, aber nicht nur, lange Produkte, wie beispielsweise Stäbe, Walzdrähte, Träger oder auch andere Profile, und/oder flache Produkte, zum Beispiel Platten, Blechbänder, Spulen oder andere Profile, ausgehend von jeweiligen angereicherten Metallmaterialien.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In der Stahlindustrie sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, um halbfertige Gussprodukte zu verarbeiten, wie beispielsweise Gussblöcke, Trägervorprofile, Rohblöcke und Walzblöcke, mit quadratischem, rechteckigem oder rundem Abschnitt oder anderen Formen.
Die halbfertigen Gussprodukte, die üblicherweise durch Stranggießen von geschmolzenem Metallmaterial erhalten werden, werden anschließend durch Walzen verarbeitet, um Fertigprodukte zu erhalten, wie beispielsweise Blechbänder, Stäbe, Walzdrähte, Träger oder andere Profile.
Stahlanlagen zur Herstellung langer Fertigprodukte sind bekannt, bekannt als Co-Walzanlagen, bei denen ein Walzwerk direkt mit einer Stahlgussvorrichtung verbunden ist, wobei letztere mindestens eine Form in einer Verarbeitungsrichtung umfasst.
Insbesondere befindet sich das Walzwerk der Stahlgussvorrichtung nachgelagert und kann beispielsweise eine Walzlinie aufweisen, die mit der Gusslinie ausgerichtet und direkt an sie gekoppelt ist, wodurch eine Co-Walzlinie definiert wird.
Diese bekannten Anlagen können einen Herstellungsprozess ohne Unterbrechung durchführen, auch als „endlos“ bekannt, bei dem das halbfertige Stahlgussprodukt ein einzelnes Produkt ist, gepackt, das sich von der Verfestigungszone des geschmolzenen Stahls bis zu einer Eintrittszone des Walzwerks erstreckt und das Walzen fortlaufend ohne Unterbrechung des Gussstücks erfolgt.
Mehrzeilige Co-Walzanlagen und Verfahren sind bekannt, die beispielsweise in der Patentschrift EP 3.052.259 B1 im Namen des vorliegenden Anmelders beschrieben sind, bei denen die Stranggussvorrichtung mit mindestens zwei Gusslinien versehen ist und das nachgelagerte Walzwerk mit mindestens zwei Walzlinien versehen ist. Jede Gusslinie ist mit einer jeweiligen Walzlinie ausgerichtet, die insgesamt mindestens zwei nebeneinander in jeweiligen Verarbeitungsrichtungen angeordnete Co-Walzlinien definiert, die sowohl entlang der gesamten Länge als auch nur in bestimmten Segmenten oder divergierend sein können.
Patentschrift JP H02 137654 A betrifft ein Verfahren zum Steuern der Einführung einer Menge einer Legierung in einer Gießwanne zur Herstellung kleiner Stäbe in einer Stranggussanlage.
Patentschrift JP S6 1147953 A beschreibt ein Verfahren zum Gießen desselben geschmolzenen Stahls durch Zugeben von Legierungen mittels einer Gießwanne mit einem trennenden Tank.
Patentschrift JP H02 99251 A betrifft eine Doppelgussausrüstung für die Herstellung kleiner Stäbe in einer Stranggussanlage.
Patentschrift JP S59 169654 A beschreibt ein Verfahren zum Regulieren der Zusammensetzung von geschmolzenem Metall, das die wirtschaftliche Herstellung kleiner Chargen von Stahlmaterialien mit unterschiedlicher Zusammensetzung mittels Stranggießen zulässt.
Patentschrift US 7,618,582 B2 betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Raffinieren von Stahl mittels mehrerer unterschiedlicher Reaktionskanäle unter Verwendung von Schmelzen, Oxidation, Reduktion und Raffination für die kontinuierliche Abgabe von Stahl, beispielsweise für eine Gießwanne eines Stranggusssystems.
Diese Anlagen ermöglichen es, die Bearbeitungsmodi der halbfertigen Stahlgussprodukte zu unterscheiden, so dass, ausgehend von einer einzigen Stahlgussvorrichtung, gleichzeitig unterschiedliche Abschnitte von Fertigprodukten erzeugt werden können, was die Betriebskonfiguration der Walzlinien verändert.
Beispielsweise kann eine Linie für die Endlosproduktion verwendet werden, zum Beispiel für die Herstellung von Walzdraht, während eine andere für die Herstellung von Stäben einer bestimmten Länge und eines bestimmten Abschnitts verwendet werden kann, und noch eine andere kann zum Speisen eines weiteren Walzwerks verwendet werden.
Es ist auch möglich, unterschiedliche Endgrößen oder unterschiedliche Oberflächenausführungen, ausgehend von derselben Stahlgussvorrichtung, zu erhalten.
Allerdings erfordern verschiedene Fertigprodukte häufig unterschiedliche chemische Zusammensetzungsspezifikationen des Ausgangsmaterials, beispielsweise unterschiedliche Gehalte an Legierungselementen, auch Legierungsmittel genannt.
Die chemische Zusammensetzung des Stahls, mit dem die Fertigprodukte hergestellt werden, wird üblicherweise im Schmelzofen und im Raffinationsofen bestimmt.
Ein Nachteil bekannter mehrzeiliger Co-Walzanlagen und Verfahren ist, dass im Allgemeinen bei bekannten Gussmaschinen nicht die chemische Zusammensetzung der halbfertigen Gussprodukte, und folglich der Fertigprodukte, entlang der unterschiedlichen Co-Walzlinien verändert werden kann. Folglich können bekannte Gussmaschinen nur halbfertige Stahlgussprodukte gießen, die alle die gleiche chemische Zusammensetzung des Stahls aufweisen, also den gleichen Gehalt an Legierungselementen für die unterschiedlichen Walzlinien im Gießschritt aufweisen.
Dieser Nachteil bedeutet, dass, wenn es erforderlich ist, Fertigprodukte herzustellen, die unterschiedliche chemische Zusammensetzungsspezifikationen erfordern, es erforderlich ist, diese in Chargen herzustellen, jeweils mit ihrer eigenen, definierten Ausgangschemikalienzusammensetzung, die geeignet ist, nur einen bestimmten Produkttyp zu erhalten.
Insbesondere ist es notwendig, eine erste Verarbeitungssequenz eines ersten Fertigprodukts mit einer bestimmten chemischen Zusammensetzung durchzuführen, und dann am Ende der ersten Verarbeitungssequenz die chemische Zusammensetzung des Metallmaterials, das aus dem Schmelzbereich kommt, der die Stahlgussvorrichtung speist, zu variieren und die zweite Verarbeitungssequenz auszuführen.
Diese Lösung bringt nicht nur lange Produktionszeiten mit sich, sondern auch eine Erhöhung der Verwaltungs- und Betriebskosten der Anlagen, die nicht für ihr gesamtes Produktionspotenzial genutzt werden können.
Darüber hinaus macht diese Lösung die Anlagen nicht sehr flexibel für Marktanforderungen, welche die Herstellung unterschiedlicher Fertigprodukte in kurzer Zeit erfordern können.
Wenn zwei Fertigprodukte unterschiedliche, jedoch kompatible chemische Spezifikationen erfordern, ist es möglich, die gleiche Zusammensetzung für beide Produkte zu verwenden.
Zum Beispiel würde unter Verwendung eines Stahls mit einer geeigneten chemischen Zusammensetzung für Stäbe zur Herstellung von Stahlstäben, die eine chemische Zusammensetzung mit weniger Legierungselementen als Stäbe erfordern, ein Produkt mit hohen Eigenschaften erhalten, die nicht alle erforderlich sind.
Diese Lösung ist daher nicht nur in einigen Fällen anwendbar, sondern weist auch einen wirtschaftlichen Nachteil auf, da ein Material in komplexerer und daher kostspieligerer Art und Weise angereichert wird, um Produkte herzustellen, für die eine derartige Fülle an Elementen nicht erforderlich ist.
Einige bekannte Lösungen ermöglichen es, das Metallmaterial während des Gießschritts mit Legierungselementen anzureichern, zum Beispiel mittels eines Fülldrahtes, der direkt innerhalb der Form angeordnet ist, der, da er sich löst, die Legierungsmittel in den Strom von Metallmaterial freigibt.
Diese Lösungen weisen jedoch den Nachteil auf, dass die Anreicherung durchgeführt wird, während das Metallmaterial durch die Form fließt und dessen Verfestigung an der Außenseite beginnt, daher ist es nicht möglich, die Auflösungszeit der Legierungsmittel zu regulieren, was die Qualität der Fertigprodukte verschlechtert.
Es besteht daher ein Bedarf an einer Stahlgussvorrichtung, die in mehrzeiligen Walz- und/oder Co-Walzanlagen verwendet werden soll, und an den entsprechenden Verfahren, die mindestens einen der Nachteile des Standes der Technik überwinden können.
Insbesondere besteht ein Zweck der vorliegenden Erfindung darin, zu ermöglichen, dass zwei oder mehr Fertigprodukte gleichzeitig bearbeitet werden, selbst wenn die Fertigprodukte unterschiedliche chemische Zusammensetzungsspezifikationen erfordern, wie beispielsweise unterschiedliche Gehalte an Legierungselementen.
Es ist daher ein Zweck der vorliegenden Erfindung, die Anwendbarkeit bekannter Maschinen und Anlagen auszuweiten, um Fertigprodukte von variablem Typ und mit variabler chemischer Zusammensetzung gleichzeitig und parallel herzustellen.
Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die chemische Zusammensetzung der Fertigprodukte, die durch mehrzeilige Anlagen erhalten werden, effektiv zu steuern, was eine hohe Qualität gewährleistet und Legierungselemente verhindert, die für ein Fertigprodukt bestimmt sind, das ein anderes Fertigprodukt kontaminiert, das in derselben Anlage verarbeitet wird.
Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die Produktivität bekannter mehrzeiliger Anlagen zu erhöhen, was zulässt, die Gießgeschwindigkeit zu erhöhen, selbst wenn es erforderlich ist, Fertigprodukte mit unterschiedlichen Gehalten an Legierungselementen herzustellen.
Der Anmelder hat die vorliegende Erfindung entwickelt, getestet und ausgeführt, um die Schwachpunkte des Standes der Technik zu überwinden und diese und weitere Zwecke und Vorteile zu erhalten.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist in den unabhängigen Ansprüchen dargelegt und gekennzeichnet. Die abhängigen Ansprüche beschreiben andere Merkmale der vorliegenden Erfindung oder Varianten zur grundlegenden erfinderischen Idee.
Gemäß den vorstehenden Zwecken betrifft die vorliegende Erfindung eine Mehrfachstahlgussvorrichtung, die mit zwei oder mehr Gießlinien versehen ist, die von einem gleichen Zuführbehälter gespeist werden, welche die Grenzen des Standes der Technik überwindet und die darin vorhandenen Fehler beseitigt.
Die Mehrfachstahlgussvorrichtung umfasst neben dem Zuführbehälter auch einen Zwischenbehälter und zwei oder mehr Formen, die jeweiligen Gießlinien zugeordnet sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Zwischenbehälter konfiguriert, um ein Bad aus geschmolzenem Metallmaterial in darin vorhandenen Legierungselementen in mindestens zwei Abschnitte zu unterteilen, von denen mindestens einer dem jeweiligen Einbringmittel zugeordnet ist, das konfiguriert ist, um Legierungselemente in das Bad aus Metallmaterial mit wenigen Legierungselementen einzubringen.
In einigen Ausführungsformen können die mindestens zwei Abschnitte mittels geeigneter Umlenkmittel erhalten werden, die dem Zwischenbehälter zugeordnet sind, die konfiguriert sind, um den Strom von geschmolzenem Metallmaterial, das von dem Zuführbehälter zugeführt wird, umzuleiten, um das Bad aus geschmolzenem Metallmaterial in die mindestens zwei Abschnitte zu unterteilen.
In einigen Ausführungsformen können die mindestens zwei Abschnitte mittels geeigneter Trennmittel erhalten werden, die dem Zwischenbehälter zugeordnet sind, der konfiguriert ist, um den Zwischenbehälter physisch in mindestens zwei Teile zu unterteilen, wobei jeder Teil jeweiligen Einbringmitteln und einem jeweiligen Abschnitt aus geschmolzenem Metallmaterial zugeordnet ist.
In einigen Ausführungsformen umfasst der Zwischenbehälter eine Gießwanne, die mit zwei oder mehr Tanks versehen ist, um in autonomer und unabhängiger Art und Weise von einem Tank zum anderen das Metallmaterial mit wenigen Legierungselementen anzureichern, wodurch jeweilige angereicherte Metallmaterialien erhalten werden.
Die zwei oder mehr Gießlinien werden daher von jeweils angereicherten Metallmaterialien gespeist, die chemisch voneinander unterschieden werden.
In einigen Ausführungsformen umfasst der Zwischenbehälter Ausflussmittel, die dazu geeignet sind, entlang jeweiliger Gießlinien die mindestens zwei Abschnitte geschmolzenen Metallmaterials in unabhängiger und autonomer Art und Weise voneinander abzuführen.
In einigen Ausführungsformen umfasst der Zuführbehälter eine mit Abgabemitteln versehene Gießpfanne, die geeignet ist, das Metallmaterial mit wenigen Legierungselementen in den Zwischenbehälter abzugeben, beispielsweise in einen oder mehrere der zwei oder mehreren Tanks.
In einigen Ausführungsformen umfasst die Mehrfachstahlgussvorrichtung auch eine Steuer- und Verwaltungseinheit, an die mindestens die Abgabemittel, die Einbringmittel, die Ausflussmittel und mögliche vorhandene Mischmittel betriebsmäßig verbunden sind und durch sie gesteuert werden.
Die Steuer- und Verwaltungseinheit ist konfiguriert, um die Funktion der Vorrichtung so zu verwalten, dass die angereicherten Metallmaterialien, die chemisch voneinander unterschieden werden, in den unterschiedlichen Gießlinien in autonomer und unabhängiger Art und Weise voneinander angereichert und gegossen werden.
Einige hierin beschriebene Ausführungsformen betreffen auch eine mehrzeilige Co-Walzstahlanlage zur Herstellung von Fertig- oder halbfertigen Produkten, umfassend:

- die hierin beschriebene Mehrfachstahlgussvorrichtung, die mit zwei oder mehreren Gießlinien versehen ist,
- ein Walzwerk, das mit zwei oder mehreren Walzlinien versehen ist, die jeweils einer jeweiligen Gießlinie zugeordnet sind, wodurch jeweilige Co-Walzlinien definiert werden.

In einigen Ausführungsformen können die Mehrfachstahlgussvorrichtung und die mehrzeilige Co-Walzanlage Sensoren umfassen, die betriebsmäßig mit der Steuer- und Verwaltungseinheit verbunden sind, die dazu geeignet sind, signifikante Mengen der bearbeiteten Materialien zu erfassen und eine Rückkopplung an die Steuer- und Verwaltungseinheit bereitzustellen, um in Echtzeit die Prozessparameter auf koordinierte Art und Weise zu variieren.
Andere Ausführungsformen betreffen ein Mehrfachgießverfahren, das Folgendes bereitstellt:

- Zuführen von geschmolzenem Metallmaterial mit wenigen Legierungselementen von einem Zuführbehälter zu einem Zwischenbehälter;
- Teilen des geschmolzenen Metallmaterials in dem Zwischenbehälter in mindestens zwei eindeutige Abschnitte;
- Einbringen von Legierungselementen in mindestens einen Abschnitt des Bades aus geschmolzenem Metallmaterial, um das Metallmaterial mit wenigen Legierungselementen in autonomer und unabhängiger Art und Weise von einem Abschnitt zu dem anderen anzureichern, indem angereicherte Metallmaterialien, die chemisch voneinander unterschieden werden, erhalten werden;
- Gießen der Abschnitte angereicherter Metallmaterialien entlang jeweiliger Gießlinien, in unabhängiger und autonomer Art und Weise von einem Abschnitt zu dem anderen.

Andere Ausführungsformen betreffen ein Verfahren zum mehrzeiligen Co-Walzen von zwei oder mehreren fertigen Metallprodukten, die chemisch voneinander unterschieden werden, das Folgendes bereitstellt:

- Mehrfachgießen gemäß der vorliegenden Beschreibung;
- mehrzeiliges Walzen, wobei jedes der angereicherten Metallmaterialien, die chemisch voneinander unterschieden werden, mittels einer jeweiligen Walzlinie gewalzt wird, um die fertigen Metallprodukte zu erhalten, die chemisch voneinander unterschieden werden.

Die vorliegende Erfindung lässt daher zu, mit parallelen halbfertigen Stahlgussprodukten zu arbeiten, die unterschiedliche Gehalte an Stahl aufweisen, die aus derselben Stahlgussvorrichtung gegossen werden.
Es ist daher möglich, zwei oder mehrere Fertigprodukte gleichzeitig herzustellen, selbst wenn diese Fertigprodukte unterschiedliche chemische Zusammensetzungsspezifikationen erfordern, wie beispielsweise unterschiedliche Gehalte an Legierungselementen, was die Produktivität im Vergleich zu bekannten mehrzeiligen Anlagen verbessert.
Darüber hinaus ermöglicht das Vorhandensein der Verwaltungs- und Steuereinheit und der Sensoren die effektive Überwachung der chemischen Zusammensetzung der Fertigprodukte, die Regelung der Prozessparameter in Echtzeit, wodurch mögliche in den Fertigprodukten erkannte Fehler begrenzt oder auch vollständig verhindert werden können, wodurch die Qualität der Produktion verbessert wird.
Figurenliste
Diese und weitere Gesichtspunkte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung einiger Ausführungsformen ersichtlich, die als ein nicht einschränkendes Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben werden, wobei:

- 1-4 schematische Darstellungen einer Mehrfachstahlgussvorrichtung gemäß einigen hierin beschriebenen Ausführungsformen sind;
- 5 ein Detail eines Abschnitts einer Stahlgussvorrichtung ist;
- 6 eine schematische Darstellung einer mehrzeiligen Co-Walzanlage gemäß einigen hierin beschriebenen Ausführungsformen ist;
- 7 eine schematische Darstellung einer Mehrfachstahlgussvorrichtung gemäß einigen hierin beschriebenen Ausführungsformen ist;
- 8 ein Detail von 7 ist.

Um Verständnis zu vereinfachen sind in den Zeichnungen, wo möglich, die gleichen Bezugszeichen verwendet worden, um identische gemeinsame Elemente zu identifizieren. Es versteht sich, dass Elemente und Kennzeichen einer Ausführungsform ohne weitere Erläuterungen einfach in weitere Ausführungsformen aufgenommen werden können.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es wird nun ausführlich auf die möglichen Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, von denen ein oder mehrere Beispiele in den beigefügten Zeichnungen gezeigt sind. Jedes Beispiel wird zur Veranschaulichung der Erfindung beigestellt und soll nicht als Einschränkung davon verstanden werden. Zum Beispiel können eine oder mehrere Merkmale dermaßen gezeigt oder beschrieben sein, dass sie Teil einer Ausführungsform sind, in anderen Ausführungsformen übernommen oder in Verbindung mit anderen Ausführungsformen verwendet werden, um eine andere Ausführungsform zu erzeugen. Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung alle diese Modifikationen und Varianten einschließt.
Vor dem Beschreiben dieser Ausführungsformen muss auch klargestellt werden, dass die vorliegende Beschreibung nicht auf Details der Konstruktion und Anordnung der Komponenten beschränkt ist, wie in der folgenden Beschreibung unter Verwendung der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Beschreibung kann andere Ausführungsformen bereitstellen und auf verschiedene andere Weisen erhalten oder ausgeführt werden. Es ist auch klarzustellen, dass die hierin verwendete Ausdrucksweise und Terminologie nur für die Zwecke der Beschreibung dienen und nicht als Einschränkung angesehen werden können.
Einige Ausführungsformen, die beispielhaft durch 1-4 beschrieben werden, betreffen eine Mehrfachstahlgussvorrichtung 10, die konfiguriert ist, um entlang jeweiliger Gießlinien 11 gleichzeitig zwei oder mehr angereicherte Metallmaterialien, auch einfach angereicherte Metallmaterialien genannt, zu gießen, die sich chemisch voneinander unterscheiden, ausgehend von geschmolzenem Metallmaterial mit wenig Legierungselementen, d. h. mit einem geringen Gehalt an Legierungselementen, auch einfach als schlechtes Metallmaterial bezeichnet.
Beispielsweise kann ein schlechtes Metallmaterial Stahl mit einer Stahlqualität sein, die als „GB/T 1499.2-2018 der Güteklasse HRB400/HRBF400“, mit wenig Mangan und ohne Vanadium, bekannt ist, während angereicherte Metallmaterialien Stähle sein können, die als „GB/T 1499.2-2018 der Güteklasse HRB400E/HRBF400E“, „GB/T 1499.2-2018 der Güteklasse HRB500“, „GB/T 1499.2-2018 der Güteklasse HRB500E/HRBF500E“ bekannt sind, die zunehmend höhere Gehalte an Kohlenstoff, Mangan, Silizium und Vanadium aufweisen.
Beispielsweise wurde in den beigefügten Zeichnungen das schlechte Metallmaterial mit einem Hintergrund von horizontalen Linien dargestellt, während die zwei sichtbaren, angereicherten Metallmaterialien mit Hintergründen von Linien dargestellt wurden, die in zwei unterschiedliche Richtungen geneigt sind.
Die Vorrichtung 10 umfasst einen Behälter 12 zum Zuführen des geschmolzenen Metallmaterials, einen Zwischenbehälter 14 und zwei oder mehr Formen 37, die jeweiligen Gießlinien 11 zugeordnet sind.
In einigen Ausführungsformen ist der Zwischenbehälter 14 konfiguriert, um das Bad aus geschmolzenem Metallmaterial mit wenigen Legierungselementen in mindestens zwei Abschnitte zu unterteilen.
Diese beiden Abschnitte können im Wesentlichen jeweiligen Teilen des Zwischenbehälters 14 zugeordnet sein, die nicht unbedingt physisch voneinander getrennt sind.
Der Zwischenbehälter 14 kann Formen aufweisen, die geeignet sind, um die Teilung des Bades in Abschnitte zu fördern, beispielsweise kann er in seitlicher Richtung verlängert sein, so dass sich zwei Badabschnitte entsprechend den seitlichen Enden des Zwischenbehälters 14 befinden können.
Jedem Abschnitt des Bades sind jeweilige Einbringmittel 15 zugeordnet, um Legierungselemente in das Metallmaterial mit wenigen Legierungselementen einzubringen.
Die Einbringmittel 15 eignen sich daher dazu, jeden Abschnitt von schlechtem Metallmaterial mit Legierungselementen anzureichern, wobei sie es chemisch in unterschiedliche Metallmaterialien, die in unabhängiger und autonomer Art und Weise von den anderen Abschnitten angereichert werden, aufteilen.
In einigen Ausführungsformen kann die Unterteilung des Bades aus geschmolzenem Metallmaterial in Abschnitte mittels geeigneter Unterteilungsmittel 18 erhalten werden, die dem Zwischenbehälter 14 zugeordnet sind.
In einigen Ausführungsformen, die schematisch durch 1-4 beschrieben werden, umfassen die Unterteilungsmittel 18 Trennmittel 218, die konfiguriert sind, um den Zwischenbehälter 14 physisch in mindestens zwei Teile zu unterteilen, in denen jeweils ein Abschnitt aus geschmolzenem Metallmaterial vorhanden ist, der in unabhängiger und autonomer Art und Weise von den anderen Abschnitten angereichert werden kann.
In einigen Ausführungsformen, die schematisch durch 7 und 8 beschrieben werden, umfassen die Unterteilungsmittel 18 Umlenkmittel 118, die dem Zwischenbehälter 14 zugeordnet sind, die konfiguriert sind, um den Strom von geschmolzenem Metallmaterial, das von dem Zuführbehälter 12 zugeführt wird, geeignet umzuleiten, um das Bad aus geschmolzenem Metallmaterial in die mindestens zwei Abschnitte aufzuteilen, die in unabhängiger und autonomer Art und Weise voneinander angereichert werden können.
In einigen Ausführungsformen kann der Zuführbehälter 12 zum Beispiel eine Gießpfanne 112 umfassen, die geeignet ist, das schlechte Metallmaterial zu enthalten und zuzuführen.
In einigen Ausführungsformen kann das schlechte Metallmaterial mittels Schmelzen erhalten werden, das in einem Schmelzofen, möglicherweise einem elektrischen Lichtbogenofen, durchgeführt wird, und dann in die Stahlpfanne 112 gegossen werden, um mittels eines Pfannenofens raffiniert zu werden.
In einigen Ausführungsformen kann die Raffination so eingestellt werden, dass sie das schlechte Metallmaterial mit einer Grundstahlqualität zuführt, die nur die gemeinsamen Legierungselemente enthält, die von jedem der angereicherten Metallmaterialien gemeinsam genutzt werden, die in den verschiedenen Gießlinien 11 gegossen werden sollen.
Weitere spezifische Legierungsmittel, die für die angereicherten Metallmaterialien, die aus jeder Gießlinie 11 gegossen werden, und für die entsprechenden daraus erhältlichen Fertigprodukte erforderlich sind, werden später, wie nachstehend beschrieben, hinzugefügt.
In einigen Ausführungsformen kann die Gießpfanne 112 an einem unteren Abschnitt davon Abgabemittel 13 aufweisen, die geeignet sind, das geschmolzene Metallmaterial in den Zwischenbehälter 14 abzuführen, beispielsweise als Gießwanne 114 konfiguriert.
Die Gießwanne 114 kann als ein Behälter mit variabler Form konfiguriert sein, der mit einem feuerfesten Material ausgekleidet oder daraus hergestellt ist, der eine oder mehrere Öffnungen entsprechend einem oberen Abschnitt davon zur Einführung des schlechten Metallmaterials aus der Geißpfanne 112 aufweist.
Die Gießwanne 114 kann Ausflussmittel 16 entsprechend einem unteren Abschnitt davon bereitstellen, die geeignet sind, um in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung die verschiedenen angereicherten Metallmaterialien entlang der jeweiligen Gießlinien 11 zu gießen.
Die Ausflussmittel 16 können geeignet sein, um die mindestens zwei Abschnitte des Bades aus geschmolzenem Metallmaterial in unabhängiger und autonomer Art und Weise voneinander zu gießen.
In einigen Ausführungsformen, die durch 1-4 beschrieben werden, umfasst die Gießwanne 114 zwei oder mehr Tanks 17, beispielsweise getrennt durch Trennmittel 218, die hierin als Trennwände oder Barrieren ausgebildet sind, die aus einem Refraktärmaterial hergestellt sind, die jeweils geeignet sind, das geschmolzene Metallmaterial zu enthalten.
In einigen Ausführungsformen können ein oder mehrere Tanks 17 einige Öffnungen in einem oberen Abschnitt davon aufweisen, um das aus der Gießpfanne 112 gegossene schlechte Metallmaterial aufzunehmen.
In einigen Ausführungsformen, die schematisch durch 5 beschrieben sind und mit allen hierin beschriebenen Ausführungsformen kombinierbar sind, kann auf dem Boden des Zwischenbehälters 14, insbesondere der Gießwanne 114, ein Anschlagschacht 19 vorhanden sein, der konfiguriert ist, um während des Gebrauchs den Strom des aus der Gießpfanne 112 kommenden geschmolzenen Metallmaterials aufzunehmen. Diese Eigenschaft ermöglicht es, den Verschleiß der Materialien, mit denen der Boden der Gießwanne 114 hergestellt wird, und die Wartungskosten der Vorrichtung 10 zu reduzieren, da der verschlissene Anschlagschacht 19 ersetzt werden kann, ohne die gesamt Gießwanne 114 zu ersetzen.
In einigen Ausführungsformen können zwei oder mehrere Tanks 17 mit den Einbringmitteln 15 versehen sein, um das schlechte Metallmaterial in autonomer und unabhängiger Art und Weise von einem Tank 17 zum anderen anzureichern.
In einigen Ausführungsformen können zwei oder mehrere Tanks 17 mit den Ausflussmitteln 16 versehen sein, um das angereicherte Metallmaterial in autonomer und unabhängiger Art und Weise von einem Tank 17 zum anderen zu gießen.
In einigen Ausführungsformen können die Tanks 17 auch Mischmittel 20 aufweisen, um das Mischen des Metallmaterials mit den Legierungselementen zu fördern, wodurch die Erzeugung von Einschlüssen oder Konzentrationsgradienten von Legierungselementen in dem angereicherten Metallmaterial verhindert wird, was Unregelmäßigkeiten in der chemischen Zusammensetzung der Fertigprodukte verursachen kann.
In einigen Ausführungsformen können die Mischmittel 20 als Gasdiffusoren konfiguriert sein, aus denen Inertgas in die Tanks 17 geblasen wird.
In einigen Ausführungsformen ist die Mehrfachstahlgussvorrichtung 10 mit einer Steuer- und Verwaltungseinheit 21 versehen, die geeignet ist, die Funktionsfähigkeit aller Komponenten der Vorrichtung 10 zu überwachen und zu verwalten.
Insbesondere kann die Steuer- und Verwaltungseinheit 21 die Funktionsfähigkeit mindestens der Abgabemittel 13, der Einbringmittel 15, der Ausflussmittel 16 und der Mischmittel 20 verwalten, um die angereicherten Metallmaterialien, die chemisch voneinander unterschieden werden, in den verschiedenen Gießlinien 11 in autonomer und unabhängiger Art und Weise voneinander zu gießen.
In den beigefügten Zeichnungen hat die Schraffur, welche die verschiedenen Komponenten der Vorrichtung mit der Anlage verbindet, nur eine erläuternde Funktion und berücksichtigt nicht die tatsächliche Anordnung der Schaltungen. Es versteht sich daher, dass selbst wenn zur Vereinfachung der Darstellung mehrere Komponenten durch dieselbe Schraffur verbunden erscheinen können, wir nicht ausschließen, dass die Steuer- und Verwaltungseinheit 21 diese Komponenten separat voneinander verwalten kann.
In einigen Ausführungsformen, die schematisch durch 1 beschrieben sind, können die Abgabemittel 13 der Gießpfanne 112 Trennvorrichtungen 22 umfassen, die den jeweiligen Tanks 17 der Gießwanne 114 zugeordnet sind.
Während des Gebrauchs kann jede Trennvorrichtung 22 teilweise in das in der Gießwanne 114 vorhandene geschmolzene Metallmaterial eingetaucht sein, um einen Kontakt zwischen dem Strom von geschmolzenem Metallmaterial und Luft während der Abgabe zu verhindern.
Jede Trennvorrichtung 22 kann aus einem keramischen feuerfesten Material hergestellt sein, die entlang ihrer Längsrichtung durchbrochen ist, wobei ein Loch mit einem jeweiligen Abgabetor 23 ausgerichtet ist, das am Boden der Gießpfanne 112 vorhanden ist, um einen Durchgangskanal für den Strom von geschmolzenem Metallmaterial zu definieren.
In einigen Ausführungsformen kann jeder Trennvorrichtung 22 einem Gießpfannenschlitten 24 zugeordnet sein, der konfiguriert ist, um von der Steuer- und Verwaltungseinheit 21 von einer offenen Position in eine geschlossene Position bewegt zu werden, um jeweils die Abgabe von geschmolzenem Metallmaterial aus der Gießpfanne 112 zu ermöglichen und zu blockieren.
Zum Beispiel kann der Gießpfannenschlitten 24 eine feste Lochplatte und eine bewegliche Lochplatte umfassen, wobei letztere von der offenen Position, in der das Loch mit dem Durchgangskanal ausgerichtet ist, zu der geschlossenen Position, in der das Loch vom Durchgangskanal versetzt ist, bewegbar ist.
In einigen Ausführungsformen können die Ausflussmittel 16 der Gießwanne 114 Abgabevorrichtungen 122 bereitstellen, die jeweiligen Abgabetoren 123 zugeordnet sind, die am Boden des Tanks 17 vorhanden sind, aus denen die angereicherten Metallmaterialien entlang der jeweiligen Gießlinien 11 gegossen werden, zum Beispiel entlang einer ersten 11a und einer zweiten Gießlinie 11b.
Wiederum unter Bezugnahme auf 1 können die Ausflussmittel 16 Mittel 25 zum Regulieren des Stroms bereitstellen, die konfiguriert sind, um von der Steuer- und Verwaltungseinheit 21 bewegt zu werden, um die Gießgeschwindigkeit des angereicherten Metallmaterials aus dem jeweiligen Tank 17 der Gießwanne 114 in autonomer und unabhängiger Art und Weise aus den anderen Tanks 17 zu regeln.
In einigen Ausführungsformen, die in 1, insbesondere in Bezug auf den Tank 17 links, schematisch dargestellt sind, können die Mittel 25 zum Regulieren des Stroms als Gießwannenschlitten 26 konfiguriert sein, der beispielsweise zwei feste Lochplatten 27 und eine bewegliche Lochplatte 28 umfassen kann, die mit Löchern mit Größen, die mit dem Durchgangskanal kohärent sind, und einem Befehlsmodul 29 versehen sind, das mit der Steuer- und Verwaltungseinheit 21 betriebsmäßig verbunden ist.
Die festen Lochplatten 27 sind mit dem Loch, das mit dem Durchgangskanal ausgerichtet ist, montiert.
Die bewegliche Lochplatte 28 kann durch die Steuer- und Verwaltungseinheit 21 mittels des Befehlsmoduls 29 in einstellbarer Art und Weise von einer offenen Position in eine geschlossene Position bewegt werden. In der offenen Position ist das Loch der beweglichen Lochplatte 28 mit dem Durchgangskanal ausgerichtet; in der geschlossenen Position ist das Loch der beweglichen Lochplatte 28 in Bezug auf den Durchgangskanal versetzt; in den Zwischenpositionen ist das Loch der beweglichen Lochplatte 28 teilweise mit dem Durchgangskanal ausgerichtet, wodurch ein variabler Durchlassspalt bereitgestellt wird, der die Regulierung der Gießgeschwindigkeit ermöglicht.
In einigen Ausführungsformen, die in 1, insbesondere in Bezug auf den Tank 17 rechts, schematisch dargestellt sind, können die Mittel 25 zum Regulieren des Stroms einen Pufferbalken 30 oder einen Stopfen bereitstellen, der eine Spitze von Größen aufweist, die mit dem Loch des Abgabetors 123 des Tanks 17 kohärent sind, das vertikal von der Steuer- und Verwaltungseinheit 21 bewegt werden kann, um den Einschluss davon zu variieren, wodurch die Gießgeschwindigkeit reguliert wird.
In einigen Ausführungsformen, die in 1, insbesondere in Bezug auf den Tank 17 links, schematisch dargestellt sind, können die Einbringmittel 15 Düsen oder Lanzen 31 umfassen, die teilweise in das geschmolzene Metallmaterial eingetaucht sind, durch die Legierungselemente aus speziellen Tanks (nicht gezeigt) entfernt und in die Tanks 17 der Gießwanne 114 abgeführt werden können, beispielsweise in Pulverform, um das schlechte Metallmaterial anzureichern.
Beispielsweise ist es möglich, Legierungselemente wie Vanadium abzuführen, um das schlechte Metallmaterial in einem oder mehreren spezifischen und gewünschten Tanks 17 anzureichern.
Vanadium kann als Fe-V in Pulverform mittels einer Düse oder einer Lanze 31 zugeführt werden.
In möglichen Varianten kann das Fe-V von einer Düse oder Lanze 31 des Typs „Argon-Ausstoßvorrichtung“ abgegeben werden.
Die Lanzen 31 können mit der Steuer- und Verwaltungseinheit 21 betriebsmäßig verbunden sein, die beispielsweise die Abgabeposition und -tiefe, die Durchflussrate der Legierungselemente, den Tank, aus dem die Legierungselemente, möglicherweise unterschiedlicher Arten, aufgenommen werden, und andere Parameter regulieren können.
In einigen Ausführungsformen, die schematisch in 1 dargestellt sind, unter besonderer Bezugnahme auf den Tank 17 rechts, können die Einbringmittel 15 einen oder mehrere Fülldrähte 32 umfassen, die möglicherweise von einer Spule 33 mit einer vorbestimmten Tauchgeschwindigkeit von der Größenordnung von einigen Metern pro Sekunde abgewickelt werden, was von der gewünschten Abgabetiefe abhängt.
Die Spule 33 kann mittels eines Drehaktuators abgewickelt werden, der mit der Steuer- und Verwaltungseinheit 21 betriebsmäßig verbunden ist, wodurch die Tauchgeschwindigkeit und die Tiefe reguliert werden können.
Der Fülldraht 32 kann ein flexibles Rohr aus Metallmaterial, beispielsweise Stahl, innen hohl und mit reduzierter Dicke, sein, in dessen Innenseite Legierungselemente in Pulverform vorliegen.
Wenn das flexible Rohr 32 mit dem geschmolzenen Metallmaterial in Kontakt kommt, beginnt das Metallmaterial, mit dem es hergestellt ist, zu schmelzen, allmählich die Legierungselemente abzuführen, wie schematisch durch eine Schraffur in den Zeichnungen gezeigt.
In einigen Ausführungsformen, die durch 2 beispielhaft beschrieben sind, können die Abgabemittel 13 der Gießpfanne 112 eine einzelne Abgabevorrichtung 22 umfassen, die mit zwei oder mehr Abgabeästen 34a, 34b versehen ist, die jeweils einem jeweiligen Tank 17 der Gießwanne 114 zugeordnet sind.
In diesen Ausführungsformen kann die Abgabevorrichtung 22 alternativ oder zusätzlich zu dem Gießpfannenschlitten 24 ein Drei- (oder Mehr-) Wege-Ventil 35 eines Typs bereitstellen, der für Eisen- und Stahlverwendung geeignet ist, der an der Gabel der Abgabeäste 34a, 34b angeordnet und mit der Steuer- und Verwaltungseinheit 21 betriebsmäßig verbunden ist, der daher den Fluss von geschmolzenem Metallmaterial durch alle Abgabeäste 34a, 34b oder nur einen Teil davon ermöglichen kann.
In einigen Ausführungsformen, die durch 3 beispielhaft beschrieben sind, ist die Gießpfanne 112 eine bewegliche Pfanne mittels bekannter Bewegungsmittel 36, die mit der Steuer- und Verwaltungseinheit 21 betriebsmäßig verbunden sind, um abwechselnd das geschmolzene Metallmaterial in einen der Tanks 17 der Gießwanne 114 abzuführen.
In diesen Ausführungsformen kann sich der der Gießpfanne 112 zugeordnete Kabelschuh der Abgabevorrichtung 22 in einer größeren Höhe befinden als die Höhe der Trennmittel 218, welche die Tanks 17 der Gießwanne 114 trennen, um die Horizontalbewegung der Gießpfanne 112 nicht zu stören.
Es sind auch einige Ausführungsformen möglich, bei denen die Gießpfanne 112 sowohl horizontal als auch vertikal beweglich ist, um während der Abgabe den Kabelschuh der Abgabevorrichtung 22 in das geschmolzene Metallmaterial in der Gießwanne 114 eintauchen zu können, wodurch ein Kontakt mit Luft verhindert wird.
In diesen Ausführungsformen ist es auch möglich, die Gießpfanne 112 während der horizontalen Bewegung anzuheben, um eine Interferenz zwischen dem Ende der Abgabevorrichtung 22 und den Trennmitteln 218 der Tanks 17 zu verhindern.
In einigen Ausführungsformen, die schematisch durch 3 beschrieben sind, können einem Tank 17 der Gießwanne 114, insbesondere dem Tank 17 rechts, mehrere Gießlinien 11, zum Beispiel eine zweite Gießlinie 11b und eine dritte Gießlinie 11c, zugeordnet werden, wobei die jeweiligen Ausflussmittel 16 bereitgestellt werden, die in autonomer und unabhängiger Art und Weise voneinander arbeiten können. Diese Ausführungsformen sind besonders vorteilhaft, da sie eine autonome und unabhängige Verarbeitung der halbfertigen Stahlgussprodukte ermöglichen, um sowohl Fertigprodukte, welche dieselbe chemische Zusammensetzung aufweisen, ähnlich wie in der Patentschrift EP 3,052,259 B1 im Namen desselben Anmelders offenbart, als auch Fertigprodukte, die unterschiedliche Stahlzusammensetzungen aufweisen, gemäß den hierin beschriebenen Ausführungsformen zu erhalten.
In einigen beispielhaft durch 4 beschriebenen Ausführungsformen umfasst die Gießwanne 114 mehrere Tanks 17, insbesondere fünf Tanks 17, von denen:

- ein mittlerer Tank 17a geeignet ist, um das geschmolzene Metallmaterial aus der Gießpfanne 112 aufzunehmen, der möglicherweise den Anschlagschacht 19 aufweist;
- zwei Zwischenbehälter 17b, 17c, angrenzend an den mittleren Tank 17a, die für die Anreicherung des schlechten Metallmaterials geeignet sind, welche die Einbringmittel 15 und gegebenenfalls auch die Mischmittel 20 aufweisen;
- zwei Außentanks 17d, 17e, angrenzend an die Zwischenbehälter 17b, 17c, geeignet zum Gießen der angereicherten Metallmaterialien, welche die Ausflussmittel 16 aufweisen.

In diesen Ausführungsformen können die Trennmittel 218 auf einer niedrigeren Höhe als der Höhe der Wände der Gießwanne 114 sein, sodass das geschmolzene Metallmaterial während des Gebrauchs in die Zwischenbehälter 17b, 17c und in die Außentanks 17d, 17e fließen kann, sobald der mittlere Behälter 17a und die Zwischenbehälter 17b, 17c gefüllt wurden, wie schematisch durch die Pfeile in 4 angezeigt.
Für Fachleute ist es offensichtlich, dass einige Ausführungsformen (nicht gezeigt) ebenfalls möglich sind, die mehr als einen mittleren Tank 17a für das Abführen des geschmolzenen Metallmaterials und/oder mehr als zwei Zwischenbehälter 17b, 17c zur Anreicherung des geschmolzenen Metallmaterials und/oder mehr als zwei Außentanks 17d, 17e für das Gießen des geschmolzenen Metallmaterials bereitstellen.
Beispielsweise ist es möglich, zwei weiter innen liegende Zwischenbehälter 17b, 17c, angrenzend an den mittleren Tank 17a, die das geschmolzene Metallmaterial mit einem bestimmten Gehalt an Legierungsmitteln anreichern, und zwei weiter außen liegende Zwischentanks 17b, 17c, angrenzend an die weiter innen liegenden Zwischenbehälter 17b, 17c, bereitzustellen, die das geschmolzene Metallmaterial weiter anreichern und entsprechende angereicherte Metallmaterialien mit einem höheren Gehalt an Legierungsmitteln oder mit anderen Legierungsmitteln unterschiedlicher Art gießen.
Vorteilhafterweise ermöglichen die Ausführungsformen, in denen die Anreicherung und das Gießen in separaten Tanks 17 durchgeführt werden, die Qualität der Fertigprodukte durch Erhöhen der Misch- und Auflösungszeit der Legierungsmittel in dem geschmolzenen Metallmaterial. Es ist daher möglich, Fertigprodukte mit einer gleichmäßigeren chemischen Zusammensetzung im Vergleich zu den Ausführungsformen zu erhalten, bei denen das Metallmaterial eingegossen, angereichert, gemischt und gleichzeitig in demselben Behälter 17 gegossen wird.
In einigen Ausführungsformen, die schematisch durch 7 und 8 beschrieben werden, kann der von der Gießpfanne 112 kommende Primärstrom F0 aus geschmolzenem Metallmaterial durch die Umlenkmittel 118 in zwei oder mehrere unterschiedliche Richtungen abgeleitet werden, d. h. in zwei oder mehrere Sekundärströme F1, F2.
In einigen Ausführungsformen können die Umlenkmittel 118 Vertiefungen, Erhöhungen, Hindernisse, Aussparungen, Einzahnungen, Vorsprünge, Kanten, freitragende Profile umfassen, die in variabler Art und Weise Unebenheiten, Höcker, Keile, Trennwände, Barrieren oder jedes beliebige andere Element oder Profil, das geeignet ist, um einen Strom in unterschiedliche Ströme umzuleiten und zu trennen, eingefügt sind.
Beispielsweise können in einigen nicht dargestellten Ausführungsformen Umlenkmittel 118 in dem Bereich bereitgestellt sein, in dem der Primärstrom F0 gegen den Boden des Zwischenbehälters 14 wirkt.
In diesen Ausführungsformen können die Umlenkmittel 118 keilförmige oder laminare Vorsprünge oder Kanäle oder Vertiefungen oder Aussparungen, die auf dem Boden des Zwischenbehälters 14 definiert sind, die den Primärstrom F0 in zwei oder mehrere Sekundärströme F1, F2 trennen, die in verschiedene Richtungen gerichtet sind, d. h. zu unterschiedlichen Teilen des Zwischenbehälters 14 hin, umfassen.
In einigen Ausführungsformen, die schematisch durch 7 und 8 beschrieben werden, können die Umlenkmittel 118 Hindernisse, zum Beispiel Trennwände oder Barrieren, mit einer Höhe aufweisen, die niedriger als die Höhe der Wände des Zwischenbehälters 14 ist, die den Primärstrom F0 in einen ersten Sekundärstrom F1 umleiten, der in der Nähe des Abgabebereichs begrenzt bleibt und sich mit dem vom Primärstrom F0 zugeführten Material und einem zweiten Sekundärstrom F2 wieder vermischt, der von oben an den Umlenkmitteln 118 vorbeiführen kann.
Der Anmelder hat verifiziert, dass, sobald der erste Strom F1 und der zweite Strom F2 getrennt sind, Wirbel in der Trennzone zwischen den beiden Strömungen F1, F2 erzeugt werden, die sie am erneuten Mischen hindern, wie schematisch in 8 gezeigt.
Dieses Phänomen kann beispielhaft erläutert werden, indem beobachtet wird, dass in dem Bereich in der Nähe der Umlenkmittel 118 die Durchflusslinien des ersten Stroms F1 und des zweiten Stroms F2 entgegengesetzt und voneinander divergierend sind, wie durch die Pfeile angezeigt.
Dieses Phänomen kann weiter erläutert werden, indem in Betracht gezogen wird, dass der zweite Sekundärstrom F2 von oben sowohl am Hindernis, das von den Umlenkmitteln 118 angelegt wird, als auch an den Wirbeln des ersten Sekundärstroms F1 vorbeiführen muss. Sobald der zweite Sekundärstrom F2 gegen die Wand der Gießwanne 114 wirkt, wird ein Rückfluss erzeugt, der sich notwendigerweise von unten auf die Umlenkmittel 118 richtet. Dieser Rückfluss wirkt gegen die Umlenkmittel 118 und verstärkt die Wirbel in einer divergenten und entgegengesetzten Richtung in Bezug auf die Wirbel des ersten Sekundärstroms F1.
Die Umlenkmittel 118 verhindern daher, dass sich der Rückfluss des zweiten Sekundärstroms F2 erneut mit dem Material, das durch den aus der Gießpfanne 112 kommenden Primärstrom F0 vermischt, wodurch das Bad aus geschmolzenem Metallmaterial im Zwischenbehälter 14 effektiv in zwei unterschiedliche Abschnitte unterteilt wird, die sich nicht vermischen, und die in unabhängiger und autonomer Art und Weise durch die Einbringmittel 15 und die Ausflussmittel 16 angereichert werden und gießen können.
In diesen Ausführungsformen kann das geschmolzene Metallmaterial mit einer Geschwindigkeit in die Gießwanne 14 eingespeist werden, die geeignet ist, um die Wirbel und die Trennung der Ströme zu erzeugen und zu fördern.
In einigen Ausführungsformen kann jede Gießlinie 11 der Mehrfachstahlgussvorrichtung 10 der Gießwanne 114 vorgelagert eine Form 37 (schematisch in 1-4 und 6 gezeigt), eine Begradigungseinheit 38 (schematisch in 6 und teilweise in 1-4 dargestellt) und eine Notbrennschneideinheit 39 (schematisch in 6 gezeigt), umfassen, die bekannt sind und dem jeweiligen Ausflussmittel 16 zugeordnet sind.
Die Begradigungseinheit 38 kann mit Rollen versehen sein, die konfiguriert sind, um das gegossene Produkt von einer im Wesentlichen vertikalen Gießrichtung auf eine im Wesentlichen horizontale Walzrichtung zu begradigen.
Einige hierin beschriebene Ausführungsformen betreffen auch eine mehrzeilige Co-Walzstahlanlage 100 zur Herstellung von Fertigprodukten, insbesondere langen Metallprodukten.
Gemäß der vorliegenden Beschreibung ist die Anlage 100 konfiguriert, um die Verfestigung von Metall, beispielsweise flüssigem Stahl, in halbfertige Stahlgussprodukte durchzuführen und Fertigprodukte ausgehend von diesen halbfertigen Stahlgussprodukten herzustellen.
Die halbfertigen Stahlgussprodukte können Rohblöcke oder Walzblöcke mit einem kreisförmigen, rechteckigen, quadratischen oder polygonalen Abschnitt sein, die in der Regel zur Herstellung von Stäben, Rundstücken, Stangen, Profilen verwendet werden, oder auch Trägervorprofile mit einem im Wesentlichen H-förmigen Abschnitt für die Herstellung von Trägern oder Profilen sein.
In einigen Ausführungsformen, die schematisch durch 6 beschrieben sind, umfasst die Anlage 100 eine Mehrfachstahlgussvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Beschreibung, die zwei oder mehrere Gießlinien 11 umfasst, und ein Walzwerk 101, das zwei oder mehrere Walzlinien 102 umfasst, die jeweils einer jeweiligen Gießlinie 11 zugeordnet sind, wodurch jeweilige Co-Walzlinien 103 definiert sind.
Gemäß der vorliegenden Beschreibung meinen wir mit dem Ausdruck „Co-Walzlinie“ daher, dass eine Gießlinie 11 ausgerichtet ist, d. h. sie befindet sich auf derselben Achse bezogen auf die jeweilige Walzlinie 102 vorgelagert oder mindestens in Bezug auf ein Anfangssegment der Walzlinie 102, daher ohne die Bereitstellung von Zwischenvorrichtungen, Weitergabevorrichtungen, Pendelvorrichtungen, Translationsebenen, beweglichen Rollbahnen oder anderen, die das Gussmetall aktiv bewegen, zum Beispiel in Richtungen quer zu einer Bewegungsrichtung und einem Arbeitsvorgang.
Auf diese Art und Weise ist es möglich, einen Arbeitsvorgang ohne Unterbrechung, oder endlos, aus dem Gießen des flüssigen Stahls zu schaffen, um die Fertigprodukte zu erhalten. Im Endlosprozess meinen wir mit dem Ausdruck „halbfertiges Stahlgussprodukt“ einen einzigen Block, der eine Länge aufweist, die sich aus der Verfestigungszone der Stahlgussvorrichtung 10 zum Eingang des Walzwerks 101 erstreckt.
Der Maschinenradius, d. h. der Krümmungsradius der Gießlinie, kann einen Wert zwischen 5 m und 20 m, vorzugsweise zwischen 7 m und 18 m aufweisen.
Die Stahlanlage 100 eignet sich auch zur Durchführung eines diskontinuierlichen Arbeitsprozesses, d. h. bei dem der Vorschub der halbfertigen Stahlgussprodukte zum Walzwerk 101 mit einer regelmäßigen Teilunterbrechung erfolgt. Im diskontinuierlichen Prozess wird das Walzwerk 101 mit Segmenten gewünschter Länge gespeist, beispielsweise zwischen 12 m und 80 m.
In einigen Ausführungsformen, die schematisch durch 6 beschrieben sind, kann die Anlage 100 ein Layout aufweisen, das eine einzige Gießwanne 114 umfasst, von der eine erste Gießlinie 11a und eine zweite Gießlinie 11b abzweigen, die jeweils einer ersten Walzlinie 102a und einer zweiten Walzlinie 102b zugeordnet sind, um Co-Walzlinien 103, insbesondere eine Linie für Walzdraht 103a und eine Linie für Stäbe 103b zu definieren.
Beispielsweise kann die Linie für Stäbe 103b einen Heizofen 104, vorzugsweise vom Induktionstyp, aufweisen, der unmittelbar vorgelagert der Mehrfachstahlgussvorrichtung 10 angeordnet ist.
Vorgelagert des Heizofens 104 können zwei Walzbahnen 105, insbesondere eine Vorwalzbahn 105a und eine Zwischenwalzbahn 105b, vorhanden sein, denen eine Kühleinheit 106, zum Beispiel des Wasserkasten-Typs, folgen kann, der eine weitere Walzbahn 105, insbesondere eine Endbearbeitungsbahn 105c, nachgelagert ist.
In einigen Ausführungsformen fährt die Linie für Stäbe 103 b mit einer anderen Kühleinheit 106 und einer Bremsschubeinheit 107 fort, um die Stäbe auf die kommerzielle Größe zu schneiden.
In einigen Ausführungsformen kann die Linie für Stäbe 103b dann mit einer Einheit 108 zum Lagern von Stäben und zum Erzeugen von Bündeln enden.
Die Walzdrahtbündel können mittels einer geeigneten Platte 109 zum Abführen von Walzdrahtbündeln abgeführt werden.
Beispielsweise kann die Linie für Walzdraht 103a einen Heizofen 104, vorzugsweise vom Induktionstyp, aufweisen, der unmittelbar vorgelagert der Mehrfachstahlgussvorrichtung 10 angeordnet ist, gefolgt von drei Walzbahnen 105, insbesondere einer Vorwalzbahn 105a, einer Zwischenwalzbahn 105b und einer Endverarbeitungsbahn 105c.
Die Linie für Walzdraht 103a kann dann eine Kühleinheit 106 bereitstellen, der eine andere Walzbahn 105, insbesondere eine Schnellwalzbahn 105d, folgt, gefolgt von einer anderen Kühleinheit 106 und einer Spulenformeinheit 110.
Insbesondere kann die Spulenformeinheit 110 einen Spulenformkopf, ein Walzdrahtband und einen Spulensammelschacht bereitstellen.
Es ist für Fachleute offensichtlich, dass eine Mehrfachstahlgussvorrichtung 10, die gemäß den hierin beschriebenen Ausführungsformen hergestellt wird, auch ohne besondere Schwierigkeiten und durch offensichtliche Anpassungen in einer Stahlanlage, die auf halbkontinuierlichem Gießen basiert, verwendet werden kann. In diesen Fällen reicht es zum Beispiel aus, Formen mit den Ausflussmitteln 16 der Gießwanne 114 zu koppeln, wodurch die Möglichkeit der gleichzeitigen Verarbeitung von Metallprodukten, die chemisch voneinander unterschieden werden, erreicht wird.
In möglichen Varianten kann die Form vom Leistungsformtyp sein. Die Form kann möglicherweise eine mindestens teilweise gekrümmte Längsentwicklung aufweisen.
In einigen Ausführungsformen können die Vorrichtung 10 und die Anlage 100 der vorliegenden Erfindung Sensoren S bereitstellen, die betriebsmäßig mit der Steuer- und Verwaltungseinheit 21 verbunden sind, die dazu geeignet sind, signifikante Mengen der bearbeiteten Materialien zu erfassen und eine Rückkopplung an die Steuer- und Verwaltungseinheit 21 bereitzustellen, um in Echtzeit die Prozessparameter auf koordinierte Art und Weise zu variieren.
Insbesondere kann die Steuer- und Verwaltungseinheit 21 die Prozessparameter im Vorschub- und/oder Rückkopplungsmodus variieren, wie nachstehend beschrieben.
In einigen Ausführungsformen können die Sensoren S vom Wärme-, optischen, Radar-, kapazitiven, Laser-, Wirbelstromtyp sein.
In einigen Ausführungsformen können Sensoren, die auf spektroskopischen Verfahren basieren, verwendet werden, wie beispielsweise Infrarotspektroskopie, UV/VIS-Spektroskopie, sowohl in der Emission als auch in Absorption, LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy), auch bekannt als LIPS (Laserinduzierte Plasmaspektroskopie).
In einigen Ausführungsformen können die Sensoren S konfiguriert sein, um die Oberflächentemperatur eines Materials zu erfassen, zum Beispiel können sie Infrarotsensoren oder Sensoren beliebiger anderer geeigneter Art sein.
In einigen Ausführungsformen können die Sensoren S konfiguriert sein, um die mikrokristalline Struktur eines Materials zu erfassen.
In einigen Ausführungsformen können die Sensoren S, zum Beispiel diejenigen basierend auf LIBS, konfiguriert sein, um die chemische Zusammensetzung eines Materials, insbesondere den Gehalt von Legierungselementen, zu erfassen.
Die Funktionsfähigkeit von Sensoren des Typs LIBS sieht vor, das Metallmaterial mit einem Laserimpuls zu bestrahlen, der einen Teil seiner Masse verdampft, beispielsweise enthalten zwischen Pikogrammen und Nanogramm, wobei sie in den Plasmazustand gebracht wird; der Sensor S, durch Erfassen der vom Plasma emittierten Strahlung, insbesondere durch die chemischen Elemente, die das in atomarer oder ionisierter Form im Plasma vorliegende Metallmaterial bilden, kann die chemische Zusammensetzung des Ausgangsmetallmaterials verfolgen.
Vorteilhafterweise kann diese Art von Sensoren daher verwendet werden, um Materialien in jedem beliebigen Zustand zu analysieren, beispielsweise flüssig, geschmolzen, fest, halbfest, sowohl kristallin als auch glasartig oder metallisch, da unabhängig vom Zustand, von dem das Material ausgeht, die Analyse auf dem mittels Laserbestrahlung erzeugten Plasma durchgeführt wird.
Diese Sensoren S können daher verwendet werden, um das Bad aus geschmolzenem Metallmaterial zu analysieren sowie die Halbfertigprodukte zu analysieren, und auch die Fertigprodukte zu analysieren.
Darüber hinaus ist es möglich, mit einer einzigen Sensorvorrichtung die Plasmaemission in verschiedenen Bereichen des elektromagnetischen Spektrums, beispielsweise UV und IR, mittels eines oder mehrerer geeigneter Detektoren zu analysieren.
Vorteilhafterweise kann Sensor S des Typs LIBS, der mit einem Detektor im Infrarotspektrum ausgestattet ist, auch die Temperatur des Metallmaterials erfassen.
Vorteilhafterweise können Sensoren S des Typs LIBS, beispielsweise durch die Steuer- und Verwaltungseinheit 21, Mischmitteln 20, die als Gasdiffusoren konfiguriert sind, zugeordnet und betriebsmäßig koordiniert werden. In diesen Ausführungsformen kann der Laserimpuls innerhalb einer Inertgasblase gerichtet sein, die in den Tanks 17 in das Bad aus Metallmaterial geblasen wird. Diese Eigenschaft ermöglicht eine kontinuierliche und zuverlässige Messung der chemischen Zusammensetzung und Temperatur des Bades.
In einigen Ausführungsformen können Sensoren S, die in der Nähe der Tanks 17 der Gießwanne 114 bereitgestellt sind, schematisch in 1-4 gezeigt, die chemische Zusammensetzung, insbesondere den Gehalt an Legierungselementen und/oder die Temperatur der Bäder aus angereichertem Metallmaterial in den Tanks 17 erfassen und an die Steuer- und Verwaltungseinheit 21 kommunizieren. Die Steuer- und Verwaltungseinheit 21 kann auf Grundlage dieser Daten in unabhängiger und autonomer Art und Weise für jeden Tank 17 die Arbeitsparameter der Einbringmittel 15 und/oder der Mischmittel 20 regulieren.
Beispielsweise kann der Strom von Legierungsmitteln, die aus den Lanzen 31 austreten, im Fall, dass ein übermäßig niedriger Gehalt in dem angereicherten Metallmaterial erfasst wird, erhöht werden.
In einigen Ausführungsformen können die Sensoren S, die der Gießlinien 11 vorgelagert bereitgestellt sind, unmittelbar nach der Brennschneideinheit 39, die schematisch in 6 gezeigt ist, die chemische Zusammensetzung, insbesondere den Gehalt an Legierungselementen, und/oder die mikrokristalline Struktur und/oder die Temperatur der halbfertigen Stahlgussprodukte, die in das Walzwerk 101 einlaufen, erkennen und an die Steuer- und Verwaltungseinheit 21 kommunizieren. Die Steuer- und Verwaltungseinheit 21 kann auf Grundlage dieser Daten in unabhängiger und autonomer Art und Weise für jede Gießlinie 11 die Arbeitsparameter der Einbringmittel 15, des Mischmittel 20 und/oder der Ausflussmittel 16 regulieren.
Beispielsweise kann der Inertgasstrom erhöht werden, um die Auflösung der Legierungselemente weiter zu fördern, falls in den halbfertigen Stahlgussprodukten Einschlüsse oder Konzentrationsgradienten von Legierungsmitteln erfasst werden.
In einigen Ausführungsformen können die Sensoren S, die der Walzlinien 102 vorgelagert bereitgestellt sind, unmittelbar nach den letzten Kühleinheiten 106 die chemische Zusammensetzung, insbesondere den Gehalt von Legierungselementen und/oder die mikrokristalline Struktur der Fertigprodukte, die aus dem Walzwerk 101 herauskommen, an die Steuer- und Verwaltungseinheit 21 kommunizieren. Die Steuer- und Verwaltungseinheit 21 kann auf Grundlage dieser Daten in unabhängiger und autonomer Art und Weise für jede Co-Walzlinie 103 die Arbeitsparameter der Anlage 100, zum Beispiel der Einbringmittel 15 oder der Heizöfen 104, regulieren.
Zum Beispiel kann die Temperatur der Heizöfen 104 erhöht werden, falls die Walzfehler aufgrund von Einschlüssen oder einem zu schnell verfestigten Metallmaterial erkannt werden.
Vorteilhafterweise lässt die vorliegende Erfindung das Steuern und Verwalten der unterschiedlichen Tanks 17 der Gießwanne 114, der unterschiedlichen Gießlinien 11, der unterschiedlichen Co-Walzlinien 103 in autonomer und unabhängiger Art und Weise zueinander zu.
Es ist daher möglich, eine Prozesssteuerung mit geschlossener Schleife, in Rückkopplung, durchzuführen, indem einige Sollwerte, beispielsweise für die chemische Zusammensetzung und/oder die Temperatur des Bades oder der halbfertigen Stahlgussprodukte, die mit den tatsächlich von den Sensoren S erfassten Werten verglichen werden. Auf Grundlage des Vergleichsergebnisses kann die Steuer- und Verwaltungseinheit 21 die Arbeitsparameter der Vorrichtung 10 und/oder der Anlage 100 derart modifizieren, dass die Differenz zwischen den erfassten Werten und den Sollpunkten verringert wird.
Vorteilhafterweise sind die Vorrichtung 10 und die Anlage 100 daher in der Lage, ohne den externen Eingriff von Bedienern die Produktionsabläufe autonom zu modifizieren, indem sie sie an die Detektionen der S-Sensoren anpassen.
Zum Beispiel können in einigen Ausführungsformen Sensoren S, die dem mittleren Tank 17a zugeordnet sind, die chemische Zusammensetzung des schlechten Metallmaterials erfassen, das in der Gießwanne 114 eintrifft, und Sensoren, die den Außentanks 17d, 17e zugeordnet sind, welche die chemische Zusammensetzung der angereicherten Metallmaterialien erfassen, die gegossen werden, bereitgestellt werden, und die Sollwerte können gewünschte Gehalte für die Legierungsmittel der Gussmaterialien sein. In diesen Ausführungsformen kann die Steuer- und Verwaltungseinheit 21 den Zustrom von Legierungsmitteln in die Zwischenbehälter 17b, 17c oder die Auflösungszeit regulieren, um den Unterschied zwischen dem Gehalt der Gussmaterialien und den Sollpunkten zu minimieren.
Einige hierin beschriebene Ausführungsformen betreffen auch ein Mehrfachstahlgussverfahren auf zwei oder mehreren Gießlinien 11, die zunächst das Einspeisen des Metallmaterials mit wenigen Legierungselementen aus einem Zuführbehälter 12 zu einem Zwischenbehälter 14 ermöglichen.
Das Verfahren sieht auch vor, das Bad aus geschmolzenem Metall in mindestens zwei Abschnitte aufzuteilen.
In einigen Ausführungsformen kann diese Aufteilung dadurch erreicht werden, dass der Zwischenbehälter 14 physisch geteilt ist, beispielsweise mittels Trennmitteln 218 in mindestens zwei Teile, wobei jeder Teil einem jeweiligen Abschnitt des geschmolzenen Metallmaterials zugeordnet ist.
In diesen Ausführungsformen kann die Teilung dem Vorschub zugeordnet werden, da die einzelnen Teile des Zwischenbehälters 14 eingespeist werden können, wodurch das Bad effektiv geteilt wird.
In einigen Ausführungsformen kann die Teilung erhalten werden, indem geeignete Umlenkmittel 118 bereitgestellt werden, die den Strom von Metallmaterial, der aus dem Zuführbehälter 12 eintrifft, in mindestens zwei Abschnitte unterteilen.
In diesen Ausführungsformen kann das geschmolzene Metallmaterial mit einer Geschwindigkeit zugeführt werden, die geeignet ist, um die Teilung des Bades mittels geeigneter Wirbel zu erzeugen und zu fördern.
Anschließend können die Legierungselemente in autonomer und unabhängiger Art und Weise von dem einen Abschnitt zu dem anderen eingebracht werden, um unterschiedliche angereicherte Metallmaterialien zu erhalten, die chemisch voneinander unterschieden werden.
Diese angereicherten Metallmaterialien können in unabhängiger und autonomer Art und Weise von einem Abschnitt zu einem anderen gegossen werden.
In einigen Ausführungsformen können der Vorschub, das Einbringen der Legierungsmittel und das Gießen gleichzeitig in den unterschiedlichen Teilen des Zwischenbehälters 14 oder für die unterschiedlichen Abschnitte geschmolzenen Metallmaterials durchgeführt werden.
Alternative Ausführungsformen können auch vorsehen, dass diese Vorgänge zu unterschiedlichen Zeiten von einem Teil zu dem anderen oder von einem Abschnitt zu dem anderen durchgeführt werden.
Beispielsweise ist es in dem Fall, dass der Zwischenbehälter 14 als eine mit drei Tanks 17 versehene Gießwanne 114 konfiguriert ist, möglich, einen Tank 17 mit dem schlechten Metallmaterial zuzuführen, während die Legierungsmittel in einem unterschiedlichen Tank 17 eingebracht und gemischt werden und das angereicherte Metallmaterial aus dem letzten Tank 17 gegossen wird, wobei die unterschiedlichen Schritte des Verfahrens in einer gestaffelten Reihenfolge zwischen den drei Tanks 17 ausgeführt werden.
Gemäß einem anderen Beispiel ist es möglich, die Tanks 17 nur bei Bedarf zu speisen. Insbesondere in dem Fall, wenn mehrere Gießlinien 11 bei unterschiedlichen Gießgeschwindigkeiten arbeiten, beispielsweise weil sie Fertigprodukten unterschiedlicher Art zugeordnet sind, werden diese zu nicht synchronisierten Zeiten entleert. In diesen Fällen ist es möglich, die Tanks 17 mit einem schlechten Metallmaterial zu versorgen, wenn der Pegel des Bades einen bestimmten vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet, was die Kontinuität des Arbeitsprozesses gewährleistet.
Einige hierin beschriebene Ausführungsformen betreffen auch ein Verfahren zum mehrzeiligen Co-Walzen von zwei oder mehreren fertigen Metallprodukten, die sich einander chemisch unterscheiden, wodurch das hierin beschriebene Mehrfachstahlgussverfahren verwendet werden kann, um verschiedene angereicherte Metallmaterialien zu gießen und mittels mehrzeiligem Walzen zu walzen, wobei jeweils mehrere Walzlinien 102 den jeweiligen Gießlinien 11 zugeordnet sind.
Es ist klar, dass Modifikationen und/oder Ergänzungen von Teilen oder Schritte an der Vorrichtung 10, an der Anlage 100 und an dem Verfahren wie vorstehend beschrieben vorgenommen werden können, ohne vom Gebiet und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Es ist auch klar, dass, obwohl die vorliegende Erfindung anhand einiger spezifischer Beispiele beschrieben wurde, Fachleute durchaus viele andere äquivalente Formen von Vorrichtungen 10, Anlage 100 oder dem Verfahren erreichen können, welche die Eigenschaften aufweisen, wie sie in den Ansprüchen dargelegt sind, und somit alle in das dadurch definierte Schutzgebiet fallen.
Insbesondere ist es für Fachleute offensichtlich, dass es möglich ist, eine beliebige Anzahl von Tanks 17, Gießlinien 11 und Co-Walzlinien 103 bereitzustellen.
Beispielsweise ist es durch Kombinieren der beispielhaft durch 1 oder 2 oder 3 beschriebenen Ausführungsformen mit den durch 4 beschriebenen Ausführungsformen möglich, eine Vorrichtung 10 herzustellen, die eine Gießwanne 114 mit fünf Tanks 17, die alle mit Einbringmitteln 15 und Ausflussmitteln 16 versehen sind, eine Gießpfanne 112, die geeignet ist, diese fünf Tanks 17 zu speisen, und fünf Formen 37, denen fünf Co-Walzlinien 103 zugeordnet werden können, umfasst.
In den folgenden Ansprüchen dienen die Hinweise in Klammern einzig dazu, das Lesen zu vereinfachen: Sie dürfen im Hinblick auf das in den spezifischen Ansprüchen beanspruchte Schutzgebiet nicht als einschränkende Faktoren angesehen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 3052259 B1 [0007, 0113]
JP H02137654 A [0008]
JP S61147953 A [0009]
JP H0299251 A [0010]
JP S59169654 A [0011]
US 7618582 B2 [0012]

Claims

Mehrfachstahlgussvorrichtung, umfassend mindestens einen Behälter (12) zum Zuführen des geschmolzenen Metallmaterials, einen Zwischenbehälter (14) und zwei oder mehrere Formen (37), die den jeweiligen Gießlinien (11) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenbehälter (14) konfiguriert ist, um ein Bad aus geschmolzenem Metallmaterial mit wenigen Legierungselementen, die in dem Zwischenbehälter (14) vorhanden sind, in mindestens zwei Abschnitte zu unterteilen, wobei mindestens einer der zwei Abschnitte jeweiligen Einbringmitteln (15) zugeordnet ist, um Legierungselemente in das Bad aus Metallmaterial mit wenigen Legierungselementen einzubringen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese Umlenkmittel (118) umfasst, die dem Zwischenbehälter (14) zugeordnet sind, die konfiguriert sind, um den Strom von geschmolzenem Metallmaterial, der von dem Zuführbehälter (12) zugeführt wird, so umzuleiten, dass das Bad aus geschmolzenem Metallmaterial in die mindestens zwei Abschnitte unterteilt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese Trennmittel (218) umfasst, die dem Zwischenbehälter (14) zugeordnet sind, die konfiguriert sind, um den Zwischenbehälter (14) physisch in mindestens zwei Teile zu teilen, wobei jeder Teil jeweiligen Einbringmitteln (15) und einem jeweiligen Abschnitt geschmolzenen Metallmaterials zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenbehälter (14) eine Gießwanne (114) umfasst, die mit zwei oder mehreren Tanks (17) versehen ist, um in autonomer und unabhängiger Art und Weise von einem Tank (17) zu dem anderen das Metallmaterial mit wenigen Legierungselementen anzureichern, indem jeweilige angereicherte Metallmaterialien erhalten werden.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenbehälter (14) Ausflussmittel (16) umfasst, die zum Gießen der mindestens zwei Abschnitte des geschmolzenen Metallmaterials in unabhängiger und autonomer Art und Weise voneinander entlang jeweiliger Gießlinien (11) geeignet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführbehälter (12) eine Gießpfanne (112) umfasst, die mit Abgabemitteln (13) versehen ist und zum Abführen des Metallmaterials mit wenigen Legierungselementen in einen oder mehrere der zwei oder mehreren Tanks (17) geeignet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der zwei oder mehreren Tanks (17), der durch die Abgabe des Metallmaterials mit wenigen Legierungselementen aus der Gießpfanne (112) betroffen ist, einen Anschlagschacht (19) aufweist, der konfiguriert ist, um während des Gebrauchs die Stoßwirkung des aus der Gießpfanne (112) kommenden Stroms von Metallmaterial aufzunehmen.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgabemittel (13) zwei oder mehrere Trennvorrichtungen (22) umfassen, die jeweils einem jeweiligen Tank (17) zugeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgabemittel (13) eine Abgabevorrichtung (22) umfassen, die mit zwei oder mehreren Abgabeästen (34a, 34b) versehen ist, die jeweils einem jeweiligen Tank (17) zugeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießpfanne (112) eine bewegliche Pfanne ist, die konfiguriert ist, um das Metallmaterial mit wenigen Legierungselementen abwechselnd in einen der zwei oder mehreren Tanks (17) der Gießwanne (114) abzuführen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießwanne (114) fünf Tanks (17) umfasst, von denen: - ein mittlerer Tank (17a), konfiguriert ist, um das Metallmaterial mit wenigen Legierungselementen aus der Gießpfanne (112) aufzunehmen; - zwei Zwischenbehälter (17b, 17c) mit jeweiligen Einbringmitteln (15) versehen sind; - zwei Außentanks (17d, 17e) mit jeweiligen Ausflussmitteln (16) versehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Steuer- und Verwaltungseinheit (21) umfasst, mit der mindestens die Abgabemittel (13), die Einbringmittel (15), und die Ausflussmittel (16) betriebsmäßig verbunden sind und durch die sie gesteuert werden, die konfiguriert ist, um die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung (10) so zu verwalten, dass die angereicherten Metallmaterialien, die sich chemisch voneinander unterschieden, in den unterschiedlichen Gießlinien (11) in autonomer und unabhängiger Art und Weise voneinander angereichert und gegossen werden.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass diese Sensoren (S) umfasst, die mit der Steuer- und Verwaltungseinheit (21) betriebsmäßig verbunden sind, die dazu geeignet sind, signifikante Mengen der bearbeiteten Materialien zu erfassen und eine Rückkopplung an die Steuer- und Verwaltungseinheit (21) bereitzustellen, um in Echtzeit die Prozessparameter auf koordinierte Art und Weise zu variieren.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass diese Sensoren (S) umfasst, die den zwei oder mehreren Tanks (17) zugeordnet sind und dazu geeignet sind, um die Gehalte der Legierungselemente der jeweiligen Bäder aus angereichertem Metallmaterial zu erfassen und an die Steuer- und Verwaltungseinheit (21) zu kommunizieren, und dadurch, dass die Steuer- und Verwaltungseinheit (21) auf Grundlage der erfassten Gehalte von Legierungselementen in unabhängiger und autonomer Art und Weise von einem Tank (17) zu dem anderen die Arbeitsparameter der Einbringmittel (15) reguliert.
Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (S) auf LIBS (Laser Induzated Breakdown Spectroscopy) basieren.
Mehrzeilige Co-Walzstahlanlage zur Herstellung von fertigen Metallprodukten, dadurch gekennzeichnet, dass sie Folgendes umfasst: - eine Mehrfachstahlgussvorrichtung (10), wie in einem der vorstehenden Ansprüche, die mit zwei oder mehreren Gießlinien (11) versehen ist, - ein Walzwerk (101), das mit zwei oder mehreren Walzlinien (102) versehen ist, die jeweils einer jeweiligen Gießlinie (11) zugeordnet sind, wodurch jeweilige Co-Walzlinien (103) definiert sind.
Anlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Co-Walzlinien (103) vom Typ einer Endloslinie ist.
Anlage nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Co-Walzlinien (103) vom Typ einer diskontinuierlichen Linie ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine einzigen Gießwanne (114) umfasst, aus der zwei Co-Walzlinien (103) abzweigen, insbesondere eine Linie für Stäbe (103a) und eine Linie für Walzdraht (103b).
Anlage nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass diese Sensoren (S) umfasst, die jeder der zwei oder mehreren Gießlinien (11) nachgelagert sind und den jeweiligen zwei oder mehreren Walzlinien (102) vorgelagert sind und dazu geeignet sind, um die Gehalte der Legierungselemente der jeweiligen halbfertigen Stahlgussprodukte zu erfassen und an die Steuer- und Verwaltungseinheit (21) zu kommunizieren, und dadurch, dass die Steuer- und Verwaltungseinheit (21) auf Grundlage der erfassten Gehalte von Legierungselementen in unabhängiger und autonomer Art und Weise von einer Gießlinie (11) zu der anderen die Arbeitsparameter der Einbringmittel (15) reguliert.
Anlage nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass diese Sensoren (S) umfasst, die jeder der zwei oder mehreren Walzlinien (102) nachgelagert sind, und dazu geeignet sind, um die Gehalte der Legierungselemente der jeweiligen fertigen Metallprodukte zu erfassen und an die Steuer- und Verwaltungseinheit (21) zu kommunizieren, und dadurch, dass die Steuer- und Verwaltungseinheit (21) auf Grundlage der erfassten Gehalte von Legierungselementen in unabhängiger und autonomer Art und Weise von einer Walzlinie (102) zu der anderen die Arbeitsparameter der Einbringmittel (15) reguliert.
Anlage nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (S) auf LIBS (Laser Induzated Breakdown Spectroscopy) basieren.