EP0353402A1 - Verfahren zum Herstellen eines Stahlbandes mit einer Dicke von weniger als 10 mm - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines Stahlbandes mit einer Dicke von weniger als 10 mm Download PDF

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EP0353402A1 EP89108232A EP89108232A EP0353402A1 EP 0353402 A1 EP0353402 A1 EP 0353402A1 EP 89108232 A EP89108232 A EP 89108232A EP 89108232 A EP89108232 A EP 89108232A EP 0353402 A1 EP0353402 A1 EP 0353402A1
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a steel strip with a thickness of less than 10 mm by casting a strand in a cooled continuous mold and then compressing the strand which has not yet solidified and which emerges from the mold until the inner walls of the strand shell which has already solidified are welded.
  • the preliminary strip produced in a conventional manner is cooled and, after it has completely solidified, is divided into pieces of suitable length or wound up into a strip.
  • the bundle is heat-treated in a temporary storage furnace and set to a uniform temperature.
  • the strip is rolled out in several passes. Because of the necessary intermediate storage furnace and the large number of roll stands for rolling out, the effort for rolling thin strips is still great.
  • Another disadvantage of such a rolling out after the strip has been heated up is that the strip scales on the surface. This makes perfect hot rolling difficult.
  • the mold emerging solidified shell shells can be reduced in thickness in the same operation with the compression of the cast strand with a degree of deformation of more than 40%.
  • Such a reduction in thickness can be achieved with a rolling stand arranged at the mold outlet, in particular a horizontally driven four-high stand.
  • a thin strip can be produced in a single operation from the steel rod which has not yet solidified from the mold and which can be wound into coils or further processed immediately after appropriate cooling.
  • the production of steel strips using the method according to the invention is extremely inexpensive, since no large plants with heating furnaces and roll stands with a corresponding energy requirement are required.
  • the various parameters when casting the steel strand on the one hand and when reducing the thickness of the strand shells on the other hand are matched to one another in such a way that the steel strand can be compressed without breakthroughs and the strand shells can withstand the considerable deformations in the thickness reduction. It has proven to be particularly advantageous if the casting speed and / or the cooling intensity of the mold is controlled in such a way that the steel strand has a strand shell with a thickness of 5-10 mm when it emerges from the mold. In this way it is ensured that the strand shell is resistant enough to withstand the forces occurring during the deformation without the formation of cracks.
  • the strand shells For the formation of a particularly good structure of the rolled strip, it is further advantageous to reduce the strand shells with a degree of deformation of 50-80% in thickness when the cast strand is compressed. For some applications and / or for some steel grades, it may be advantageous to improve the surface quality by re-rolling the strips with a degree of deformation of less than 5%. It is also possible to provide the belt with a contour.
  • a first reduction in the thickness of the cast strand is already carried out in the continuous mold.
  • the strand shells which form on the broad sides of the continuous mold are brought together at least in the central region by a corresponding design of the funnel-shaped region of the continuous mold while the cast strand is being pulled out.
  • the cooling of the continuous mold is adjusted in such a way that the formation of the strand shells begins in the funnel-shaped area. so that a strand with a still molten core is formed there. It is important that the strand shell is only formed with a thickness at which a merging is still possible.
  • an oscillating mold 2 which consists of a funnel-shaped upper part and a lower part with cooling walls arranged in parallel, the spacing of which is selected according to the thickness of the strand to be cast.
  • the solidifying strand shells are already brought together in the funnel-shaped region when the cast strand is pulled out, as a result of which a first reduction in the thickness of the cast strand is achieved.
  • a roll stand 3 with which the solidified strand shells are pressed together, welded together and reduced in thickness.
  • the rolling stand is, for example, a horizontally arranged four-high stand, the driven work rolls 3a of which can be adjusted by means of hydraulic cylinders for the compression and reduction of the thickness of the strand 10.
  • the driven work rolls 3a of which can be adjusted by means of hydraulic cylinders for the compression and reduction of the thickness of the strand 10.
  • the diameter d of the work rolls 3a should be between 0.5 and 1 m, while the distance D of the beginning of the area of attack from the lower edge of the mold 2 should be less than 0.5 m.
  • the roll stand 3 can be followed by a roll stand 5 behind an arch guide 4, with which the solidified cast strand is trained with a low degree of deformation of about 5%.
  • a cooling device 6, scissors 7 and a reel 8 for winding the strip 9 are provided behind the roll stand 5.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Stahlbandes mit einer Dicke von unter 10 mm durch Gießen eines Stahlstranges in einer gekühlten Durchlaufkokille. Der noch nicht durcherstarrte Stahlstrang wird nach Verlassen der Kokille bis zum Verschweißen der inneren Wandungen der bereits verfestigten Strangschale zusammengedrückt, wobei die Strangschalen mit einem Verformungsgrad von > 40 % in der Dicke reduziert werden. Für die Zusammenfassung ist Fig. 1 bestimmt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Stahlbandes mit einer Dicke von unter 10 mm durch Gießen eines Stranges in einer gekühlten Durchlaufkokille und anschließendem Zusammendrücken des aus der Kokille austretenden noch nicht durcherstarrten Stranges bis zum Verschweißen der inneren Wandungen der bereits verfestigten Strangschale.
  • Bei einem bekannten Verfahren dieser Art ("Patent Abstracts of Japan", Band 8, Nr. 210 (M-328) 1647, September 26, 1984; JP-A-5997747 (A)) werden die bereits verfestigten Strangschalen des aus der Kokille austretenden noch nicht erstarrten Stahlstranges so weit zusammengedrückt, bis die Dicke des Bandes etwa gleich der doppelten Dicke der bereits verfestigten Strangschale ist. Um dabei ein sicheres Verschweißen der Strangschalen zu gewährleisten, kann gemäß diesem bekannten Verfahren auf die Strangschalen ein derartiger Druck ausgeübt werden, daß der aus den Quetschrollen austretende Strang gleich der Summe der der Dicken der beiden Strangschalen ist.
  • Durch diese an sich bekannte Maßnahme, die beim Stranggießen zur Erzielung lunkerfreier Stränge angewandt wird, werden allerdings nur Bänder mit einer Dicke von 20 - 50 mm erreicht. Für eine Vielzahl von Anwendungsfällen sind solche Bänder allerdings zu dick. Bänder mit einer Dicke von 20 - 50 mm lassen sich jedoch in herkömmlichen Kaltwalzwerken nicht bis auf die gewünschte kleinste Dicke von etwa 2 mm herunterwalzen.
  • Zur Herstellung von Bändern mit geringer Dicke wird das nach herkömmlicher Weise hergestellte Vorband gekühlt und nach vollständiger Durcherstarrung in Stücke geeigneter Länge unterteilt oder zu einem Band aufgewickelt. Zur Vorbereitung auf das anschließende Auswalzen zu dünnem Band wird der Bund in einem Zwischenspeicherofen wärmebehandelt und auf eine gleichmäßige Temperatur eingestellt. Das Auswalzen des Bandes erfolgt in mehreren Stichen. Wegen des notwendigen Zwischenspeicherofens und der Vielzahl der Walzgerüste für das Auswalzen ist der Aufwand zum Walzen von dünnen Bändern nach wie vor groß. Ein weiterer Nachteil bei einem derartigen Auswalzen nach dem Aufheizen des Bandes besteht darin, daß das Band an der Oberfläche verzundert. Dadurch wird ein einwandfreis Warmwalzen erschwert.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Anlage anzugeben, mit welchem beziehungsweise mit welcher qualitativ hochwertige Stahlbänder mit einer Dicke von 1 - 10 mm auf einfache Art und Weise hergestellt werden können.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die aus der Kokille austretenden verfestigten Strangschalen im gleichen Arbeitsgang mit dem Zusammendrücken des Gußstranges mit einem Verformungsgrad von mehr als 40 % in der Dicke reduziert werden. Eine solche Dickenreduzierung läßt sich mit einem am Kokillenauslauf angeordneten Walzgerüst, insbesondere einem horizontalliegenden angetriebenen Quartogerüst verwirklichen.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich in einem einzigen Arbeitsgang aus dem aus der Kokille austretenden noch nicht durcherstarrten Stahlstang ein dünnes Band herstellen, das unmittelbar nach entsprechender Kühlung zu Bunden gewickelt oder weiterverarbeitet werden kann. Die Herstellung von Stahlbändern mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist äußerst günstig, da keine großen Anlagen mit Wärmeöfen und Walzgerüsten mit entsprechendem Energiebedarf erforderlich sind.
  • Bei der Erfindung sind die verschiedenen Parameter beim Gießen des Stahlstranges einerseits und beim Dickenreduzieren der Strangschalen andererseits derart aufeinander abgestimmt, daß der Stahlstrang ohne Durchbrüche zusammengedrückt werden kann und die Strangschalen die erheblichen Verformungen bei der Dickenreduktion aushalten können. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Gießgeschwindigkeit und/oder die Kühlintensität der Kokille derart geregelt wird, daß der Stahlstrang bei Austritt aus der Kokille eines Strangschale mit einer Dicke von 5 - 10 mm aufweist. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Strangschale widerstandsfähig genug ist, um die bei der Verformung auftretenden Kräfte ohne Bildung von Rissen aushalten zu können.
  • Für eine gleichmäßige Verformung des Gießstranges und eine gute Gefügeausbildung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn das Zusammendrücken der verfestigten Strangschalen nach Austritt des Gußstrangs aus der Durchlaufkokille bei möglichst hohen Temperaturen durchgeführt wird. Gute Ergebnisse wurden erzielt, wenn die Oberflächentemperatur des Gußstranges mehr als 1100oC, vorzugsweise 1200oC bis 1400oC, insbesondere 1300oC beträgt. Es hat sich gezeigt, daß es vorteilhaft ist, wenn in der Strangschale ein Temperaturgradient senkrecht zur Strangoberfläche besteht, der bestimmt wird durch die Strangoberflächentemperatur und eine Temperatur nahe der Solidus-Temperatur im Inneren des Gußstranges. Da alle Stahlqualitäten bei einer Temperatur von mehr als 1200oC hoch belastbar sind, werden bei Einhaltung der vorgenannten Temperaturen Risse in der Stranghaut während der Verformung vermieden.
  • Für die Ausbildung eines besonders guten Gefüges des gewalzten Bandes ist es weiter von Vorteil, die Strangschalen beim Zusammendrücken des Gußstranges mit einem Verformungsgrad von 50 - 80 % in der Dicke zu reduzieren. Für manche Anwendungsfälle und/oder bei einigen Stahlqualitäten kann es zur Verbesserung der Oberflächenbeschaffenheit vorteilhaft sein, die Bänder zusätzlich mit einem Verformungsgrad von kleiner als 5% nachzuwalzen. Es ist auch möglich, das Band hierbei mit einer Kontur zu versehen.
  • Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird eine erste Dickenreduktion des Gußstranges bereits in der Durchlaufkokille durchgeführt. Zu diesem Zweck werden die an den Breitseiten der Durchlaufkokille sich bildenden Strangschalen zumindest im Mittelbereich durch eine entsprechende Ausbildung des trichterförmigen Bereichs der Durchlaufkokille während des Auszuges des Gußstranges zusammengeführt. Dabei wird die Kühlung der Durchlaufkokille derart eingestellt, daß die Bildung der Strangschalen bereits im trichterförmigen Bereich beginnt, so daß bereits dort ein Strang mit noch schmelzflüssigem Kern gebildet wird. Dabei kommt es darauf an, daß die Strangschale sich nur mit einer Dicke ausbildet, bei der ein Zusammenführen noch möglich ist.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel einer Anlage zum Herstellen eines Stahlbandes schematisch darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
    • Fig. 1 eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens in Seitenansicht
      und
    • Fig. 2 ein Detail der Anlage gemäß Fig. 1 im Bereich zwischen der Kokille zum Stranggießen und dem Walzgerüst in zu Fig. 1 vergrößerter Darstellung.
  • Aus dem Tundish 1 fließt schmelzflüssiger Stahl in eine oszillierende Kokille 2, die aus einem trichterförmigen Oberteil und einem Unterteil mit parallel angeordneten gekühlten Wänden besteht, deren Abstand entsprechend der Dicke des zu gießenden Stranges gewählt wird. Infolge der trichterförmigen Ausbildung der Kokille werden bereits im trichterförmigen Bereich die erstarrenden Strangschalen beim Auszug des Gußstranges zusammengeführt, wodurch eine erste Dickenreduzierung des Gußstranges erzielt wird. Unmittelbar am Kokillenauslauf befindet sich ein Walzgerüst 3, mit dem die erstarrten Strangschalen zusammengedrückt, miteinander verschweißt und in der Dicke reduziert werden. Das Walzgerüst ist beispielsweise ein horizontal angeordnetes Quartogerüst, dessen angetriebene Arbeitswalzen 3a für das Zusammendrücken und Dickenreduzieren des Stranges 10 mittels hydraulischer Zylinder verstellbar sind. Im Bereich der Arbeitswalzen 3a sollten den Schmalseiten profilbestimmende Stützrollen zugeordnet sein. Der Durchmesser d der Arbeitswalzen 3a sollte zwischen 0,5 und 1 m liegen, während der Abstand D des Anfangs des Angriffsbereichs von der Unterkante der Kokille 2 kleiner als 0,5 m sein sollte. Diese Verhältnisse sind in Figur 2 dargestellt.
  • Dem Walzgerüst 3 kann hinter einer Bogenführung 4 ein Walzgerüst 5 nachgeordnet sein, mit dem mit geringem Verformungsgrad von etwa 5 % der durcherstarrte Gußstrang dressiert wird. Hinter dem Walzgerüst 5 sind eine Kühlvorrichtung 6, eine Schere 7 und eine Haspel 8 zum Aufwickeln des Bandes 9 vorgesehen.

Claims (6)

1. Verfahren zum Herstellen eines Stahlbandes mit einer Dicke von unter 10 mm durch Gießen eines Stahlstranges in einer gekühlten Durchlaufkokille und anschließendem Zusammendrücken des aus der Kokille austretenden noch nicht durcherstarrten Stahlstranges bis zum Verschweißen der inneren Wandungen der bereits verfestigten Strangschale, dadurch gekennzeichnet, daß die verfestigten Strangschalen im gleichen Arbeitsgang mit dem Zusammendrücken des Gußstranges mit einem Verformungsgrad von >40 % in der Dicke reduziert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die verfestigten Strangschalen mit dem Zusammendrücken des Gußstranges mit einem Verformungsgrad von 50 - 80 % in der Dicke reduziert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die an den Breitseiten der Durchlaufkokille erstarrenden Strangschalen zum Zwecke der Dickenreduzierung des Gußstranges durch eine trichterförmige Ausbildung der Durchlaufkokille während des Auszuges des Gußstrangs aus der Kokille zusammengeführt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung der Durchlaufkokille derart eingestellt wird, daß der Gußstrang beim Austritt aus der Kokille und vor dem Zusammendrücken eine Oberflächentemperatur von 1100oC bis 1400oC, insbesondere von 1300oC besitzt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Gußstrang nach dem Zusammendrücken mit einem Verformungsgrad von etwa 5% nachgewalzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Gußstrang beim Nachwalzen konturiert wird.
EP89108232A 1988-07-14 1989-05-08 Verfahren zum Herstellen eines Stahlbandes mit einer Dicke von weniger als 10 mm Expired - Lifetime EP0353402B1 (de)

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