DE69320322T2

DE69320322T2 - Giessform zum Stranggiessen von dünnen Brammen

Info

Publication number: DE69320322T2
Application number: DE69320322T
Authority: DE
Inventors: Giovanni I-33170 Pordenone Coassin
Original assignee: Danieli and C Officine Meccaniche SpA
Current assignee: Danieli and C Officine Meccaniche SpA
Priority date: 1993-02-16
Filing date: 1993-09-27
Publication date: 1999-04-29
Anticipated expiration: 2013-09-28
Also published as: ITUD930024A0; ATE169533T1; ES2121044T3; JP2997684B2; TW265287B; EP0611619A3; KR940019380A; EP0611619A2; IT1262073B; CN1091063A; EP0611619B1; RU2127652C1; ITUD930024A1; US5460220A; JPH06344084A; CA2107245A1; MX9306447A; KR100263778B1; CN1043318C; BR9304330A

Description

Die Erfindung betrifft eine Gießform gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Die erfindungsgemäße Gießform wird dazu verwendet, dünne Brammen, und in vorteilhafter Weise auch mittlere Brammen, herzustellen, die für anschließendes Walzen zur Herstellung von Blechen oder Bändern (Wickeln) geeignet sind.
Die erfindungsgemäße Gießform hat den Zweck, Brammen von 800 mm bis 3000 mm oder mehr Breite mit einer Dicke, die im Fall dünner Brammen von 30 mm bis 90 mm variieren kann, während sie im Fall mittlerer Brammen von 90 nun bis 150 mm variieren kann, herzustellen.
Gießformen zum Stranggießen dünner Brammen sind in der Technik offenbart.
Das Dokument US-A-2,564,723 lehrt das Einschließen einer Gießkammer an einer mittleren Position bezogen auf die breiten Seiten der Gießform; diese Gießkammer verfügt über eine rhomboedrisch ausgeführte Oberfläche, und sie ermöglicht es nicht nur, ein zu formendes flüssiges Metall aufzunehmen, das so der Zone der schmalen Seiten zugeführt werden kann, sondern sie ermöglicht es auch, die Auslassdüse der Gießpfanne so einzusetzen, dass flüssiges Metall unterhalb des Meniskus ausgegeben wird.
Weiterhin ist es auf dem Gebiet des Walzens von Blechen oder Bändern erforderlich, dass Walzendurchläufe mit verschiedenen Breiten ausgeführt werden, um den Markterfordernissen zu genügen.
Das Dokument US-A-4,134,441 lehrt daher das Versetzen der schmalen Seiten der Gießform während des Gießprozesses, um programmierte Breiten dünner Brammen herzustellen.
Die Dokumente SU-A-143.215 und JP-A-51-112730 offenbaren Gießkammern mit gekrümmter Umfangsausbildung, um Längsrisse aufgrund eines Gleitvorgangs der erstarrenden Haut zu verhindern, die wesentliche Entwicklungen bis zur Ankunft am Auslassabschnitt aufnehmen muss.
Das Dokument EP-C-149.734 beinhaltet die Lehren aller dieser Dokumente aus dem Stand der Technik und legt sie auf koordinierte Weise dar, um bei denselben, identischen Zwecken anzugelangen.
Alle diese Dokumente aus dem Stand der Technik, und auch der aktuell vorliegende Stand der Technik betreffend dünne Brammen, also Brammen mit einer Dicke mit ungefähr einem mittleren Wert von 50 bis 60 mm, sehen es vor, dass sich die Gießkammer vertikal über ungefähr ein Viertel bis ein Drittel, oder maximal die Hälfte, der Länge der Gießform erstreckt. Unter dieser Bedingung verbleiben jedoch beträchtliche Probleme hinsichtlich Spannungen und Belastungen der Haut, während diese die Gießkammer verlässt und sich selbst an die umgebenden Wände anpasst.
Um diese Probleme teilweise zu mindern, wurden in der Zone der Richtungsänderung sehr lange und allmählich gekrümmte Verbindungsabschnitte angebracht, jedoch vermeiden diese vorgeschlagenen Ausführungsformen das Vorliegen großer metallurgischer Probleme nicht, die die Entnahmegeschwindigkeit und die Qualität des sich ergebenden Erzeugnisses wegen Querdruckkräften auf die Haut verringern, und die die Gefahr eines Abziehens der Haut sowie von Turbulenz, die durch die mäßigen Abmessungen der Gießkammer verursacht wird, nicht vermeiden.
Das Dokument JP-A-51-112730, das eine Gießform zum Herstellen mittlerer Brammen für Bleche und Bänder betrifft, sieht vor, dass die Gießkammer fortschreitend entlang praktisch der gesamten Länge der Gießform verkleinert wird, so dass die Bramme am Auslass der Gießform die gewünschten Nennabmessungen mit vollkommen geraden Seiten aufweist; jedoch überwindet auch dieser Vorschlag, obwohl er für sich günstig ist, nicht alle Probleme beim Ausstoßen und hinsichtlich der Oberflächenqualität dünner Brammen, da die Qualität nicht für jeden so gegossenen Stahltyp immer hervorragend ist. Darüber hinaus zeigt die Qualität einer so hergestellten Bramme manchmal während des Walzschritts nicht hinnehmbare Qualitätsmängel.
Das Dokument DE-A-20 34 762 offenbart eine Gießform mit einer Gießkammer mit durchgehendem Formverlauf sowie das Vorwalzen von in der die Gießform verlassenden Bramme erzeugten Erweiterungen, um die Bramme dann flach zu machen, wenn sie das Ende des Auslass-Rollenförderers erreicht.
Dieses Dokument sieht durchgehende Gießkammern mit sich nicht ändernden Abmessungen vor, jedoch schaffen diese Kammern Probleme hinsichtlich des Schrumpfens und der Oberflächenkontinuität der Haut.
Das Dokument WO-A-89/12516 bietet im wesentlichen zwei Lösungen, von denen die erste, die bereits im Dokument EP-A- 230886 enthalten ist, eine Kammer mit rechteckigem Grundriss offenbart, deren Seiten sich so verjüngen, dass an einer mittleren Position über die Länge des Kristallisators der normale Querschnitt erreicht wird; diese Lösung beinhaltet tatsächlich dieselben Nachteile, jedoch teilweise verringert, wie sie gemäß den Lehren des Dokuments US-A-2,564,723 vorliegen.
Die zweite Lösung sorgt für eine durchgehende Gießkammer mit konstanter Breite und einer solche Verjüngung, dass die Seiten in der Mittellinie der Gießkammer die Abmessungen der Bramme außerhalb der Gießform erreichen. Diese zweite Lösung beinhaltet einen langen und wesentlichen Vorwalzprozess unmittelbar stromabwärts bezüglich der Gießform, um den konvexen Abschnitt allmählich zu verjüngen. Diese zweite Lösung ermöglicht es nicht, eine ausreichend glatte Haut, die frei von Rissen ist, herzustellen, und vor allem erlaubt sie es nicht, die derzeit erforderlichen Gießgeschwindigkeiten zu erreichen.
Ferner erschwert diese zweite Lösung die Ausrichtung zwischen dem Auslass des Kristallisators und der aufnehmenden Fußeinrichtung. Sie ermöglicht auch nicht den Start eines Stranggießvorgangs.
Darüber hinaus besteht in der Zone maximaler thermischer Belastungen einer Bramme, d. h. in der Übergangszone zwischen der Abkühlung durch Leitung und der Abkühlung durch Konvexion, eine Schubkomponente zur Mitte der Bramme hin, und diese Komponente bewirkt ein Abziehen der Haut, kombiniert mit Biege- und Kompressionsspannungen und Verformungen der Haut mit der Ausbildung von Hohlräumen.
Die Anmelderinnen haben diese Erfindung konzipiert, getestet und realisiert, um die obigen Mängel zu überwinden.
Die Erfindung ist im Hauptanspruch dargelegt und gekennzeichnet, während die abhängigen Ansprüche Varianten der Idee der Ausführungsform beschreiben.
Gemäß der Erfindung ist die Gießkammer, die in der Mitte mindestens einer ihrer zwei breiten Seiten mit einer Erweiterung versehen ist, mit einer zusammengesetzten Kurve ausgebildet, die aus einer mittleren, die Erweiterung bildenden Kurve sowie zwei seitlichen Kurven besteht, die an den Seiten der mittleren Kurve liegen und in diese und die speziellen Breiten, geraden Seiten übergehen.
Jede dieser Kurven kann durch einen einzelnen Radius oder durch mehrere Radien erzeugt sein, um eine einzelne Polynomkurve zu erzeugen.
Zu praxisgerechten Beschreibungszwecken wird nachfolgend der Begriff "erster Äquivalenzradius" dazu verwendet, den Radius zu beschreiben, der die mittlere Kurve erzeugt, oder denjenigen Radius, der eine Kurve erzeugt, die am besten an die mittlere Kurve angenähert ist.
Statt dessen wird der Begriff "Äquivalenzradius des gekrümmten Verbindungsstücks" dazu verwendet, den Radius zu beschreiben, der eine einzelne seitliche Kurve erzeugt, oder denjenigen Radius, der eine Kurve erzeugt, die am besten an die seitlichen Kurven angenähert ist.
Die mittlere Kurve und die seitlichen Kurven ändern fortschreitend den Wert des jeweiligen Äquivalenzradius durch Vergrößern desselben von der Oberseite zur Unterseite des Kristallisators der Gießform, während sich die Erweiterung verkleinert.
Dieser Äquivalenzradius verbleibt in demjenigen Segment konstant, in dem die Erweiterung gemäß der Erfindung einen konstanten Durchgangsquerschnitt bildet.
Diese Gießkammer erstreckt sich bis zur Unterkante der Gießform und behält im wesentlichen dieselbe Breite.
Der Querschnitt der Gießkammer ist allmählich verringert, jedoch verbleibt am Auslass der Gießform eine seitliche Halberweiterung, die 1 bis 12,5 mm an jeder Seite misst und demgemäß insgesamt 2 bis 25 mm der Dicke der Bramme ausmacht.
Diese seitliche Halberweiterung variiert von ungefähr 1 bis 9 mm pro Seite bei Brammen mit einer Nenndicke zwischen 30 und 90 mm.
Wenn Brammen eine Nenndicke zwischen 90 und 150 mm aufweisen, macht diese Halberweiterung pro Seite zwischen 6 und 12,5 mm aus.
Diese Verringerung des Querschnitts der Gießkammer beinhaltet eine mittlere, gekrümmte Verbindungszone, die mit einem Endsegment verbunden ist, das über im wesentlichen gerade und parallele Wände verfügt, d. h. über konstanten Durchgangsquerschnitt.
Das Endsegment der durchgehenden Gießkammer mit konstantem Querschnitt ermöglicht es, Probleme hinsichtlich einer Entnahme des Kopfs der Bramme, wie mit der Startstange verankert, zu vermeiden, und es muss, gemäß der Erfindung, einen konstanten Querschnittswert von mindestens 120-150 mm aufweisen.
Gemäß der Erfindung verfügt das Endsegment über eine Länge, die zwischen einem Viertel und einem Sechstel der Gesamtlänge der Gießform ausmacht.
Dieses Segment mit konstantem Querschnitt, das im wesentli chen gerade Seitenwände aufweist, ermöglicht es nicht nur, einen Gießvorgang zu starten, sondern es unterstützt auch die Ausrichtung und verringert thermische Übergangsspannungen.
Gemäß einer Variante variiert die Breite der Gießkammer fortschreitend entlang der Länge der Gießform, außer im Endsegment, das konstanten Durchgangsquerschnitt aufweist. Diese Variation ist in vorteilhafter Weise an den zwei Seiten jeder Erweiterung unterteilt, und sie ist durch einen Winkel β zwischen 0º und 20º definiert.
Beim nachfolgend angegebenen Beispiel ist die Verringerung der Erweiterung in der Gießkammer in gleicher Weise zu den beiden Seiten der Erweiterung unterteilt, wie sie an jeder breiten Seite des Kristallisators vorhanden ist.
Die am Auslass der Gießform liegende Aufnahmeeinrichtung führt die Aufgabe aus, die den Kristallisator der Gießform verlassende Bramme aufzunehmen. Diese Aufnahmeeinrichtung wirkt, wie die folgenden Rollen, mit einem integrierten, direkten Kühlsystem zusammen.
Diese Aufnahmeeinrichtung, die aus Aufnahmeplatten oder Fußwalzen oder einer Kombination dieser beiden bestehen kann, enthält einen durchgehenden Kanal, der geometrisch mit dem Querschnitt des Endsegments der Gießkammer, das auch den Auslass des Kristallisators bildet, übereinstimmt.
Unmittelbar stromabwärts bezüglich der Aufnahmeeinrichtung befinden sich Querwalzen mit der Aufgabe einer Kompression, Geraderichtung und möglicherweise einer sanften Verringerung der Seitenwände der Bramme.
Gemäß der Erfindung kann zumindest eine erste Anordnung von Querwalzen vorhanden sein, die den Querschnitt eines Kanals bildet, der geometrisch mit dem Querschnitt des Endsegments übereinstimmt, das auch den Auslass des Kristallisators bildet.
Danach sind andere Querwalzen vorhanden, die fortschreitend den Querschnitt des Kanals modifizieren, bis die breiten Oberflächen der Brammen, auf die ein fortlaufender Satz von Querwalzen einwirkt, parallel und gerade gemacht sind.
Der abschließende Vorgang des Glättens der Oberfläche einer Bramme wird daher auf fortschreitende Weise am Auslass der Gießform durch die rotierenden Flächen der Querwalzen ausgeführt.
Das durch diese rotierenden Oberflächen ausgeführte abschließende Glätten hat eine Anzahl von Vorteilen zur Folge. Ein erster Vorteil ist, dass die Bramme unter starker Verringerung von Reibung und Querschubkräften und damit der Möglichkeit eines Reißens der Haut in ihre Endform gebracht wird; dies gilt insoweit, wie eine Richtungsänderung bei einem Relativgleitvorgang, wie er auftritt, wenn die Haut bei einer herkömmlichen Gießkammer austreten muss, um an die endgültige Form angepasst zu werden, im wesentlichen durch einen Kontakt mit Drehbewegung ersetzt wird, wie er bei der Erfindung auftritt, die eine durchgehende Gießkammer mit einem Endsegment mit konstantem Querschnitt aufweist.
Ein zweiter Vorteil besteht aus dem Einschluss des Reduzierungswinkels α der schrägen Seitenflächen der Gießkammer, insoweit dieser Winkel α innerhalb der Gießform beseitigt ist; die Gießform selbst enthält ein im wesentlichen gerades Endsegment, das die Querschubkraft, aufgrund des Winkels α, absorbiert. Dieser Winkel α beträgt gemäß der Erfindung zwischen 1º und 7º, jedoch vorteilhafterweise zwischen 2º und 4º.
Dadurch, dass die den Kristallisator der Gießform verlassende Bramme mit einer Form mit konstantem Querschnitt ausgebildet wird, ermöglicht die Erfindung das Vermeiden des Vorliegens mechanischer Kräfte, die nicht korrekt kontrolliert werden können und die in jedem Fall in der Zone maximaler thermischer Belastungen anomal sind, d. h. in der Übergangszone zwischen den zwei Kühlungstypen.
Die fortschreitende Verringerung des Winkels α, der die Reduktion des ersten Segments der Gießkammer festlegt, verringert die Möglichkeit einer Entstehung von Oberflächen-Hohlräumen in der Haut der Bramme während deren Ausbildung beträchtlich.
Gemäß der Erfindung wird die mittlere Verbindungszone zwischen dem ersten Segment und dem Endsegment der Gießform durch eine mittlere Verbindungskurve gebildet, die eine Polynomkurve oder eine durch einen einzelnen Radius erzeugte Kurve sein kann; nachfolgend wird der Begriff "Radius rr des mittleren, gekrümmten Verbindungsstücks" dazu verwendet, den Radius zu beschreiben, der die mittlere Verbindungskurve erzeugt, oder denjenigen Radius, der am besten an die mittlere Verbindungskurve angepasst ist.
Die Erfindung schafft eine solche Anordnung, dass die die mittlere Kurve mit den jeweiligen geraden seitlichen Segmenten der breiten Seiten der Gießform verbindenden seitlichen Kurven sehr lang und allmählich ausgebildet sind; anders gesagt, ist der Äquivalenzradius des gekrümmten Verbindungsstücks gemäß der Erfindung viel größer als der erste Äquivalenzradius.
Das Verhältnis zwischen dem Äquivalenzradius des gekrümmten Verbindungsstücks und dem ersten Äquivalenzradius beträgt zwischen 1,5 : 1 und 3 : 1.
Dieser Wert des Äquivalenzradius des gekrümmten Verbindungsstücks verhindert, dank dessen Form und Größe, die Entstehung kombinierter Biege- und Kompressionskräfte an der Haut, mit ungünstigen Effekten, wie einem Verrutschen der Haut und der Entstehung von Hohlräumen.
Wie bereits ausgeführt, wird die Aufgabe des Komprimierens und Geraderichtens des vergrößerten Teils der den Kristallisator verlassenden Bramme durch eine oder mehrere Querwalzen ausgeführt, die aufeinanderfolgend auf den Auslass der Gießform angeordnet sind.
Wenn die Aufgabe des Verringerns der Erweiterung sowie des Geraderichtens der breiten Seiten der Bramme durch mehrere Querwalzen ausgeführt wird, können die stromaufwärtigen Querwalzen Hohlformen in Umfangsrichtung aufweisen, die sich fortschreitend verringern, bis zylindrische Querwalzen für das fortschreitende Glätten der Oberfläche der Bramme erreicht sind.
Die Querwalzen, die keine Geraderichtwirkung für die Oberfläche ausführen, sondern die die Aufnahme und möglicherweise allmähliche Reduzierungswirkung auf die breiten Seiten der Bramme ausüben und daher keine hohle Umfangsform aufweisen müssen, oder zumindest einige von ihnen, können einen konvexen Formverlauf zur Mitte ihrer Seiten (Tonnenform) aufweisen.
Bei der Ausführungsform der Erfindung ist daher die Gießkammer eine durchgehende Kammer in Längsrichtung, und die fortschreitende Verringerung des Umfangsformverlaufs der verschiedenen Abschnitte im ersten Segment der Gießkammer ist dergestalt, dass sie die natürliche Schrumpfung der Haut kompensiert, oder sich zumindest teilweise an diese anpasst, um so eine Kontraktion und kombinierte Biege- und Kompressionsspannungen auf die Haut zu vermeiden.
Die größere Abmessung der Gießkammer ist dergestalt, dass es möglich ist, geschmolzenes Metall ohne übermäßige Turbulenzen oder Auswaschen der Seitenwände, jedoch mit größeren Strömungsraten des geschmolzenen Metalls und mit einem Erzielen höheren Durchsatzes auszugeben.
Darüber hinaus ermöglichen die Fähigkeit, eine größere Menge an Schmierpulver aufzunehmen, und die größere heiße Oberfläche in Kontakt mit diesem Schmierpulver, eine größere Menge an geschmolzenem Pulver, das zwischen der Haut und den Seitenwänden des Kristallisators einwirkt.
Ferner ist es durch die Erfindung möglich, am Auslass eine sogenannte "allmähliche Verkleinerung" auf kontrollierte und kontinuierliche Weise auszuführen, ohne dass die schmalen Seiten der Gießform mit kombinierten Biege- und Kompressionsspannungen belastet werden.
Die beigefügten Figuren, die als nicht beschränkendes Beispiel beigefügt sind, zeigen das Folgende:
Fig. 1 zeigt eine lineare Gießform mit einer Gießkammer mit im wesentlichen konstanter Breite;
Fig. 2 zeigt eine lineare Gießform mit einer Gießkammer mit sich verringernder Breite;
Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch eine Gießform mit einer durchgehenden Gießkammer, die kleiner wird und ein konstantes Endsegment gemäß der Erfindung aufweist;
Fig. 4 zeigt einen Typ einer Erweiterung und eines abgerundeten Verbindungsabschnitts der Gießkammer gemäß der Erfindung.
Die Figuren beinhalten Zeichnungen von Gießformen 110, und sie zeigen nur das wesentliche, insbesondere das Profil des Querschnitts des Kristallisators der Gießform 110.
Der Kristallisator 10 kann aus Kupfer, einer Kupferlegierung oder einem anderen Metall bestehen, und er enthält die üblichen Kammern mit umgewälztem Kühlwasser.
Die Gießform 110 unterliegt, ebenfalls auf bekannte Weise, Hin- und Her-Längsbewegungen, d. h. Bewegungen im wesentlichen entlang ihrer Achse durch das Gleiten des geschmolzenen Metalls und damit der Bramme, und sie umfasst einen Kristallisator 10 mit breiten Seiten 15 und schmalen Seiten 14. Die schmalen Seiten 14 werden durch bewegliche Seitenwände 13 gebildet, die, wenn sie verstellt werden, die Breite der austretenden Bramme bestimmen.
An einer mittleren Position zwischen den breiten Seiten 15 ist eine Gießkammer 11 vorhanden, die an einer Auslassdüse 12 einer Gießpfanne liegt, die geschmolzenes Metall in vorteilhafter Weise zu den beweglichen Seitenwänden 13 und nach unten unterhalb eines Meniskus 20 liefert.
Die Gießkammer 11 verfügt über eine Mittelebene M, die rechtwinklig zu den Seitenwänden 15 und in Längsrichtung des Kristallisators 10 verläuft.
Am Auslass 17 der Gießform 110 liegen Aufnahmeeinrichtungen 24, und bei diesem Beispiel sind sie als Platten dargestellt, denen Querwalzen 18 folgen, die erneut auf die brei ten Seiten 15 der Bramme einwirken.
Die Aufnahmeeinrichtungen 24 bilden einen Querschnitt eines Kanals, und dieser Querschnitt ist im wesentlichen derselbe wie der des Auslasses eines Endsegments 27 des Kristallisators 10, und er kann mit einer Einrichtung zur elastischen Anpassung an die Oberfläche der durchlaufenden Bramme versehen sein.
Es können auch Walzen vorhanden sein, die auf die schmalen Seiten 14 einer Bramme einwirken, oder diese Walzen können durch Aufnahmeplatten oder andere bekannte Einrichtungen ersetzt sein. Die gesamte Anordnung wirkt mit einer Kühleinrichtung 25 von bekanntem Typ zusammen.
Die Querwalzen 18 können in Längsrichtung in zwei oder mehr Segmente unterteilt sein, die mit dazwischen liegenden Tischhaltern zusammenwirken.
Die Querwalzen 18 umfassen bei diesem Beispiel (Fig. 1 und 3) eine erste Anordnung 19 von Walzen, deren Profil an den Auslassquerschnitt des Kristallisators 10 angepasst ist, wobei dieses Profil einen Querschnitt eines Kanals bildet, der dem Auslassabschnitt des Endsegments 27 der Gießform 10 entspricht.
Die Querwalzen 18 umfassen als nächstes eine zweite Anordnung 28 von Walzen, deren Profile fortschreitend modifiziert sind, um dafür zu sorgen, dass der Querschnitt einer Bramme, die mit Erweiterungen an ihren breiten Seiten 15, wie durch den Auslassabschnitt des Endsegments 27 der Gießform 10 bestimmt, austritt, breite Seiten 15 erhält, die parallel und ohne Erweiterungen ausgebildet sind, so dass die Bramme mit einer dritten Anordnung 29 zylindrischer oder möglicherweise konvexer Walzen zusammenwirken kann.
Wie oben ausgeführt, wirken die Aufnahmeeinrichtungen 24 und die Walzen 18 mit einer Direktkühlungseinrichtung 25 zusammen.
Gemäß der Erfindung umfasst, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, der Querschnitt der Gießkammer 11 ein erstes Segment 26, das fortschreitend und konstant reduziert ist und dem ein Endsegment 27 folgt, wobei eine mittlere, gekrümmte Verbindungszone 23 vorhanden ist. Die durch eine mittlere Verbindungskurve gebildete mittlere, gekrümmte Verbindungszone 23 hat den Zweck, Probleme hinsichtlich eines Verrutschens der Haut zu verhindern.
Die Gießkammer 11 verfügt an ihrem Einlass über eine Breite L, die durch die mittlere, die Erweiterung bildende Kurve bestimmt ist, und auch über eine Tiefe, die durch eine Nennbreite La der beweglichen Seitenwände 13 bestimmt ist, wozu die Erweiterung zu addieren ist, die am Einlass 16 den Wert 2A hat; A ist in den Zeichnungen der Wert, der seitlichen Halberweiterung des Einlasses 16 der Gießkammer 11 in einer Wand des Kristallisators 10, und dieser Wert ist im wesentlichen entlang der Mittelebene M gemessen. Die mittlere Kurve dieser seitlichen Halberweiterung, die am Einlass 16 den Wert A hat, ist durch spezielle erste Äquivalenzradien R definiert.
Dieser erste Äquivalenzradius R nimmt am Einlass 16 einen mit R' bezeichneten Wert ein.
Im ersten Segment 26 wird die Erweiterung der Gießkammer 11 fortschreitend mit sich ergebender konstanter Zunahme des ersten Äquivalenzradius R verkleinert.
Gemäß der Erfindung hat L einen Wert von mindestens 500 mm, und es kann in Beziehung zu einer größeren Breite der breiten Seiten 15 viel höhere Werte erreichen.
Der Wert von A kann gemäß der Erfindung zwischen 30 und 90 mm variieren; der Wert dieser Erweiterung ist tatsächlich eine Funktion des Werts der Nennbreite La der beweglichen Seitenwände 13, und es ist eine Funktion anderer metallurgischer Faktoren.
Das Endsegment 27 belegt ungefähr ein Viertel bis ein Sechstel der Gesamtlänge des Kristallisators 10, und es umfasst einen ersten, in der jeweiligen gekrümmten Verbindungszone 23 definierten ersten Endabschnitt 27' und einen zweiten Endabschnitt 27" mit im wesentlichen geraden und parallelen Seitenwänden und konstantem Querschnitt seines Kanals.
Anders gesagt, ist der Querschnitt des Kanals im zweiten Endabschnitt 27", der unmittelbar stromabwärts bezüglich des in der Zone 23 vorhandenen gekrümmten Verbindungsstücks beginnt, konstant, und gemäß der Erfindung muss dieser zweite Endabschnitt 27" mit konstantem Querschnitt einen Wert von mindestens 120-150 mm aufweisen.
Die gekrümmte Verbindungszone 23 ist durch eine mittlere Verbindungskurve gebildet, die eine Polynomkurve oder eine durch einen einzelnen Radius erzeugte Kurve sein kann.
Um die Beschreibung zu erleichtern, wird nachfolgend der Begriff "Radius rr des mittleren gekrümmten Verbindungsstücks" verwendet. Dieser Radius rr des mittleren gekrümmten Verbindungsstücks definiert den Erzeugungsradius der mittleren Verbindungskurve oder den Radius, der diejenige Kurve erzeugt, die am besten an die mittlere Verbindungskurve angenähert ist.
Gemäß der Erfindung nimmt dieser Radius rr des mittleren gekrümmten Verbindungsstücks in der Ebene M einen Wert von nicht unter 0,1 m ein.
Im zweiten Endabschnitt 27", und daher auch am Auslass 17, hat die Breite der Gießkammer 11, gemäß dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1, immer ungefähr den Wert L, jedoch hat sich die relative seitliche Halberweiterung von A auf B geändert, wobei B einen Wert zwischen 1 und 12,5 mm aufweist.
In der ersten Gießkammer 11 ändert sich der erste Äquivalenzradius R fortschreitend vom speziellen ersten - Äquivalenzradius R' am Einlass 16 auf den speziellen ersten Äquivalenzradius R" am Auslass 17, wobei er entlang dem gesamten zweiten Endabschnitt 27" konstant ist.
Wie es in Fig. 4 dargestellt ist, geht die mittlere Kurve der Gießkammer 11 an ihren Seiten mit seitlichen Kurven, deren Äquivalenzradius r des gekrümmten Verbindungsstücks das 1,5- bis 3-fache des ersten Äquivalenzradius R ist, der im wesentlichen die mittlere Kurve der Erweiterung der Gießkammer 11 am sich ergebenden Längspunkt bestimmt, in die geraden, breiten Seiten über.
Anders gesagt, ändert sich der Äquivalenzradius r des gekrümmten Verbindungsstücks vom speziellen Äquivalenzradius r' = 1,5- bis 3-fachen von R' des gekrümmten Verbindungsstücks am Einlass 16 auf den speziellen Äquivalenzradius r" = 1,5- bis 3-fachen von R" des gekrümmten Verbindungsstücks im zweiten Endabschnitt 27" und am Auslass 17.
Die Lösung, eine durchgehende Gießkammer 11 entlang der gesamten Länge des Kristallisators mit einem ersten Segment 26 mit fortschreitender Querschnittsverringerung, das sich über drei Viertel bis fünf Sechstel der Länge erstreckt, bereit zustellen, ermöglicht es, dass ein Winkel α vorliegt, der zwischen der Bezugslinie 22 der Ebene der Mittellinie M, wie innerhalb des Kristallisators eingeschlossen, definiert ist, wodurch Zeit dafür geschaffen ist, dass sich Spannungen im zweiten Endabschnitt 27" abbauen können.
Gemäß der Erfindung weist der Winkel α einen Winkel zwischen 1º und 7º, jedoch vorteilhafterweise zwischen 2º und 4º, auf. Das Vorhandensein des Winkels α und sein Verhalten vermeiden Probleme in Zusammenhang mit Richtungsänderungen der Haut.
Die Tatsache, dass die Erfindung in der gekrümmten Verbindungszone 23 eine Richtungsänderung umfasst, ruft keine Erzeugung von Oberflächen-Hohlräumen hervor, und zwar dank des mäßigen Werts von α und des Vorhandenseins der mittleren Verbindungskurve, die durch den Radius rr des mittleren gekrümmten Verbindungsstücks definiert ist.
Gemäß der Variante von Fig. 2 ist das erste Segment 26 der Gießkammer 11 an jeder breiten Seite 15 durch einen Winkel β fortschreitend nach innen verjüngt, mit einer Änderung von einem Wert L auf einen Wert 1 sowie von einem Wert A auf einen Wert B, wonach die Werte 1 und B im zweiten Endabschnitt 27" stromabwärts bezüglich der gekrümmten Verbindungszone 23 beibehalten bleiben.
Gemäß der Erfindung hat β einen Wert zwischen 0º und 20º.
Gemäß einer anderen Variante der Erfindung ist die Erweiterung der Gießkammer 11 insgesamt und nur auf einer breiten Seite 15 alleine der Gießform 10 ausgebildet, so dass die andere breite Seite 15 eben ist.
Gemäß der Erfindung werden zu Beginn eines Gießvorgangs die zweite Walzenanordnung 28 und die dritte Walzenanordnung 29 in den Richtungen 21 geöffnet, um den Kopf der Startstange durchlaufen zu lassen, mit einer Positionierung im Endsegment 27.
Wenn ein Gießvorgang bereits begonnen hat, wird der Kopf der Startstange ab dem Endsegment 27 und dann aus der Aufnahmeeinrichtung 24 und der ersten Walzenanordnung 19 herausgezogen, und wenn die Startstange an den Walzen 18 der zweiten und dritten Anordnung 28-29 durchläuft, werden diese Walzen 18 zueinander hinbewegt, um auf die Bramme einzuwirken und die Erweiterung vorzuwalzen.
Gemäß der Erfindung kann der Kristallisator unterschiedliche Kühlzonen aufweisen, mit z. B. geringerer Wärmeleitfähigkeit der Zone des Meniskus 20.
Gemäß der Erfindung ist die Gießform 10 mit Temperatursensoren 30 versehen, um den Temperaturverlauf zu überwachen. In diesem Fall ist den Temperatursensoren 30 eine Vorrichtung 31 zugeordnet, die die Stranggießanlage steuert und verwaltet und die eine Datenbank-Vergleichseinrichtung und eine Steuerungseinrichtung umfasst, um den Stranggießprozess und den Kühlvorgang, unabhängig davon, ob es sich um Primär- oder Sekundärkühlung handelt zu verwalten.

Claims

1. Gießform zum Stranggießen dünner Brammen mit einer Dicke zwischen 30 mm und 90 mm sowie mittlerer Brammen mit einer Dicke zwischen 90 mm und 150 mm, mit einem Kristallisator (10) mit beweglichen Seitenwänden (13), um die Breite der Bramme einzustellen, und mit Aufnahmeeinrichtungen (24) und Querwalzen (18), die eine mögliche erste Walzenanordnung (19), eine zweite Walzenanordnung (28) und eine dritte Walzenanordnung (29) bilden, wobei der Kristallisator (10) eine vergrößerte Gießkammer (11) aufweist, die sich entlang seiner Länge erstreckt und eine fortschreitend verringerte Erweiterung aufweist, die durch eine mittlere, durch einen ersten Äquivalenzradius R definierte Kurve gebildet ist, wobei diese mittlere Kurve am Einlass (16) der Gießkammer (11) durch einen speziellen ersten Äquivalenzradius R' und eine Breite L von mindestens 500 mm mit einem Wert der seitlichen Halberweiterung A zwischen 30 mm und 90 mm definiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießkammer (11) innerhalb ihrer Länge ein erstes Segment (26) und ein Endsegment (27) aufweist, wobei eine gekrümmte Verbindungszone (23) zwischen dem ersten Segment (26) und dem Endsegment (27) vorhanden ist, wobei das Endsegment (27) zwischen einem Viertel und einem Sechstel der Gesamtlänge des Kristallisators (10) ausmacht und es einen ersten Endabschnitt (27'), der in der jeweiligen gekrümmten Verbindungszone (23) gebildet ist, und einen zweiten Endabschnitt (27") aufweist, der über mindestens 120 mm Länge seines Kanals einen konstanten Querschnitt mit einer seitlichen Halberweiterung B mit einem Wert zwischen 1 mm und 12,5 mm aufweist, gebildet durch eine mittlere Kurve mit einem speziellen ersten Äquivalenzradius r".

2. Gießform nach Anspruch 1, bei der die mittlere Kurve der Erweiterung der Gießkammer (11) am Einlass des Endsegments (27) eine Breite L festlegt.

3. Gießform nach Anspruch 1, bei der die Erweiterung der Gießkammer (11) am Einlass des Endsegments (27) eine Breite 1 festlegt, die zwischen einem Wert unmittelbar unter L und einem Wert liegt, der durch mindestens einen Winkel β der seitlichen Verkleinerung mindestens einer Seite der Erweiterung der Gießkammer (11) festgelegt ist.

4. Gießform nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der Querschnitt des ersten Segments (26) der Gießkammer (11) fortschreitend zur Zone (23) des gekrümmten Verbindungsstücks hinunter mit einem Winkel α, gemessen entlang der Ebene der Mittellinie M, kleiner wird, wobei diese Verkleinerung eine Anzahl erster Äquivalenzradien R festlegt, die fortschreitend in der Richtung nach unten zunehmen, wobei der Winkel α zwischen 1º und 7º beträgt.

5. Gießform nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die mittlere Kurve jeder Erweiterung der Gießkammer (11) über mittlere Kurven in die geraden Seiten der jeweiligen breiten Seiten (15) übergeht, wobei die Form der seitlichen Kurven durch einen Äquivalenzradius r des gekrümmten Verbindungsstücks festgelegt ist, wobei der Wert des Radius r zwischen dem 1,5- und dem 3-fachen des Werts des entsprechenden ersten Äquivalenzradius R liegt.

6. Gießform nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der erste, die mittlere Kurve der Gießkammer (11) festlegende erste Äquivalenzradius R ein tatsächlicher Radius ist.

7. Gießform nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der die mittlere Kurve der Gießkammer (11) kennzeichnende erste Äquivalenzradius R eine Polynomkurve festgelegt.

8. Gießform nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der mindestens eine seitliche Kurve der Gießkammer (11) festlegende Äquivalenzradius r des gekrümmten Verbindungsstücks ein tatsächlicher Radius ist.

9. Gießform nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der mindestens eine seitliche Kurve der Gießkammer (11) kennzeichnende Äquivalenzradius r des gekrümmten Verbindungsstücks eine Polynomkurve festlegt.

10. Gießform nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die gekrümmte Verbindungszone (23) zwischen dem ersten Segment (26) und dem Endsegment (27) der Gießkammer (11) durch eine Kurve des mittleren Verbindungsstücks gebildet wird, die durch einen Radius rr des mittleren gekrümmten Verbindungsstücks gebildet wird, dessen Wert mindestens 0,1 m beträgt.

11. Gießform nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der sich die Gießkammer (11) über die Länge mindestens einer breiten Seite (15) der Gießkammer (11) erstreckt.

12. Gießform nach einem der vorstehenden Ansprüche, die mit Temperatursensoren (30) zusammenwirkt, die einen Temperaturverlauf bilden und einer Vorrichtung (31) zugeordnet sind, die den Gießvorgang steuert und verwaltet und eine Datenbankeinrichtung und eine Einrichtung aufweist, die den Betrieb des Stranggießprozesses sowie die Primär- und Sekundärkühlung steuert.

13. Gießform nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die unmittelbar stromabwärts bezüglich der Gießform liegende Aufnahmeeinrichtung (24) eine erste Arbeitsposition und eine zweite geöffnet-beabstandete Position aufweist, die vorübergehend mit dem Durchlaufen des Kopfs der Startstange zusammenfällt.

14. Gießform nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die erste, stromabwärts bezüglich der Gießform liegende Walzenanordnung (19) über eine erste Arbeitsposition und eine zweite geöffnet-beabstandete Position aufweist, die vorübergehend mit dem Durchlaufen des Kopfs der Startstange zusammenfällt.

15. Gießform nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die zweite, stromabwärts bezüglich der Gießform liegende Walzenanordnung (28) über eine erste Arbeitsposition und eine zweite geöffnet-beabstandete Position aufweist, die vorübergehend mit dem Durchlaufen des Kopfs der Startstange zusammenfällt.

16. Gießform nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die dritte, stromabwärts bezüglich der Gießform liegende Walzenanordnung (29) über eine erste Arbeitsposition und eine zweite geöffnet-beabstandete Position aufweist, die vorübergehend mit dem Durchlaufen des Kopfs der Startstange zusammenfällt.