DE3634368A1

DE3634368A1 - Shape-imparting casting device for the continuous casting of flat stock from metal

Info

Publication number: DE3634368A1
Application number: DE19863634368
Authority: DE
Inventors: Horst Grothe; Wilfried Bald; Hugo Dr Feldmann
Original assignee: SMS Schloemann Siemag AG; Schloemann Siemag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 1986-10-09
Filing date: 1986-10-09
Publication date: 1988-04-21

Abstract

To influence the shape of continuously cast flat stock by means of the shape-imparting casting device, e.g. a continuous casting mould 3 or a cooled pair of rolls or guide rollers, the opposing shape-imparting surfaces 10a, 11a of side walls 10, 11 are made adjustable in opposite directions transversely to the casting direction and provided with a slight S-shaped contour over their entire length such that the contours of the shape-imparting surfaces complement one another only in a certain neutral relative position of the surfaces in which, although the casting cross-section is slightly S-shaped, the thickness is uniform across the width. Changes in the contour of the surfaces of the strand produced which occur subsequently in the course of secondary cooling, caused for instance by differing solidification processes, are however avoided by moving the shape-imparting surfaces or the side walls on which they are supported out of the neutral relative position so that the casting cross-section is narrowed either in the centre or at the edges in a presetting operation. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine formgebende Gießeinrichtung für das Stranggießen von Flachmaterial aus Metall, z. B. ge kühlte Durchlaufkokille, gekühltes Durchlauf-Walzenpaar oder Führungsrollenpaar in der Sekundärkühlstrecke einer Stranggießanlage. Bei einer Durchlaufkokille sind die gegen überliegenden formgebenden Flächen die inneren Oberflächen von ebenen Seitenwänden, wogegen bei Walzen oder Rollen die gegenüberliegenden formgebenden Flächen von den Ober flächen der rotierenden Walzen oder Rollen gebildet werden.The invention relates to a molding device for the continuous casting of flat metal, e.g. B. ge cooled continuous mold, cooled continuous roller pair or pair of guide rollers in the secondary cooling section Continuous caster. With a continuous mold, they are against overlying shaping surfaces the inner surfaces from flat side walls, whereas with rollers or rollers the opposite shaping surfaces from the upper surfaces of the rotating rollers or rollers are formed.

Zum Stranggießen verschiedener Abmessungen von Flachmaterial wie Brammen mittels Durchlaufkokille oder dünneren Bändern mittels eines Durchlauf-Walzenpaares ist es Stand der Tech nik, die formgebenden Flächen der jeweiligen Gießeinrich tung in ihrem Abstand zueinander zu verstellen, u. U. auch während des Stranggießens. Zwar verläßt ein Strang die formgebende Gießeinrichtung aufgrund starker Kühlung mit einer erstarrten Außenhaut in einer Konfiguration, die von den formgebenden Flächen der Gießeinrichtung bestimmt ist, jedoch stellen sich danach häufig Änderungen in der Kontur der Oberflächen des erzeugten Flachmaterials über dessen Breite ein, und zwar aufgrund unterschiedlicher weiterer Erstarrungsvorgänge im Inneren des Stranges. So findet eine durchgehende Erstarrung eines stranggegossenen Flachmaterials an den Rändern schneller statt als in der Mitte, so daß bis zur vollständigen Durcherstarrung die Kon tur des Erzeugnisses leicht ballig ist. Dies kann im Bereich der Sekundärkühlstrecke einer Stranggießanlage, in der der Strang ein System von Führungsrollenpaaren durchläuft, von denen einige Paare zum Vortrieb des Stranges angetrieben sind, deshalb zu Störungen führen, weil diese Führungsrollen paare durchweg zylindrisch sind. Der Angriff von zylindrischen Rollen an der balligen oder sonstwie nicht ebenen Ober fläche des Flachmaterials kann zu höheren spezifischen Drüc ken führen mit der Folge eines Strangdurchbruches. Dies gilt insbesondere bei Bogengießanlagen und für den Richt- und Transportrollenbereich, wenn bei dicken Brammenquerschnitten der Strang dort noch nicht vollständig durcherstarrt ist. Aber auch aus anderen Gründen kann es wünschenswert sein, stranggegossenem Flachmaterial eine bestimmte Kontur zu ver leihen, sei es schon in der ersten Erstarrungsphase während des Durchlaufgießens oder während des weiteren Transportes des außen erstarrten stranggegossenen Flachmaterials zwischen Führungsrollenpaaren, die im weitesten Sinne zu der formge benden Gießeinrichtung einer Stranggießanlage gehören.For continuous casting of various dimensions of flat material such as slabs using a continuous mold or thinner belts by means of a pair of continuous rollers, it is state of the art nik, the shaping surfaces of the respective foundry to adjust their distance from each other, u. May also during continuous casting. A strand leaves the shaping pouring device due to strong cooling with a solidified outer skin in a configuration that determined by the shaping surfaces of the casting device is, however, there are often changes in the Contour the surfaces of the flat material produced over its width due to different further solidification processes inside the strand. So finds a continuous solidification of a continuously cast Flat material at the edges faster than in the Middle, so that the con the product is slightly crowned. This can be in the area the secondary cooling section of a continuous caster, in which the Passed through a system of pairs of guide rollers, from which some pairs driven to propel the strand are, therefore, lead to disruptions because these lead roles pairs are all cylindrical. The attack from cylindrical Roll on the crowned or otherwise not flat surface surface of the flat material can lead to higher specific pressures ken lead with the consequence of a strand break. this applies especially in bow casting machines and for straightening and Transport roller area if thick slab cross sections the strand has not yet completely solidified there. But for other reasons, it may be desirable continuous cast flat material to ver a certain contour borrow, be it in the first solidification phase during continuous casting or during further transport of the solidified sheet material solidified on the outside between Guide roller pairs that in the broadest sense to the formge the casting equipment of a continuous caster.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine formgebende Gießeinrichtung für das Stranggießen von Flachmaterial aus Metall anzugeben, die es gestattet, auf schnelle und ein fache Art und Weise auf die Kontur des stranggegossenen Flachmaterials Einfluß zu nehmen, d. h. während des Betriebes und ohne Auswechseln von Teilen der Gießeinrichtung.The invention has for its object a shaping Casting device for the continuous casting of flat material Specify metal that allows quick and one fold way on the contour of the continuous cast To exert influence on flat material, d. H. during operation and without changing parts of the pouring device.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß die gegenüberliegenden formgebenden Flächen der Gießein richtung (Seitenwände oder Walzenmäntel) gegenläufig verstellbar und quer zur Gießrichtung über ihre gesamte Länge leicht S-förmig konturiert sind derart, daß die Kon turen der formgebenden Flächen sich in nur einer bestimmten relativen Lage der Flächen komplementär ergänzen. According to the invention, this object is achieved by that the opposite shaping surfaces of the foundry opposite direction (side walls or roller shells) adjustable and across their pouring direction across their entire length Length slightly S-shaped are contoured such that the Kon ture of the shaping surfaces in only one particular complement the relative location of the surfaces.

Eine derartige Kontur ist im Walzenwerkbau für Arbeitswalzen für Warm- und Kaltbänder zur Beseitigung des Einflusses von Walzendurchbiegungen bekannt (DE-OS 29 19 105). Zur Erläute rung dieses Prinzips eines besimmten Walzenschliffes sei auf Fig. 1-3 der Zeichnung verwiesen. Fig. 1 zeigt die Neu tralstellung von zwei Walzen mit übertrieben dargestelltem leicht S-förmigem Schliff, die an sich gleich sind, jedoch zueinander um 180° verdreht eingebaut sind. Nur in dieser relativen Axiallage ergänzen sich die angeschliffenen Kon turen komplementär, was zu einer über die Breite gleich mäßigen Dicke des zwischen den Walzen erkennbaren Walzgutes führt. In Fig. 2 ist die obere Walze nach rechts und die un tere Walze nach links verstellt, woraus sich eine negative Bombierung des Walzenspaltes ergibt, d. h. das Walzgut ist in der Mitte dünner als an den Rändern. Umgekehrt zeigt Fig. 3 die andere Grenzlage der Axialverschiebung der Walzen für eine positive Bombierung des Walzspaltes, d. h. das Walzgut ist in der Mitte dicker als an den Rändern. Zwischen den beiden Extrem stellungen nach Fig. 2 und Fig. 3 kann durch die gegenläufige Axialverschiebung der Walzen das Walzprofil zwischen den Erscheinungsformen der positiven und der negativen Bombierung verändert werden.Such a contour is known in roll mill construction for work rolls for hot and cold strips to eliminate the influence of roll deflections (DE-OS 29 19 105). To explain this principle of a particular roller grinding, reference is made to Fig. 1-3 of the drawing. Fig. 1 shows the new tralposition of two rollers with exaggerated slightly S-shaped cut, which are basically the same, but are installed rotated to each other by 180 °. Only in this relative axial position do the ground contours complement each other, which leads to a uniform thickness across the width of the rolling stock that can be seen between the rollers. In Fig. 2 the upper roller is adjusted to the right and the lower roller to the left, which results in a negative crowning of the nip, ie the rolling stock is thinner in the middle than at the edges. Conversely, FIG. 3 shows the other limit position of the axial displacement of the rolls for a positive crowning of the roll gap, ie the rolling stock is thicker in the middle than at the edges. Between the two extreme positions according to Fig. 2 and Fig. 3, the rolling profile can be changed between the manifestations of positive and negative crowning by the opposite axial displacement of the rollers.

Gemäß der Erfindung wird diese sog. "CVC"-(Contineous Variabel Crown) Technik für eine formgebende Gießeinrichtung für das Stranggießen von Flachmaterial aus Metall angewendet zu dem Zweck, den über die Breite unterschiedlichen Erstarrungsvor gängen im stranggegossenen Flachmaterial im Sinne der Auf gabenstellung Rechnung tragen zu können.According to the invention, this so-called "CVC" - (Contineous Variable Crown) technology for a molding device for the Continuous casting of flat metal applied to the Purpose, the solidification before the width corridors in the continuously cast flat material in the sense of opening ability to take into account.

Eine Durchlaufkokille besteht bekanntermaßen nicht nur aus den gegenüberliegenden formgebenden Flächen bzw. Seitenwänden, sondern auch aus randseitigen Begrenzungswänden. Gleiches gilt auch für ein Durchlauf-Walzenpaar. Da sich - wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich - bei der Anwendung des CVC-Schlif fes von Walzen (und natürlich auch von entsprechend kontu rierten Flächen) in den Randbereichen des erzeugenden Spaltes je nach der Relativlage der Flächen zueinander verschieden große Flächenabstände einstellen können, sieht die Erfindung ferner vor, daß die randseitigen Begrenzungs wände der Gießeinrichtung keilförmig ausgebildet und in Gieß richtung gemeinsam verstellbar sind, um den Gießquerschnitt stets allseitig zu schließen. Die randseitigen Begrenzungs wände sind an gegenüberliegenden schmalen Seiten zweckmäßig ballig ausgeführt, um bei jeder relativen Lage der kontu rierten formgebenden Flächen zueinander unter den sich än dernden Krümmungen im Randbereich eine zuverlässige Abdich tung des Gießquerschnittes sicherzustellen.As is known, a continuous mold does not only consist of the opposing shaping surfaces or side walls, but also of boundary walls on the edge. The same applies to a pair of continuous rollers. Since - as can be seen from FIGS. 2 and 3 - when using the CVC grinding of rollers (and of course also of correspondingly contoured surfaces) in the edge regions of the producing gap, different surface distances can be set depending on the relative position of the surfaces , the invention further provides that the edge walls of the pouring device are wedge-shaped and jointly adjustable in the pouring direction to always close the pouring cross-section on all sides. The boundary walls are appropriately spherical on opposite narrow sides to ensure a reliable sealing device of the casting cross-section at each relative position of the contoured shaping surfaces to each other under the changing curvatures in the edge region.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigenIn the drawing are two embodiments of the invention shown, namely show

Fig. 1 bis 3 die bereits beschriebenen Arbeitswalzen-Anord nungen der Walzwerkstechnik mit übertrieben dar gestelltem CVC-Schliff der Walzen in drei ver schiedenen relativen Axialstellungen der beiden Walzen zueinander, wobei die Pfeile die erforder lichen Axialverschiebevorrichtungen andeuten, Fig. 1 to 3 the work roll Anord already described calculations of the rolling mills with exaggerated represents gestelltem CVC grinding of the rolls in three different ver relative axial positions of the two rollers to one another, wherein the arrows indicate the union erforder Axialverschiebevorrichtungen,

Fig. 4 eine Brammen-Stranggießanlage mit einer Durch laufkokille in schematischer Darstellung, Fig. 4 is a slab caster with a, in a schematic view by laufkokille

Fig. 5 die Durchlaufkokille nach Fig. 4 in Draufsicht mit konturierten formgebenden Seitenwänden in der neutralen Relativlage nach Fig. 1, Fig. 5 shows the mold according to Fig. 4, in plan view, with contoured side walls forming in the neutral relative position shown in FIG. 1

Fig. 6 die Durchlaufkokille nach Fig. 5 in der Relativ lage für positive Bombierung nach Fig. 2, und Fig. 6 shows the mold according to Fig. 5 in the relative position for positive crown of FIG. 2, and

Fig. 7 die schematische Darstellung einer Band-Gießan lage mit Durchlaufwalzen. Fig. 7 is a schematic representation of a belt casting machine with continuous rolls.

In Fig. 4 ist schematisch eine konventionelle Brammen-Strang gießanlage in Bogenform dargestellt mit gegenüberliegenden Paaren von Führungsrollen 1, 2 in der Sekundärkühlstrecke, die den aus der gekühlten Durchlaufkokille 3 austretenden Strang stützen und antreiben, da der Strang bei seinem Aus tritt aus der Durchlaufkokille 3 nur an den Außenschalen er starrt ist. Der in die Waagerechte umgeleitete Strang durch läuft eine Richt- und Transportmaschine 6 mit den Treib- und Richtrollen 7, 8 und wird weiter über Rollgangsrollen 5 ab transportiert.In Fig. 4, a conventional slab strand casting plant is shown in sheet form with opposite pairs of guide rollers 1, 2 in the secondary cooling section, which support and drive the strand emerging from the cooled continuous mold 3 , since the strand emerges from the continuous mold when it is off 3 just staring at the outer shells. The strand diverted into the horizontal runs through a straightening and transport machine 6 with the drive and straightening rollers 7, 8 and is transported further over roller table rollers 5 .

Die vereinfachte Draufsicht auf die Kokille 3 nach Fig. 5 zeigt zwei Seitenwände 10, 11, deren gegenüberliegende form gebende Flächen 10 a und 11 a leicht S-förmig konturiert sind, wie die Mantelflächen der in Fig. 1 bis 3 bereits beschrie benen Arbeitswalzen bekannter Walzgerüste. Im Gegensatz zu einem Walzwerk wird bei einer Durchlaufkokille der Zwischen raum zwischen den beiden Seitenwänden 10, 11 durch seitliche Begrenzungswände 12, 13 geschlossen, da in diesen den Gieß querschnitt bestimmenden Zwischenraum flüssiges Metall ein gegossen wird. Der Gießquerschnitt bzw. die gegossene Bramme 14 ist leicht gewellt, hat jedoch über die Breite eine gleich mäßige Dicke, da sich die beiden Seitenwände 10, 11 in der neutralen Relativlage zueinander befinden, in der sich die Konturen der formgebenden Flächen 10 a, 11 a komplementär bzw. lückenlos ergänzen, wenn die beiden Seitenwände 10, 11 sich mit ihren Flächen 10 a, 11 a berühren würden.The simplified plan view of the mold 3 according to FIG. 5 shows two side walls 10, 11 , the opposite shaping surfaces 10 a and 11 a of which are slightly S-shaped, as is known from the outer surfaces of the work rolls already described in FIGS . 1 to 3 Mill stands. In contrast to a rolling mill, the intermediate space between the two side walls 10, 11 is closed by lateral boundary walls 12, 13 in a continuous mold, since liquid metal is poured into this space which determines the casting cross section. The pouring cross section or the cast slab 14 is slightly corrugated, but has a uniform thickness over the width, since the two side walls 10, 11 are in the neutral relative position to one another, in which the contours of the shaping surfaces 10 a , 11 a Complementary or complete if the two side walls 10, 11 would touch with their surfaces 10 a , 11 a .

Die Seitenwände 10 und 11 sind mit nicht dargestellten Ver schiebevorrichtungen versehen, um sie gegenläufig zu ver stellen. Fig. 6 zeigt eine Relativlage entsprechend Fig. 2 für negative Bombierung der Bramme 14′, in der die Seiten wände die Relativlage 10′ bzw. 11′ annehmen. Die randsei tigen Begrenzungswände 12′ bzw. 13′ behalten ihren Abstand gemäß Fig. 5, sind jedoch in der Gießrichtung keilförmig aus gebildet und in Gießrichtung gemeinsam verstellbar, weil sich mit einer Verschiebung der Seitenwände 10, 11 aus der neutralen Relativlage nach Fig. 5 die Abstände der konturierten Flächen 10 a und 11 a im Randbereich ändern. Indem beim Stranggießen einer Bramme 14 mit der Einstellung der Kokille 3 nach Fig. 6 die Bramme einen quasi taillierten Querschnitt erhält, wird dem Umstand Rechnung getragen, daß die zuerst erstarrenden Randbereiche der Bramme den Druck der Führungsrollen 1, 2 (Fig. 4) in der Sekundärkühlstrecke der Stranggießanlage gefahrloser aufnehmen (da diese zylin drisch sind), als wenn sich der Querschnitt der Bramme in der Mitte unter dem hydrostatischen Druck des noch flüssigen Kerns aufbauchen würde.The side walls 10 and 11 are provided with sliding devices, not shown, in order to set them in opposite directions. Fig. 6 shows a relative position corresponding to FIG. 2 for negative crowning of the slab 14 ' , in which the side walls assume the relative position 10' or 11 ' . The randsei term boundary walls 12 ' and 13' keep their distance according to FIG. 5, but are formed in a wedge shape in the casting direction and jointly adjustable in the casting direction, because with a displacement of the side walls 10, 11 from the neutral relative position according to FIG. 5 change the distances of the contoured surfaces 10 a and 11 a in the edge area. By the continuous casting a slab 14 with the adjustment of the mold 3 of FIG. 6, the slab gets a quasi waisted cross section, the fact is taken into account that the first solidifying edge portions of the slab the pressure of the guide rollers 1, 2 (Fig. 4) in take up the secondary cooling section of the continuous caster more safely (since they are cylindrical) than if the cross section of the slab would bulge in the middle under the hydrostatic pressure of the still liquid core.

Der Bramme 14 kann jedoch aus anderen Gründen jede gewünschte Kontur zwischen der negativen Bombierung nach Fig. 2 und der positiven Bombierung nach Fig. 3 verliehen werden, je nach dem, wie weit die Seitenwände 10, 11 der Kokille 3 gegen einander verschoben werden. Wenn beispielsweise die Führungs rollen 1, 2 und insbesondere die angetriebenen Führungsrollen ebenfalls nach dem CVC-System des Walzwerkbaues konturiert sind, kann die Bramme auch mit einer positiven Bombierung nach Fig. 3 in der Durchlaufkokille 3 vergossen und bei ent sprechender relativen Axiallage der konturierten Führungs rollen 1, 2 betriebssicher abgestützt werden. Im unteren Be reich des Bogens vor der Treib- und Richtmaschine 6 können dann die Führungsrollen zunehmend auf die neutrale Relativ lage nach Fig. 1 verstellt sein; um ein Flachmaterial glei cher Dicke über die Breite zu erhalten, das dann gerichtet wird.However, for other reasons, the slab 14 can be given any desired contour between the negative crowning according to FIG. 2 and the positive crowning according to FIG. 3, depending on how far the side walls 10, 11 of the mold 3 are displaced relative to one another. If, for example, the guide rollers 1, 2 and in particular the driven guide rollers are also contoured according to the CVC system of the rolling mill construction, the slab can also be cast with a positive crowning according to FIG. 3 in the continuous mold 3 and with a corresponding relative axial position of the contoured guide rolls 1, 2 are supported reliably. In the lower loading area of the sheet in front of the driving and straightening machine 6 , the guide rollers can then increasingly be adjusted to the neutral relative position according to FIG. 1; to obtain a sheet of equal thickness across the width, which is then straightened.

Wie nicht näher dargestellt, sind die die Seitenwände 10, 11 berührenden Dichtflächen der randseitigen Begrenzungswände 12, 13 ballig ausgeführt, da die jeweils gegenüberliegenden gekrümmten Flächen 10 a, 11 a je nach Relativlage der Seiten wände konkav oder konvex gekrümmt sein können.As not shown, the side walls 10, 11 contacting sealing surfaces of the peripheral boundary walls 12, 13 are spherical, since the opposite curved surfaces 10 a , 11 a, depending on the relative position of the side walls, can be concave or convex curved.

Die in Fig. 7 dargestellte Direkt-Gießeinrichtung mit wasser gekühlten Walzen 15, 16 dient vornehmlich zum Gießen von Aluminiumband, da die in den Walzenspalt eingegebene Schmelze 17 auf relativ kurzem Wege erstarren muß, um ein Band 18 zu bilden. Die formgebenden Flächen 15 a und 16 a der Gießwalzen 15 und 16 sind entsprechend Fig. 1 bis 3 konturiert, und die Gießwalzen sind ebenso gegenläufig axial verstellbar, wie nicht näher dargestellt ist. Hierdurch kann dem Aluminium band 18 die jeweils gewünschte Kontur verliehen werden.The direct casting device shown in FIG. 7 with water-cooled rolls 15, 16 is used primarily for casting aluminum strip, since the melt 17 entered into the roll gap has to solidify in a relatively short way in order to form a strip 18 . The shaping surfaces 15 a and 16 a of the casting rolls 15 and 16 are contoured according to FIGS. 1 to 3, and the casting rolls are also axially adjustable in opposite directions, as is not shown in detail. This allows the aluminum strip 18 to be given the desired contour.

Claims

1. Shaping pouring device for the continuous casting of flat metal, z. B. cooled Durchlaufko kille, cooled pass-roller pair or guide roller pair in the secondary cooling section of a continuous casting plant, characterized in that the opposite form-giving surfaces ( 10 a , 11 a ; 15 a , 16 a) of the Gießeinrich device adjustable in opposite directions and transverse to The casting direction along its entire length is slightly S-shaped in such a way that the contours of the shaping surfaces complement one another in only a certain relative position of the surfaces.

2. Pouring device according to claim 1 as a continuous mold, characterized in that the boundary Limitation walls ( 12, 13 ) of the mold ( 3 ) forms wedge-shaped and are jointly adjustable in the casting direction.

3. Pouring device according to claim 2, characterized in that the sealing surfaces of the Be boundary walls are spherical.