DE3201748A1

DE3201748A1 - Stranggiess- und direktwalzvorrichtung

Info

Publication number: DE3201748A1
Application number: DE19823201748
Authority: DE
Inventors: Michiyasu Honda; Kouji Hyodo; Kazuhide Sakai Ohsaka Kameyama; Hanji Ohba
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1981-01-22
Filing date: 1982-01-21
Publication date: 1982-08-05
Also published as: JPS6225041B2; CA1175632A; AU548583B2; DE3201748C2; US4658882A; FR2498092A1; AU8065482A; FR2498092B1; JPS57127505A

Description

MtM 9s

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Direktwalzen eines Stahlgußstückes bzw. -stranges und zum Herstellen eines Stahlerzeugnisses daraus, und insbesondere eine Vorrichtung zum Direktwalzen eines aus einer Stranggießvorrichtung austretenden heißen Stahlgußstückes bzw. -stranges· ohne Nachwärmen und zum Herstellen eines Stahlerzeugnisses daraus.

Un technischen Bereich der Stranggießvorrichtungen wurde kürzlich, um Energie zu sparen und eine hohe Produktivitat zu erreichen, eine Vorrichtung entwickelt und im industriellen Bereich angewandt, bei der das aus einer Stranggießvorrichtung austretende heiße Stahlgußstück in eine Direktwalzstraße bzw. -staffel zum Warmwalzen überführt

wird.
20

Um die Erfindung leichter verständlich zu machen, wird die vorstehende Vorrichtung nachstehend erläutert.

Fig.' 1 der Zeichnung zeigt eine Gesamtansicht des Direkt- ^ walz- und Fertigungssystems mit einer Stranggießvorrichtung 1, einer Stranggußform 2 und Ausziehführungen oder -rollen J5. Ein aus der Form 2 austretender Stahlstrang 4 wird bis zu seinem Kern gekühlt, um seine vollständige Erstarrung bis zum Zeitpunkt seiner Ankunft am Ende der Vorrichtung zu erreichen. Weiterhin vreist die Stranggießvorrichtung 1 eine langsam wirkende Kühlvorrichtung 5 und eine

Warmhaltevorrichtung 6 auf, um eine übermäßige Abkühlung des Stranges zu verhindern.

Die Kühlvorrichtung 5 weist eine Gruppe von Luft-Wasser-

KUhlvorrichtungen 5a auf, die ein Luft-Wasser-Gemisch (Luft-Wasser-Sprühgemisch oder ggf. Luft-Wasserdampf-Gemisch)

ι aus mit Kühlwasser gemischter Druckluft auf den Stahlstrang 4 sprühen,und eine Gruppe von äußeren Rollenkühlvorrichtungen 5b, die ein Luft-Wasser-Gemisch auf die Ausziehrollen 3 sprühen, um den strang 4 indirekt- zu kühlen. In der Kühlvorrichtung 5 gemäß der Ausführungsform vom Pig. I wird der Stahlstrang . 4 in seiner Querschnittsrichtung gleichförmig gekühlt, weil er gleichmäßig dem Luft-Wasser-Sprühnebel ausgesetzt ist. Wenn die Erstarrung des Stranges 4 einen bestimmten Grad erreicht hat, wird er

IQ wegen seines großen Wärmeinhaltes zusätzlich indirekt · über die Ausziehrollen 3 gekühlt.. Die Luft-Wasser-Kühlung · hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen, weil die Kühlkapazität leicht geregelt, eine gleichförmige Kühlung in Querschnittsrichtung des Stranges erreicht und der Kühlvorgang mit kleinen Temperaturgradient en durchgeführt werden kann.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Qualität des derart hergestellten Stahlbleches nicht immer ausreichend gut ist, insbesondere wenn ein Stahlblech besonderer Qualität, beispielsweise ein zur Herstellung von Weißblech verwendbares, warmgewalztes Stahlblech, hergestellt werden soll, weil die Temperatur des . hinteren. Endes des

Strangesrelativ niedrig wird. Dieser Nachteil soll erfindungsgemäß beseitigt werden.

Nachstehend wird die Warmhalte- oder Wärmehaltungsvorrichtung 6 erläutert, die an

einem weitgehend beliebigen Ort auf der Austrittsseite der Stranggießvorrichtung 1 angeordnet ist.

Pig. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Wärmehaltungsvorrichtung 6. Die Wärmehaltungsvorrichtung 6 weist eine Wärmehaltungsplatte 6a auf, die mit einem eine Schmalseite oder -kante des stahlgußstUckes bzw. -stranges 4 abdeckenden Wärmeisoliermaterial 7 verkleidet

ist, und eine Tragvorrichtung 6b, die die Wärmehaltungs.-

daß diese
platte oa derart haltert,/transversal, wie in Richtung der Breite des Stranges, beweglich ist.

Wie im Teilquerschnitt von Pig. 3 dargestellt, ist ein. Spalt t zwischen der Wärmehaltungsvorriehtung und der Schmalseite 4a des Stranges mittels eines Anlagevorsprunges 6c so weit wie möglich verkleinert. An der Seite des Stranges ist eine traufartig vorspringende bzw. überhängende Wärmehaltungsplatte 6ä angeordnet. Die Form des konkaven Teilstückes 6e ist dem Umfang der Ausziehrollen angepaßt. Bei der vorstehend beschriebenen Stranggießvorrichtung sind die Ausziehrollen 3 in kurzem Abstand oder Intervall angeordnet, und der Strang 4 wird langsam gekühlt, so daß der TemperaturrUckgang oder -abfall in der Mitte des Stranges sehr klein, aber an den Seiten oder Kanten des Stranges erheblich ist. Sowohl der Temperaturabfall oder -gradient in Querschnittsrichtung des Stranges 4 als auch der gesamte Temperaturabfall kann durch Abdecken des Strangmit ■ -

endes/der Wärmehaltungsvorrichtung 6 stark verringert werden.

Die in Fig. 1 dargestellte Brennschneidvorrichtung 8 längt den Strang 4 vor dem nachfolgenden Walzvorgang auf eine bestimmte Länge ab. Eine Strang-Wärmehältungsabeckung 9 ist vor und hinter der Brennschneidvorrichtung 8 angeordnet. Wie in den Fi^. 4 und 5 im einzelnen dargestellt, weist die Abdeckung 9 einen wannenfö'rmigen oder U-förmigen Querschnitt auf und deckt den Transportweg des Stranges 4 ab.

Die Abdeckung 9 steht mit der Brennschneidvorrichtung 8 über eine Metallverbindung 10 derart in Eingriff, daß die Abdeckung 9 simultan mit dem Brennschneider vor- und zurückbewegt wird.

Zweckmäßigerweise ist die Länge der Frontabdeckung 9a größer als die Schnittlänge des Stranges 4, während die

Rückabdeckung 9b größer als der BewegungsSpielraum der Brennschneidvorrichtung 8 ist, weil mit dieser Anordnung die mit einer nachstehend beschriebenen, oberen Wärmeisolierhaube 11 kombinierte Abdeckung jeweils den zu schneideiiden oder gerade geschnittenen Strang 4 überdecken kann. Die Wärmeisolierhaube 11 ist auf einem Transporttisch 12 angeordnet, auf dem der von der StranggieSvorrichtung 1 zugeführte Strang 4 und eine von der Brennschneidvorrichtung 8 geschnittene Strangeinheit 40 transportiert v/erden. Ersichtlicherweise kann der zu schneidende oder geschnittene Strang 4 immer von der, wie in Fig. 5 dargestellt, die Wärmeisolierhaube 11 aufnehmenden und die vorstehend erläuterte Lange aufweisenden Abdeckung 97

(überdeckt werden. Die von der Brennschneidvorrichtung

abgeschnittene Strangeinheit 4o wird sofort vom Transporttisch 12 aufgenommen, auf dem Transportwalzen 13 in Transportrichtung angeordnet sind, und dann vom Transporttisch einer Warmwalzvorrichtung (-gerüst) 14 zugeführt.

Die Fig. 6 und 7 zeigen eine Anordnung zum Warmhalten des

Stranges, wie des abgelängten Gußstückes, auf dem Transporttisch 12. Die obere Wärmeisolierhaube 11 mit wannenartigem Querschnitt ist entlang des Transportweges des Gußstückes abnehmbar auf dem Transporttisch 12 montiert. Zwischen benachbarten Transportwalzen 13 sind Wärmeisolierplatten 15

abnehmbar montiert, um den Zwischenraum zwischen den Walzen zu schließen. Vorzugsweise sind die Wärmeisolierplatten I5

(Jgereich.es entlang dos Vorder- und Rückabschnittes des Bewegungsjder Brennschneidvorrichtung 8 montiert, insbesondere kann eine

Wärmeisolierplatte 15a (vgl. Fig. 5)> deren Länge auf den 30

Bewesungnoerelch eines Schneidbrenners Sa abgestimmt ist, derart angeordnet sein, daß sie, wie in B¹Ig. 5 dargestellt, von einer vorzugsweise hydraulischen Hebevorrichtung Io geöffnet und geschlossen werden kann. Vorzugsweise können

zwei zusammen· der Länge des abgetrennten Gußstückes entspre-35

chende Isolierplatten 15a vorgesehen sein. Mittels der beweglichen Isolierplatte(n) kann der Schneidabfall wirkungs-

ι voll entfernt werden.

Bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ist kein Flämmputzen oder Ausschärfen des Gußstückes mehr erforderlieh. Dadurch kann sehr viel Energie eingespart und ein Stahlerzeugnis hervorragender Qualität bei hoher Produktivität hergestellt werden. Es hat sich Jedoch ein zweiter oeim Temperaturrückgancfdeg Stranges auftretender Nachteil gezeigt, und zwar der/Temperaturabfall in verschiedenen Bereichen des Stranges, wie im Endabschnitt des heißen, von der Brennschneidvorrichtung geschnittenen Gußstückes, insbesondere an der vorderen und hinteren Endfläche in der Schnittebene in Richtung der Breite des Gußstückes. Diese Temperaturabfälle oder -gradienten können von verschiedenen Ursachen hervorgerufen werden, wie Änderungen in den GieS-bedingungen, Änderungen in der Breite des Stranges, Verringerung der Gießgeschwindigkeit, wenn die Zwischenpfanne oder Gießpfanne für den geschmolzenen Stahl gewechselt wird, und Änderungen in der Gießgeschwindigkeit, wenn die Geschwindigkeit wegen Schwierigkeiten in einem nachgeschalteten Verarbeitungsschritt geregelt werden mu.'B. Das Direktwalzen des stranggegossenen Stahles wird von derartigen Temperaturabfällen unmöglich gemacht. Um das Direktwalzen eines durch Stranggießen erhaltenen Gußstückes zu ermöglichen, ist deshal^ytei'ne ^erbesserung der Wärmehaltungsvorrichtungen erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum direkten Walzen eines durch Stranggießen hergestellten

Gußstückes bereitzustellen, mit der das Auftreten von Oberflächendefekten des Gußstückes im warnen Zustand verhindert

tund ohne Nachwärmen und das Gußstück im warmen Zustand direkte gewalzt werden

" kann.

Diese Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst. Das Gußstück soll in warmen Zustand

gewalzt werden, nachdem es einer selektiven, langsamen Kühlung unterzogen und durch eine Wärmehaltungsvorrichtung geführt wurde, die die Temperatur des Gußstückes hochhält.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine gekrümmte Stranggießvorrichtung und eine VJ armwalz vorrichtung auf. Die Stranggießvorrichtimg weist unmittelbar hinter der StrangguSforra eine SpruK^kühlvorrichtung und nach dieser eine langsam wirkende Kühlvorrichtung auf, wobei die aus der Gußfornr aus-üretenden Teile des Stranges durch eine Luft-Wasser -Kühlvorrichtung selektiv gekühlt werden, eine Wärmehaltungsvor*- . richtung, die den Gußstrang nach Durchlaufen der Kühlzoneauf einer bestimmten durchschnittlichen Temperatur hält und

die Zwischenräume, zwischen den Ausziehrollen oder Transporti£>aer weitgehend abdeckt

walzen schließt?, und eine mit einer Wärmehaltungsabdeckung versehene Brennschneidvorrichtung, die den Strang in für das nachfolgende Warmwalzen geeignete Teile oder Gußstücke ablängt. Auf diese Weise kann der sich nach dem Durchlaufen der Stranggießvorrichtung anschließende Warmwalzvorgang mit sehr geringem Temperaturunterschied durchgeführt werden. In der nachgeschalteten Warmwalzvorrichtung wird das warme Gußstück gegebenenfalls durch eine lokale Heizvorrichtung geführt, danach mittels eines Transporttisches transportiert und'unmittelbar dem Warmwalzvorgang unterzogen. Mit der erfindungsgemäßen Direktwalzvorrichtung kann deshalb ein kontinuierlicher Stahlstrang hergestellt werden, bei dem außer dem Abzundern keine weitere Oberflächenbearbeitung vor dem Warmwalzen erforderlich ist. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist insbesondere keine 3rennputζvorrichtung oder

irgendeine andere Oberfiächenbearbeitungsvorrichtuns außer einer Entzunderungsvorrichtung erforderlich, bevor der warme Gußstrang der Warmwalzvorrichtung zugeführt wird.

Die vorstehend aufgezeigten Nachteile werden erfindungsgeraäß 35

somit insbesondere dadurch überv/unden, daß zwischen der Stranggießvorrichtung und der Warmwalzvorrichtung eine lang-

sam wirkende Kühlvorrichtung, insbesondere eine Luft-Wasser-

Kühlvorrichtung, mit selektiv¹ wirkender Kühlfunktion und eine rasch wirkende Aufheizvorrichtung für die Seitenabschnitte des Stahlstranges, beispielsweise eine Induktionsheizung oder eine Gasheizung, vorgesehen sind. Falls der Stahlgußstrang auch ohne die Induktions- oder Gasheizung auf der gewünschten Temperatur gehalten werden kann, ist selbstverständlich keine derartige Heizvorrichtung erforderlich.
10

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Ss zeigen:

Fig. 1 eine schematische Übersicht der gesamten Direktwalz- und Fertigungsvorrichtung,

. Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer AusfUhrungsform der Wärmehaltungsvorrichtung (Wärmespeichervorrichtung) der erfindungsgemäßen Stranggießvorrichtung, Fig. 3 einen Teilschnitt der Vorrichtung gemäß Fig. 2, Fig. 4 eine Seitenansicht der Brennschneidvorrichtung, Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie A-A von Fig. 4, Fig. 6 und 7 einen Längs- bzw. Horizontalschnitt der Wärmehaltungsvorrichtung zum Speichern der Wärme eines Gußstranges,

™ Fig. 8 eine schematische Übersicht des Aufbaus der langsam

wirkenden Kühlvorrichtung,

Fig. 9(a) bis 9(d) jeweils eine Übersicht von Ausführungsformen der Luft-Wasser-Düsen der langsam wirkenden

Kühlvorrichtung,
30

Fig. 10 ein Blockdiagramm einer Regelvorrichtung zum" Steuern

des Sprühens der Luft-Uasser-Oüsen in der langsam wirkenden Kühlvorrichtung,

Fig. 11 eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen der Kantentemperatur und dem Auftreten von Kantenbrüchen bzw. -rissen, und

ι Pig. 12 ein schematisehes Blockdiagramra einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Nachstehend wird die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung anhand der Zeichnung näher erläutert.

In der in Fig. 8. schematisch dargestellten Kühlvorrichtung wird ein aus einer Gußform 2 austretender Stahlstrang in

\pder_Riesel— einer mit einer großen Anzahl von Düsen versehenen Sp^ Kühlvorrichtung 17 rasch abgekühlt. Bei dieser Kühlung bildet der Strang eine erstarrte Hülle aus. Dieser Aufbau ist bei gekrümmten Stranggießvorrichtungen mit einer Anzahl von gemeinsam auf einem Rahmen angeordneten Schürzen- oder Gliederwalzen bekannt. Falls ein Durchbruch oder irgendein anderes Problem auftritt, werden üblicherweise alle' Walzen gemeinsam (en bloc) ausgetauscht. Dieser Aufbau ergibt eine hervorrasende Effizienz des Betriebes und wird auch bei der Erfindung benutzt.

Da der Kern des kontinuierlichen Stahlstranges nach Passieren der Sprüh-Kühlvorrichtung If noch nicht erstarrt ist, wird der Strang danach durch eine Reihe von Segmenten l8a bis l8h mit jeweils einem Luft-Wasser-Kühler ■ ,

geführt. Jedes der Segmente 18a bis l8h weist einen Rahmen ^MprzuqsMelBe fünf ⁿ^^<a'^t"-/.... , , . , . , , , *° mrcy—seciis oberen J?Uhrungswalzen und der gleichen Anzahl unterer Führungswalzen auf, die drehbar darauf montiert sind. Unter dem Begriff "Führungswalzen" sind hierbei Treibwalzen, Richtwalzen, Druckwalzen oder dergleichen zu verstehen. Der Rahmen jedes Segmentes ist zur Erleichterung der Instandhaltung und Justierung abnehmbar auf einem in Fig. 8 nicht dargestellten Sockel montiert.

In Fig. 8 ist gestrichelt ein Viasserversorgungssystem 19 und durchgezogen ein Luftversorgungssystem.20 dargestellt.

Diese Systeme sind mit den innerhalb der Segmente 18a bis 18h angeordneten Luft-Wasser-Düsen verbunden, so daß die

Strangoberfläche durch das von den Luft-Wasser-Düsen ausgesprühte Luft-Wasser -Gemisch gekühlt wird.

^vorzugsweise fünf oder sechsLj

Die Segmente l8i bis I8q mit jeweils "V oberen und unteren, horizontalen Transportwalzen sind abnehmbar auf in Pig. 8 nicht dargestellten Sockeln montiert. Die horizontalen Transportwalzen werden von einem Luft-Wasser -Gemisch gekühlt, so daß der durch die Segmente l8i bis I8q geführte Stahlstrang nicht direkt vom Luft-Wasser -Gemisch gekühlt wird, sondern, indirekt durch die horizontalen Transportwalzen.

Fig. 9 ist ein schematischer Querschnitt eines Stahlstranges 4 und zeigt die Anordnung der Luft-Wasser-Düsen und das Sprühmuster in Richtung auf den Stahlstrang 4. Wenn der noch nicht erstarrte Kern 22 des Stranges 4 die Form einen Rechteckes mit längerer horizontaler Grundseite aufweisen

vier

soll, ist beispielsweise vorzugsweise ein Sat:', von / Luft-Wasser . -Düsen 21a bis- 21d in gleichen Abständen in Richtung der Breite des Stranges angeordnet, wie in Fig. 9(a) dargestellt, und der nächste, in Vorschubrichtung des Stranges nachgeschaltete Satz von Luft-Wascer-Düsen weist

/ mehr zur Mitte des Stranges hin angeordnete Düsen 2ie bis 21g auf (vgl. Fig. 9(b)). Dieses Muster der Düsensätze mit einer unterschiedlichen Anzahl von Düsen, beispielswei-

vier. drei
se abwechselnd/ Düsen und /Düsen, wiederholt sich. Diese Anordnung ist deshalb bevorzugt, weil bei einer gleichen Anzahl von Düsen in allen-Sätzen die Temperaturen der linken und rechten Kantenabschnitte des kontinuierlichen Stahltranges 4 erheblich verringert werden.

st

Wenn insbesondere die Temperatur der Kanten- oder Seitenabschnitte des Stranges beeinflußt werden soll, kann dies

zwei durch das abwechselnde Vorsehen von Sätzen von /Luft-Was-

ser-Düsen 21i und 21 j und Sätzen einer einzigen Düse 21 Jt

verwirklicht werden, wie in den Fig. 9(c) und (d) dargestellt. L J

In diesem Pall weist der nicht erstarrte Kern 22 des Stranges in der Nähe der Seiten aufGebauchte Abschnitte 22a und 22b auf. Als Folge davon wird ein Stahlstrang 4 mit hohen Temperaturen an beiden Seiten erhalten. Ein Staffeln, Versetzen oder Hin- und Herbewegen der Anordnung der Luft-Wasser-Düsen in Vorschubrichtung des StrangesAv£22li£^seia _x

„,„,,,.. . , .. , _ . , (Sder senkrecht dazu \

die Gleichförmigkeit aer j\uhl wirkung. ^v

In dieser Beschreibung wird' eine Anordnung von Luft-Wasscr -Düsen, mit denen wie vorstehend beschrieben jeder beliebige Abschnitt des Stranges selektiv gekühlt werden kann, als langsam wirkende Kühlvorrichtung mit selektiver Kühlung bezeichnet. Eine Ausführungsform einer derartigen Vorrichtung und ihrerSteuervorrichtung sind in Fig. 10 dargestellt.

Bei der Ausführungsform gemäi3 Fig. 10 wird ein kontinuierlicher Stahlstrang 4 von einer langsam wirkenden Kühlvorrichtung mit beispielsweise Luft-Wasser-Düsen 21a bis 21g gekühlt, während er in Pfeilrichtung durch die Segaente l8a und l8b geführt wird. Dabei wird zum Zwecke der erforderlichen Aufrechterhaltung der Strangtemperatur, insbesondere der vorgegebenen durchschnittlichen Temperatur des Stranges und der Temperaturverteilung in Richtung der 3reite des Stranges, ein Regelvorgang durchgeführt, beispielsweise eine Unterbrechung der Sprühung aus den Luft-Wasser-Düsen 21a, 21b, 21e und 21g für eine bestimmte Zeitdauer.

Fig. 10 zeigt das Wasservcrsorgungssystera 19, ein Filter P-J)₃ ein Absperventil 24, einen elektromagnetischen Durchflußmesser 25, ein Regelventil 26, einen Durc'ifiußanseise-

(FIC) _

regler/27, ein Absperrventil 28, einen Folgeschaltkreis 29, eine Rechen- und Steuervorrichtung j?o zur Kühlungsregelung, einen Gesamtprozeßregler 3I, eine Korrekturvorrichtung 32, Luftdruckmesser und -regler^ und j54, ein Regelventil 35, einen Druckmesser 36, ein Regelventil 37, einen

L j

Druckmesser 38, ein Dreiwegeventil 39, eine Gießbreitenänderungs-Steuervorrichtunr; 41 und einen Signalwandler 42.

Ein Befehl zur Einstellung der gewünschten Temperatur des kontinuierlichen Stahlstranges 4 wird vom Gesamt₍prozei3-regler 3I an die Rechen- und Steuervorrichtung 30 zur Kühlungsregelung gegeben. Als Antwort darauf wird eine Regelung durch die Regelventile 26 und 37 durchgeführt, und der Beginn oder das Ende des Sprühvorgangs durch die Luft-Wasser-Düsen wird durch das Dreiwegventil 39 gesteuert. Der FoI^rjeschaltkreis 29 gibt auf der Grundlage eines von der Gießbreitenänderungs-SteuervorrichUiri'3 41 empfangener. Signales einen Befehl an das Absperrventil 28 und das Dreiwegventil 39, uiri den Sprühvorgang und die Kuhlungsregelung durchzuführen.

PaIIr. es zur Re.3elu.ng der Strangtemperatur erforderlich ist, kann bestimmten Düsen auch nur Luft zugeführt werden, beispielsweise den den Seitenabschnitten des Stranges gegenüberliegenden Düsen.

Unter Verwendung der erfiniungsgemäßen Vorrichtung können verschiedene Stahlerzeugnicse hergestellt werden, beispielsweise kohlenstoffhaltige, mit Aluminium beruhigte Stähle, mit Aluminium oder Silicium beruhigte Stähle mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, Stähle mit hohem Kohlenstoffgehalt und dergleichen. Weitere Erzeugnisse r.ind beispielsweise allgemein 3austähle, Tiefzieh- oder Biegestähle und warmgewalztes Pein- oder Feinstblech zur Herstellung von

Weißblech cdcr kaltgewalzte Bleche und dergleichen. Ein Beispiel für die chemische 'Jucarnmensetzurl·'* eier Stahles ist in der nachstehenden Tabelle dargestellt, wobei die mögliche Zusammensetzung des Stahles durch dieses Beispiel

in keiner Weise beschränkt ist.
35

L J

r - - -- _r .:. ·..·.:.. 32017Α8"¹

Tabelle ·■

Zusammensetzung des Stahles*

C 0,02 - 0,50 $

Si 0,005 -0,53 J^

Mn -0,1p- 1,50 ~ $

■ F < . 25 χ 10"^ ' -fj . _§

S < 25 χ lo"⁵ J> ■

Al 5 - 100 :■: lo"·⁵^
10

Nachstehend werden die erfindungsgemäßen Anforderungen an die Temperatur des Stahlstranges näher erläutert.

Die gevrünschte Temperatur beim vorstellend beschriebenen, langsamen Kühlverfahren beträgt mehr als 900⁰C an der Oberfläche des Gtra.iges. Diese Anforderung an die Temperatur wird deshalb gestellt, um don Bereich der Hochtemperatur-" sprodigkeit (750⁰C bis 9OC-⁰C) zu vermeiden,in dem das Auftreten von 3rüchen wahrscheinlich ist. Es hat sich gezeigt, daß in. dem in einer gekrümmten,, kontinuierlichen Stranggießvorrichtung hergestellten, warmen kontinuierlichen Stahlstrans sehr häufig bei Temperaturen unterhalb etwa 350 C Kantenbrüche oder -risse in. dem Bereich auftreten, in dem die Krümmung der Stranggießvorrichtung in eine Gerade übergeht. Diese Tendenz ist in Fig. 11 anhand der Kantenrißrate dargestellt.

Der durch das Stranggießverfahren erhaltene 3tahlstrang kann mehrere Defekte, aufweisen, beispielsweise O'oerflächor.oruclie oder -risse, v/3.ο Längsrisse, Horizontalrisse und Kantcnrissc,- und Kern- oder Ir.r.e:irisce. Hine der Ursachen für das Auftreten von Längsrissen ist eine nicht gleichförmige Kühlung; eine der Ursachen für das Auftreten von Horizontalrissen ist eine überniäSige lokale KuIi--

lung und die vorstehend erläuterte Begradigung bei Temperaturen im Sprödigkeitsbereich; eine der Ursachen für das

^Γ * "·■'"" '■ 3201-7Α8"¹

- I₅ -

Auftreten von Kantenrissen ist eine übermäßige Kühlung an den Ecken des Stranges und ebenfalls die Begradigung bei einer Temperatur im Sprödigkeitsbereich; eine der Ursachen für das Auftreten von Kernrissen ist schließlich das Auftreten übermäßiger thermischer Belastung aufgrund der Rück- \firkung oder Rückstrahlung der Oberflächenwärme.

Zur Vermeidung der vorstehenden Schäden sollten die nachstehenden Bedingungen erfüllt sein: Gleichförmige Kühlung in Richtung der Breite des Stranges; Verringerung der Temperaturschwankungen beim Kühlen und Wiederaufheisenj Vermeiden übermäßiger Kühlung der Kanten des Stranges; Möglichkeit der Variation der Kühlwirkung über einen größeren Bereich; höhere Kühlstabilität, insbesondere Vermeidung eines Verstopfens der Düsen.

Die erfindungssemäße Luft-Uasser -Kühlvorrichtung erfüllt die vorstehenden Anforderungen vollständig. Bei einem direkten Wassersprühsystem kann dagegen die Kühlung nur in einem sehr engen bereich geregelt werden, und darüber hinaus verstopfen die Düsen sehr häufig. Deshalb kann dac direkte Wassersprühsystem außer seiner möglichen Verwendung zur Kühlung unmittelbar nach der Stranggießform nicht verwendet werden, um die Aufgabe der Erfindung zufriedenstellend su lösen.

Die durchschnittliche Temperatur des aus dem Segment ISq von Pig·. 8 austretenden Stranges ist vorzugsweise größer

als 1150⁰C, da bei vielen Stahlsorten die Temperatur dos β» vorzugsweise

¹^ Stahles am Austritt des anschließenden Warnwalsgerüstes/

als die Temperatur der Ar--Transfornation ist. Deshalb ist zumindest über die Segmente iSi bis loq die Wärmehaltungs- oder -speichervorrichtung angeordnet, die die Zwischenräume zwischen den Transportwaisen schließt, und zusätzlich weist die Schneidevorrichtung eine Wärmehaltungsabdeckung auf, die die Vorder- und Rückseite des

Stranges abschirmt und damit deren Wärme während des Schneid vorgangs durch die Schneidevorrichtung speichert.

Beim V/arrnwalzvorgang kann eine gute Qualität bei den verschiedenen Sorten und Spezifikationen der Stahlerzeugnisse leicht erhalten werden, wenn die Temperatur des Stranges vor dem Grobwalzschritt größer als 1OOO°C bis 11OO?C ist.

Dies trifft jedoch dann nicht zu, wenn ein Zweiphasen-3ereichavralzverf ahren angewandt wird., um beispielsx-;eise einen hochfesten Stahl zu erhalten. Unabhängig von der verwendeten Stahlsorte ist die Temperaturverteilung sowohl in Richtung der Breite als auch in Längsrichtung dec Stranges vorzugsweise so gleichförmig wie möglich. Die vorstehenden 3edingungen werden von der erfindungsgemäßen Vorrichtung er-

J. Ui-L O ,

Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daio keine Oberflächenbearbeitung des Stahlstranges, wie Brennputsen, erforderlich ist, was bisher bei VJarmwalsverfahren unumgänglich war. VJie bekannt, werden beim Brennputa.vorgang die Oberflächendefekte des Stahlstranges v/eggeschliffen. Dieser Vorgang ist eine vjesentliche Ursache für einen niedrigen Ertrag und erhöht die pro fonne erzeugten Stahles erforderliche Brennstoffmenge. Da mit der erfindungageinäßen Vorrichtung der stahl strang v/amgehalten wird, ist die gebildete Zundermen^e viel größer als bei bekannten Verfahren. Infolgedessen wire" die Ausbildung von Oborflächendefekten verhindert. Deshalb kann der Oberflächenhaut des Stranges allein durch eine Zünderbrochvorrichtuns eine derart feine Güte verliehen v/erden, daß Brennputsen nicht mehr erforderlich ist.

Fig. 12 ist eine schematische Ansicht einer Auerührungsform der Erfindung mit einer Heizvorrichtung 43 zum Aufheizen dei Kantenabschnittο des Stranges, beispielsweise einer Induk-

L J

tionsheizvorrichtung, einer Zunderbrechvorrichtung 44, einer Grobwalzvorrichtung 45, einer Peinwalzvorrichtung 46, einer gegebenenfalls am Eintritt angeordneten Gas- oder Induktionsheizvorrichtung 47 zum Aufheizen der Kantenabschnitte des zu walzenden Stranges, einer Zunderbrechvorrichtung 48, einer Kühlvorrichtung 49 und einer Wickelmaschine 50. Weitere bereits beschriebene Bauteile der Vorrichtung sind nicht im einzelnen dargestellt.

Die vorstehende Ausführungsform der Erfindung wurde in industriellem Maßstab erfolgreich beim Direkttransport und Direktwalzen, beispielsweise von Stangenmaterial aus Stahl, das insbesondere warm aufgewickelt wird, angewandt. Der hervorragende Enerßiespareffekt wird durch die Tatsache offensichtlich gemacht, daß der Verbrauch an thermischer Energie nur etwa die Hälfte bis 1/8 derjenigen bei einem üblichen Verfahrensablauf, wie Stranggießen - Heizofen - Warmwalzen (beispielsweise mit dazwi-

schengeschaltetem Kaltwalzen), beträgt. 20

Nachstehend werden verschiedene Beispiele der Herstellung von Stahlerzeugnissen unterverwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert.

Beispiell

Aus einem aluminium-beruhigten Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt wird ein warmgewalztes Blech hergestellt.

Bramme 250 mm dick, 1250 mm breit, 7βθΟ mm

lang

Aufgewickeltes

Blech 3,2 mm dick, 950 mm breit

Warmwalzen

Grobwalzen Dickenverringerung von 250 mm auf βθ mm Feinwaisen Dickenverringerung von 6o mm auf 3*2 mm

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Temperatur

Zunderbrech-.vorrichtungen

•Defekte Am Ende der Vorrichtung (Austritt aus dem Segment I8q): 1200 C Eintritt in Feinwalzwerk: 1000⁰C Austritt aus Feinwalzwerk: 850⁰'

'C

4 (grob und fein) '

Gesamtprüfung: Keine Risse, Walzgrate

keine

•Beispiel ²

Aus einem aluminium-beruhigten Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wird ein warmgewalztes Schwarzblech hergestellt, das zur Herstellung von kaltgewalztem Blech verwendet wird.

Bramme

Aufgewickeltes Blech

Warmwalzen Grobwalzen

Feinwalzen Temperatur

Zunderbrechvorrichtungen

Defekte

250 mm dick, 950 mm breit, 7500 mm lang

2,0 mm dick, 920 mm breit

Dickenverringerung von 250 mm auf 60 mm

Dickenverrxngerung von 60 mm auf 2,0 mm

Am Ende der Vorrichtung: 1220°c Eintritt in Feinwalzwerk: 1020⁰C Austritt aus Feinwalzwerk: 880⁰C

4 (grob und fein)

Gesamtprüfung: Keine Risse, kein Walzgrat

Beispiel 3

Aus einem aluminiüm-beruhigteh Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wird ein zur Herstellung von Weißblech verwendetes, warmgewalztes Schwarzblech hergestellt.

Bramme

Aufgewickeltes Blech

Warmwalzen Grobwalzen Peinwalzen

Temperatur

Zunderbrechvorrichtungen

Defekte 250 mm dick, 890 mm breit, 7300 mm lang 2,5 mm dick, 870 mm breit

Dickenverringerung von 250 mm auf 6o mm Dickenverringerung von 6o ram auf 2,5 mm Am Ende der Vorrichtung: 1200°C Eintritt in Peinwalzwerk: 1000⁰C Austritt aus Peinwalzwerk: 870⁰C

4 (grob und fein)

Gesamtprüfung: Keine Risse, keine Walzgrate.

Leerseite

Claims

VOSSIUS · VOSS>U$ -TfAjJφHfTiER^#- HEUNgMAMN HAUH

SICBERT3TRASSK A ■ 8OOO MÜNCHEN 8β · PHONE: (OSO) 47 4O7B CABLEt BENZOLPATENT MÖNCHEN · TELEX 5-2S 453 VOPAT O

u.Z.: R 6θ9 ^2ί· Januar 1982_;

Case: 646

NIPPON STEEL CORPORATION
Tokio, Japan
10

" Stranggieß- und Direktwalzvorrichtung "

Patentansprüche

1· Stranggieß- und Direktwalzvorrichtung zur Herstellung eines Stahlerzeugnisses aus einem kontinuierlichen Stahlstrang (4), mit einer Stranggießvorrichtung (1) und einer Warmwalzvorrichtung (14;45,46), gekennzeichnet durch
a) eine langsam wirkende Kühlvorrichtung (5;17,l8) zum

teilweisen und selektiven Kühlen des Stranges (4), mit al) einer Sprüh-Kühlvorrichtung (17) und a2) einer dieser nachgeschalteten Luft-Wasser-Kühlvorrichtung (18a bis I8q,21),

b) eine Warinhalte vorrichtung (6;43), die den Strang (4) nach Durchlaufen der KUhlzone auf einer bestimmten Durchschnittstemperatur hält und die Zwischenräume zwischen Transportwalzen (3jl3) schließt, und c) eine Brennschneidvorrichtung (8), die den Strang (4) auf eine zum nachfolgenden Walzen geeignete Länge ablängt und eine iiarmhalte abdeckung (9,H) für den zu trennenden Strang (4) aufweist.

L J
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühung des Luft-Wasser -Gemisches durch die Kühlvorrichtung (5;17,18) derart geregelt wird, daß der . Strang (4) auf einer bestimmten Durchschnittstemperatur gehalten wird.
35. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft-Wasser -Kühlvorrichtung (18a bis I8q,21) mehrere in Vorschubrichtung des Stranges (4) hintereinander angeordnete Sätze von Düsen (21) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Düsen (21) der einzelnen Sätze bezüglich des Stranges (4) versetzt angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennschneidvorrichtung (8) eine Warmhaltevorrichtung (9,11;43), eine Zunderbrechvorrichtung (44) und eine. Grobwalzvorrichtung (45) nachgeschaltet sind.