DE3712537A1 - Method for the production of a steel strip - Google Patents
Method for the production of a steel stripInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum Herstellen eines Stahlbandes mit einer Dicke von 2 bis 25 mm durch Gießen eines Strahlstranges mit einer Dicke von weniger als 100 mm und anschließendem Walzen des Stahls aus der Gießhitze, wobei der Gußstrang einer eine Streckung bewirkenden Querschnittsverminderung in mindestens einem Stich unterworfen wird.The invention relates to a method and a system for Production of a steel strip with a thickness of 2 to 25 mm by casting a beam of less thickness than 100 mm and then rolling the steel from the Pouring heat, the cast strand being an extension causing cross-sectional reduction in at least one Stitch is subjected.
Der Gedanke, Bänder oder Bleche durch Walzen eines gegossenen Stranges unmittelbar aus der Gießhitze herzustellen, ist bekannt. Entsprechende Verfahren sind aber bisher lediglich für niedrigschmelzende Metalle, wie Messing, Kupfer und Aluminium angewendet worden. Die gebräuchlichen Verfahren zur Herstellung von warmgewalztem Stahlband gehen in der Regel von einer Stranggußbramme aus, die nach vollständiger Durcherstarrung erneut auf Walztemperatur erwärmt und in mehreren Stichen dickenreduziert und zu Band umgeformt wird. Wegen der erheblichen Dicke der eingesetzten Brammen werden hierfür bis zu neun Walzgerüste benötigt. The thought of strips or sheets by rolling one cast strand directly from the heat of pouring It is known to manufacture. Appropriate procedures are but so far only for low-melting metals, such as Brass, copper and aluminum have been applied. The Common process for the production of hot rolled Steel strips usually start from a continuous casting slab, the again after complete solidification Rolling temperature warmed up and in multiple passes reduced in thickness and formed into tape. Because of the considerable thickness of the slabs used for this up to nine roll stands required.
Anlage zur Anwendung eines derartigen Verfahrens bedingen hohe Investitionskosten, weil die Anlagen einerseits eine entsprechend groß ausgelegte Stranggießanlage voraussetzen, andererseits eine vielgerüstige Warmbandstraße erfordern, deren Vorgerüste wegen der Dicke der auszuwalzenden Brammen entsprechend kompakt gebaut sein müssen.Require plant to use such a method high investment costs, because the systems on the one hand require a correspondingly large continuous caster, on the other hand, require a multi-stand hot strip mill, their roughing stands because of the thickness of the slabs to be rolled out must be built accordingly compact.
Um diesen Aufwand zu vermindern, ist bereits vorgeschlagen worden, bei der Herstellung von dünnen Bändern von gegossenem Vorband mit einer Dicke von 20 bis 65 mm auszugehen (DE-OS 32 41 745). Allerdings werden dabei die Vorbänder nicht unmittelbar nach dem Gießen in noch gußwarmem Zustand weiterverarbeitet, sondern zunächst in üblicher Weise gekühlt, nach vollständiger Durcherstarrung in Stücke geeigneter Länge unterteilt und nachfolgend zur Einstellung einer gleichmäßigen Temperatur in üblicher Weise wärmebehandelt und zu dünnem Band ausgewalzt. Bei Anwendung dieses Vorschlages könnte somit zwar auf die schweren Vorgerüste in der Walzstraße verzichtet werden, nicht aber auf einen Ofen zur Einstellung einer gleichmäßigen Materialtemperatur. Da bekannte Stranggießanlagen mit wesentlich geringerer Geschwindigkeit arbeiten als die nachfolgenden Walzeinrichtungen, ist es bei den diskontinuierlich arbeitenden Verfahren ferner erforderlich, das Vorband bis zum Walzen vorübergehend in besonderen Öfen warm zu halten.In order to reduce this effort, it has already been proposed been in the manufacture of thin strips of cast support strip with a thickness of 20 to 65 mm go out (DE-OS 32 41 745). However, the Support tapes are not immediately after pouring in yet cast warm condition processed, but first in cooled in the usual way, after complete solidification divided into pieces of suitable length and subsequently to Setting a uniform temperature in the usual Wisely heat-treated and rolled into a thin strip. At Application of this proposal could therefore apply to heavy roughing stands can be dispensed with in the rolling mill, but not on an oven for setting one uniform material temperature. Since known Continuous caster at a much slower speed work as the subsequent rolling devices, it is in the discontinuous process also required to temporarily roll the upstream into rolling to keep special stoves warm.
Allerdings ist es bisher in der Praxis nicht gelungen, Stahlstränge mit einer Dicke von 20 mm und weniger in üblichen Stranggußanlagen herzustellen.However, so far it has not been possible in practice Steel strands with a thickness of 20 mm and less in to manufacture conventional continuous casting plants.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Anlage anzugeben, mit welchem bzw. welcher Stahlbänder mit einer Dicke von 2 bis 25 mm in einfacher Weise kontinuierlich aus der Gießhitze hergestellt werden können.It is therefore the object of the present invention To specify a method and an installation with which which steel strips with a thickness of 2 to 25 mm in simply produced continuously from the casting heat can be.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Maßnahmen gelöst:This object is achieved by the following measures solved:
- a) Gießen eines Stahlstrangs mit einer Dicke von 40 bis 50 mm in einer Geschwindigkeit von 5 bis 20 m/min in einer Durchlaufkokille mit oszillierenden gekühlten Wänden,a) casting a steel strand with a thickness of 40 to 50 mm at a speed of 5 to 20 m / min in a continuous mold with oscillating cooled Walls,
- b) der noch nicht durcherstarrte Gußstrang wird nach dem Austritt aus der Kokille so weit zusammengedrückt, daß die inneren Wandungen der bereits verfestigten Strangschale miteinander verschweißt werden,b) the not yet solidified cast strand is after the Exit from the mold pressed so far that the inner walls of the already solidified Strand shell are welded together,
- c) der dickenreduzierte Gußstrang wird durch Aufsprühen eines Kühlmediums auf die Strangoberfläche auf eine Temperatur im Bereich von 1000 bis 1200°C abgekühlt,c) the reduced-thickness cast strand is sprayed on of a cooling medium on the strand surface on a Temperature in the range of 1000 to 1200 ° C cooled,
- d) der Querschnitt des abgekühlten Gußstranges wird in mindestens einem Stich mit einem Verformungsgrad von 5 bis 85% zu einem Band ausgewalzt,d) the cross section of the cooled cast strand is in at least one stitch with a degree of deformation of 5 to 85% rolled into a strip,
- e) das Band wird dann auf üblicher Haspeltemperatur (500 bis 600°C) abgekühlt, auf Endabmessungen abgelängt und gehaspelt.e) the strip is then at the usual reel temperature (500 cooled to 600 ° C), cut to final dimensions and coiled.
Die Erfindung macht sich die Tatsache zunutze, daß bei der Erstarrung eines gegossenen Stahlstranges zunächst eine relativ dünne Strangschale entsteht, die einen zur Kokille hin offenen flüssigen Sumpf aus Stahlschmelze umschließt. Die Dicke der Strangschale wird nun derart eingestellt, daß die Strangschale ausreichend widerstandsfähig ist, um ein Zusammendrücken des Stranges auszuhalten. Sofern in der Verformungseinrichtung auf die Strangoberfläche ein derartiger Druck ausgeübt wird, daß die bereits verfestigten Wandungen der Strangschale einander berühren, ist ein einwandfreies Verschweißen der Strangschalen miteinander gewährleistet. Auf diese Weise erhält man einen dichten, lunkerfreien, in seiner Dicke gegenüber dem Gußstrang wesentlich reduzierten Strang, der zudem über seinem gesamten Querschnitt ein für die Weiterverarbeitung vorteilhaftes feinkörniges Gußgefüge besitzt, wie es sonst bei einem Gußstrang nur in der randnahen Oberfläche vorkommt.The invention takes advantage of the fact that at Solidification of a cast steel strand initially one relatively thin strand shell arises, one to the mold enclosing open liquid sump made of molten steel. The thickness of the strand shell is now set in such a way that the strand shell is sufficiently resistant to endure a compression of the strand. If in the deformation device onto the strand surface such pressure is exerted that the already solidified walls of the strand shell touch each other, is a perfect welding of the strand shells guaranteed together. This way you get one dense, void-free, in its thickness compared to the Cast strand significantly reduced strand, which is also about its entire cross section for further processing has advantageous fine-grained casting structure, as it otherwise with a cast strand only in the surface near the edge occurs.
Zur Vermeidung von Oberflächenfehlern ist es besonders vorteilhaft, wenn der gegossene Strang gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung rechteckige Querschnittsform mit konvex gerundeten Schmalseiten oder ovale Querschnittsform aufweist. Durch diese Formgebung wird gewährleistet, daß bei der Erstarrung eine Strangschale mit gleichmäßiger Dicke entsteht, so daß beim Zusammendrücken des Stranges nach Austritt aus der Kokille in der Verformungsvorrichtung weder Risse im Randbereich noch Unregelmäßigkeiten an der Strangoberfläche auftreten. It is special to avoid surface flaws advantageous if the cast strand according to a another proposal of the invention rectangular Cross-sectional shape with convex rounded narrow sides or has an oval cross-sectional shape. Through this design it is ensured that a strand shell during solidification with a uniform thickness, so that when Compress the strand after it has left the mold neither cracks in the edge area in the deformation device irregularities still occur on the strand surface.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Gießgeschwindigkeit und/oder die Kühlintensität der Kokille derart geregelt wird, daß der Gußstrang bei Austritt aus der Kokile eine Strangschale mit einer Dicke von 5 bis 10 mm aufweist. In diesem Fall ist gewährleistet, daß auch nach dem Zusammendrücken des Gußstranges ein ausreichend dicker Strang für die Weiterverarbeitung erhalten wird. Eine Strangschale der genannten Dicke ist auch widerstandsfähig genug, um die beim Zusammendrücken des Gußstranges im Material auftretenden Kräfte ohne Bildung von Rissen aushalten zu können.It has proven to be particularly advantageous if the Pouring speed and / or the cooling intensity of the mold is regulated such that the cast strand exits the Kokile a strand shell with a thickness of 5 to 10 mm. In this case it is guaranteed that also after squeezing the cast strand a sufficient thick strand is obtained for further processing. A strand shell of the thickness mentioned is also resistant enough to withstand the compression of the Cast strand forces occurring in the material without formation to be able to withstand cracks.
Im Hinblick auf eine ausreichend große Gießgeschwindigkeit hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Gußstrang unmittelbar nach dem Austritt aus der Kokille um bis zu 75% dickenreduziert wird. Eine größere Reduzierung der Strangdicke an dieser Stelle sollte jedoch vermieden werden, weil anderenfalls beim Ausziehen des Stranges aus der Verformungsvorrichtung derart große Zugkräfte angewendet werden müssen, daß es zur Bildung von Rissen in der Strangoberfläche kommen kann, die auch bei nachfolgender weiterer Verformung des Stranges nicht wieder verschweißt werden können.With regard to a sufficiently high casting speed it has turned out to be advantageous if the Cast strand immediately after exiting the mold is reduced by up to 75% in thickness. A bigger one However, reducing the strand thickness at this point should to be avoided because otherwise when pulling out the Strands from the deformation device so large Tractive forces must be applied so that it can form Cracks in the strand surface can also occur subsequent further deformation of the strand does not occur again can be welded.
Sofern von einem Gußstrang von 40 bis 50 mm ausgegangen wird, erhält man bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens somit Stahlstränge, die eine Dicke von 10 bis 20 mm aufweisen und nach einer Verformung mit geringem Verformungsgrad, vorzugsweise uner 5%, nach entsprechender Kühlung gehaspelt werden könnten. If a cast strand of 40 to 50 mm is assumed is obtained when using the invention Process thus steel strands that have a thickness of 10 to Have 20 mm and after deformation with little Degree of deformation, preferably less than 5%, after appropriate cooling could be coiled.
Sofern dünnere Stahlbänder hergestellt werden sollen, wird gemäß der Erfindung der in seiner Dicke reduzierte Gußstrang nachfolgend durch Aufsprühen eines Kühlmediums, zum Beispiel eines Druckluft-Wasser-Gemisches, auf die Strangoberfläche bis auf eine Temperatur von 1000 bis 1200°C abgekühlt. Danach wird der Strangquerschnitt durch Walzen in mindestens einem Stich um 15 bis 85% reduziert.If thinner steel strips are to be produced, according to the invention the reduced in thickness Cast strand subsequently by spraying a cooling medium, for example a compressed air-water mixture, on which Strand surface up to a temperature of 1000 to Cooled 1200 ° C. Then the strand cross section by rolling in at least one pass by 15 to 85% reduced.
Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vor dem Walzvorgang kein Temperaturausgleich des gegossenen Strangmaterials durchgeführt wird, ist es besonders wesentlich, daß der Gußstrang derart abgekühlt wird, daß er eine über den Querschnitt gleichmäßige Temperatur erhält. Da das Umformverhalten des Stahls stark von der Temperatur abhängt, ergeben sich nämlich bei ungleichmäßiger Temperaturverteilung des Vorbandes am fertigen Band Bereiche unterschiedlicher Dicke. Aus diesem Grund ist gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung vorgesehen, hinter dem Walzgerüst das Dickenprofil des gewalzten Bandes kontinuierlich zu messen, den Meßwert mit einem Sollprofil zu vergleichen und, sofern Abweichungen des Ist- vom Soll-Profil festgestellt werden, die Kühlmittelzufuhr der über die Breite des Bandes vor dem Walzgerüst angeordneten Kühlmitteldüsen entsprechend nachzuregeln.Since in the method according to the invention before the rolling process no temperature compensation of the cast strand material is carried out, it is particularly important that the Cast strand is cooled so that it is one over the Cross section maintains uniform temperature. Since that Forming behavior of the steel depends strongly on the temperature depends, namely arise with uneven Temperature distribution of the preliminary strip on the finished strip Areas of different thickness. For this reason provided according to a further proposal of the invention, behind the roll stand the thickness profile of the rolled strip continuously measure the measured value with a target profile to compare and, if deviations of the actual from Should be determined the coolant supply of the profile arranged across the width of the strip in front of the roll stand Readjust the coolant nozzles accordingly.
Es ist auf diese Weise möglich, die Temperatur des Gußstranges in sehr geringen Grenzen konstant zu halten und über seine Breite eine gleichmäßige Temperatur einzustellen, so daß nach dem Walzvorgang ein über die Breite gleichmäßig dickes Band erhalten wird. It is possible in this way to control the temperature of the Keep the casting strand constant within very small limits and a uniform temperature across its width adjust so that after the rolling process over the Wide uniformly thick tape is obtained.
Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens können somit Stahlbänder kontinuierlich aus der Gießhitze wahlweise mit einer Dicke zwischen 2 und 25 mm hergestellt werden. Das Herstellungsverfahren ist sehr kostengünstig, da einerseits auf große Anlagen verzichtet werden kann und der Energiebedarf entsprechend gering ist.When using the method according to the invention can thus Steel strips continuously from the casting heat optionally with with a thickness between 2 and 25 mm. The Manufacturing process is very inexpensive because on the one hand large plants can be dispensed with and Energy consumption is correspondingly low.
Eine bevorzugte Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus einer Stranggießanlage mitA preferred facility for performing the The method according to the invention consists of a Continuous caster with
- a) einer trichterförmigen Kokille mit oszillierenden gekühlten Wänden,a) a funnel-shaped mold with oscillating chilled walls,
- b) einer am Kokillenauslauf angeordneten, der Kokille nachgeschalteten Verformungsvorrichtung,b) one arranged at the mold outlet, the mold downstream deformation device,
- c) einer der Verformungsvorrichtung nachgeordneten Kühlvorrichtung undc) one downstream of the deformation device Cooler and
- d) mindestens einem der Kühlvorrichtung nachgeordneten Walzgerüst.d) at least one downstream of the cooling device Mill stand.
Fig. 1 zeigt beispielhaft eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung. Fig. 1 shows an apparatus for performing the method shows an example of the invention.
Aus dem Tundish 1 fließt der schmelzflüssige Stahl in die oszillierende Kokille, die aus einem trichterförmigen Oberteil und einem Unterteil mit parallel angeordneten Wänden besteht, deren Abstand entsprechend der Dicke des zu gießenden Stranges gewählt wird. Unmittelbar am Kokillenauslauf befindet sich die Verformungsvorrichtung 3, die beispielsweise aus gekühlten, die Breitseiten der Kokille 2 fortsetzenden Platten oder einer entsprechenden Anordnung von Rollen 3 a besteht, welche für das Zusammendrücken des Gußstranges 10 mittels hydraulischer Zylinder 3 b gegeneinander verstellbar sind.The molten steel flows from the tundish 1 into the oscillating mold, which consists of a funnel-shaped upper part and a lower part with walls arranged in parallel, the spacing of which is selected according to the thickness of the strand to be cast. Immediately at the mold outlet is the deformation device 3 , which consists, for example, of cooled plates that continue the broad sides of the mold 2 or a corresponding arrangement of rollers 3 a , which are adjustable against each other for the compression of the cast strand 10 by means of hydraulic cylinders 3 b .
Die nachfolgende Kühlvorrichtung 4 kann aus rippen- oder gitterförmigen gekühlten Platten 4 a bestehen, die derart ausgebildet sind, daß zwischen den Stäben bzw. Gittern auf die erstarrende Strangschale aus Düsen 4 b Kühlflüssigkeit gesprüht werden kann.The subsequent cooling device 4 can consist of rib-shaped or grid-shaped cooled plates 4 a , which are designed such that cooling liquid can be sprayed between the rods or grids onto the solidifying strand shell from nozzles 4 b .
Der Kühlvorrichtung 4 unmittelbar nachgeschaltet ist mindestens ein Walzgerüst 5, in dem der Gußstrang 13 verformt wird.The cooling device 4 is immediately followed by at least one roll stand 5 , in which the cast strand 13 is deformed.
Hinter dem ersten Walzgerüst 5 ist eine Dickenmeßeinrichtung 12 angeordnet, die ein Dickenprofil des gewalzten Stranges 10 a über seine gesamte Breite ermittelt. In Abhängigkeit von dem an dieser Stelle ermittelten Dickenprofil wird die vor dem Walzgerüst 5 angeordnete Kühlvorrichtung 4 gesteuert.A thickness measuring device 12 is arranged behind the first roll stand 5 and determines a thickness profile of the rolled strand 10 a over its entire width. The cooling device 4 arranged in front of the roll stand 5 is controlled as a function of the thickness profile determined at this point.
Hinter der Dickenmeßeinrichtung 12 können Umlenkrollen 6, ein weiteres Walzgerüst 7, eine Kühlvorrichtung 8, eine Schere 9 und eine Haspel 11 zum Aufwickeln des gewalzten Bandes 10 b vorgesehen sein.Behind the thickness gauge 12 guide rollers 6, a further rolling mill 7, a cooling device 8, a pair of scissors 9 and a reel 11 may be provided b for winding up the rolled strip 10th
Claims (8)
- a) Gießen eines Stahlstrangs mit einer Dicke von 40 bis 50 mm in einer Geschwindigkeit von 5 bis 20 m/min in einer Durchlaufkokille mit oszillierenden gekühlten Wänden,
- b) der noch nicht durcherstarrte Gußstrang wird nach dem Austritt aus der Kokille so weit zusammengedrückt, daß die inneren Wandungen der bereits verfestigten Strangschale miteinander verschweißt werden,
- c) der dickenreduzierte Gußstrang wird durch Aufsprühen eines Kühlmediums auf die Strangoberfläche auf eine Temperatur im Bereich von 1000 bis 1200°C abgekühlt,
- d) der Querschnitt des abgekühlten Gußstranges wird in mindestens einem Stich mit einem Verformungsgrad von 5 bis 85% zu einem Band ausgewalzt.
- a) casting a steel strand with a thickness of 40 to 50 mm at a speed of 5 to 20 m / min in a continuous mold with oscillating cooled walls,
- b) the cast strand, which has not yet solidified, is pressed together so far after exiting the mold that the inner walls of the strand shell which has already solidified are welded to one another,
- c) the reduced-thickness cast strand is cooled to a temperature in the range from 1000 to 1200 ° C. by spraying a cooling medium onto the strand surface,
- d) the cross section of the cooled cast strand is rolled into a strip in at least one pass with a degree of deformation of 5 to 85%.
- a) einer trichterförmigen Kokille (2) mit oszillierenden gekühlten Wänden,
- b) einer am Kokillenauslauf angeordneten Verformungsvorrichtung (30) für den Strang (10),
- c) einer nachfolgenden Kühlvorrichtung (4) und
- d) mindestens einem Walzgerüst (5).
- a) a funnel-shaped mold ( 2 ) with oscillating, cooled walls,
- b) a deformation device ( 30 ) for the strand ( 10 ) arranged at the mold outlet,
- c) a subsequent cooling device ( 4 ) and
- d) at least one roll stand ( 5 ).
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8141 | Disposal/no request for examination |