DE3708685A1 - Stranggiesseinrichtung zur herstellung duenner brammen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stranggießeinrichtung zur Herstellung dünner Brammen. Genauer betrifft die vorlie­ gende Erfindung eine Stranggießeinrichtung, die in der Lage ist, dünne Brammen zu produzieren, deren Höhe oder Dicke wesentlich kleiner als ihre Breite ist. Die vorlie­ gende Erfindung kann in all jenen Fällen angewandt wer­ den, in denen ein Gießprodukt (Bramme) hergestellt werden soll, dessen Breite und Dicke unmittelbar für eine nach­ folgende Weiterverarbeitung, z.B. zur Herstellung von Bandstahl durch Warmwalzen, geeignet sein soll. Die Er­ findung erweist sich als hilfreich für die Herstellung von Bandstahl direkt aus dünnen Brammen, und zwar unmit­ telbar im Anschluß an den Gießprozeß ohne Unterbrechnung.

Im Stand der Technik sind verschiedene Bemühungen bekannt geworden, dünne Brammen oder sogar direkt Bandstahl her­ zustellen, um diese Halbfabrikate dann einer nachfolgen­ den Weiterverarbeitung zuzuführen. Unter diesen bekannten Systemen sind Stranggießmaschinen, die Bahnen verwenden, Maschinen mit Zugmittel und Gießrad, Maschinen mit einer formgebenden Gießtrommel oder Formwalzen od.dgl. All die­ se bekannten Stranggießmaschinen verursachen jedoch mehr oder weniger große Betriebsprobleme und eine unter den industriellen Einsatzbedingungen tatsächlich in stärkerem Maße zufriedenstellende Lösung konnte bisher noch nicht gefunden werden. Tatsächlich sind die bekannten Ausfüh­ rungsformen im allgemein kompliziert und infolge des je­ weils in ihnen zur Anwendung kommenden Arbeitsverfahrens (aktive Mitführung des geschmolzenen Metalls durch rotie­ rende oder Gleitvorrichtungen) entspricht die Produktqua­ lität häufig nicht den Anforderungen. Außerdem erweisen sich die bekannten Ausführungsformen im industriellen Einsatz häufig nicht als zuverlässig genug.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile dieser bekannten Maschinen zu vermeiden und eine zuverlässige und industriell anwendbare Stranggieß­ einrichtung für dünne Brammen zu schaffen.

Ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Stranggießeinrichtung zu schaffen, die unter Anwen­ dung einer Gießanlage die herkömmliche Komponenten wie Gießpfanne, Gießwanne, Kokille, Walzenführung, Abzugsein­ richtung aufweist, zur Herstellung einer dünnen Bramme bzw. eines dünnen Platten- oder bandförmigen Gießrohlings zu kommen, wobei diese Komponenten in besonderer Weise angepaßt und einander zugeordnet sind, um eine derartige dünne Bramme zu erzeugen.

Mit einer dünnen Bramme meinen wir bandförmige Gießer­ zeugnisse, die eine sehr geringe Dicke oder Höhe im Ver­ gleich zu ihrer Breite haben, wobei das Verhältnis zwi­ schen Dicke und Breite, um eine ungefähre Vorstellung zu vermitteln, im Bereich von 1:10 bis 1:100 liegen kann.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht da­ rin, dafür zu sorgen, daß die Bramme, die hergestellt wird, nachfolgend in einer Fließstraßenfertigung gewalzt werden kann, um Walzstahl zu erhalten, insbesondere nach Durchgang durch einen Vorwärm- oder Temperaturausgleichsofen, der ebenfalls im Rahmen eines derartigen Fließsystems angeordnet ist.

Die vorerwähnten Ziele werden erfindungsgemäß durch die Anwendung einer Kokille gelöst, die einen sehr schlanken dünnen, langgestreckten rechteckigen Querschnitt auf­ weist, entsprechend der Bramme, die hergestellt werden soll.

Es ist bekannt, daß bei Stranggießmaschinen, die eine Ko­ kille, beschickt von einer Gießwanne, aufweisen, die Not­ wendigkeit besteht, das Eingießen des geschmolzenen Me­ talles in die Kokille auf diese auszurichten. Dieses Pro­ blem ist insbesondere im anfänglichen Gießschritt wich­ tig, wenn der Eingießvorgang noch nicht stabilisiert ist. Derartige Probleme der Steuerung des Gießprozesses, die bereits bei herkömmlichen Kokillen mit einem quadrati­ schen oder rechteckigen und nur leicht verlängerten Ab­ schnitt auftreten, werden aufs äußerste verschärft, wenn Kokillen verwendet werden sollen, die einen sehr dünnen und langgestreckten Querschnitt aufweisen.

Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, zwischen der zufüh­ renden Gießwanne und der Kokille nur den erforderlichen Mindestabstand, d.h. den geringstmöglichen Abstand vorzu­ sehen. Die Erfindung sieht außerdem die Anwendung einer Gießeinführvorrichtung bzw. eine Einrichtung zum Erleich­ tern des Eingießens in die Kokille vor, die an der Unter­ seite der Gießwanne angeordnet und in der Lage ist, einen Einguß aus geschmolzenem Metall oder verschiedene Eingüs­ se aus geschmolzenem Metall aufzunehmen, die dünn und schlank genug sind, um in die kleine Aufnahmeöffnung der Kokille zu fallen, ohne zu einem unerwünschten Über­ fließen des geschmolzenen Metalls an der Kokille zu füh­ ren.

Die Ausgangsöffnung der Gießhilfe oder der Gießhilfen kann in unmittelbare Berührung mit der Einlaßöffnung der Kokille gelangen oder möglicherweise sogar in die Kokil­ le selbst hineinreichen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Anwendung mehrerer Eingießhilfen vorgesehen. Auf diese Weise ge­ schieht das Eingießen des geschmolzenen Metalls aus der Gießwanne aufgespalten in eine Reihe von dünnen Eingüssen oder Gießströmen, die einen im wesentlichen kreisförmi­ gen, rechteckigen oder elliptischen Querschnitt haben können.

In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Anwendung einer einzigen Gießhilfe vorgesehen, die eine Auslaßöffnung in Form eines langgestreckten Schlit­ zes besitzt, mit einem Querschnitt kleiner als die Ein­ laßöffnung der Kokille. Auf diese Weise wird ein einziger schmaler und langgestreckter, laminarer Gießstrom bzw. ein derartiges Eingießen erhalten.

Die Eingußhilfen bzw. die Gießhilfseinrichtung kann einen Querschnitt haben, der zunehmend enger wird, z.B. der sich von einem runden Querschnitt zu einem Oval, einem rechteckigen oder elliptischen Querschnitt verändern, oder kann einen konstanten Querschnitt mit einer düsenar­ tigen Endverengung aufweisen oder kann Verschleißeinsatz haben, der eine Öffnung von reduziertem Querschnitt auf­ weist.

Die Steuerung oder Überwachung des Niveaus des geschmol­ zenen Metalls in der Kokille kann auf übliche Weise er­ folgen. Eine Steuerung der Gießhilfseinrichtung kann durch axiale Verschlußstücke oder Gleitventile oder ande­ re bekannte Einrichtungen erfolgen, eine einzige Ver­ schlußvorrichtung kann für alle Gießhilfen vorgesehen sein oder jede einzelne Gießhilfe der Eingießhilfsvor­ richtung kann mit einer eigenen zugehörigen Sperrvorrich­ tung versehen sein.

In jedem Fall kann die Erfindung auch bei solchen Ein­ gießeinrichtungen verwendet werden, die vollständig frei sind und deren Öffnung oder Verschluß nicht durch eine den Strömungsquerschnitt verändernde Steuervorrichtung steuerbar ist.

Die Erfindung wird im folgenden Fall durch eine Strang­ gießeinrichtung für dünne Brammen verkörpert, die eine Gießwanne, eine Kokille, eine Walzenführungsanordnung und möglicherweise auch mit einer Abzugseinrichtung versehen ist.

Die Gießeinrichtung ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Eingießeinrichtung mit zumindest einem Ein­ gießelement mit einem schmalen Abgabequerschnitt, der sich unmittelbar an die Einlaßöffnung der Kokille an­ schließt oder sogar in die Kokille hineinreicht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungs­ beispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Stranggieß­ einrichtung nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Eingießeinrichtung mit verschiedenen Ein­ gießelementen,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel mit einem einzigen lang­ gestreckten Eingießelement,

Fig. 4a einen Längsschnitt durch ein Eingießelement,

Fig. 4b und 4c Querschnitte entlang der Linien A-A und B-B nach Fig. 4a,

Fig. 5a einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungs­ form eines Eingießelementes,

Fig. 5b eine Draufsicht auf ein Eingießelement nach Fig. 5a, d.h. auf die mit einer Gießwanne ver­ bundene Seite des Eingießelementes,

Fig. 5c eine Draufsicht auf einen Verschleißeinsatz am Ende des Eingießelementes nach Fig. 5a.

Fig. 1 zeigt eine Stranggießeinrichtung 10 nach der vor­ liegenden Erfindung mit einer Gießwanne 11, die unmittel­ bar über einer Kokille 12 angeordnet ist. Die Kokille 12 besitzt einen sehr dünnen Querschnitt ihres inneren rechteckigen Gießkanales, wobei dieser Querschnitt dem Querschnitt einer zu produzierenden Bramme entspricht. Unmittelbar stromab schließt sich ein zweiter Abschnitt der Gießeinrichtung an, bestehend aus einem kurvenförmig sich erstreckenden Walzenförderer 13 mit einer Abzugsein­ heit 14. In der Einrichtung nach Fig. 1 wird eine Bramme 18 produziert, um anschließend durch einen Warmhalteofen 15 hindurchgeführt zu werden, zur unmittelbar sich an­ schließenden Zuführung zu einem Walzwerk, schematisch bei 16 gezeigt, zur Herstellung von Walzstahl 19. Der Walz­ stahl wird dann abgekühlt und in einer herkömmlichen Wickelstation aufgewickelt.

Die Vorgänge der Herstellung der Bramme 18, der Erwärmung bzw. Temperaturstabilisierung in einem Ofen 15, des Wal­ zens in dem Walzwerk 16 und der Aufwicklung des Walzstah­ les 19, der auf diese Weise hergestellt wird, findet in einer Fließstraße in unmittelbarer Abfolge, wie in dem Beispiel gezeigt, statt. Das Bandstahlendprodukt wird so­ mit direkt in einem Zug ausgehend von einer Gießschmelze erzeugt.

Die Entfernung zwischen der Gießwanne 11 und der Kokille 12 wird so gering als möglich gewählt, um das geschmolze­ ne Metall richtig in die Kokille 12 einzugießen, d.h. es ist wünschenswert, daß die Enden der Eingießelemente einer Eingießeinrichtung in unmittelbarer Nachbarschaft, d.h. in Berührung mit der Eingangsöffnung der Kokille 12 angeordnet sind oder sogar in die Kokille 12 hineinragen.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, um ein Eingießen zu erreichen, daß in wünschenswerter Weise nur in die Ein­ laßöffnung 112 der Kokille 12 stattfindet. In diesem Aus­ führungsbeispiel ist die Gießwanne an ihrer Unterseite mit einer Mehrzahl von Eingießelementen 20 versehen, die eine Eingießeinrichtung bilden, von denen jedes eine trichterförmige Gestalt in der Art eines Einfülltrichters oder Eingusses bildet.

Auf diese Weise wird der Einguß des geschmolzenen Metalls aufgeteilt ist eine Mehrzahl von Eingießströmen, entspre­ chend der Anzahl der Eingießelemente 20. Dies macht es möglich, den Querschnitt der einzelnen Eingüsse so zu be­ messen, daß es möglich ist, die Eingüsse auf die Einlaß­ öffnung 112 der Kokille 12 ohne jeden Verlust von ge­ schmolzenem Metall auszurichten.

Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform, in der die Eingießeinrichtung nur durch ein einzelnes Eingieß­ element 120 gebildet wird, das eine dünne, langgestreckte Form aufweist, die etwa derjenigen der Einlaßöffnung 112 der Kokille 12 entspricht. Auf diese Weise entsteht ein sehr dünner laminarer Einguß, der vollständig innerhalb des Querschnittes der Einlaßöffnung 112 verbleibt.

Selbstverständlich können die Einlaßelemente 20, 120, die in den Fig. 2 und 3 gezeigt sind, auch anderweitig ausge­ bildet sein und ihre Anzahl oder ihr Auslaßquerschnitt kann entsprechend den speziellen Anforderungen und dem Querschnitt der Bramme, die erzeugt werden soll, variie­ ren, und sie können so gestaltet sein, daß sie für den Strom des geschmolzenen Metalles strömungsgünstig ausge­ bildet sind.

Fig. 4a zeigt ein Eingießelement der Eingießeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung. Das Eingießelement 20 weist einen oberen Abschnitt 21 zur Verbindung mit der Gießwanne 11 auf. Das Eingießelement 20 hat im wesentli­ chen die Gestalt eines Trichters mit einem Kanal 22, der anfänglich einen im wesentlichen kreisförmigen Quer­ schnitt besitzt, aber in seinem unteren Abschnitt enger wird, bis die Enden desselben einen im wesentlichen rechteckigen Auslaß 23 bilden.

Die Fig. 4b und 4c zeigen Querschnitte entlang der Linien A-A und B-B nach Fig. 4a. Diese Querschnitte zeigen die Veränderungen des Kanalquerschnittes mit zunehmend sich veränderndem Querschnitt.

Fig. 5a zeigt einen Längsschnitt einer anderen Ausfüh­ rungsform eines Eingießelementes 220, das einen Innenka­ nal 122 mit im wesentlichen konstantem Querschnitt auf­ weist, der in diesem Fall kreisförmig ist. Am unteren En­ de des Kanales ist ein Verschleißeinsatz 24 angeordnet, in dem die Auslaßöffnung 23 ausgenommen ist, die im Ver­ gleich zum Querschnitt des Kanales 122 mit kreisförmigem Querschnitt einen geringeren Querschnitt aufweist. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Querschnitt der Aus­ laßöffnung 23 langlochartig ausgebildet, es könnte jedoch auch ein rechteckiger oder elliptischer Querschnitt oder ein anderer Querschnitt, der sich für den vorgesehenen Zweck als geeignet erweist, verwendet werden. Der Ver­ schleißeinsatz 24 ist vorzugsweise austauschbar.

In Abweichungen von den hier gezeigten Ausführungsformen kann ein Eingießelement einer Eingießeinrichtung mit zwei oder mehr Auslaßöffnungen, z.B. mit zwei oder mehr Düsen versehen sein, die in einem Winkel zueinander geneigt an­ geordnet sein können.

Die Erfindung kann auch für Stranggießeinrichtungen ver­ wendet werden, die eine geneigte oder nahezu horizontale Zuführungsrichtung anstelle der hier gezeigten vertikalen Kokille 12 aufweisen.

Claims (5)

1. Stranggießeinrichtung für dünne Brammen, mit einer Gießwanne, einer Kokille, und einer Walzenführungseinrichtung sowie vorzugsweise eine Abzugs­ einrichtung, gekennzeichnet durch eine Eingießeinrichtung mit zumindest einem Eingießelement (20), das einen schma­ len Auslaßquerschnitt (23) aufweist, der in einer Einlaß­ öffnung (112) der Kokille (12) oder in unmittelbarer Nähe derselben, ggf. auch innerhalb der Kokille (12) angeord­ net ist.

2. Stranggießeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Eingießeinrichtung eine Mehrzahl von Eingießelementen (20) aufweist, wobei jedes Eingießele­ ment (20) einen Einguß aus geschmolzenem Metall bildet.

3. Stranggießeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein einzelnes Eingießelement (120) vorgese­ hen ist, das dünn und von langgestreckter Form ist.

4. Stranggießeinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingießelemen­ te (20, 120) der Eingießeinrichtung einen Innenkanal (22) aufweisen, der einen sich zunehmend verengenden Quer­ schnitt aufweist.

5. Stranggießeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingießelemente (20, 120) einen Innenkanal (122) aufweisen, der im wesentli­ chen einen konstanten Querschnitt sowie einen Endeinsatz (24) aufweist, der einen schmalen Eingießquerschnitt auf­ weist.